30 Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB III

METODE DAN PERANCANGAN

1.1 Metode

Metode yang digunakan dalam pembuatan modul ini adalah

modifikasi rancang bangun yang dilakukan dengan eksperimen. Hasil dari

penyusunan tugas akhir ini berupa modul latih otomasi industri dengan

konsep FRP untuk mengendalikan motor AC 3 phasa.

Pada dasarnya pengendalian motor AC 3 phasa memiliki banyak

macam cara pengendalian seperti interlock (self holding), menjalankan dua

atau tiga motor AC 3 phasa bergantian secara manual maupun otomatis, 2

arah putaran kanan - kiri (forward – reverse), star/Y – delta/Δ dan lain-lain.

Banyaknya macam cara pengendalian motor AC 3 phasa maka disini penulis

hanya merancang pengawatan, pembuatan ladder diagram, dan animasi

sistem HMI untuk mengendalikan motor AC 3 phasa secara forward –

reverse dan star/Y – delta/Δ.

Pembuatan modul latih otomasi industri ini aplikasinya diujicobakan

untuk eksperimen perkuliahan praktikum. Langkah-langkah dalam pembuatan

trainer modul latih ini mengikuti alur diagram alir yaitu sebagai berikut:

31

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Mulai

Menentukan PLC dan

komponen modul latih yang

akan dirancang

Desain bentuk modul latih

dan penenempatan

komponen

Membuat modul latih pada

trainer

Pemasangan hardware dan

software

Terjadi kesalahan?

Menetapkan modul latih

Uji coba modul latih

Uji coba berhasil?

Selesai

Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan modul latih otomasi industri

32

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Pembuatan trainer ini akan menghasilkan hardware modul latih

otomasi industri yang berbasis PLC serta membuat sistem HMI sesuai dengan

software yang digunakan dengan konsep FRP. Pembuatan plant modul latih

otomasi industri ini terdiri dari 3 plant modul yang terdiri dari: Input/Output

kontaktor, modul pengendali motor AC 3 phasa dengan 2 kontaktor magnet

untuk pengendalian forward-reverse, dan modul pengendali motor AC 3

phasa dengan 3 kontaktor magnet untuk pengendalian star/Y – delta/Δ.

Pengujian rangkaian ini dilakukan untuk mendapatkan kinerja trainer

yang maksimal yang saling berkaitan. Pada prinsipnya sebuah PLC melalui

modul input bekerja menerima data-data berupa sinyal dari sistem yang

dikendalikan. Data-data masukan dari input yang masih berupa sinyal analog

akan diubah untuk modul input analog to digital (I/O) menjadi sinyal digital,

selanjutnya oleh CPU yang ada dalam PLC sinyal digital itu diolah sesuai

dengan program yang sudah dibuat dan disimpan dalam memory. Seterusnya

CPU itu akan mengambil keputusan dan memberikan perintah melalui modul

output dalam bentuk sinyal digital.

Pada PLC Omron CP1L perancangan plant PLC masing masing

dihubungkan ke tiap terminal plan input/output sehingga terlihat input/output

yang tersedia pada PLC. Berikut blok rangkaian PLC:

33

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

SYSMAC OMRON

CP1L

COM

INPUT

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

COM

OUTPUT

0

1

2

3

4

5

6

7

Building posh 1

- 24 V

Building posh 2

Building posh 3

Building posh 4

Building posh 5

Building posh 6

Building posh 7

Building posh 8

+ 24 V

Toggle 1

Toggle 2

Toggle 3

Toggle 4

Toggle 5

Toggle 6

Toggle 7

Toggle 8

Push button 1

Push button 2

Push button 3

Push button 4

Gambar 3.2 Blok rangkaian PLC

1.2 Ladder diagram

Ladder diagram atau diagram tangga satu garis adalah satu cara untuk

menggambarkan proses kendali. Diagram ini merepresentasikan interkoneksi

antara perangkat input dan perangkat output sistem kendali. Sebuah ladder

diagram terdiri dari sebuah garis menurun ke bawah pada sisi kiri dengan

garis garis bercabang ke kanan, garis yang ada di sebelah kiri disebut dengan

palang bis (busbar), sedangkan garis-garis cabang (the branching lines)

adalah baris instruksi atau anak tangga. Sepanjang garis instruksi ditempatkan

berbagai macam kondisi yang terhubung ke kondisi lain disisi kanan.

34

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Kombinasi logika dari kondisi-kondisi tersebut manyatakan kapan dan

bagaimana instruksi yang ada disisi kanan tersebut di kerjakan.

Gambar 3.3 Ladder diagram forward – reverse dan star/Y – delta/Δ

1.3 Sistem HMI

Sebelum membuat simulasi sistem HMI, terlebih dahulu harus

membuat diagram alir. Pembuatan diagram alir bertujuan agar dalam

pembuatan program dapat sesuai dengan yang telah direncanakan. Adapun

diagram alir pembuatan animasi sistem HMI dengan software dapat dilihat

pada gambar berikut.

35

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Mulai

Pemahaman deskripsi kerja

Pembuatan file aplikasi baru

Pembuatan tampilan

animasi HMI

Inisialisasi komponen

(tagname)

Paham?

Menjalankan animasi

Sesuai?

Selesai

Gambar 3.4

Diagram alir pembuatan animasi sistem HMI pada software

36

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

1.4 Integrasi HMI dan PLC

Sistem kendali berbasis PLC dapat memudahkan user dalam proses

monitoring dan pengendalian sehingga dapat menjadi sistem HMI antara

operator (manusia) dengan mesin. HMI berfungsi sebagai jembatan bagi

oprator untuk memahami proses yang terjadi pada mesin. Adapun proses

integrasi HMI dan PLC dapat dilihat pada gambar 3.5 berikut.

Modul Latih

Input

Output

Software yang di-

instal pada PC

PC pemrogram

& pengendali

sistem HMIPLC Modul

latih

Gambar 3.5

Proses Integrasi HMI dan PLC

Gambar diatas menunjukkan masing-masing bagian saling

dihubungkan sebagai suatu sistem yang terintegrasi. Mulai dari data pada

input real plant dikirimkan ke PLC untuk diolah dan dieksekusi sesuai

program yang telah dirancang, kemudian data tersebut dibaca oleh komputer

dengan bantuan software sistem HMI yaitu wonderware intouch. Dengan

adanya software sistem HMI, komputer dapat menampilkan data tersebut dan

operator dapat memberikan data pada PLC untuk diteruskan ke output real

plant sesuai program yang sudah dirancang.

37

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Agar PLC dan HMI bisa berkomunikasi, harus ada pengesetan Input-

Ouput Server sehingga aplikasi yang telah dibuat bisa berkomunikasi

langsung dengan PLC melalui software khusus sebagai portal komunikasi

data antara PLC dengan komputer, software tersebut adalah Wonderware I/O

Server.

Wonderware I/O Server mempunyai jenis yang berbeda-beda untuk

PLC yang berlainan merek. PLC yang digunakan pada modul latih adalah

PLC Omron CP1L dengan I/O 20 buah. Maka program yang yang digunakan

adalah Omron Host Link (OmronHL).

Sebelum komunikasi bisa berjalan, harus ada konfigurasi pada

aplikasi Wonderware InTouch dan OmronHL. Konfigurasi pada Wonderware

InTouch yaitu dengan mengatur type tagname, access name dan item pada

tagname. Sedangkan pada OmronHL diatur Com Port dan Topic Definiton.

1.5 Alat, Bahan dan Spesifikasinya

1.5.1 Meja

Bahan dasar yang digunakan untuk meja trainer ini adalah pitblok

dengan ketebalan 1.5 Cm dan dengan penahan meja tersebut

menggunakan besi bentuk balok dengan ketebalan 3 x 3 Cm.

38

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

CPU

MONITOR

TAMPAK

DEPAN

CPU

MONITOR

TAMPAK

BELAKANG

TAMPAK

SAMPING

KANAN

TAMPAK

SAMPING

KIRI

40 Cm

60

Cm

140 Cm

60

Cm50 Cm

10 Cm

33 Cm

50

Cm

Gambar 3.6 Desain Meja

1.5.2 Frame

Bahan frame yang digunakan untuk frame trainer ini adalah stainles

dengan ketebalan 4 x 4 Cm dan dikombinasikan dengan ketebalan 2 x

2 Cm, balok kedua stainles ini dikombinasikan sesuai dengan

kebutuhan frame.

2 Cm

4 Cm

2 Cm

72

Cm4 Cm

4 Cm

1 Cm

2 Cm

1 Cm

98 Cm

Gambar 3.7 Desain Frame

1.5.3 Komputer

39

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Komputer yang digunakan untuk kebutuhan trainer ini spesifikasinya

adalah: Paket dari Acer, Intel dual core, HDD 500 GB, RAM 2 GB,

Original Windows 7 Home Basic, Mouse, Keyboard, Speaker, Monitor

15,6”

1.5.4 Plant

Bahan plan yang digunakan adalah arcrilyc dengan ketebalan 5 Mm

dan dan dengan bentuk persegi ukuran 30 x 28.5 Cm. Untuk desain

plan menggunakan stiker vinil yang sudah dilaminasi sehingga

mengurangi resiko kerusakan.

1.6 Desain Modul Latih.

1.6.1 Modul Umum

a. Power supply terdiri dari:

Voltmeter Analog 300 V, MCB 1 Phasa 2 Ampere, Power

indikator dan 2 buah building posh.

VOLTMETER

MCB

POWER INDIKATOR

Gambar 3.8 Modul Power Supply

b. Input/Output:

40

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Input memiliki 12 masukan dengan menggunakan building posh,

dan output memiliki 8 keluaran dengan menggunakan building

posh.

Pada plant ini dibutuhkan switch yang terdiri dari 2 macam, yaitu

saklar toogle dan push button kecil, switch ini diserikan dengan input dari I/O

dan disambungkan langsung dari PLC, ini disesuaikan dengan kebutuhan real

plant-nya. Pada input memiliki 1 COM, ini digunakan untuk (+), dan pada

output memiliki 4 COM, ini digunakan untuk (-) kemudian diserikan semua

COM tersebut.

1 2 3

4 5 6

7 8 9

10 11

INPUT OUTPUT

12

1 2 3

4 5 6

7 8

SWITCH1 2

3 4

5 6

7 8

9

10

11

12

COM

Gambar 3.9 Modul Input/Output

c. PLC Omron CP1L:

Plant ini terdiri dari PLC Omron CP1L, Power indikator, dan

Push button.

41

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PLC OMRON CP1L

POWER INDIKATOR

PUSH BUTTON

Gambar 3.10 Modul PLC

1.6.2 Modul real plan.

d. Pengendali Motor AC 3 Phasa Forward-Reverse

Pada plan ini terdiri dari 3 buah lampu pilot 220 VAC yang

terbagi dalam 2 warna yaitu merah dan hijau. Plan ini juga

memiliki 3 buah push button dengan 2 buah push button NO

berwarna hijau dan 1 buah push button NC berwarna merah. 20

jack banana untuk input, output dan COM yang dipakai. Ada 2

buah relay 24 VDC sebagai pemicu tegangan AC agar kedua buah

kontaktor yang terpasang pada modul ini dapat bekerja.

Kemudian ada 38 lubang untuk jalur kabel dari MCB dan

kontaktor ke modul port I/O kontaktor.

42

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.11

Modul Pengendali Motor AC 3 Phasa Forward-Reverse

e. Pengendali Motor AC 3 Phasa Star/Y – Delta/Δ.

Pada plant ini terdiri dari 3 buah lampu pilot 220 VAC, yang

terbagi dalam 2 warna yaitu merah dan hijau. Plan ini juga

memiliki 2 buah push button dengan 1 buah push button NO

berwarna hijau dan 1 buah push button NC berwarna merah. 18

jack banana untuk input, output, dan COM yang dipakai.

Kemudian ada 54 lubang untuk jalur kabel dari MCB dan

kontaktor ke modul port I/O kontaktor.

43

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.12

Modul Pengendali Motor AC 3 Phasa Star/Delta.

f. Port I/O kontaktor

Pada plan ini hanya terdiri dari 95 buah jack banana untuk input,

output, dan COM. Serta terdapat 3 buah relay 24 VDC sebagai

pemicu tegangan AC agar kontaktor pada plan pengendali motor

3 phasa star/delta bekerja.

Gambar 3.13 Modul Port I/O kontaktor

44

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

1.7 Perancangan Simulasi

Perancangan ini dibuat dengan melakukan perbandingan dan

pengamatan operasi yang terjadi pada modul latih yang sudah dirancang,

agar dapat mengetahui apakah sistem HMI dapat berjalan dengan baik sesuai

modul latih atau tidak.

1.7.1 Tampilan Menu Halaman Awal

Perancangan pada tampilan ini dibuat untuk menentukan sitem kendali

motor yang mana yang ingin dikendalikan oleh pengguna.

Gambar 3.14 Menu Tampilan Awal

1.7.2 Tampilan Halaman Forward – Reverse

Perancangan tampilan HMI pada halaman ini dibuat untuk

mengendalikan modul kendali motor AC 3 phasa forward – reverse

dari software wonderware intouch.

45

Nugroho Susetyo, 2013 MODUL LATIH SISTEM KENDALI MOTOR AC 3 PHASA BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TERINTEGRASI HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.15 Tampilan HMI forward – reverse

1.7.3 Tampilan Halaman Star – Delta

Perancangan tampilan HMI pada halaman ini dibuat untuk

mengendalikan modul kendali motor AC 3 phasa star – delta dari

software wonderware intouch.

Gambar 3.16 Tampilan HMI Star – Delta