i

ALAT PEMINDAH BARANG MENGGUNAKAN LENGAN ROBOT PNEUMATIK

DAN KENDALI PLC

Oleh

Achmad Krisnawan K.

NIM : 612014035

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Maret 2019

ii

iii

iv

v

INTISARI

Pada skripsi ini akan dirancang sistem kontrol berbasis Programmable Logic Control

pada penggunaan silinder pneumatik sebagai final control element suatu lengan robot yang

dapat dipelajari oleh mahasiswa. Tujuan dari pembuatan skripsi ini untuk memberikan suatu

gambaran proses kontrol pneumatik yang biasa digunakan di industri dan suatu gambaran

tentang aplikasi lengan robot sederhana dengan menggunakan sistem pneumatik.

Modul praktikum yang akan dirancang terdiri dari beberapa silinder dan katup

pneumatik. Modul praktikum yang direalisasikan adalah sebuah perangkat lengan robot

sederhana yang dapat mensimulasikan pemindahan objek dari satu titik ke titik yang lain.

Dalam skripsi ini terdapat 2 buah simulasi untuk dapat memindahkan objek. Simulasi

pertama, objek dipindahkan secara manual, yang dapat digerakkan secara bebas oleh

operator. Simulasi kedua, objek dipindahkan secara otomatis dengan titk-titik letak yang.

Dalam skripsi ini juga dibuat panduan dasar pneumatik bagi mahasiswa untuk dapat

mempelajari sebuah sistem pneumatik dasar dan juga pedoman bagi asisten agar dapat

membimbing mahasiswa untuk dapat mempelajari sistem pneumatik dengan baik.

Kata kunci : PLC, Sistem Pneumatik, Elektro Pneumatik, Modul Pneumatik

vi

ABSTRACT

In this thesis, a control system based on the Programmable Logic Control will be

designed on the use of the pneumatic cylinders as the final control element of the robot arm

that can be learned by the students. The purpose of this study is to provide an overview of the

pneumatic control processes commonly used in the industry and an illustration of the simple

robotic arm application using the pneumatic system.

The practicum module designed consists of several cylinders and pneumatic valves.

The practicum module realized is a simple robotic arm device that can simulate the transfer

of the object from one point to another.

There are two simulations to be able to move the object in this study. The first

simulation allows the object to move manually and freely by the operator. Meanwhile, on the

second simulation, the object is moved automatically with the location points. In this thesis, a

pneumatic basis guide is also made for the students so that they can learn the basic pneumatic

system as well as a guidelines for the assistants to guide the students to learn pneumatic

systems properly.

Keywords: PLC, Pneumatic System, Electro Pneumatic, Pneumatic Module

vii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah dan selalu

memberi rahmat, berkat, serta karunia-Nya, sehingga penulis mampu menyelesaikan

perancangan serta penulisan tugas akhir berjudul “Alat Pemindah Barang Menggunakan

Lengan Robot Pneumatik Dan Kendali PLC” ini, sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik

Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah secara

langsung maupun tidak langsung membantu dalam penyelesaian pembuatan dan penulisan

tugas akhir ini. Penulis mengucapkan terima kasih khusus kepada :

1. Allah SWT yang selalu memberi rahmat serta karunia-Nya dalam setiap kegiatan

yang penulis telah tempuh selama pendidikan S1 di FTEK UKSW dari awal hingga

akhir.

2. Bapak dan Ibu, yang selalu memberikan dukungan penuh kasih sayang, doa,

motivasi, dukungan, dan didikan untuk menjadi lebih baik

3. Adik kandung saya, terima kasih untuk doa dan dukungannya.

4. Bapak Ir. Lukas B.S., M.Sc. dan Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng. selaku

pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas dukungan dan bimbingannya

selama pengerjaan skripsi ini.

5. Seluruh staf dosen, karyawan, dan laboran FTEK UKSW yang telah memfasilitasi

penulis selama pendidikan S1 di FTEK UKSW.

6. Keluarga besar FTEK 2014 yang selalu menemani dan mendukung penulis selama

menempuh pendidikan S1 di FTEK UKSW.

7. Teman-teman Motovlogger dan Youtube, terima kasih untuk dukungan dan

bantuannya.

8. Teman-teman se-hobby, motoran dan jalan-jalan, terima kasih untuk dukungan dan

bantuannya.

9. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan

terima kasih.

viii

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu

penulis mengharapkan saran dan kritik agar tugass akhir ini dapat lebih bermanfaat bagi

kemajuan pendidikan di FTEK UKSW.

Salatiga, Maret 2019

Penulis

ix

DAFTAR ISI

INTISARI ............................................................................................................................. i

ABSTRACT ........................................................................................................................ ii

KATA PENGANTAR ....................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ....................................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .............................................................................................................. ix

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

1.1 Tujuan ................................................................................................. 1

1.2 Latar Belakang .................................................................................... 2

1.3 Spesifikasi Sistem ............................................................................... 3

1.4 Sistematika Penulisan ......................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI .............................................................................................. 5

2.1 Stuktur dan Komponen Sistem Pneumatik ......................................... 5

2.1.1 Kompresor ............................................................................... 6

2.1.2 Air Service Unit ...................................................................... 6

2.1.3 Pneumatic Actuator ................................................................. 7

2.1.4 Katup Kendali Pneumatik ....................................................... 8

2.2 Dasar Teori Elektro Pneumatik ........................................................... 9

2.2.1 Unit Catu Daya Listrik ............................................................ 9

2.2.2 Tombol Tekan dan Saklar Kontrol .......................................... 9

2.2.3 Saklar Batas (Limit Switch) .................................................. 10

2.2.4 Saklar Proximitas (Proximity Switch) .................................. 11

2.2.5 Relay dan Kontraktor ............................................................ 11

2.3 Programmable Logic Controller (PLC) ............................................ 13

BAB III PERANCANGAN SISTEM ....................................................................... 14

3.1 Sistem Perangkat Lunak ................................................................... 14

3.2 Sistem Perangkat Keras .................................................................... 19

3.2.1 Struktur dan Komponen Sistem Pneumatik ............................... 19

3.2.2 PLC Thinget XC3-60-C ............................................................. 20

x

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ................................................................. 23

4.1 Pengujian PLC .................................................................................. 23

4.2 Pengujian Solenoid Valve dan Silinder Pneumatik .......................... 24

4.3 Pengujian Sistem Pneumatik ............................................................ 25

4.3.1 Pengujian Sistem Simulasi Manual ........................................... 25

4.3.2 Pengujian Sistem Simulasi Otomatis ......................................... 28

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 30

5.1. Kesimpulan ....................................................................................... 30

5.2. Saran Pengembangan ........................................................................ 31

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 32

LAMPIRAN A ................................................................................................................... 33

LAMPIRAN B ................................................................................................................... 43

LAMPIRAN C ................................................................................................................... 46

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram kerja rangkaian pneumatik .............................................................. 5

Gambar 2.2 Kompresor udara ............................................................................................ 6

Gambar 2.3 Filter Regulator Lubricator ............................................................................. 7

Gambar 2.4 Single Acting Cylinder ................................................................................... 7

Gambar 2.5 Double Acting Cylinder ................................................................................. 7

Gambar 2.6 Katup 5/2, dioperasikan dengan solenoid ...................................................... 8

Gambar 2.7 Kontak terbuka (Normaly Open) .................................................................... 10

Gambar 2.8 Kontak tertutup (Normaly Close) ................................................................... 10

Gambar 2.9 Konstruksi dan sambungan Saklar Batas ....................................................... 11

Gambar 2.10 Konstruksi dan sambungan Reed Switch ........................................................ 11

Gambar 2.11 Konstruksi Relay ............................................................................................ 12

Gambar 2.12 Konstruksi Kontaktor ..................................................................................... 12

Gambar 2.13 PLC Thinget ................................................................................................... 13

Gambar 3.1 Diagram blok keseluruhan sistem .................................................................. 15

Gambar 3.2 Rangkaian Elektropneumatik dengan 3 silinder ............................................. 16

Gambar 3.3 Diagram alir simulasi otomatis ...................................................................... 16

Gambar 3.4 Diagram alir simulasi manual ........................................................................ 18

Gambar 3.5 PLC Thinget ................................................................................................... 20

Gambar 3.6 Sistem mekanik keseluruhan .......................................................................... 21

Gambar 3.7 Sistem mekanik tampak samping ................................................................... 21

Gambar 3.8 Sistem mekanik Gripper ................................................................................ 22

Gambar 4.1 Hasil pengujian PLC ...................................................................................... 23

Gambar 4.2 Skematik pengujian solenoid valve ................................................................ 24

xii

Gambar 4.3 Pengujian silinder pneumatik ......................................................................... 24

Gambar 4.4 Skematik sistem pneumatik untuk simulasi ................................................... 25

Gambar 4.5 Wiring diagram simulasi manual ................................................................... 26

Gambar 4.6 Denah titik pengujian ..................................................................................... 26

Gambar 4.7 Pengujian pada Gripper ................................................................................. 28

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Konfigurasi port PLC ..................................................................................... 20

Tabel 4.1 Hasil percobaan pada tiap silinder gerak maju ............................................... 26

Tabel 4.2 Hasil percobaan pada tiap silinder gerak mundur .......................................... 27

Tabel 4.3 Hasil percobaan Gripper ................................................................................ 27

Tabel 4.4 Kuesioner Tugas Akhir .................................................................................. 29