Post on 08-Jan-2020
i
RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC DAN HMI
(SOFTWARE)
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh : A. HAKAM SUDRAJAT NIM. 201210130311075
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2017
ii
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP
OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC DAN HMI (SOFTWARE) Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh:
A. Hakam Sudrajat
201210130311075
Tanggal Ujian : 15 April 2017
Tanggal Wisuda : 20 Mei 2017
Disetujui Oleh :
iii
LEMBAR PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC DAN HMI
(SOFTWARE)
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh: A. Hakam Sudrajat
NIM. 201210130311075
Diperiksa dan disetujui oleh:
iv
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : A. HAKAM SUDRAJAT
Tempat/Tgl. Lahir : LUMAJANG / 15 APRIL 1985
NIM : 201210130311075
Fakultas/Jurusan : TEKNIK/TEKNIK ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul “RANCANG
BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP OTOMATIS
MENGGUNAKAN PLC DAN HMI (SOFTWARE)” beserta seluruh isinya
adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik
sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan
sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila
kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya
saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya
siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.
Mengetahui,
Malang, 23 April 2017
Yang membuat pernyataan,
(A. Hakam Sudrajat)
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala
nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah
kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Amin. Atas
kehendak Allah sajalah, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :
“RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT KOPI VIETNAM DRIP
OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC DAN HMI (SOFTWARE)”
Pembuatan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu
penulis berharap agar tugas akhir ini dapat menambah kepustakaan dan dapat
memberikan manfaat bagi semuanya.
Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa
mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis mohon
maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak sengaja.
Malang, 23 April 2017
Penulis
vi
DAFTAR ISI
i. JUDUL ............................................................................................................. i
ii. LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ ii
iii. LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................... iii
iv. LEMBAR PERNYATAAN ........................................................................... iv
v. KATA PENGANTAR ..................................................................................... v
vi. DAFTAR ISI .................................................................................................. vi
vii. DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... ix
viii. DAFTAR TABEL ....................................................................................... xiii
1 BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 3
1.3 Tujuan ......................................................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.5 Sistematika Penulisan ................................................................................ 3
2 BAB II DASAR TEORI..................................................................................... 5
2.1 Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 5
2.1.1 Kopi ................................................................................................... 5
2.2 Programmable Logic Controller (PLC) ...................................................... 6
2.2.1 PLC OMRON CPM2A-60CDR-A .................................................... 8
2.2.2 CX-Programmer ............................................................................... 9
2.3 Human Machine Interface (HMI) ............................................................. 10
2.3.1 HMI OMRON NB7W-TW00B ....................................................... 11
2.3.2 NB-Designer .................................................................................... 14
2.4 Ladder Diagram (LD) ............................................................................... 15
2.5 Fungsi Logika Dasar ................................................................................. 16
2.5.1 Logika AND ..................................................................................... 16
2.5.2 Logika OR ...................................................................................... 16
vii
2.5.3 Logika NOT ..................................................................................... 17
2.5.4 Logika NAND .................................................................................. 17
2.5.5 Logika NOR ..................................................................................... 17
2.5.6 Logika Exclusive OR ....................................................................... 18
2.6 Bluetooth ................................................................................................... 18
3 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM........................... 20
3.1 Desain Sistem ............................................................................................ 20
3.2 Rancangan Rangkaian Daya pada PLC dan HMI ..................................... 20
3.3 Rancangan HMI ........................................................................................ 21
3.3.1 Perangkat Keras HMI....................................................................... 21
3.3.2 Rancangan Layout HMI ................................................................... 22
3.4 Perancangan Wiring pada PLC ................................................................. 23
3.4.1 Melakukan Pemrogramman PLC ..................................................... 23
3.5 Desain Flowchart Kopi Vietnam Drip ...................................................... 25
3.6 Desain Ladder Diagram Kopi Vietnam Drip ............................................ 27
3.7 Desain Software Monitoring Bahan Kopi Vietnam Drip dengan Bluetooth .................................................................................................. 34
3.7.1 Flowchart Alur Kerja Bluetooth ...................................................... 34
3.7.2 Flowchart Monitor Bahan Kopi Vietnam Drip ................................ 35
3.7.3 Desain Script Program Mikrokontroler............................................ 36
4 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ........................................................ 39
4.1 Pengujian Program PLC Melalui Software CX-Programmer ................... 39
4.1.1 Pengujian Proses Kopi Murni .......................................................... 40
4.1.2 Pengujian Proses Kopi Coklat ......................................................... 44
4.1.3 Pengujian Proses Kopi Susu ............................................................ 46
4.1.4 Pengujian Emergency ....................................................................... 48
4.1.5 Konfigurasi Input dan Output .......................................................... 50
4.1.6 Hasil dan Analisis Pengujian Program PLC .................................... 51
4.2 Pengujian Program HMI Melalui Software NB-Designer ........................ 54
4.2.1 Tampilan Menu Utama HMI ........................................................... 55
4.2.1.1 Tombol Kopi Murni ............................................................. 55
4.2.1.2 Lampu Indikator ................................................................... 57
viii
4.2.1.3 Teks ...................................................................................... 58
4.2.2 Pengujian Visual pada HMI ............................................................. 60
4.2.2.1 Pengujian Proses Kopi Murni pada HMI ............................. 61
4.2.2.2 Pengujian Proses Kopi Coklat pada HMI ............................ 63
4.2.2.3 Pengujian Proses Kopi Susu pada HMI ............................... 64
4.3 Pengujian Monitoring Bahan Kopi Dengan Bluetooth yang Dikomunikasikan pada Smartphone ........................................................ 65
5 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 67
5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 67
5.2 Saran ......................................................................................................... 67
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 68
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem PLC ........................................................................................... 7
Gambar 2.2 PLC Omron CPM2A-60CDR-A .......................................................... 8
Gambar 2.3 Komponen PLC Omron CPM2A ......................................................... 9
Gambar 2.4 Menu utama CX-Programmer .............................................................. 9
Gambar 2.5 Pembuatan ladder diagram pada CX-Programmer ........................... 10
Gambar 2.6 Sistem monitoring HMI ..................................................................... 11
Gambar 2.7 Spesifikasi HMI Omron NB7W-TW00B .......................................... 12
Gambar 2.8 Sistem konfigurasi HMI Omron NB7W-TW00B .............................. 13
Gambar 2.9 Dimensi HMI Omron NB7W-TW00B ............................................... 13
Gambar 2.10 Menu utama NB-Designer ............................................................... 14
Gambar 2.11 Pembuatan frame pada NB-Designer .............................................. 14
Gambar 2.12 Contoh ladder diagram .................................................................... 15
Gambar 2.13 Gerbang AND beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya............ 16
Gambar 2.14 Gerbang OR beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ............... 16
Gambar 2.15 Gerbang NOT beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ............ 17
Gambar 2.16 Gerbang NAND beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ......... 17
Gambar 2.17 Gerbang NOR beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ............ 18
Gambar 2.18 Gerbang XOR beserta ladder PLC dan tabel kebenarannya ............ 18
Gambar 3.1 Diagram blok sistem monitor dan kontrol ........................................ 20
Gambar 3.2 Rangkaian daya PLC dan HMI ......................................................... 21
Gambar 3.3 HMI Omron NB7W-TW00B ............................................................ 21
Gambar 3.4 Hubungan HMI dengan PLC dan PC ................................................ 22
Gambar 3.5 Layout process HMI .......................................................................... 23
Gambar 3.6 Tampilan new PLC ............................................................................ 24
x
Gambar 3.7 Tampilan program awal setelah pilih OK ......................................... 24
Gambar 3.8 Flowchart proses Kopi Vietnam Drip ............................................... 26
Gambar 3.9 Ladder diagram proses Kopi Vietnam Drip ...................................... 33
Gambar 3.10 Flowchart alur kerja bluetooth ........................................................ 34
Gambar 3.11 Flowchart monitor bahan Kopi Vietnam Drip dengan Bluetooth ... 35
Gambar 4.1 Tata letak motor ................................................................................ 39
Gambar 4.2 Alur proses kopi murni ...................................................................... 40
Gambar 4.3 Ladder dan indikator PLC alamat input 0.02 output 10.00 ............... 40
Gambar 4.4 Ladder dan indikator PLC alamat output 10.03 ................................. 40
Gambar 4.5 Ladder dan indikator PLC alamat output 10.04 ................................. 41
Gambar 4.6 Ladder dan indikator PLC alamat output 10.05 ................................. 41
Gambar 4.7 Ladder dan indikator PLC alamat output 11.00 ................................. 41
Gambar 4.8 Ladder dan indikator PLC alamat output 11.02 ................................. 42
Gambar 4.9 Ladder dan indikator PLC alamat output 11.03 ................................. 42
Gambar 4.10 Ladder dan indikator PLC alamat output 11.01 ............................... 42
Gambar 4.11 Ladder dan indikator PLC alamat output 10.06 ............................... 43
Gambar 4.12 Ladder dan indikator PLC alamat output 11.04 ............................... 43
Gambar 4.13 Ladder dan indikator PLC alamat output 11.06 ............................... 43
Gambar 4.14 Ladder dan indikator PLC alamat output 11.05 ............................... 44
Gambar 4.15 Ladder dan indikator PLC alamat RSET 30.13 ............................... 44
Gambar 4.16 Alur proses kopi coklat .................................................................... 44
Gambar 4.17 Ladder dan indikator PLC alamat input 0.00 output 10.00 .............. 45
Gambar 4.18 Ladder dan indikator PLC alamat output 10.01 ............................... 45
Gambar 4.19 Ladder dan indikator PLC alamat output 10.02 ............................... 45
Gambar 4.20 Ladder dan indikator PLC alamat RSET 30.15 ............................... 46
Gambar 4.21 Alur proses kopi susu ....................................................................... 46
xi
Gambar 4.22 Ladder dan indikator PLC alamat input 0.01 output 10.00 .............. 46
Gambar 4.23 Ladder dan indikator PLC alamat output 12.00 ............................... 47
Gambar 4.24 Ladder dan indikator PLC alamat output 12.01 ............................... 47
Gambar 4.25 Ladder dan indikator PLC alamat RSET 30.14 ............................... 47
Gambar 4.26 Ladder diagram instruksi emergency alamat input 0.04 .................. 48
Gambar 4.27 Hasil diagram pewaktu proses kopi murni ....................................... 53
Gambar 4.28 Hasil diagram pewaktu proses kopi coklat ....................................... 53
Gambar 4.29 Hasil diagram pewaktu proses kopi susu ......................................... 54
Gambar 4.30 NB-Designer Version 1.23 ............................................................... 54
Gambar 4.31 Tampilan menu utama HMI ............................................................. 55
Gambar 4.32 Sub basic attributes .......................................................................... 55
Gambar 4.33 Sub bit state setting .......................................................................... 56
Gambar 4.34 Sub tag .............................................................................................. 56
Gambar 4.35 Sub graphics ..................................................................................... 56
Gambar 4.36 Sub control setting ............................................................................ 57
Gambar 4.37 Sub display setting ............................................................................ 57
Gambar 4.38 Bit state lamp – sub graphics ........................................................... 58
Gambar 4.39 Text attribute .................................................................................... 58
Gambar 4.40 Indikator kopi murni dan conveyor aktif .......................................... 61
Gambar 4.41 Valve kopi dan indikator kopi murni aktif ....................................... 61
Gambar 4.42 Tamper drip aktif ............................................................................. 61
Gambar 4.43 Tamper drip dan valve heater aktif .................................................. 62
Gambar 4.44 Pengaduk aktif .................................................................................. 62
Gambar 4.45 Conveyor dan pompa tangki suplai aktif .......................................... 62
Gambar 4.46 Indikator OK aktif ............................................................................ 63
Gambar 4.47 Indikator kopi coklat dan conveyor aktif.......................................... 63
xii
Gambar 4.48 Valve kopi coklat aktif ..................................................................... 63
Gambar 4.49 Valve kopi dan indikator kopi coklat aktif ....................................... 64
Gambar 4.50 Indikator kopi coklat dan conveyor aktif.......................................... 64
Gambar 4.51 Valve susu aktif ................................................................................ 65
Gambar 4.52 Valve kopi dan indikator kopi susu aktif .......................................... 65
Gambar 4.53 Pengujian sensor ultrasonik dan suhu .............................................. 66
Gambar 4.54 Pengujian monitoring kopi pada smartphone dengan bluetooth ...... 66
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Alamat input dan output PLC ................................................................ 48
Tabel 4.2 Alamat SET-RSET dan COUNTER ...................................................... 49
Tabel 4.3 Alamat timer PLC .................................................................................. 50
Tabel 4.4 Data aktuator yang berkondisi on (1) ..................................................... 52
Tabel 4.5 Daftar tampilan menu utama HMI dan alamatnya ................................ 58
68
DAFTAR PUSTAKA
[1] Budiyanto, M., dan Wijaya, A. 2003. Pengenalan Dasar - Dasar PLC
(Pertama). Penerbit Gava Media. Yogyakarta.
[2] Choir, Misbachul. 2009. Perancangan Aplikasi Human Machine Interface
Untuk Visualisasi, Monitoring dan Kontroling Pada Omron PLC. Laporan
Tugas Akhir. Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.
[3] Irawan, Juni Ardi. 2007. Hubungan antara PLC dan HMI/MMI.
(https://juare97.wordpress.com/2007/10/20/plc-programmable-logic-
controller, diakses 4 Februari 2017)
[4] Kurniawan, R. A., Rochmad, M., dan Puspita, E. 2011. Mesin pembuat
kopi berbasis mikrokontroler, 1–5. Jurnal Tugas Akhir. Jurusan Teknik
Elektronika Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.
[5] Musbikhin. 2013. Pengantar CX Programmer (Seri Belajar PLC).
(http://www.musbikhin.com/pengantar-cx-programmer-seri-belajar-plc,
diakses 3 April, 2017)
[6] Putra, A. E. 2007. PLC Konsep, Pemrograman dan Aplikasi (Omron
CPM1A/CPM2A dan ZEN Programmable Relay). (Pertama, Ed.).
Penerbit Gava Media. Yogyakarta.
[7] Rofiq, M., dan Yusron, M. 2014. Perancangan Sistem Kontrol Dan
Monitoring Lampu Dengan Memanfaatkan Teknologi Bluetooth Pada
Smartphone Android. Malang: STMIK ASIA, 8(1), 14–23.
[8] Setiawan, I. 2006. Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik
Perancangan Sistem Kontrol. (D. Hardjono, Ed.) (Ed. I.). Penerbit C.V Andi
Offset. Yogyakarta.
69
[9] Umi, T., Ginta, P. W., dan Septohadi, M. 2012. Rancangan Alat Pembuatan
Minuman Kopi Otomatis Menggunakan Mikrokontroler Mcs51. Jurnal
Media Infotama, Vol. 8, No.2, 375–382.
[10] Winahyu, K. K., Triwiyatno, A., dan Setiyono, B. 2015. Desain Hmi (
Human Machine Interface ) Omron Nb7W-Tw00B Pada Plant Filtrasi
Menggunakan Modul Ultrafiltrasi. Transient, Vol.4, No.3, ISSN: 2302-
9927, 864.
[11] Yenni, H., dan Ridwan, M. 2015. Implementasi Kendali Mikrokontroler
ATMega8535 pada Alat Pembuat Kopi Otomatis. Jurnal Edukasi dan
Penelitian Informatika (JEPIN), Vol.1, No.2.
[12] Yuliandri, M. T. 2015. VIETNAMESE DRIP COFFEE – Majalah Otten
Coffee. (https://majalah.ottencoffee.co.id/vietnamese-drip-coffee, diakses 4
Februari, 2017)