06 - Jurnal Cup Sealer [PDF]

Citation preview

AUTOMATIC CUP SEALER MENGGUNAKAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL Slamet Winardi



Prodi Sistem Komputer – Universitas Narotama [email protected] ABSTRAK Automatic Cup Sealer yang berbasis Programmable Logic Controller (PLC). Dengan adanya suatu kontrol sistem yang canggih dan modern, sehingga dapat menghasilkan suatu hasil yang lebih cepat, efisien, baik dari segi kualitas, waktu, maupun tenaga pada proses produksi minuman dalam kemasan gelas plastik. Kami telah melakukan survey dibeberapa tempat penjualan minuman dalam kemasan gelas plastik . Kami ingin membuat Skripsi tentang Miniatur Automatic Cup Sealer secara sederhana serta software (ladder diagram) untuk PLC sebagai pendukung utamanya. Sehingga dengan demikian kita dapat mengetahui sistem kerja, menganalisa program dan cara mengatasi permasalahan yang ada pada Mesin Automatic Cup Sealer. Kata Kunci : Programmable Logic Controller (PLC), Automatic Cup Sealer, perangkat lunak



1. Latar Belakang Dewasa tersedia



ini,



alumunium, minuman dalam kemasan semakin



produk



kemasan,



dipasaran



banyak



gelas yang terbuat dari plastik.



minuman



dalam



Hasil produksi minuman dalam



banyak



sekali



kemasan gelas plastik dari industri



ditawarkan berbagai produk minuman



rumah tangga/ industri



kecil kualitas



dalam



nya



hal



kemasan dengan



berbagai



kurang



bagus,



tersebut



ukuran dan berbagai bentuk sesuai



dikarenakan dalam proses produksinya



dengan



masih menggunakan mesin –



keinginan



dan



kebutuhan



mesin



konsumen , misal minuman dalam



manual seperti contoh : saat proses



kemasan botol yang terbuat dari kaca,



pengisian cairan dalam gelas plastik,



minuman dalam kemasan botol



pengisian



yang



dilakukan



menuangkan



kemasan



dalam gelas plastik, sehingga antara



yang



terbuat



dari



secara



cara



terbuat dari plastik , minuman dalam kaleng



cairan



dengan



manual



gelas plastik yang satu dengan yang lain



Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013



terkadang volume cairan nya tidak sama,



saat



proses



Salah satu perkembangan teknologi



packaging/



elektronika adalah ditemukannya PLC,



penutupan gelas, menggunakan alat



yang digunakan sebagai sebuah sistem



pemanas plastik manual, sehingga hasil



kontrol. Hampir semua peralatan yang



nya terkadang ada yang belum tertutup



dipakai



sempurna.



menggunakan sistem kontrol. Proses



pada



industri-industri



besar



Sehingga dalam penelitian ini akan



pencampuran cairan sampai proses



dirancang dan dibuat alat untuk proses



pengepakan barang merupakan contoh



produksi



penggunaan sistem kontrol automatis



minuman



dalam



kemasan



ini(Murti, 2004).



gelas plastik secara otomatis, dimana alat



tersebut



pusat



menggunakan



pengontrolnya



sebuah



Static forklift 3 derajat kebebasan,



PLC



mampu mengangkat dan meletakkan



(Programmable Logic Controller) tipe



barang



Keyence KV-24T, sehingga dengan alat



dijangkau. Dengan PLC, alat ini lebih



ini diharapkan akan dapat memperbaiki



mudah dioperasikan(Mulyasari, 2003).



proses



produksi



minuman



pada



tempat



yang



susah



dalam



Pesatnya perkembangan teknologi



kemasan gelas plastik yang digunakan



menghasilkan berbagai penemuan dan



pada industri rumah tangga/ industri



terobosan-terobosan



kecil.



kontrol yang semakin lama semakin



dalam



bidang



Dengan adanya Prorammable logic



banyak membantu dan mempermudah



control (PLC) yang didalam nya terdapat



pekerjaan manusia. Dengan adanya



timer,



relay dan didukung



perkembangan



program leader diagram yang mudah



mikrokomputer,



dipahami juga terdapat port input output



sebuah alat atau piranti dari pabrik



(I/O) yang dapat dihubungkan ke motor



dapat dibangaun dengan menggunakan



dan sensor secara mudah maka dapat



PLC



dibuat suatu alat otomatis pada proses



(Trahadhi, 2005).



counter,



produksi



minuman



dalam



kemasan



system



(Programmable



Dari



gelas plastik.



tentang



uraian



teknologi kontrol



Logic



diatas,



dari



Control) ternyata



penelitian yang kami lakukan berbeda dengan penelitian sebelumnya. 2.2 Uraian Umum



2.1 Tinjauan Pustaka 38



Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..



Penelitian



dengan



“ AUTOMATIC



judul



gelas plastic ,fungsi dari lobang ini



SEALER



berguna untuk meletakkan gelas plastic



Masalah yang



yang akan melalui beberapa tahap, plat



CUP



MENGGUNAKAN PLC”



perlu diperhatikan adalah penggunaan



yang



PLC



Buckets.



sebagai



prosessor,



masukan



berlobang



selanjutnya



disebut



berupa saklar mekanis, saklar jarak, sensor proximity capasitif dan proximity



2.2.3 Dispenser



induktif, keluaran berupa kontak relay



Suatu system yang digunakan



yang terhubunag dengan motor-motor



untuk meletakkan gelas plastic yang



Dc, Solenoida, rangkaian elektronik, dan



masih kosong pada awal proses atau



lain



tahap



sebagainya.



Adapun



landasan



teorinya sebagai berikut :



kita



sebut



dengan



Dispenser, fungsi dari dispenser adalah gelas



2.2.1



pertama plastic



yang



masih



kosong



Conveyor



disusun secara vertical dengan ukuran



Conveyor adalah suatu mesin



tertentu dan diletakkan pada dispenser,



yang didesain yang berfungsi sebagai



pada saat mesin di start dispenser akan



pengangkut atau sebagai sarana untuk



membagi gelas palstik yang masih



memudahkan membawa gelas plastic



kosong kedalam bucket-bucket yang



yang masih kosong untuk di proses



tersedia dalam konveyor.



dalam



mesin,



dengan



conveyor



sensor-sensor



dilengkapi



untuk



dapat



2.2.4



berhenti pada posisi yang tepat saat tahap-tahap



tertentu.



Conveyor



Filler Tempat bahan atau cairan yang



ini



akan dimasukkan kedalam gelas plastic



digerakkan oleh satu buah motor yang



kita sebut sebagai Filler, pada tahap ini



bergerak searah.



pengisian cairan dilakukan dengan cara memompa bahan atau cairan kedalam



2.2.2



Buckets Pada



mesin



gelas plastic yang sudah terdapat pada Automatic



Cup



bucket, pada tahap ini terdapat sensor



Sealer desain konveyor berupa dua



yang



buah rantai yang diletakkan sejajar dan



tidaknya



pada sisi tengahnya dipasang suatu plat



kosong pada bucket. Sensor tersebut



yang berlobang sesuai dengan lobang



berupa 39



dapat



mendeteksi



gelas sensor



plastic



ada yang



jarak yang



atau masih dapat



Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013



mendeteksi



adanya



gelas



plastic



(Proximity capasitive).



(Optocoupler)



yang



menghentikan



motor



plastic 2.2.5



Sealer



sudah



tepat



berfungsi saat



untuk



lembaran



berada



diatas



buckets.



Gelas plastic yang sudah terisi bahan atau cairan akan dibawa oleh



2.2.7 Struktur PLC



konveyor menuju tahap Sealer. Pada



PLC merupakan minimum sistem



tahap ini gelas plastic akan ditutup



seperti



dengan lembaran plastic dan dipres oleh



yang terbagi 4 komponen utama yaitu :



pemanas yang selanjutnya kita sebut



-



Interface Input



sebagai sealer. Pada tahap ini sealer



-



Interface Output



dilengkapi



solenoid



-



Central Processing Unit (CPU)



penekanan dan temperature control.



-



Unit Memory



Fugsi



dengan



dari



heater,



heater



adalah



halnya



Microcontroller



biasa



untuk



memanaskan plat penekan gelas dan memanaskan pisau pemotong plastic lembaran.



Solenoid



berfungsi



untuk



menurunkan penekan dan pemotong tepat pada bucket. Temperature control berfungsi untuk menjaga suhu agar tetap pada seting suhu tertentu. Pada



Gambar 1. Struktur Organisasi PLC



tahap ini juga dilengkapi dengan sensor jarak yang dapat mendeteksi adanya



Gambar diatas menunjukkan antara



gelas plastic (Proximity capasitif).



tiap-tiap komponen ini. Arus informasi dalam PLC akan mengikuti jalur yang



2.2.6



sederhana serupa yang ditunjukkan



Roll Film Lembaran



sebagai berikut :



plastic



yang



tahap



sealar



-



CPU akan membaca unit memori



ditempatkan pada roll yang selanjutnya



-



Memeriksa status antar muka input



kita sebut dengan Roll Film. Pada tahap



-



Memperbarui



digunakan



ini



pada



dilengkapi



dengan



motor



status



antar



output.



yang



berguna untuk menggerakkan plastic 2.2.8 PLC Keyence KV-24T



dan dilengkapi dengan sensor jarak 40



muka



Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..



Sesuai dengan majunya dunia



fasilitas yang lain yang dimiliki PLC jenis



industri, maka sejalan pula dengan perkembangan Dan



salah



macam



satu



alat



digunakan.



dunia



pengontrollan.



diantara sekali



3.1 Blok Diagram



berbagai



pengontrollan



Banyak



Keyence dapat dilihat pada lampiran.



Proses



yang



mengetahui



macam-



Simens,



Keyence,



Mistubishi,



mesin mesin



daur ulang biji plastik. Alat miniatur ini



OMRON,



TOSHIBA



kerja



dengan membuat alat miniatur



jumpai di pasaran, misalnya produk Bradly,



system



untuk



Automatic Cup Sealer ini dilakukan



macam produk dari PLC yang kita Allan



penelitian



memang tidak sama persis dengan



dan



system yang sebenarnya tapi system ini



masih banyak lagi.



hanya



Dalam satu produk itu sendiri



digunakan



pembelajaran.



untuk



proses



Adapun



diperlihatkan



jalannya



masih terdapat pula berbagai macam



penelitian



pada



blok



jenis type-typenya, sehingga dari sinilah



diagram dan diagram alir seperti yang



dapat kita ketahui kualitas-kualitas dari



dinyatakan dalam gambar 2.



masing-masing produk dan jenis dari PLC itu sendiri. Karena dari type-type



Motor Conveyor



inilah kita ketahui fasilitas-fasilitas yang



sensor



Solenoida Dispenser



telah disediakan oleh PLC tersebut. Diantara telah



produk-produk



disebutkan



diatas,



yang



Pompa filler



PLC



penulis



Solenoid Sealer switch



menggunakan PLC buatan KEYENCE



Motor Roll Film



dengan type KV-24T dimana hal ini berarti PLC tersebut memiliki 24 input



Gambar 2. Blok Diagram Mesin



dan output (I/O). Yang dibagi dalam 16



Automatic Cup Sealer



input dan 8 output, alamat input dimulai dengan angka 000 sampai dengan 015



3.1.1 Masukan/Input



dan alamat output dimulai dengan 500



Terdapat



sampai dengan 507, semua alamat output



menggunakan



output



jelas



lagi



mengenai



masukan/input



yaitu switch dan sensor. switch dan



type



sensor



transistor. Sedangkan untuk mengetahui lebih



dua



ini



nantinya



memberikan



masukan pada PLC sebagai system



fasilitas41



Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013



utama. switch yang digunakan disini



sebelumnya. Unit ini terdiri dari unit-unit



merupakan tombol start, tombol dan



lain yang merupakan actuator



sensor



disini



mesin automatic cup sealer, unit ini



induktif



terdiri dari lima urutan kerja, yaitu:



dan sensor jarak



conveyor, dispenser, filler, sealer, roll



capasitif (Proximity capasitif) dan juga



film. Pada masing masing urutan kerja



sensor Optocoupler. Output dari PLC



output dari PLC menggerakkan actuator



Keyence KV-24T merupakan output



untuk



type transistor, sehingga memerlukan



secara teratur.



yang



merupakan



digunakan



sensor



(Proximity induktif)



jarak



dapat



menyelesaikan



dari



proses



relay-relay untuk dapat menggerakkan beban motor, solenoid dengan arus



3.2 Variabel dan Analisa Data



yang yang lebih besar.



Sebagai



variable



penelitian



adalah proses jalannya operasi mesin 3.1.2 Proses



Automatic cup sealer dengan dikontrol



Unit ini merupakan bagian utama



oleh PLC, variabel yang diteliti disini



karena dalam unit ini data masukan



adalah variabel yang merupakan output



akan di proses dan diarahkan sesuai



dari



dengan keinginan pemrogramnya. Unit



menggunakan fasilitas komunikasi serial



ini dipengaruhi dan dikendalikan oleh



yang terdapat pada modul LADDER



programmer sebagai control dari system



BUILDER FOR KV Program dalam



ini.



rangkaian-



proses transfer data dari PC ke PLC.



rangkaian elektronik yang rumit dan



Analisa data ini tidak akan sama dengan



kompleks. Saat suatu perintah diberikan



analisa data dengan menggunakan alat



ke unit ini, maka perintah itu akan



yamg sebenarnya,



diterima dan diterjemahkan, kemudian



dikarenakan keterbatasan bahan yang



dipecahkan kedalam kode-kode tertentu



dipakai dan peralatan yang digunakan.



dan



Unit



ini



terdiri



kode-kode



dari



tersebut



sistem.Perangkat



lunak



ini



diteruskan



kesistem lain sebagai perintah untuk



3.3



melaksanakan tugas yang diterimanya.



Flowchart Untuk



pembuatan 3.1.3 Keluaran/Output



mempermudah perangkat



lunak



mesin



Automatic Cup Sealer menggunakan



Unit ini merupakan hasil yang



PLC,



diperoleh dari pengolahan data dari unit



untuk 42



diperlukan panduan



sebuah dalam



flowcahart proses



Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..



pembuatan program. Adapun flowchart



start



proses mesin Automatic Cup Sealer



tekan tombol ON



menggunakan PLC pada penelitian ini ditunjukkan oleh gambar 3.



conveyor jalan



Cara kerja mesin Automatic Cup Sealer menggunakan PLC yang terlihat



sensor gelas 1



pada gambar flowchart adalah Pada



t



y



proses awal gelas plastik yang sudah



isi bahan atau cairan



tersedia disusun secara vertical dan diletakkan pada sebuah tempat yang



sensor gelas 2



telah disediakan pada system dengan



t



y



nama dispenser, gelas palstik yang



sealer



sudah tersedia akan turun satu-persatu



Roll film



secara otomatis tepat pada lobang-



selesai



lobang yang terdapat pada conveyor. Selanjutnya gelas yang sudah tersedia pada



konveyor



akan menuju



Gambar 3. Flowchart Sistem



pada



proses kedua, pada proses ini terdapat



4. Hasil Penelitian



sensor gelas plastic yang menandakan



Setelah



perancangan



dan



bahwa ada atau tidaknya gelas pada



pembuatan alat selesai maka langkah



konveyor, jika konveyor telah terisi gelas



selanjutnya adalah melakukan suatu



sensor akan ON dan menggerakkan



pengujian pada alat secara keseluruhan,



pompa



tujuan dari pengujian ini adalah untuk



pengisian



bahan,



dan



jika



konveyor belum terisi gelas plastic



mengetahui



sensor dalan keadaan OFF dan pompa



perangkat lunak dan perangkat keras



pengisian bahan tidak akan bergerak,



dapat bekerja. Pengujian yang dilakukan



hal ini sangat menguntungkan karena



disini meliputi perangkat keras dan



bahan tidak terbuang



perangkat lunak. Disini pengujian yang



dan conveyor



tetap bersih.



sejauh



mana



terhadap



realisasi



telah



dilakukan



perangkat



keras



adalah pertama-tama dengan



merangkai terlebih dahulu rangkaian yang telah direncanakan. Setelah itu 43



Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013



memberi rangkaian dengan tegangan



sebuah mesin Automatic Cup Sealer



yang telah ditentukan, dari sini dapat



secara



dilihat karakter dari rangkaian yang telah



kebanyakan,



direncanakan.



apabila akan diterapkan pada system



nyata



pada dimana



industri-industri pada



alat



ini



Jika rangkaian perangkat keras



yang dapat bekerja maksimal, untuk



telah terkoneksi secara keseluruhan



mekanik harus menggunakan bahan



selanjutnya



prosedur



baja tahan karat, dan untuk motor-



menjalankan



motornya menggunakan motor Ac yang



rangkaian yang telah kita buat. Analisa



dapat bekerja dengan baik. Sistem



yang digunakan adalah pada program



kelistrikan, sofware dan wiring PLC



Leader Diagram PLC yang digunakan



dapat diterapkan secara nyata, karena



untuk



dalam



operasional



kita



lakukan



untuk



mengoperasikan



rangkaian



penelitian



perangkat kerasnya. dan juga seperti



memfokuskan



yang



dan



telah



dijelaskan



pada



bab



ini



penulis



lebih



perancangan



sofware



kelistrikan



daripada



wiring



sebelumnya bahwa PLC Keyence Type



perancangan mekanik. Untuk mesin



KV-24T mengunakan program Leader



Automatic



Builder yang dapat kita tulis lewat PC



memproduksi minuman dalam kemasan



dan ditransfer dengan menggunakan



plastik dengan berbagai ukuran dapat



serial com yang terhubung langsung



kita lakukan dengan mensetting tinggi



dengan PLC.



dan rendah sensor gelas plastik tanpa harus



4.1



Hasil Perancangan Alat Hasil



pembuatan



Cup



Sealer



mengganti



yang



buckets



dapat



pada



konveyor. Untuk mesin Automatic Cup



dari



perancangan



alat



dari



penelitian



dan



Sealer yang dapat bekerja dengan



ini



kapasitas yang lebih besar kita dapat



berupa sebuah mesin Automatic Cup



menambahkan



Buckets,



konveyor,



Sealer , dimana sistem disini adalah



dispenser, filler dengan yang lebih besar



suatu alat yang dapat bekerja secara



tanpa merubah software dan wiring



otomatis pada proses produksi minuman



pada PLC.



dalam kemasan gelas plastik, system disini akan dapat memperbaiki kualitas



4.2 Pembahasan



produksi dan efisiensi waktu. Alat yang



Pembahasan yang digunakan pada



telah dibuat tidak dapat dioperasikan



penelitian ini adalah analisa Ladder



secara



Diagram



maksimal



seperti



layaknya 44



yang



digunakan



untuk



Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..



mengoperasikan rangkaian hardware. PLC



jenis



KEYENCE



KV-24T



menggunakan Ladder Diagram untuk program utama. Ladder diagram ini disusun melalui perangkat komputer dengan menggunakan software yang dikeluarkan oleh KEYENCE yaitu ledder



builder for KV. Dalam on-line program, komputer disambungkan ke PLC secara langsung melalui programming port, komputer link port atau network card. Saat software on-line, beberapa program yang dibuat, diedit,



dimodifikasi,



disimpan



dalam



memori PLC (RAM / EEPROM). 4.2.1 Pengujian Sofware PLC Gambar 5. ladder diagram



Pada Gambar 5. dapat kita lihat struktur dari diagram ladder utama dari



4.2.2 Pengujian Hardware



proses mesin Automatic Cup Sealer.



Untuk



Dalam diagram ladder tersebut dapat



pernagkat



automatic



keras



cup



dari



diketahui proses kerja dari PLC yaitu



mesin



untuk mengatur sensor-sensor, saklar



menggunakan



dari mesin yang menjadi inputan dari



rangkaian yang perlu diuji meliputi



PLC yang dimulai dengan agka 0000



rangkaian catudaya, desaian mekanik



sampai 0015 dan outputan dari PLC



dan peletakan sensor pada mekanik.



PLC



ada



sealer beberapa



yaitu yang dimulai dengan angka 0500 4.2.2.1 Rangkaian Catudaya



sampai 0507 .



Beberapa



sumber



tegangan



untuk beban tersebut dapat dibangun suatu



rangkaian



sumber



tegangan



dengan inputan tegangan AC pada sisi primernya sebesar 220 V dan keluaran 45



Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013



pada sisi sekundernya adalah sebesar 12 Vac ,15Vac, dan 25Vac, dengan menggunakan Trafo penurun tegangan 5ACT



.



tegangan



ini



kemudian



disearahkan oleh duah buah dioda dan lebih



distabilkan



dengan



capasitor



elektrolit, capasitor ceramic sebagai filter dan menggunakan IC regulator tegangan .



Gambar 6. Rangkaian Catu Daya



4.2.2.2 Perancangan Mekanik Langkah awal dari perancangan Gambar 7. Mekanik Cup Sealer



alat adalah membuat sebuah miniature Automatic Cup sealer. Bentuk dari atau



5.1 Kesimpulan



posisi letak setiap bagian mesin dari



Setelah pembuatan dan beberapa



system diletakkan sesuai dengan bentuk aslinya.



Bentuk



dari



alat



percobaan alat ini selesai dilakukan



simulasi



dapat diketahui bahwa :



Automatic Cup Sealer ditunjukkan oleh



1. Waktu yang dibutuhkan untuk



gambar 7.



proses 8 detik untuk satu gelas plastik atau 450 gelas / jam. 2. Bahan yang dapat diisikan pada tangki maksimal 15 liter.



46



Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..



3. Gelas plastik yang dapat diproses



[6] Afgianto Eko Putra, 2002. Penapis



maksimal 100 gelas tiap satukali



Aktif Elektronika Teori dan Praktek.



proses.



Penerbit Gava Media, Yogyakarta.



4. kapasitas roll film maksimal 1000



[7] William



Bolton,



1996.



Programmable Logic Control(PLC)



meter tiap satukali proses.



Sebuah



5. Hanya dapat digunakan untuk produksi gelas volume 240mL.



pengantar.



Penerbit



Erlangga, Jakarta.



6. Perlu 1 Orang operator untuk



[8] Emsatech



Education



Division,



2005. Programmable Logic Control



proses produksi.



(PLC) Programing and Aplication



Dengan alat Automatic Cup Sealer ini mampu untuk menggantikan alat Cup



Training.



Sealer manual dan dapat mempercepat



Electronic Engineering, Surabaya.



proses produksi. 6



Referensi



[1] A.T, Shobirin,2003. Modul Praktek



PLC. PT. Bukaka Teknik Utama, Bogor. [2] Petruzella,



Frank



.D,



2001.



Elektronik Industri, Diterjemahkan oleh Sumanto,



Penerbit ANDI,



Yogyakarta. [3] Budiyanto, M & Wijaya, A, 2003.



Pengenalan dasar-dasar PLC ( dengan contoh-contoh aplikasinya). Penerbit Gava Media, Yogyakarta. [4] Afgianto Eko Putra, 2004. PLC



Konsep pemograman dan Aplikasi. Penerbit Gava Media, Yogyakarta. [5] Suhendar,



2005.



Programmable



Logic Control. Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta. 47



Laboratory



of



ITATS