PROPOSAL TUGAS AKHIRRANCANG BANGUN MINIATUR PEMILAH DAN PENGEPAKAN BARANG SECARA OTOMATIS BERBASIS PLC SIEMENS S7-200

Oleh :REZA DWI HANDOKO081210213013SATRIO FEBRIANTO081210213021

PROGRAM STUDI D3 OTOMASI SISTEM INSTRUMENTASIDEPARTEMEN TEKNIKFAKULTAS VOKASIUNIVERSITAS AIRLANGGA2015LEMBAR PENGESAHANPROPOSAL PROYEK AKHIR

JUDUL : RANCANG BANGUN MINIATUR PEMILAH DANPENGEPAKAN BARANG SECARA OTOMATIS BERBASIS PLC SIEMENS S7-200Oleh :Reza Dwi Handoko081210213013Satrio Febrianto081210213021

Dosen Pembimbing Dosen Konsultan

Akif Rahmatillah, S.T, M.T.Winarno, S.Si, M.T.NIP. 19860104 200812 1 002 NIK. 139080784

Koordinator Program StudiD3 Otomasi Sistem InstrumentasiUniversitas Airlangga Surabaya

Drs. Bambang Suprijanto, M.Si.NIP. 19630426 199203 1 001

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbilalamin, segala puji syukur senantiasa kami panjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya sehingga kerangka proposal proyek akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Kerangka proposal proyek akhir ini disusun sebagai langkah awal dari perencanaan pembuatan proyek akhir.Penyelesaian kerangka proyek akhir , dengan judul : RANCANG BANGUN MINIATUR PEMILAH DAN PENGEPAKAN BARANG SECARA OTOMATIS BERBASIS PLC SIEMENS S7-200, tidak lepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Maka dalam kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada Bapak Akif Rahmatillah, S.T, M.T. selaku dosen pembimbing I dan Bapak Winarno, S.Si, M.T. selaku dosen pembimbing II yang penuh keiklasan dan kesabaran telah mencurahkan tenaga dan, pikiran serta meluangkan waktunya untuk membimbing kami dalam menyelesaikan pembuatan kerangka proposal proyek akhir ini, juga teman teman D3 OSI 2012 serta semua pihak yang telah memberikan bantuan yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu.Kami menyadari bahwa dalam penyusunan proposal ini masih mempunyai banyak kekurangan baik isi maupun penyajiannya. Oleh karena itu kami mengharapkan berbagai saran daan masukkan dari semua pihak. Akhirnya dengan segala kerendahan hati, kami berharap dari proposal ini dapat dihasilkan karya yang bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan, dan dapat berguna dalam kehidupan bermasyarakat, menambah informasi bagi pembaca pada umumnya dan bagi mahasiswa D3 Otomasi Sistem Instrumentasi pada khususnya.

Surabaya, Februari 2015

Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL iLEMBAR PENGESAHAN iiKATA PENGANTAR iiiDAFTAR ISI vDAFTAR GAMBAR viiDAFTAR TABEL ixBAB I PENDAHULUAN 11.1 Latar Belakang 11.2 Rumusan Masalah 21.3 Batasan Masalah 21.4 Tujuan Proyek Akhir 31.5 Manfaat Proyek Akhir 3BAB II TINJAUAN PUSTAKA 42.1 PLC (Programable Logic Controller) 42.2 Catu Daya / Power Supply 272.3 Motor DC 282.4 Relay 282.5 Photodiode 292.6 Laser Pointer 31

BAB III METODE PERANCANGAN 343.1 Tempat dan Waktu Perancangan 343.2 Bahan dan Peralatan 343.3 Prosedur Perancangan 353.4 Analisis Data 393.5 Anggaran Penelitian 403.6 Jadwal Perancangan 40DAFTAR PUSTAKA 41

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Program Logic Controller ( PLC ) 5Gambar 2.2 Perintah Logika Bit 18Gambar 2.3 Perintah Clock 19Gambar 2.4 Perintah Komunikasi (untuk XMT dan RCV) 20Gambar 2.5 Perintah Compare 20Gambar 2.6 Perintah Convert dari Byte ke Integer 21Gambar 2.7 Perintah Integer Math 21Gambar 2.8 Perintah Interupsi 23Gambar 2.9 Perintah Counter 24Gambar 2.10 Perintah Move 25Gambar 2.11 Perintah The For (FOR) dan The Next (NEXT) 25Gambar 2.12 Rangkaian Catu Daya / Power Supply 27Gambar 2.13 Motor DC 28Gambar 2.14 Relay Eksternal PLC 29Gambar 2.15 Photodiode 30Gambar 2.16 Laser Pointer 32Gambar 2.17 Penampang Laser Pointer 33Gambar 2.18 Rangkaian Sensor Photodiode dan Laser Pointer 33Gambar 3.1 Sketsa Mekanik Plant 36Gambar 3.2 Diagram blok perancangan hardware 37Gambar 3.3 Diagram alir perancangan software 38

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Berbagai model CPU pada S7-200 5Tabel 2.2 Fitur dan range memori untuk CPU S7-200 7Tabel 2.3 Spesial memori Bit pada modul PLC Siemens S7-200 8Tabel 2.4 fitur input DC 13Tabel 2.5 Spesifikasi input / output terpisah 13Tabel 2.6 Spesifikasi input analog 16Tabel 2.7 Spesifikasi output analog 16Tabel 2.8 Spesifikasi input / output kombinasi analog 17Tabel 3.1 Jadwal peancangan 40

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Indonesia merupakan negara berkembang, dan saat ini banyak sekali pendirian industri baik di kota kecil maupun di kota besar, baik skala kecil, sedang maupun besar. Semuanya mempunyai bidang masing-masing dan mempunyai proses kerja yang beragam. Ada yang menggunakan sistem manual dan ada juga yang menggunakan sistem otomatis.Sebuah industri yang menggunakan sistem manual atau semua proses produksinya dilakukan secara manual dengan bantuan pekerja, proses produksi yang demikian akan didapatkan hasil yang kurang efisien. Sebuah industri dituntut untuk menghasilkan produk secara cepat untuk memenuhi permintaan konsumen. Alternatif yang dapat dilakukan adalah dengan membangun proses produksi menggunakan sistem otomatis. Dengan begitu industri dapat berproduksi lebih cepat, sehingga dapat meningkatkan pendapatan.Bidang industri biasa menggunakan proses penghitungan dan konveyor barang untuk mempermudah pengepakan barang. Proses penghitungan dan pengepakan barang ini bisa memanfaatkan fungsi pencacah (counter) dan pewaktu (timer) yang dimiliki oleh PLC (Programmable Logic Controller). PLC muncul untuk memenuhi kebutuhan akan fleksibilitas sistem kontrol dalam menanggapi perubahan sistem serta kebutuhan akan kepraktisan pengoperasian sistem kontrol. ( Nurgiyatna, Rancang Bangun Aplikasi PLC untuk Pengendalian Konveyorpada Pengepakan Barang, Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah, Surakarta, 2008. )PLC Merupakan programmable memory untuk menyimpan instruksi yang berorientasi kepada pengguna untuk melakukan fungsi seperti logika, pengurutan, pengaturan waktu, aritrnatika, melalui masukan (Tang, 1998).PLC mempakan sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian relai yang banyak dijumpai pada sistem kontrol konvensional (Agfianto, 2007). Komponen utama penyusun PLC adalah Catu Daya, Central Processing Unit (CPU) yang di dalamnya terdapat prosesor dan memori, Modul Masukan dan Modul Keluaran, serta perangkat pemrograman (Bryan dan Bryan, 1997).Dari permasalahan diatas penyusun mendesain system pengepakan barang menggunakan Program Logic Controller (PLC) sebagai controller. Pembuatan alat ini disertai sensor photodioda untuk pemilahan barang berdasarkan dimensi agar sesuai tempat dimana barang tersebut berada untuk pengemasan barang. Dengan teknologi sistem Program Logic Controller (PLC) dan dukungan piranti pintar elektronika yang ada, maka penyusun mempunyai inovasi untuk membuat suatu RANCANG BANGUN MINIATUR PEMILAH DAN PENGEPAKAN BARANG SECARA OTOMATIS BERBASIS PLC SIEMENS S7-200.1.2. Rumusan MasalahDengan mengacu pada latar belakang permasalahan dan batasan, maka masalah penelitian yang akan dilakukan dapat dirumuskan sebagai berikut:1. Dapatkah dibuat sistem pengepakan barang dan pemilah barang dengan sensor photodioda dan motor DC secara otomatis berbasis PLC S7-200.1.3. Batasan Masalah1. Alat yang dibuat ini adalah miniatur dari alat sebenarnya, baik fisik maupun non fisik.2. Alat pemilah dan pengepakan barang otomatis memilah barang berdasarkan ukuran / dimensi standart yang telah ditetapkan yaitu 15cm.3. Aktuator yang digunakan adalah motor DC.

1.4. Tujuan PenelitianPenelitian yang akan dilakukan ini mempunyai tujuan sebagai berikut:1. Menguji apakah sensor photodioda dan motor DC dapat memilah dan mengepak barang secara otomatis berbasis PLC S7-200.

1.5. Manfaat PenelitianHasil dari proyek akhir ini diharapkan dapat :1. Mempermudah proses pengepakan barang sesuai yang diharapakan. 2. Mempercepat produksi pengepakan barang serta aplikasinya.3. Dapat dipergunakan sebagai miniplant proses pemilhan dan pengepakan untuk kebutuhan praktikum PLC.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Programable Logic Controller (PLC) Siemens S7-200PLC Siemens S7-200 merupakan rangkaian pengontrol logika program yang dapat mengontrol bermacam-macam aplikasi otomatis. Desainnya ringkas, biaya rendah, dan seperangkat intruksi yang mrnggunakan S7-200 adalah solusi sempurna untuk mengendalikan aplikasi kecil. Model S7-200 bermacam-macam dan program dasar windows memberi fleksibilitas yang dibutuhkan untuk memecahkan masalah otomasi. S7-200 juga dapat mengontrol bermacam-macam peralatan untuk mendukung otomasi yang dibutuhkan. Mengontrol perubahan keluaran dan masukan monitor S7-200 menggunakan program, yang mana termasuk logika Bolean, pencacahan, pewaktuan, operas matematika kompleks dan komunikasi dengan perangkat cerdas lainnya. Berbagai model CPU pada S7-200 dapat dilihat pada Tabel 2.1, sedangkan bagian-bagian dan bentuk micro PLC S7-200 ditunjukkan oleh Gambar 2.1 Program Logic Controller ( PLC ).Seperti PLC pada umumnya model PLC Siemens S7-200 ini juga memiliki 4 modul dasar yang melengkapi bagian dari PLC yaitu:

1. Model CPU (Central Processing Unit)Model CPU yang disebut juga model kontroler atau prosesor. Modul CPU pada S7-200 juga terdiri dari dua bagian yaitu prosesor dan memori berikut ini akan dijelaskan satu persatu. Berikut ini merupakan berbagai model CPU pada S7-200.Tabel 2.1 Berbagai Model CPU pada S7-200

(a)

(b)Gambar 2.1 Program Logic Controller ( PLC ) (Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

a. ProsesorProsesor adalah bagian yang mengontrol (mengeksekusi program kontrol) supaya informasi tetap jalan dari bagian yang satu ke bagian yang lain, sehingga masing-masing transfer informasi ke tempat lain tepat sampai pada waktunya. Fungsi prosesor yang lain yaitu mengoperasikan dan mengkomunikasikan modul-modul PLC melalui bus-bus serial atau paralel yang ada. Fungsi prosesor pada tipe PLC S7-200 juga hampir sama dengan fungsi PLC pada umumnya. Pada PLC tertentu kadang dijumpai beberapa prosesor sekaligus dalam satu modul, yang ditunjukkan untuk mendukung keandalan sistem, begitu juga pada PLC tipe S7-200 ini prosesor yang ada juga dijadikan satu dengan modul PLC-nya. Beberapa prosesor tersebut bekerja sama dengan suatu prosesor tertentu untuk meningkatkan kinerja pengontrolan untuk mengontrol plant yang sudah dibuat.b. MemoriMemori mempunyai fungsi penyimpanan informasi digital yang bisa diubah dan berbentuk tabel data, register citra atau RLL (Relay Ladder Logic), yang merupakan program pengontrol proses. Fitur dan range memori CPU S7-200 ditunjukkan oleh Tabel 2.2

Tabel 2.2 Fitur dan Range Memori untuk CPU S7-200

(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)Pada S7-200 juga mempunyai bit special memory. Bit special memory menyediakan berbagai status dan fungsi kendali, serta memberikan informasi komunikasi diantaranya S7-200 dan program yang dibuat. Spesial Memori Bit (SMB) pada modul PLC Siemens S7-200 ditunjukkan oleh Tabel 2.3 berikut ini.

Tabel 2.3 Spesial Memori Bit pada Modul PLC Siemens S7-200NoJenis Bit Spesial MemoriKeterangan

1SMB0Berisi delapan bit status yang diperbarui oleh S7-200 pada akhir masing-masing siklus.

2SMB1Berisi berbagai indikator potensi kesalahan. Bit ini dapat digunakan dan dihapus dengan instruksi elevasi waktu.

3SMB2Adalah penerima instruksi Freeport buffer. Masing-masing karakter menerima mode Freeport yang ditempatkan dilokasi yang mudah diakses dari logika program diagram ladder.

4SMB3Digunakan untuk mode Freeport dan berisi bit kesalahan yang sama yang diatur ketika kesalahan dideteksi saat menerima karakter. Fungsi bit ini untuk membuang pesan.

5SMB4Berisi bit kelebihan interupsi, indikator status diperlihatkan ketika interupsi disetujui atau tidak. Indikasi bit berlebih akan diinterupsi pada saat dimulainya proses dengan kecepatan besar, atau interupsi tidak akan disetujui dengan interupsi global.

6SMB5Berisi bit status tentang kondisi kesalahan yang dideteksi didalam I/O. Bit ini menyediakan perintah untuk mendeteksi kesalahan melalui I/O.

7SMB6Sebagai pendaftaran identifikasi CPU S7-200.

8SMB7SMB7 sebagai cadangan.

9SMB8 SMB21Diorganisir dalam byte pasangan untuk modul ekspansi 0-6. Masing-masing pasangan nomer byte genap didaftarkan memalui modul identifikasi. Tipe modul identifikasi byte yaitu tipe I/O nomor masukan dan keluaran. Masing-masing byte bernomor gasal merupakan kesalahan pada saat pendaftaran. Byte ini menyediakan indikasi berbagai deteksi kesalahan pada modul I/O.

10SMW22 SMW26SMW22, SMW24, dan SMW26 menyediakan informasioeneliti waktu, peneliti waktu minimum, peneliti waktu maksimum dan peneliti waktu akhir dalam milidetik.

11SMB28 SMB29SMB28 pada sistem digital memberikan nilai logika 0, sedangkan pada SMB29 pada sistem digital memberikan nilai 1.

12SM30 dan SMB130SMB30 mengendalikan komunikasi Freeport untuk port 0, SMB30 mengendalikan komunikasi Freeport untuk port 1. Dapat membaca dan menulis dengan SMB30 dan SMB130. Pada konfigurasi byte ini masing-masing port komunikasi untuk operasi Freeport dan menyediakan seleksi Freeport atau menyediakan sistem protokol.

13SMB31 dan SMW32Dapat menyimpan suatu nilai dari V memori ke memori permanen (EEPROM) dibawah kendali sebuah program. Tempat pengalamatan disimpan pada alamat SMW32. SMB31 berisi komen penyimpanan nilai. Ketika menyimpan komen suatu nilai, tidak dapat mengubah nilai memori V sampai S7-200 mengecek untuk melihat simpanan memori permanen.SMB31 menggambarkan ukuran data yang disimpan pada memori permanen dan menyediakan komen inisialisasi operasi penyimpanan. SMW32 memulai pengalamatan pada memori V untuk data yang disimpan pada memori permanen

14SMB34 SMB35SMB34 menspesifikasi interval waktu untuk pewaktuan interupsi 0 dan SMB35 menspesifikasi interval waktu untuk pewaktuan interupsi 1. Spesifikasi waktu interval dari 1 ms sampai 255ms. Nilai interval waktu diambil oleh S7-200 pada saat waktu interupsi mengalami interupsi rutin. Untuk mengubahwaktu interval, harus melampirkan waktu interupsi yang sama atau interupsi rutin yang berbeda. Waktu interupsi akhir dapat diperoleh dari melepas event interupsi.

15SMB36 SMB65SMB36 SMB65 digunakan untuk operasi control dan monitor dengan kecepatan tinggi dengan pencacahan HSC0, HSC1, dan HSC2.

16SMB66 SMB85115 digunakann untuk mengendalikan pulsa keluaran dan pulsa modulasi.

17SMB86 SMB94, SMB186 SMB194.Digunakan untuk mengendalikan dan membaca status instruksi penerima pesan.

18SMW98Memberikan informasi nomor yang salah pada ekspansi bus I/O.

19SMB131 SMB165Digunakan untuk mengendalikan pencacahan kecepatan tinggi HSC3, HSC4, dan HSC5.

20SMB166 SMB185Digunakan untuk menampilkan nomer profil yang aktif dan profil alamat didalam V memori.

21SMB200 SMB549Menyediakan informasi untuk modul ekspansi seperti modul ekspansi modul EM277 PROFIBUS-DP.

(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)2. Modul Power supply / Catu DayaPada PLC Siemens S7-200 mempunyai rangkaian langsung modul power supply, seperti pada umumnya power supply disini sebagai sumber energi pengganti baterai.3. Modul I/OSistem mikro PLC S7-200 dapat dikembangkan untuk aplikasi sampai 256 poin I/O dengan menambahkan modul ekspansi I/O. Beberapa tipe modul ekspansi antara lain: Input/Output terpisah : terdapat range dari input terpisah, output terpisah dan modul ekspansi kombinasi terpisah yang tersedia di dalam keluarga PLC S7-200. Tanpa memperhatikan poin kombinasi, semua bagian modul mempunyai karakteristik dasar yang sama. Fitur input DC dapat dilihat oleh Tabel 2.4, sedangkan spesifikasi input/output terpisah ditunjukkan oleh Tabel 2.5.

Tabel 2.4 Fitur Input DCDC Input Feature

Input TypeInput VoltageMaximum ContiniuousSurgeRated ValueLogic 1 Signal (minimum)Logic 0 Signal (maximum)Isolation (Field Side to Logic)

Input Delay Times2-Wire Prox LeakageSink/Source (IEC Type 1 Sink)

30 VDC35 VDC for 0,5s24 VDC at 4 mA, nominal15 VDC at 2,5 mA, minimum5 VDC at 1 mA, maximumOptical (galvanic), 500 VAC for 1 minute4,5 ms1 mA, maximum

(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)Tabel 2.5 Spesifikasi input/output terpisahOutput SpecificationDC OutputRelay Output

General Output typePermissible rangeRated valueLogic 1 seignal at max. CurrentLogic 0 signal with 10K loadSolid state-MOSFET20,4 to 28,8 VDC24 VDC20 VDC, minimum

0,2 VDC maximumRelay dry contact5-30 VDC or 5-250 VAC--

-

Output currentLogic 1 signalMax. Current per common/groupLamp loadON state resistance (contact)Leakage current per pointSurge currentOverload protection 0,75A3A

5.0 W0,3

10A, maximum8A for ms, maxNo2,00A8A

30W DC/200W AC0,2 , max. When new

-7 A w/contact closeNo

Isolation Optical isolation (galvanic)Isolation resistanceIsolation coil to contactIsolation between open contact500 VAC for 1 minute

----

100 M , min. when new1500 VAC for 1 minute750 VAC for 1 minute

Inductive load clampingRes\petitive energy dissipation < 0,5 Lt2 x switch rateClamp voltage limits1 W, all chanels

L+ minus 48V-

-

Output delayOff to OnOn to Off50s, max200s, max--

Relay lifeSwitching delayLifetime mechanical (no load)Lifetime contact at rated load--

-10ms, maximum10.000.000 open/close

100.0 en/close

(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

Input /Output kombinasi terpisahUntuk input/output kombinasi terpisah mempunyai fitur dan spesifikasi yang sama dengan Input/Output terpisah. Input/Output analog : Modul I/O analog digunakan didalam beberapa aplikasi untuk mengatur perubahan arus atau tegangan. Spesifikasi input/output analog dapat dilihat pada Tabel 2.6 dan Tabel 2.7 berikut ini.

Tabel 2.6 Spesifikasi Input Analog(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

Tabel 2.7 Spesifikasi Output Analog(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

Input/Output kombinasi analogUntuk input/output kombinasi analog mempunyai fitur dan spesifikasi yang sama dengan input/output analog. Spesifikasi input/output kombinasi analog dapat dilihat pada Tabel 2.8.

Tabel 2.8 Spesifikasi Input/Output Kombinasi AnalogCP 243-2 specifications

AS-Interface SpecificationV 2.1

Interfaces Address space used in the PLC

AS-Interface connectionCorresponding to 2 I/O modules(8 DI/8 DO and 8 AI/8 AO)Terminal

Current consumption Via AS-Interface Through backplane busMax. 100 mATyp. 220 mA at 5 V DC

Power lossApprox. 2 W

Perm. environmental conditions Operating temperature Horizontal mounting Vertical mounting Transport/storage temperature Relative humidity

0 C to +55 C0 C to +45 C-40 C to +70 CMax. 95% at +25 C

(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

4. Modul Perangkat LunakPLC mengenal berbagai macam perangkat lunak, sedangkan untuk PLC Siemens S7-200 perangkat lunak yang biasa digunakan yaitu V3.2 Step 7 MicroWin. V3.2 STEP 7 MicroWin mempunyai banyak instruksi untuk menjalankan aplikasi yang dimaksud antara lain:

1. Instruksi Logika Bit (Bit Logic Instruction)Instruksi logika bit dasar pada pemrograman S7-200, macam-macam dari instruksi yaitu:1.1. Normally OpenNormally Open (LD, A, O) kontak tertutup (on) ketika nilai bit sama dengan 1.1.2. Normally CloseNormally Close (LDN, AN, ON) kontak tertutup (on) ketika nilai bit sama dengan 0.Perintah logika bit (untuk Normally Open dan Normally Close) ditunjukkan oleh Gambar 2.2 berikut ini.

Gambar 2.2 Perintah Logika Bit(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)2. Clock1.1. The Read Real-Times Clock (TODR)Perintah baca waktu dan tanggal sekarang dari jam perangkat keras dan muatan 8 byte waktu buffer dimulai pada alamat T.

1.2. The Set Real-Times Clock (TODW) Perintah tulis waktu dan tanggal sekarang ke perangkat keras dan dimulai pada 8 byte waktu buffer pada spesifikasi oleh alamat T. Perintah clock dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Perintah Clock (Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

2. Communication2.1. The Transmit (XMT)Perintah ini digunakan dalam mode Freeport untuk mengirim data dengan port komunikasi.2.2. The Receive (RCV)Perintah inisialisasi atau servis penerimaan pesan akhir harus menetapkan kondisi awal dan kondisi akhir untuk menerima kontak yang akan dioperasikan. Penerimaan pesan menyelesaikan port spesifikasi yang disimpan dalam data buffer. Masukan pertama dalam data buffer yaitu nomor byte. Perintah komunikasi untuk XMT dan RCV ditunjukkan oleh Gambar 2.4 berikut ini.

Gambar 2.4 Perintah Komunikasi (untuk XMT dan RCV)(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

3. CompareThe Compare BytePerintah compare byte digunakan untuk membandingkan nilai IN1 dengan IN2. Berikut ini merupakan perintah compare yang ditunjukkan oleh Gambar 2.5

Gambar 2.5 Perintah Compare(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)4. ConvertPerintah untuk mengubah nilai satuan satu ke satuan yang lain. Berikut ini merupakan gambar dari convert.

Gambar 2.6 Perintah Convert dari Byte ke Integer(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

5. Floating Point MathInstruksi Floating Point Math merupakan instruksi fungsi matematika (penambahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian) untuk 2 bilangan real 32 bit dan akan menghasilkan bilangan real 32 bit.6. Integer MathInstruksi Integer Math merupakan instruksi fungsi matematika (penambahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian) untuk 2 bilangan integer 16 bit dan akan menghasilkan bilangan integer 16 bit. Berikut ini merupakan gambar dari perintah Integer Math.

Gambar 2.7 Perintah Integer Math(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

7. Interrupt7.1. The Enable Interrupt (ENI)Instruksi global yang memungkinkan untuk pemrosesan semua pasangan event interrupt.7.2. The Disable Interrupt (DISI)Instruksi global yang tidak memungkinkan untuk pemrosesan semua event interrupt.7.3. The Conditional Return from Interrupt (CRETI)Instruksi yang digunakan untuk mengembalikan interupsi, ketika kondisi logika dasar melakukan proses. Untuk menambahkan interupsi, tekan Edit > Insert > Interrupt dari menu.7.4. The Attach Interrupt (ATCH)Intruksi berhubungan suatu peristiwa interupsi (EVNT) dengan suatu nomor interupsi jumlah rutin (INT) dan yang memungkinkan terjadinya interupsi.7.5. The Detach Interrupt (DTCH)Instruksi yang tidak berhubungan dengan adanya interupsi (EVNT) dari semua interupsi rutin dan tidak memungkinkan adanya interupsi.Perintah interupsi dapat dilihat pada Gambar 2.8 berikut ini.

Gambar 2.8 Perintah Interupsi(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

8. Counter8.1. The Counter Up (CTU)Instruksi perhitungan maju dari nilai masukkan CU akan menghitung maju dan membuat transisi dari off ke on. Ketika nilai (Cxxx) lebih besar dari nilai yang ditetapkan (Preset Value/PV), maka pencacah bit (Cxxx) akan menyala. Pencacah berhenti ketika nilai masukan (Reset/R) menyala, atau instruksi reset dieksekusi. Pencacah akan berhenti mencacah ketika hitungan mencapai nilai maksimum.

8.2. The Counter Down (CTD)Intruksi perhitungan mundur dari nilai masukkan CD akan menghitung mundur dan membuat transisi dari off ke on. Ketika nilai (Cxxx) adalah sama dengan masukkan CD maka pencacah bit (Cxxx) akan menyala. Pencacah berhenti mencacah ketika pencacah bit (Cxxx) dan penetapan nilai yag ditetapkan (Preset Value/PV) maka (Load Input/LD) menyala. Pencacah akan berhenti mencacah ketika hitungan sama dengan 0, dan pencacah bit (Cxxx) menyala.Berikut adalah perintah Counter dapat dilihat pada Gambar 2.9 dibawah ini.

Gambar 2.9 Perintah Counter(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

9. Move9.1. The Move Byte (MOVB)Intruksi memindahkan nilai dari byte masukan (IN) ke byte keluaran (OUT) tanpa mengubah nilai asli.9.2. The Move Word (MOVW)Instruksi memindahkan nilai dari word masukkan (IN) ke keluaran (OUT) tanpa mengubah nilai asli.9.3. The Move Double Word (MOVD)Instruksi memindahkan nilai dari double word masukkan (IN) ke double word keluaran (OUT) tanpa mengubah nilai asli.

Berikut adalah perintah move dapat dilihat pada Gambar 2.10 di bawah ini.

Gambar 2.10 Perintah Move(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

10. Program Control10.1. The FOR (FOR)Instruksi eksekusi di antara eksekusi FOR dan NEXT. Dispesifikasikan dengan nilai indeks atau pencacahan lompatan (INDX), nilai awal (INIT), dan nilai akhir (FINAL).10.2. The NEXT (NEXT)Instruksi yang ditandai dengan berakhirnya lompatan FOR, dan menetapkan nilai 1 sebagai nilai puncak. Berikut ini merupakan gambar dari perintah The FOR (FOR) dan The NEXT (NEXT):

Gambar 2.11 Perintah The For (FOR) dan The Next (NEXT)(Sumber : Manual Book Program Logic Controller SIMATIC S7 - 200)

11. Timer11.1. The On-Delay Timer (TON)Instruksi pencacahan waktu ketika masukan bernilai ON. Ketika nilai awal (Txxx) lebih besar dari nilai yang ditetapkan, timer bit akan menyala. Nilai On-Delay Timer akan membersihkan ketika masukan bernilai Off. Selanjutnya timer mencacah setelah waktu tercapai dan berhenti mencacah sampai nilai maksimum 32767.11.2. The Off-Delay Timer (TOF)Digunakan untuk mengembailkan keluaran Off untuk menetukan periode waktu setelah masukan Off. Katika masukan On, timer bit segala menyala dan nilai yang terpasang 0. Ketika masukan Off, timer mencacah sampai waktu yang diinginkan tercapai. Ketika waktu tercapai, timer akan Off dan nilai akan berhentii mencacah. Jika masukan Off untuk waktu pendek dan waktu tercapai timer akan menyala. Instruksi TOF harus dilihat dalam keadaan On atau Off, mulai bertransisi untuk mencacah.11.3. The Rentetive On-Delay Timer (TONR)Intruksi pencacahan waktu ketika masukkan keadaan On. Ketika nilai (Txxx) lebih besar atau sama dengan waktu yang tercapai, timer bit akan On.12. The Call Subroutine (CALL)Instruksi control untuk memindahkan subrutin. Dapat menggunakan konstruksi ini dengan atau tanpa parameter. Setelah eksekusi subrutin lengkap, control mengembalikan ke instruksi awal dengan memanggil subrutin.2.2. Pencatu Daya / Power SupplyPencatu daya sebagai sumber daya. Sebagian besar piranti elektronik membutuhkan tegangan searah (Direct Current / DC). Penggunaan vaterai sebagai sumber daya dinilai kurang efektif, hal ini disebabkan daya yang dimiliki baterai hanya mampu digunakan dalam beberapa waktu saja (tidak tahan lama) dan harganya relatif mahal. Satu-satunya sumber daya yang mudah didapat dan harganya paling murah adalah tegangan listrik dari PLN sebesar 110V/220V, dengan frekuensi 50-60 Hz. Tegangan jaringan ini berupa tegangan bolak-balik (Alternate Current/AC). Oleh karena itu, supaya dapat mencatu piranti elektronik yang memerlukan tegangan DC, diperlukan sebuah rangkaian yang bisa mengubah tengan bolak-balik menjadi tegangan searah yang dinamakan rangkaian penyearah tengangan. Berikut dapat dilihat contoh rangkaian Catu Daya pada umumnya.

Gambar 2.12 Rangkaian Catu Daya/Power Supply(Sumber : www.google.com)

2.3. Motor DCMotor DC merupakan motor listrik magnet permanen dengan input tegangan 5 Volt, 12 Volt, dan 24 Volt. Pada aplikasi ini, motor DC digunakan untuk menggerakkan konveyor dan menggerakkan pendorong. Motor DC adalah mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah (listrik DC) menjadi tanaga mekanis dinama tenaga gerak tersebut beruapa putaran rotor. Cara kerjanya adalah atas prinsip bahwa apabila suatu penghantar yang membawa arus listrik diletakkan didalam suatu medan magnet, maka akan timbul gaya mekanik. Bilamana arus listrik yang mengalir dalam kawat arahnya menjauhi kita (maju) maka medan magnet yang terbentuk disekitar kawat arahnya searah dengan putaran jarum jam. Sebaliknya bilamana arus listrik mengalir dalam kawat arahnya mendekati kita (mundur) maka medan magnet yang terbentuk disekitar kawat arahnya berlawanan dengan putaran arah jarum jam.

Gambar 2.13 Motor DC(Sumber : www.google.com)

2.4. Relay Relay pengendali elektromekanis adalah saklar magnetis. Relay ini menghubungkan rangkaian beban on dan off dengan pemberian energi elektro magnetis yang membuka dan menutup pada rangkaian. Relay biasanya mempunyai satu kumparan, tetapi relay dapat mempunyai beberapa kontak. Relay elektromekanis berisi kontak diam dan kontak bergerak. Kontak yang bergerak dipasangkan pada plunger. Kontak berfungsi sebagai Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). Apabila kumparan diberi tenaga, maka akan terjadi medan elektromagnetis. Aksi dari medan elektromagnetis tersebut, menyebabkan plunger bergerak pada kumparan menutup kontak NO dan membuka kontak NC. Kontak NO akan membuka ketika tidak ada arus yang mengalir pada kumparan, tetapi tertutup secepatnya setelah kumparan menghantarkan arus atau diberi tenaga. Kontak NC akan tertutup apabila tidak diberi daya dan membuka ketika kumparan diberi daya.

Gambar 2.14 Relay Eksternal PLC(Sumber : www.google.com)

2.5. Photodiode Photodiode dibuat dari bahan semikonduktor dengan bahan yang populer adalah silicon (Si) atau galium arsenida (GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe. Material ini menyera caha dengan karakteristik panjang gelombang mencakup : 2500 1100 untuk silicon, 8000 20.000 untuk GaAs. Ketika sebuah Photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, dimana suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonnduktor yang kehilangan elektron, arah arus yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa. Cara tersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon penyebab pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda.Photodioda digunakan sebagai peangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh infrared atau led. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodioda tergantng besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared atau led tersebut.Cara kerja photodioda yaitu jika photodioda tidak terkena cahaya, maka nilai resistansinya akan besar atau dapat kita asumsikan tak terhingga. Sehingga arus yang mengalir pada komparator sangan kecil atau dapat diasumsikan dengan logika 0. Begitu juga sebaliknya, jika photodioda terkena cahaya, maka photodioda akan bersifat sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya akan sangan kecil, sehingga akan ada arus yang mengalir ke komparator dan berlogika 1. Photodioda disini digunakan sebagai pendeteksi ada tidaknya barang pada konveyor.

Gambar 2.15 Photodiode(Sumber : www.google.com)

2.6. Laser PointerGambaran umum laser adalah suatu device yang memancarkan gelombang elektromagnetik melewati suatu proses yang dinamakan emisi spontan. Laser merupakan komponen utama pada sistem komunikasi modern saat ini. Istilah laser merupakan singkatan dari light amplification by stimulated emission of radiation. Kelebihan laser diantaranya adalah kekuatan daya keluarannya yang amat tinggi dan sangat diminati untuk beberapa aplikasi. Berkas laser umumnya sangat koheren, yang mengandung arti bahwa cahaya yang dipancarkan tidak menyebar dan rentang frekuensinya sempit (monochromatic light). Laser merupakan bagian khusu dari sumber cahaya. Sebagian besar sumber cahaya, emisinya tidak koheren, spektrum frekuensinya lebar, dan phasenya bervariasi terhadap waktu dan posisi.

Gambar 2.17 Laser Pointer(Sumber : www.google.com)Laser merupakan media penguat. Media penguat adalah suatu bahan yang mempunyai sifat dapat meningkatkan intensitas cahaya dengan cara emisi terstimulasi. Sedangkan resonator optic, secara sederhana terdiri dari susunan cermin yang dipasang berhadapan sehingga berkas cahaya dapat bergerak bolak-balik. Salah satu cermin bersifat agak transparan, sehingga dapat berfungsi sebagai jalur keluar berkas laser (output coupler). Dengan demikian cahaya akan mengalami penguatan daya beberapa kali lipat. Selain komponen-komponen utama diatas, suatu perangkat laser biasanya dilengkapi dengan beberapa komponen pendukung untuk menghasilkan berkas laser yang tajam.

Gambar 2.18 Penampang Laser Pointer(Sumber : www.google.com)Rangkaian sensor photodiode terdiri dari photodiode, LED atau Laser Pointer, resistor 220 dan resistor 5k. Inputan dari rangkaian ini diberi tegangan +5V dan outputnya disambungkan ke komparator. Garis besar rangkaian sensor photodiode dan LED ditinjukkan oleh Gambar 2.19.

Gambar 2.19 Rangkaian Sensor Photodiode dan LED/Laser Pointer(Sumber : www.google.com)BAB IIIMETODE PERANCANGAN

3.1. Tempat dan Waktu PerancanganPerancangan alat ini akan dilakukan di laboratorium PLC Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, selama kurang lebih 5 bulan, dimulai dari bulan Februari 2015 sampai Juli 2015.

3.2. Bahan dan PeralatanBahan-bahan yang diperlukan :1. PLC (Programable Logic Controller) Siemens S7-2002. Catu daya / power supply3. Motor DC (konveyor dan pendorong)4. Converter komunikasi serial RS 232 ( PC ) ke RS 485 ( PLC )5. Push button6. Laser pointer7. Photodiode8. Resistor Bahan Mekanik yang diperlukan :1. Karet Konveyor2. Besi L Ukurang Sedang3. Mur Baut4. Plat Besi Peralatan yang diperlukan :1. Tollkit2. PC (Personal Computer) / Laptop

3.3. Prosedur PerancanganPada perancangan dan pembuatan Rancang Bangun Miniatur Pemilah dan Pengepakan Barang Secara Otomatis Berbasis PLC Siemens S7-200 terbagi atas dua tahap yaitu pertama perancangan dan pembuatan sistem hardware dan yang kedua adalah perancangan dan pembuatan software sebagai pengendali operasi sistem tersebut.Prosedur yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat adalah sebagai berikut :1. Pembuatan sketsa mekanik plant yang dirancang.2. Pembuatan perangkat keras/hardware meliputi rangkaian power supply, rangkaian komunikasi serial RS-485, dan rangkaian pemilah dan pengepakan barang.3. Pembuatan software pengendali operasi alat dengan menggunakan Programable Logic Controller ( PLC ) melalui software include dari Siemens S7-200 yaitu V3.2 Step 7 MicroWin.

3.3.1. Sketsa Mekanik Plant

Gambar 3.1 Sketsa Mekanik PlantSistem kerjanya adalah diawalai dari penekanan tombol start pada PLC (di on kan), maka motor DC 1 siap menjalankan fungsinya yaitu menggerakkan konveyor 1 untuk menjalankan barang. Apabila barang sudah berada pada konveyor maka proses pertama adalah pendeteksian barang apakah panjang dimensi yang ditetapkan oleh laser pointer sudah terpenuhi, jika panjang barang tidak terpenuhi maka barang akan dikeluarkan dari konveyor 1. Jika dimensi barang tersebut sudah terpenuhi maka dilanjutkan pada proses selanjutnya yaitu penataan barang, proses penataan barang bergantung pada sensor photodiode. Photodiode sendiri berfungsi untuk penghitung jumlah barang yang masuk jika barang sudah mencapai struktur 2x1 maka barang akan didorong dalam bejana motor 4 oleh motor 3. Setelah barang dalam wadah motor 4 sudah mencapai struktur 4x2, maka barang akan didorong oleh motor 5 untuk dimasukan dalam box yang telah siap pada konveyor 2. Setelah semua proses berjalan sempurna, proses ini akan berulang sampai tombol stop pada PLC diaktifkan.Garis besar perancangan sistem ini dapat dilihat pada diagram keseluruhan sistem pada Gambar 3.1.

Gambar 3.2 Diagram blok perancangan hardwareDari blok diagram diatas dapat dijelaskan sistem kerja alat dimulai dari tombol push button sebagai start pada PLC, sedangkan photodiode untuk mengoreksi dimensi barang dan menghitung barang pada proses penataan barang sebelum masuk didorong masuk dalam wadah motor 5. Proses ini akan kembali berulang terus menerus sampai tombol stop pada PLC diaktifkan.

3.3.2. Perancangan Software

Gambar 3.3 Diagram alir perancangan software3.4. Analisi DataAnalisis data pada rancang bangun pemilah dan pengepakan barang secara otomatis ini mengambil beberapa macam pengujian, yaitu:1. Menganalisis pengukuran power supply.2. Menganalisis kerja photodiode sebagai pendeteksi panjang dimensi barang, pendeteksi barang, dan box.3. Menganalisis kesesuaian kerja hardware dengan software yang telah dibuat.Ketidaksesuaian antara data yang diinginkan dengan kinerja alat yang sebenarnya akan dijadikan sebagai presentase kesalahan sehingga nantinya dapat ditentukan kualitas kinerja alat dengan menggunakan persamaan 3.1 berikut ini. ............................................................. (3.1)Keterangan :n kesalahan = jumlah kesalahan yang terjadin percobaan = jumlah percobaan yang dilakukanDari hasil persamaan % kesalahan dapat ditentukan kualitas kinerja alat yang telah dirancang, yaitu dengan persamaan 3.2 : .......................................... (3.2

3.5. Anggaran PenelitianPengeluaran 1. Pengumpulan literatur, print, dan fotokopiRp. 100.000,-2. Pengadaan peralatan, komponen dan bahan lainnyaRp. 2.500.000,-3. Penulisan laporanRp. 400.000,-+

JumlahRp. 3.000.000,-

3.6. Jadwal PenelitianTabel 3.1 Jadwal PerancanganNo.KeteranganBulan IBulan IIBulan IIIBulan IVBulan V

1Perancangan alat

2Pembuatan alat

3Uji coba alat

4Evaluasi dan Laporan

DAFTAR PUSTAKA

help from V3.2 Step 7 MicroWin dan S7-200 manualMuzaki. 2008. Bengkel Elektronika. Surabaya.William, Bolton. 2007. Programable Logic Controller (PLC) Sebuah Pengantar edisi ketiga. Jakarta. Erlangga.Achmad, Balza. 2007. Pemrograman PLC Menggunakan Simulator. Yogyakarta. Andi.Situs web www.elektroindonesia.com (diakses pada 31 Desember 2014)Situs web http://www.google.com/plc_siemens_s7-200/p649-661.pdf (diakses pada 13 Desember 2014)Situs web www.electronic-lab.com (diakses pada 13 Desember 2014)Situs web http://www.google.com/ldr/babII_sensor (diakses pada 1 Januari 2015)