## OPEN ACCESS
© 2023. Syahid, Aji Hari Riyadi, Triyono

## Rancang Bangun Alat Pencacah Tembakau Otomatis berbasis PLC dan SCADA
Design and Development of Automatic Tobacco Crushing Device Based On PLC and SCADA
Syahid *1 , Aji Hari Riyadi, Triyono
1 Jurusan Teknik Elektro Polines Jln. Prof. Sudarto Tembalang Semarang 50271
* syahid@polines.ac.id

## ABSTRAK
Perajangan  daun  tembakau  saat  ini  masih  menggunakan  cara  tradisional  yang  dibantu  oleh  motor  yang menggerakkan mata pisau supaya berputar, namun terdapat kekurangan yaitu kecepatan yang tidak dapat diatur. Oleh  karena  itu,  dibuat  alat  pengrajang  tembakau  secara  otomatis  berbasis  PLC  dan  SCADA.  Mesin  ini menggunakan satu buah pisau yang digerakkan oleh satu buah motor AC 3 phase 0.5 PK yang dapat dikendalikan secara  manual  menggunakan  VSD  serta  otomatis  menggunakan  PLC  dan  juga  mampu  dimonitoring  serta controlling  menggunakan  SCADA.  Dalam  proses  pengrajangan  ini  menggunakan  daun  tembakau  yang  masih basah.  Mesin  ini  dilengkapi  dengan  inverter  yang  akselerasinya  dapat  diatur  sehingga  pengasutan  motor  dapat dilakukan secara softstart dan pengereman dapat bekerja secara optimal dan efisien. Hasil pengujian dalam waktu satu  jam  menggunakan  settingan  frekuensi  antara  15  hingga  35  Hz,  maka  dihasilkan  rajangan  daun  tembakau maksimal  sebesar  116  kg  dengan  ketebalan  1  sampai  2  mm.  Semakin  tinggi  settingan  frekuensi,  maka  akan semakin tinggi pula nilai RPM dimana RPM ini yang akan menentukan jumlah kapasitas hasil cacahan tembakau.
Kata kunci – Alat Pengrajang Tembakau, PLC, SCADA, Inverter

## ABSTRACT
Tobacco leaf chopping still uses the traditional method which is assisted by a motor that drives the blade to rotate, but the speed that cannot be adjusted. Therefore, an automatic tobacco chopper based on PLC and SCADA was created. This machine uses a blade that is driven by a 3 phase 0.5 PK AC motor which can be controlled manually using VSD and automatically using PLC and is also capable of monitoring and controlling using SCADA. In this chopping  process  using  tobacco  leaves  that  are  still  wet.  This  machine  is  equipped  with  an  inverter  whose acceleration can  be adjusted so that the starting of the motor can be done in a soft start and braking can work optimally and efficiently. The  results within one hour using a frequency setting between 15 to 35 Hz, a maximum of 116 kg of chopped tobacco leaves is produced with a thickness of 1 to 2 mm. The higher the frequency setting, the higher the RPM value where this RPM will determine the total capacity of the chopped tobacco.
Keywords – Tobacco Chopper, PLC, SCADA, Inverter

## Pendahuluan
Tanaman  tembakau  merupakan  tanaman tropis yang dapat hidup pada rentang iklim yang luas,  karena  responnya  netral  terhadap  panjang hari. (Suwarto, dkk., 2014). Tembakau merupakan  tanaman  komoditas  ekspor  yang sangat  menjanjikan  bagi  Indonesia.  Tanaman Tembakau  yang  umum  di  tanam  di  Indonesia antara lain, tembakau deli, tembakau temanggung, tembakau Vorstelanden, tembakau Madura,  tembakau  besuki  dan  tembakau Rakyat/Rajangan  serta  tembakau  Virginia  yang ada  di  Lombok  timur  (Siregar  dan  Zuliyanti, 2016).  perajangan  daun  tembakau.  Pada  proses perajangan,  petani  tembakau  masih  banyak menggunakan  cara  manual,  yaitu  dengan menggunakan  dudukan  tembakau  yang  terbuat dari  kayu  atau  koplakan  dan  dipotong  dengan menggunakan  pisau  rajang.  Proses  perajangan manual  dibutuhkan  waktu  yang  relative  lama, selain memakan waktu perajangan secara manual juga 22 menghasilkan ukuran ranjang yang tidak seragam.  Perajang  daun  tembakau  dengan koplokan  hanya  mampu  menghasilkan  ±26-29 kg/jam  daun  tembakau  basah,  sedangkan  dalam sekali  panen  daun  tembakau  yang  harus  di potong mencapai ±1 ton daun basah dan setelah di  penen  harus  segera  di  rajang  dan  dijemur. Untuk memenuhi produksi panen yang melimpah maka petani harus bisa merajang ±200 kg/jam. (Hidayat dan Setyo. 2013).
Proses  pemotongan  daun  tembakau  tidak bisa  dilakukan  oleh  sembarang  orang  perlu teknik dan ukuran yang tepat agar hasil cacahan dapat  sesuai  dengan  standar  penjualan  maka hanya  orang-orang  yang  memiliki  pengalaman lebih dalam mencacah tembakau. Oleh karena itu diperlukan  alat  Pencacah  Tembakau  Otomatis Berbasis  PLC  dan  SCADA”.  Terdiri  dari  alat pemotong  daun  tembakau  otomatis  yang bersumber dari motor listrik AC 3 fasa yang akan menggerakkan  pisau  untuk  memotong  daun tembakau  sama  besar  secara  konstan.  Dengan demikian  orang  awam  pun  dapat  mencacah tembakau  dengan  mudah  dan  sesuai  dengan standar  ukuran  karena  alat  ini  dapat  disetting tebal  tipisnya  cacahan  melalui  pengaturan frekuensi pada VSD.Kontroller yang di gunakan menggunaan PLC dan bisa di monitoring dengan sistem SCADA.

## Metodologi
Tahapan-tahapan  yang  dilakukan  untuk mencapai hasil yang memuaskan pada penelitian ini dijabarkan dalam metode sebagai berikut:

## 2.1. Studi Literatur
Studi literatur dilakukan untuk memahami permasalahan yang berkaitan dengan monitoring,  kontrol  dan  sensor  dan  aplikasinya. Studi literatur ini dilakukan secara bersama-sama oleh ketua dan anggota peneliti yang mempunyai kepakaran  (  expert  )  dibidangnya  masing- masing.  Kegiatan  studi  literatur  ini  dengan  cara mengumpulkan bahan-bahan pustaka dari berbagai  jurnal,  buku,  majalah  ilmiah  dan  dari website dan melakukan diskusi.
2.2. Perancangan dan pembuatan alat pencacah tembakau secara otomatis
Perancangan dan Pembuatan alat pencacah tembakau  ini  dikontrol  dengan  PLC  yang berfungsi  untuk  membuat  mengontrol  dan memonitor  dengan  sisitem  SCADA  proses  alat pencacah tembakau di bengkel Teknik Listrik.

## 2.3. Pengujian Sistem
Perancangan  dan  Pemasangan  panel kontrol  untuk  mengontrol  alat  pencacah tembakau yang sudah jadi perlu diuji dengan cara melakukan pengujian terhadap alat yang sudah di pasang Hasil-hasil pengujian dengan menggunakan  alat  yang  sudah  terpasang  dibuat dokumentasi dan dicacat .

## 2.4. Pembuatan Laporan
Seluruh  tahap  persiapan,  pengerjaan, pembuatan  hardware  dan  pengujian  serta pengukuran  dan  hasil-  hasilnya  akan  dibuat dalam  suatu  laporan  akhir  Selain  dalam  bentuk laporan  juga  akan  ditulis  dalam  bentuk makalah/paper  penelitian  yang  juga  disesuaikan dengan targetnya.
Metode yang digunakan dapat digambarkan  dengan  diagram  alir    yang    dapat terlihat pada gambar 1.

## Gambar 1. Diagram alir penelitian

## Pembahasan
Mesin pencacah tembakau dari hasil panen daun menjadi siap dikeringkan berbasis PLC dan SCADA  terdiri  dari  motor  AC  3  phase  untuk menggerakkan  pisau  pencacah  dengan  dibantu koordinasi  dari variable  speed  drive (VSD) sebagai controlnya. Apabila push button ditekan maka VSD akan on lalu dapat kita atur nilai dari input  RPM  dan  frekuensinya  kemudian  saat tembakau  dimasukkan  ke  mesin  maka  limit switch  akan  tertekan  dan  memberikan  sinyal pada  PLC  untuk  menggerakkan  motor  3  phase jika  limit  switch  tidak  mendeteksi  adanya tembakau maka sistem dalam keadaaan standby. Setelah  itu  apabila  motor  3  phase  bekerja  maka akan  menggerakkan  pisau  pencacah.  Pisau pencacah  yang  berputar  akan  terdeteksi  oleh sensor proximity. Dimana setiap sensor proximity  mendeteksi  maka  akan  memberikan sinyal pulse pada driver motor stepper yang akan menggerakkan motor stepper dan juga menggerakkan conveyor sehingga alat pencacah tembakau dapat berfungsi dengan baik. Sedangkan apabila ingin melakukan maintenance dapat  dilakukan  secara  system operasi  manual  dengan  cara  menekan  limit
switch maka pisau pencacah seharusnya bekerja dan  apabila  hendak  mengecek  kerja  dari  motor stepper  maka  dapat  dilakukan  dengan  cara mendekatkan  suatu  benda  logam  pada  sensor proximity.
Alat  pencacah  tembakau  ini  dapat dioperasikan  secara  otomatis  maupun  manual. Untuk  mengoperasikan  alat  ini  pada  operasi otomatis,  terlebih  dahulu  harus  mensetting frekuensi dan RPM pada VSD dan pastikan alat siap serta aman dioperasikan. Ketika push button start  ditekan  maka  system  akan  bekerja  secara kontinyu sampai limit switch tidak tertekan oleh tembakau lagi, sehingga pisau akan terhenti dan dalam  posisi  standby.  Sistem  pengoperasian secara  manual  dalam  sebuah  mesin  sangat diperlukan.  Sistem  manual  memiliki  tujuan untuk  memeriksa  system  dan  komponen  pada mesin berjalan secara  baik atau tidak atau dapat dikatakan  pengoperasian  secara  manual  untuk keadaaan maintenance. Dalam keadaan ini yang dapat  dioperasikan  adalah  bagian  motor  dan pisau  dengan  menekan  limit  switch  dan pergerakan motor stepper dapat kita lihat dengan mendekatkan logam pada sensor proximity.
Algoritma  dari  proses  kerja  sistem  dapat dilihat  pada  gambar  2  dan  gambar  3    sebagai berikut :
Gambar 2. Flowchart Manual Mesin Pencacah
Gambar 3. Flowchart Otomatis Mesin Pencacah
Untuk  proses  kerja  otomatisnya  yaitu ketika PB_ON ditekan, maka sistem akan bekerja secara  otomatis.  Pada  saat  rangkaian  bekerja secara otomatis, maka beban akan bekerja secara berurutan.  Ketika  PB  START  ditekan,  maka VSD  akan  on  kemudian  dapat  mengatur frekuensi  dan  RPM.  Saat  tembakau  masuk  ke mesin lalu menekan limit switch maka motor AC 3  phase  akan  bekerja  lalu  menggerakkan  pisau pencacah. Putaran pisau pencacah terdeteksi oleh sensor  proximity  yang  kemudian  memberikan sigyal pulse kepada motor stepper. Motor stepper ini  berfungsi  untuk  menggerakkan  konveyor. Ketika  limit  switch  tidak  mendeteksi  adanya tembakau  maka  pisau  akan  terhenti  secara otomatis.
Hasil Perancangan Hardware dan Software monitoring  SCADA  untuk  alat  pencacah tembakau adalah seperti gambar 4 dan gambar 5.
Gambar 4. Tampilan Monitoring SCADA
Gambar 5. Tampilan Hardware Pencacah Tembakau
Data  hasil  pengujian  alat  pencacah tembakau disajikan dalam tabel 1 dan tabel 2 di bawah ini :
Tabel 1. Perbandingan Data Pengujian Kecepatan  Pisau  Perajang  dengan Kapasitas Tembakau No. Frekuensi ( Hz ) RPM setting as motor RPM as pisau 1 15 450 140,1 2 20 600 172,5 3 25 750 218,8 4 30 900 264,3 5 35 1050 311,1 6 40 1200 358,2
Dari  Tabel  1  dapat  di  buat  grafik  seperti gambar 6 sebagai berikut :
Gambar 6. Grafik Perbandingan Kecepatan Motor dengan Kapasitas
Berdasarkan  tabel  1  dan  grafik  gambar  6 dapat diketahui bahwa:
● Pada  settingan  RPM  pisau  sebesar  140,1, maka akan menghasilkan cacahan tembakau sebesar 42,2 kg per jam.
● Pada  settingan  RPM  pisau  sebesar  172,5, maka akan menghasilkan cacahan
tembakau sebesar 58,6 kg per jam.
● Pada  settingan  RPM  pisau  sebesar  218,8, maka akan menghasilkan cacahan
tembakau sebesar 66,5 kg per jam.
● Pada  settingan  RPM  pisau  sebesar  269,3 maka akan menghasilkan cacahan tembakau sebesar 67,6 kg selama per jam.
● Pada  settingan  RPM  pisau  sebesar  311,1 maka akan menghasilkan cacahan
tembakau sebesar 71,1 kg selama per jam.
● Pada  settingan  RPM  pisau  sebesar  358,2 maka akan menghasilkan cacahan tembakau sebesar 116,6 kg selama per jam.
Tabel 2. Data Pengujian Hasil Kapasitas
No. Frekuen si ( Hz ) Jumlah sinyal proximity Per Detik Wak tu (deti k) Berat (gram) Keteb alan rata- rata (mm) 1 15 2,3 25 293 3 - 4 2 20 2,9 19 309 2-3 3 25 2,10 15 277 1-2 4 30 2,11 23 454 1-2 5 35 2,12 13 421 1 6 40 6 18 338 1
Dari  Tabel  2  dapat  di  buat  grafik  seperti gambar 7 sebagai berikut :
Gambar 7. Grafik Perbandingan Waktu dengan
Kapasitas
Berdasarkan  tabel  2  dan  grafik  gambar  7 dapat diketahui bahwa :
● Pada  frekuensi  15  Hz  dengan  settingan RPM  motor  450,  dengan  RPM  pisau sebesar  140,1,  maka  akan  mengahsilkan 293 gram.
● Pada  frekuensi  20  Hz  dengan  settingan RPM  motor  600,  dengan  RPM  pisau sebesar  172,5,  maka  akan  mengahsilkan 309 gram.
● Pada  frekuensi  25  Hz  dengan  settingan RPM  motor  750,  dengan  RPM  pisau sebesar  218,8,  maka  akan  mengahasilkan 277 gram.
● Pada  frekuensi  30  Hz  dengan  settingan RPM  motor  900,  dengan  RPM  pisau sebesar  264,3,  maka  akan  mengahsilkan 454 gram.
● Pada  frekuensi  35  Hz  dengan  settingan RPM  motor  1050,  dengan  RPM  pisau sebesar  311,1,  maka  akan  mengahsilkan 421 gram.
● Pada  frekuensi  40  Hz  dengan  settingan RPM  motor  1200,  dengan  RPM  pisau sebesar  358,2,  maka  akan  mengahasilkan 338 gram.

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan dapat disimpulkan, sebagai berikut :
● Hasil  pengujian  hardware  dan  software SCADA bahwa modul PLC dan alat mesin pencacah tembakau otomatis dapat berjalan dengan baik.
● Hasil  pengujian  memperlihatkan  bahwa kenaikan  frekuensi  yang  diatur  akan berbanding lurus dengan kenaikan RPM as motor maupun RPM as pisau.
● Hasil  ketebalan  rata-rata  daun  tembakau berbanding  terbalik  dengan  kenaikan jumlah sinyal proximity.
● Kapasitas  tembakau  yang  sesuai  standar dalam satu menit rata-rata dapat menghasilkan 1200 gram dengan ketebalan rata-rata 1 cm.
● Hasil  pengujian  kerja  alat  dapat  berjalan dengan baik dan dapat merajang tembakau secara baik.
● Hasil dari cacahan tembakau sudah sesuai dengan standard pabrik yang berlaku yaitu dengan ketebalan sebesar 1-2mm

## Daftar Pustaka
[1] Fahrieza, Harry. 2015. “Perancangan Mesin Perajang Tembakau.”  Perancangan  Mesin  Perajang  Daun Tembakau: 8
[2] Syahid,dkk.2022,”  Monitoring  And  Controlling Trainer  Of  Automatic  Grain  Dryer  Machine  Based On PLC And Scada, Jurnal JAICT
[3] Syahid  dkk  ,2023,’  Automatic  Tobacco  Dryer Refrigeration  System  Optimization  Using  PLC  and SCADA,Jurnal Polimesin
[4] Vitri Pitrandjalisari, Toni Dwi Putra,2014,” Perancangan Mesin Perajang Tembakau
Menggunakan  Tiga  Mata  Pisau  Pada  Kapasitas  120 Kg/Jam”Jurnal Ilmiah Widya Teknika,vol 22 No 1
[5] M. Pramuda, Fayiz Fitrah P. D,2021, Pembuatan Dan Pengujian  Alat  Pencacah  Batang  Tembakau,  Itenas
https://eproceeding.itenas.ac.id/index.php/fti/article/ download/694/575
[6] Mega Novita, Achmad Buchori, Ali Mujahidin,2019, Diseminasi  Teknologi  Mesin  Perajang  Tembakau Dalam  Upaya  Menerapkan  Ekoteknologi  Di  Desa Tumbrasanom  Kecamatan  Kedungadem  Kabupaten Bojonegoro,  Jurnal  Of  Dedicator  Community,Vol  3 No 2. https://ejournal.unisnu.ac.id/JDC/article/view/814
[7] Dicky  Adythia  Herdiansyah1  dkk,2022,”  Mesin Pemotong  Daun  Tembakau  Otomatis  Menggunakan Teknik Counter Berbasis Mikrokontroler” JURNAL SISTEM  KOMPUTER  TGD  Volume  1,  Nomor  5, September 2022, Hal 189-196 https://ojs.trigunadharma.ac.id/index.php/jskom
[8] Wahyu  K Sugandi, 2021,”Rekayasa Mesin Perajang
Tembakau Mole”, Jurnal Teknik Pertanian Lampung Vol. 10, No. 4 (2021): 459-467