Muhammad Fajri Nur Reimansyah – L2F009032 Halaman 1

Makalah Seminar Kerja Praktek

PERANCANGAN APLIKASI PLC OMRON SYSMAC CPM1A PADA MODUL

SISTEM SILO

Muhammad Fajri Nur Reimansyah (L2F009032)

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang

Jln. Prof. Soedharto, Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia e-mail: fajri.muhammad@gmail.com

Abstrak

Labotarium Teknik Kontrol Otomatis

merupakan salah satu wadah bagi mahasiswa untuk

mengembangkan kemampuan praktis yang menyediakan

fasilitas dalam melakukan penelitian. Ketersediaan

perangkat perangkat penunjang dalam hal sistem

kendali otomatis memungkinkan mahasiswa melakukan

suatu riset. Salah satu riset yang telah dilakukan adalah pengembangan Tugas Akhir mahasiswa mengenai Sistem

Listrik Redundant yang dirangkai secara robust dengan

menggunakan perangkat PLC (Program Logic Control)

sebagai sistem control otomatisnya. Penggunaan PLC

dipakai untuk mempermudah dalam pemprogramannya

yaitu dengan menggunakan fungsi Ladder Diagram.

Pada makalah ini akan dibahas mengenai

dasar teori PLC, pengenalan PLC OMRON SYSMAC

CPM1A dan ladder diagram maupun tabel mnemonic

sebagai sarana pemrogramannya serta contoh

aplikasinya tentang aplikasi PLC pada modul sistem

silo. Sesuai kebutuhan akan modul guna sistem pembelajaran praktikum, maka laporan kerja praktek ini

disesuaikan dengan kebutuhan tersebut diatas sebagai

bahan pembelajaran pengontrolan sistem silo

menggunakan PLC khususnya PLC OMRON SYSMAC

CPM1A

Kata kunci: silo, sistem kontrol, PLC

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sejalan dengan semakin berkembangnya

teknologi mengharuskan sebuah sistem untuk dapat bekerja secara otomatis beserta kontrolnya. Dalam

hal ini mahasiswa diharapkan mampu

mengaplikasikan ilmu teori yang diperoleh dalam

perkuliahan kedalam bentuk praktis. Salah satu sistem dalam dunia Industri yang

sering digunakan adalah sistem silo. Sistem

penyimpanan material guna proses selanjutnya atau sebagai fungsi penyimpanan. Untuk otomasi sistem

agar lebih mudah digunakan maka dibutuhkan

control yang dapat mengkombinasikan semua bagian sistem silo agar berjalan sesuai kebutuhan.

Salah satu pengontrolan sistem skala Industri

seperti sistem silo membutuhkan controller yang

tahan terhadap gangguan-gangguan yang biasa

terjadi dalam industri. Maka digunakan PLC

sebagai pengontrolannya.

1.2 Maksud dan Tujuan

Adapun maksud dan tujuan dari pelaksanaan

kerja praktek ini adalah

1. Memanfaatkan serta memahami karakteristik

PLC Omron seri CPM1A-40CDT pada modul

sistem silo.

2. Memahami cara kerja sistem silo melalui modul sistem silo.

3. Mempelajari penggunaan software CX

Programmer dalam pembuatan Ladder

Diagram. 4. Melatih daya analisis dan kepekaan mahasiswa

untuk mendapatkan solusi dari suatu masalah

yang dihadapi.

1.3 Pembatasan Masalah

Materi kerja praktek ini dibatasi pada:

1. Sistem yang digunakan adalah modul praktikum

sistem silo yang memiliki bagian konveyor

pengisi, tanki silo, dan konveyor pengosongan.

2. PLC yang digunakan adalah PLC OMRON SYSMAC CPM1A 40 CDT.

3. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah

ladder diagram yang diadaptasikan pada CX-Programmer 9.0

4. Tidak mengikutsertakan Human Machine

Interface (HMI) pada sistem. 5. Algoritma sistem silo yang dipakai adalah

algoritma yang tertulis dalam makalah ini.

Muhammad Fajri Nur Reimansyah – L2F009032 Halaman 2

II. KAJIAN PUSTAKA

Sistem silo merupakan salah satu sistem yang

sering dipakai dibidang industri-industri produksi yang digunakan untuk tempat

penyimpanan/penampungan barang/benda guna

diproses lebih lanjut. Dalam praktiknya aplikasi sistem silo memiliki algoritma kerja yang berbeda-

beda sesuai kebutuhan yang diinginkan.

Sistem silo dalam dalam kerja praktek ini

mengkombinasikan kerja konveyor pengisi, tanki silo, dan konveyor pengosongan. Sistem

pengosongan dilakukan secara manual. Sistem

seperti ini biasa digunakan pada industri jika pengosongan/proses pengeluaran barang hanya

dilakukan sesuai kebutuhan saja.

Konveyor Pengisi Dalam sistem silo, konveyor pengisi

digunakan untuk membawa material guna disimpan

dalam tanki silo.

Tanki Silo

Tempat penampungan material yang dibawa konveyor pengisi.

Konveyor Pengosongan

Setelah material disimpan dalam silo, kapan saja dibutuhkan maka material dapat dikeluarkan

dari silo melalui sistem pengosongan yang

kemudian diangkut dengan konveyor pengosongan.

2.3 PLC Omron CPM1A-40CDT

2.3.1 Karakteristik CPM1A-40CDT

PLC Omron CPM1A-40CDT-D-V1

merupakan salah satu seri dari PLC Omron

CPM1A. PLC ini memiliki 40 terminal yang terdiri dari 24 terminal input dan 16 terminal output.

Power supply yang dipakai berupa tegangan DC

sehingga diperlukan sebuah trafo dalam penggunaannya.

Gambar 4 Terminal I/O

PLC ini memiliki 40 terminal yang terdiri dari

24 terminal input dan 16 terminal output. Power supply yang dipakai berupa tegangan DC sehingga

diperlukan sebuah trafo dalam penggunaannya.

Tabel 1 Seri pada PLC Omron CPM1A

Dari table diatas dapat diketahui karakteristik

dari pada PLC Omron CPM1A-40CDT

1. 24 terminal Input 2. 16 terminal Output

3. Power Supply DC

4. Internal Output kontaktor memakai transistor.

2.3.2 Konfigurasi Internal Input Output

Berikut ini adalah rangkaian internal pada PLC

Omron CPM1A-40CDT:

1. Internal Input

PLC Omron CPM1A merupakan jenis PLC

yang kontaktor kontaktor input internalnya digerakkan oleh transistor.

Gambar 4 Rangkaian Internal input

2. Internal Output

PLC Omron CPM1A-40CDT merupakan jenis

PLC CPM1A yang kontaktor kontaktor output internalnya digerakkan oleh transistor.

Gambar 5 Rangkaian Sinking Internal output

Muhammad Fajri Nur Reimansyah – L2F009032 Halaman 3

Gambar 6 Rangkaian Sourcing Internal output

2.3.1 Terminal I/O

1. Terminal Input

Gambar 7 Terminal Input

Pada PLC Omron CPM1A-40CDT-D-V1

terminal inputnya terdiri dari 24 terminal yang

terbagi dua alamat yaitu 0CH dengan alamat 00 samapai 11 dan 10CH dengan alamat 00 sampai 11.

Untuk suplay daya dipakai tegangan DC yang

dihubungkan pada terminal +. Pada terminal input terdapat COM 0 yang

berfungsi untuk menentukan polaritas input plant.

2. Terminal Output

Gambar 8 Terminal Output

Untuk terminal output terdiri dari 16 terminal

yang terbagi dua alamat yaitu 0CH dengan alamat 00 samapai 07 dan 10CH dengan alamat 00 sampai

07.

Pada terminal output terdapat 6 buah terminal

COM yang berfungsi untuk menentukan polaritas output plant.

III. PERANCANGAN SISTEM

3.1 Perancangan Perangkat Keras

3.1.1 Sistem Keseluruhan

Gambar 9 Gambar modul system silo

Modul ini menyimulasikan secara lengkap sistem Silo yang terdiri dari : Konveyor pengisi,

Silo, dan Konveyor pengosongan. Sistem ini

bekerja dengan menggunakan PLC. Gambar 8

merepresentasikan garis besar modul Silo Sistem. Gerakan “material” disimulasikan lewat lampu led

dengan digital counter dan shift register.

Modul simulasi silo dapat diterangkan sebagai

berikut:

a. Penampung sistem silo, direpresentasikan dengan kotak ditengah modul yang dapat

menerima “material” dari sistem pengisi (motor

M1 serta konveyor penggerak). Penampung

dapat menampung hingga 7 “material”. Jumlah “material” yang tertampung dalam bak

penampung disimulasikan dengan LED. Led

paling bawah mengindikasikan keadaan silo kosong. Led paling atas mengindikaskan

keadaan silo penuh.

b. Sistem pengisian terdiri dari motor M1 yang menggerakkan konveyor pengisi. Motor

bergerak ketika tombol S1 ditekan atau ketika

menerima perintah dari PLC melalui O1. Ketika

motor mulai bergerak, motor akan terus bergerak hingga 1 perputaran konveyor telah

dilakukan. Perintah start ketika motor telah

bergerak tidak akan mempengaruhi sistem.

c. Sistem pengosongan terdiri dari screw terletak

pada dasar bak penampung. Screw terhubung

dengan motor M2 sebagai penggeraknya.

Muhammad Fajri Nur Reimansyah – L2F009032 Halaman 4

Ketika M2 menerima pulsa start baik melalui

tombol S2 maupun dari PLC (O2), motor akan

melakukan 1 putaran penuh pengosongan sistem dan akan berhenti ketika tombol start di

tekan.

d. Konveyor pengosongan digerakkan menggunakan motor M3 untuk membawa

“material” yang keluar dari bak penampung.

Perlu diketahui bahwa Silo tidak dapat

dikosongkan jika motor M3 tidak diberi perintah pengosongan dengan memberikan

sinyal low pada output 3 panel modul atau

melalui PLC.

e. Tekan tombol RES, untuk mengembalikan

kondisi simulator ke kondisi awal. Kemudian

tekan tombol S1 atau melalui Output 1 pada PLC yang akan menyimulasikan gerakan

konveyor pengisi. Hal ini dapat diulangi

sebanyak 7 kali hingga Silo penuh yang diindikasikan oleh LED “penuh”

f. Tekan S2 atau dengan memberikan perintah melalui Output 2 pada PLC akan

menyimulasikan pengoperasian sistem

pengosongan (mengosongkan silo sekaligus

membawa material dengan konveyor) dengan syarat output M3 aktif. Pengosongan dapat

dilakukan hingga silo kosong yang

diindikasikan dengan LED “kosong” (input 4)

g. Setiap satu cycle proses pengisian dan

pengosongan dapat dimonitor lewat input 2 dan 3. Ini dapat digunakan sebagai sinyal counter

selama program berlangsung.

3.1 Perancangan Perangkat Lunak 3.1.1 Algoritma program

Ada banyak kemungkinan algoritma

pengontrolan sistem yang dapat merepresentasikan

simulasi ini. Pada kerja praktek ini digunakan

algoritma kerja sistem silo sebagai berikut: Proses pengisian akan dilakukan dengan

simulasi gerakan konveyor pengisi. Kondisi tanki

silo disimulasikan dengan nyala lampu led. Sistem pengosongan “material” dari silo tidak secara

kontinyu dilakukan. Menunggu sinyal dari S2

(sistem pengosongan aktif hanya jika diperlukan).

Merepresentasikan kondisi dalam dunia Industri dimana pengeluaran material dari Silo dilakukan

hanya ketika diperlukan, misalnya saat ada truk

guna mengangkut “material” tersebut. Sistem

pengosongan berjalan bersamaan dengan konveyor

pengosongan.

Jumlah “material” di dalam Silo dimonitor dengan PLC. Jika terdeteksi kurang dari 3

“material”, maka sistem pengisian akan secara

otomatis bekerja mengisi Silo hingga penuh.

3.1.2 Kemungkinan State (keadaan)

Untuk mempermudah perancangan sistem,

dibuat tabel yang memuat keadaan keadaan yang mungkin terjadi dengan variasi variasi input yang

diberikan.

Tabel 2 State beserta keluarannya

State

Motor

koveyor

pengisi

Motor

konveyor

pengosongan

Unload screw

S1 0 0 0

S2 1 0 0

S3 0 1 1

3.1.3 Perancangan Diagram State Kemudian dari Tabel 2 dibuat diagram state

untuk memudahkan dalam pembuatan Ladder

Diagram nya.

Gambar 10 Diagram State

Terlihat terdapat 4 state yang memiliki fungsi masing masing yaitu:

State 1

Kondisi ketika sistem siap (standby) untuk digunakan yaitu sistem dialiri arus.

State 2

Ketika tombol load ditekan, maka sistem akan

berganti state dari state 1 menuju state 2. State 2 adalah kondisi sistem melakukan proses pengisian

silo yaitu konveyor pengisian bergerak. State 2 akan

kembali menuju state 1 jika tombol reset ditekan atau sensor full indicator mendeteksi adanya objek.

Muhammad Fajri Nur Reimansyah – L2F009032 Halaman 5

State 3

Ketika berada pada state 2 ditekan tombol

unload maka sistem berganti state dari state 2 menuju state 3 yaitu state pengosongan. State 3

adalah kondisi pengosongan dimana silo melakukan

proses pengosongan dan konveyor pengosongan bergerak untuk membawa material dari silo. State 3

dapat kembali menuju state 2 jika counter

penghitung material yang dikosongkan menghitung

hingga 4. State 3 dapat kembali ke state 1 jika tombol reset ditekan

3.1.4 Diagram Ladder program

Berdasarkan uraian algoritma sistem silo yang

telah dijelaskan sebelumnya, pemrograman dalam

bahasa ladder yang digunakan didalam PLC

dijelaskan sebagai berikut:

Gambar 11 Diagram ladder system

Alamat masukan dan keluaran pada ladder diagram yang digunakan dapat dilihat pada tabel

berikut:

Tabel 3 Tabel alamat masukan dan keluaran sistem silo

Masukan Alamat

Led full indicator 00.00

Tombol pengisian 00.01

Tombol pengosongan 00.02

Led empty indicator 00.03

Tombol STOP/reset 00.04

Keluaran Alamat

Motor pengisian 10.00

Motor Pengosongan 200.01

Motor Konveyor pengosongan 10.02

IV. PENGUJIAN

4.1 Sistem bekerja pada state 2

Gambar 12 Hasil pengujian system pada state 2

Dapat dilihat pada gambar bahwa dalam

keadaan proses pengisian yaitu state 2, maka lampu

led simulasi gerakan konveyor pengisi dan kondisi silo aktif keduanya.

4.2 Sistem bekerja pada state 3

Gambar 13 Hasil pengujian system pada state 3

Dapat dilihat pada gambar bahwa dalam

keadaan proses pengosongan yaitu state 3, maka

lampu led simulasi kondisi silo berkurang dan

konveyor pengosongan bergerak.

Muhammad Fajri Nur Reimansyah – L2F009032 Halaman 6

V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Penggunaan PLC dalam rangkaian mesin-mesin

industri berfungsi sebagai kontrol sehingga

mempermudah pengoperasian mesin-mesin

industri.

2. Algoritma kerja sistem silo disesuaikan dengan

kebutuhan.

5.2 Saran

Diagram ladder program dalam makalah ini

tidak mencerminkan keseluruhan proses silo karena

beragamnya algoritma dalam mengontrol sistem silo

sesuai kebutuhan, maka perlu perhatian dalam

menggunakannya.

DAFTAR PUSTAKA

[1] CX-Programmer User Manual Version 3.1

[2] CX-Programmer Introduction Guide R132-E1-04.pdf

[3] CX-One Introduction Guide R145-E1-03.pdf

[4] Muttaqin, Ilham, “Perancangan Aplikasi PLC

Omron Sysmac CP1L pada Sistem

Otomasi Ice Compactor untuk Pemadatan

Ice Flag”, Semarang : Jurusan Teknik

Elektro Universitas Diponegoro, 2012

[5] OMRON. 2005.CPM1A Operation Manual.pdf

[6] OMRON. 1997.CPM1A Series Brochure.pdf

[7] Setiawan, Iwan, “Programmable Logic Control (PLC)

dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol”,

Yogyakarta : ANDI, 2006.

[8] -------, “Buku Pedoman Teknik Elektro 2009”,

Semarang : Jurusan Teknik Elektro

Universitas Diponegoro, 2009.

BIOGRAFI

Muhammad Fajri Nur Reimansyah – L2F009032, dilahirkan di

Magelang 11 Juli 1992. Jenjang

edukasi ditempuh dari SD Negeri 02 Sidareja, Cilacap, SMP Negeri 02

Sidareja, Cilacap, SMA Negeri 1

Magelang dan sekarang sedang

menempuh studi S1 di Jurusan Teknik Elektro Fakultas TEknik Universitas Diponegoro dengan

peminatan konsentrasi control.

Semarang, Juli 2012

Mengetahui dan mengesahkan,

Dosen Pembimbing

Sumardi, ST. MT

NIP. 197005212000121001