## OTOMATISASI PROSES PRODUKSI CAT BERBASIS SIMULATOR PLC TWIDO TWDLMDA20DTK
Fahmizal 1 , Donny Budi Pratama 2 , Angga Priyatmoko 3 , M Riza Fauzi Rahman 4
1,2,3,4 Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, Indonesia
e-mail: fahmizal@ugm.ac.id, donny.budi.p@mail.ugm.ac.id, angga.priyatmoko@mail.ugm.ac.id, m.riza.f@mail.ugm.ac.id

## Abstrak
Makalah ini bertujuan untuk mensimulasikan implementasi programmable logic controller (PLC)  pada  mesin  otomatisasi  produksi  cat.  Makalah  ini  pada  dasarnya  menyajikan proses  otomatisasi  produksi  cat.  Secara  garis  besar,  terdapat  tiga  proses  utama  yaitu, proses  produksi  adonan  cat,  proses  pengisian  cat  dalam  kaleng  kemasan,  dan  proses pengepakan kaleng cat ke dalam box . Pada makalah ini, simulasi sistem otomasi produksi cat  menggunakan software Twido  Suite  TWDLMDA20DTK.  Simulasi  bertujuan  untuk meminimalkan  kesalahan  dalam  merancang  sistem  sehingga  dapat  menghemat  waktu. Hasil yang diperoleh dari simulasi bahwa sistem telah berjalan berjalan dengan baik dan sesuai dengan seharusnya.
Kata kunci: PLC, Twido, otomatisasi.

## Abstract
This  paper  intends  to  simulate  the  implementation  of  the  programmable  logic  controller (PLC)  on  paint  production  automation  machines.  This  paper  basically  presents  the process  of  automating  paint  production.  In  general,  there  are  three  main  processes namely,  the  process  of  paint  dough  production,  the  process  of  filling  paint  in  packaging cans, and the process of packing paint cans into the box. In this paper. simulation of paint production  automation system  using Twido  Suite TWDLMDA20DTK software.  Simulation intends to minimize error to bulit the system operating time. The results obtained from the simulation that the system has been running well.
Keywords : PLC, Twido, Automation.

## PENDAHULUAN
Penggunaan programmable logic controller (PLC)  di  industri  bertujuan  untuk mempermudah pengontrolan yang dilakukan  pada  mesin-mesin  di  industri. Kehadiran PLC sangat dibutuhkan terutama untuk menggantikan sistem pengkabelan yang digunakan dalam mengendalikan  suatu  sistem  (Ramadhan, 2014).  Pada  masa  lalu,  setiap  perangkat elektronik harus dikendalikan oleh pengendalinya masing-masing, hal tersebut  sangat  tidak  efektif  karena  jika terdapat  sepuluh  mesin  maka  terdapat sepuluh  kontroler  untuk  mengontrolnya. Sedangkan  jika  menggunakan  PLC  maka sepuluh mesin tersebut  dapat  dikendalikan dengan hanya menggunakan sebuah kontroler saja (Bolton, 2004).
Salah  satu  industri  yang  sangat dibutuhkan manusia adalah industri produksi  cat.  Hal  tersebut  selain  melihat kebutuhan pembangunan suatu infrastruktur  gedung  yang  makin  hari semakin  berkembang  dan  bertambah. Untuk  melakukan  proses  produksi  cat dibutuhkan proses yang cukup panjang dan berulang – ulang  sehingga  diperlukan konsentrasi yang tinggi dalam pembuatannya.  Dalam  hal  ini,  peran  PLC sangat  dibutuhkan.  Terlepas  dari  alasan tersebut  penggunaan  PLC  juga  untuk memenuhi  produksi cat  sendiri  yang setiap tahunnya  mengalami  peningkatan.  Dalam makalah  ini  akan  dijelaskan  bagaimana penggunaan  PLC  pada  produksi  cat berbasis PLC Twido TWDLMDA20DTK.
Kebutuhan akan produksi cat dengan tingkat  efisiensi  dan  efektifitas  dari  proses pengerjaan  dan  hasil  yang  tinggi  pada suatu  proses  produksi,  terutama  pada produksi massal sangatlah penting, karena dapat  menghemat  waktu  dan  biaya, sehingga ongkos produksi yang dikeluarkanpun akan dapat sekecil mungkin.  Suatu  mesin  yang  digunakan untuk  membuat  cat  telah  banyak  beredar dipasaran,  namun  alat  yang  bersifat otomatis  masih  belum  banyak,  sehingga dalam  hal  ini  penulis  mencoba  untuk menjelaskan suatu mesin untuk menyelesaikan dan memberi solusi terhadapa  masalah,  dimana  diharapkan sistem otomasi ini mampu memaksimalkan efisiensi  guna  meningkatkan  efektifitas yang lebih baik.

## TINJAUAN PUSTAKA
Programmable Logic Controller (PLC) PLC  merupakan  sebuah  komputer elektronik  yang  merupakan  salah  satu produk  dari  perkembangan  teknologi  di bidang  teknik  kendali  (Antono,  2012).  PLC bisa  juga  didefinisikan  sebagai  sebuah sistem  elektronik  yang  beroperasi  secara digital dan  banyak  dari  padanya  di  desain untuk  linkungan  industri.  PLC  memiliki sistem  penyimpanan  yang  beguna  untuk menyimpan  data-data  perhitungan/fungsi- fungsi  spesifik  seperti  logika,  urutan, perwaktuan  ( timer ),  atau  operasi  aritmatik yang  banyak  digunakan  untuk  mengontrol mesin-mesin  atau  proses  industri  melalui modul  dengan  I/O digital maupun analog (O.Boucher,  2012).  Dari  istilah  yang  ada ( Programmable  Logic  Controller ),  PLC memiliki  arti  tersendiri  didalamnya.  Berikut penjabarannya;

## Programmable
Programmable menunjukan kemampuan  dari  PLC  dalam  hal storage (penyimpanan).  Dalam  hal  penyimpanan PLC  bisa  menyimpan  program  yang  telah dibuat  dan  program  yang  telah  disimpan masih  bisa  diubah  fungsi  dan  kegunaanya (Janotha, 2014).

## Logic
Logic menunjukan  kemampuan  PLC dalam mengolah masukan  secara aritmatik dan  logis  atau  biasa  disebut Arithmetic Logical  Unit (ALU)  (Herlan,  2015).  Dalam fungsinya sebagai ALU, PLC bisa melakukan operasi aritmatik seperti membandingkan, pengurangan, penjumlahan, perkalian, negasi, dan sebagainya.

## Controller
Controller menunjukan  kemampuan PLC  dala  mengolah input yang  bisa dikontrol  secara  manual  maupun  otomatis oleh  operator  sehingga  menghasilkan keluaran yang diinginkan (Setiawan, 2006).
Pada  dasarnya  PLC  dirancang  untuk menggantikan suatu rangkaian relay sequensial dalam  suatu  sistem  kontrol. PLC  memiliki  bahasa  sendiri  yang  mudah untuk  diartikan  oleh  pengguna,  tergantung jenis  PLC  yang  digunakan  maka  bahasa pemrogramannya pun akan berbeda. Keluaran pada PLC bisa berupa logika atau angka  1  dan  0  yang  berarti  1  ( ON )  dan  0 ( OFF ).  Tidak  hanya  satu  keluaran,  PLC juga  dapat  diterpakan  pada  sistem  dengan keluaran  yang  banyak.  PLC  memiliki beberapa  fungsi  yang  dapat  diaplikasikan dalam  pengendalian.  Berikut  fungsi  umum dari PLC;

## Sekuensial Kontrol
PLC memiliki fungsi sekuensil kontrol, fungsi sekuensial kontrol merupakan fungsi dimana  PLC  bekerja  sebagai  pengolah masukan  biner  menjadi  keluaran  yang dibutuhkan oleh sebuah teknik pemrosesan yang berlangsung secara berurutan (sekuensial).  PLC  pada  proses  ini  juga berfungsi  sebagai  pengontrol  setiap step dari proses agar semuanya berjalan secara berurutan (Johnson, 2007).

## Monitoring Plant
Monitoring  Plant merupakan  salah satu  fungsi  PLC  yang  berfungsi  untuk memonitor  suatu  sistem  yang  harus diberikan perlakuan khusus seperti temperatur,  tekanan,  tingkat  ketinggian, keasaman, dan sebagainya (Barrett, 2008).
PLC juga akan berfungi untuk pengambilan tindakan apabila ada proses yang melebihi batas.  PLC  akan  memberikan  tindakan pencegahan dan pengurangan pada sistem tersebut.

## TwidoSuite TWDLMDA20DTK
Twido  Suite  adalah software untuk memprogram  PLC  yang  dibuat  oleh Schneider Telemecanique dengan tampilan seperti  pada  Gambar  1  (Ardiansyah, Taryana,  &  Nataliana,  2013). Software ini dapat digunakan untuk memprogram
semua tipe PLC Twido Compact
(TWDLCAA10DRF, dll) dan Modular (TWDLMDA40DTK,  dll)  (Schneider,  2006). Pada  paper  ini  menggunakan  PLC  Twido tipe TWDLMDA20DTK .
Gambar 1. Twido suite V2.30

## METODE
Secara  garis  besar,  otomasi  proses produksi  cat  dibagi  menjadi  tiga  proses yaitu  proses  pembuatan  adonan  cat, pengisian  cat  dalam  kaleng  kemasan,  dan pengepakan  kaleng  kemasan  ke  dalam box .  Untuk  ilustrasi  gambran  otomasi proses  produksi  cat  dapat  dilihat  pada Gambar 3.

## 1.  Pembuatan Adonan Cat
Pada  proses  pembuatan  cat,  perlu diperhatikan  bahan-bahan  yang  diperlukan untuk  membuat  cat  itu  sendiri  (Nurseto, 2011).  Dalam  kasus  ini  hanya  dibutuhkan air  dan  konsentrat  cat  sebagai  pewarna saja. Pada Gambar 3 pompa A dan pompa B berfungsi sebagai pengisi air pada tangki dan  konveyor  A  membawa  konsentrat  cat untuk  membuat  adonan  cat.  Saat  bahan-
bahan  yang  diperlukan  sudah  mengisi tangki,  untuk  mencampurkan  adonan  cat diperlukan  proses  pengadukan  dengan mixer agar  adonan  cat  dapat  tercampur dengan  baik.  Pada  tangki  cat  terdapat  dua buah  sensor  yang  terpasang  di  bagian bawah  tangki  dan  di  bagian  atas  tangki untuk  mengetahui  berapa  banyak volume adonan cat yang terisi dalam tangki.
Gambar 2. Blok Diagram Proses Pembuatan Adonan Cat
Pada  Gambar  3  disajikan  beberapa komponen yang digunakan sebagai masukan  dan  keluaran,  yaitu  tombol start , pompa A, pompa B, konveyor A, mixer , dan sensor. Pada pompa A, pompa B, konveyor A, dan mixer terdapat lampu indikator yang berfungsi  sebagai  penanda  bahwa  alat  ini dalam  keadaan  aktif  atau  mati.  Pada sistem  ini,  sensor  yang  berada  di  bagian bawah  tangki  akan  dinamakan  sebagai LOW,  dan  sensor  yang  berada  di  bagian atas tangki akan dinamakan HIGH.
Gambar 3. Proses Otomatisasi Produksi Cat
Menurut  pada  blok  diagram  Gambar 2  proses  pembuatan  adonan  cat  dan  juga untuk mengaktifkan seluruh sistem otomatisasi  proses  produksi  cat  akan dimulai  dengan  menekan  tombol start . Setelah itu pompa A dan pompa B beserta lampu  indikatornya  akan  aktif  dan  mulai mengisikan  air  pada  tangki.  Konveyor  A beserta  lampu  indikatornya  juga  akan  aktif dan  menjatuhkan  konsentrat  cat  pada tangki. Mixer akan aktif dan bertugas untuk mengaduk  adonan  cat  yang  berisi  air  dan konsentrat cat di dalam tangki.
Saat  adonan  cat  mulai  mengisi tangki, maka sensor LOW akan mendeteksi adanya cairan yang mengenai sensor yang berarti terdapat sejumlah volume adonan di dalam  tangki.  Ketika  tangki  penuh  ditandai oleh  aktifnya  sensor  HIGH.  Selanjutnya, ketika  sensor  HIGH  aktif  maka  pompa  A, pompa B, konveyor A dan mixer akan mati. Proses ini dapat digambarkan menggunakan timing  digram seperti  pada Gambar 6.

## 2.  Proses Pengisian Cat dalam kaleng
Setelah  tangki  cat  telah  penuh  terisi cairan  cat,  selanjutnya  proses  pengisian cat  kedalam  kaleng  cat.  Pada  proses  ini, ada  beberapa  aktuator  dan  sensor  yang bekerja,  yaitu,  pompa  C,  konveyor  B,
solenoid  A,  indikator  solenoid  A,  sensor  1 dan sensor 2.
Pada  proses  ini,  ketika  tangki  cat sudah penuh yang ditandai dengan aktifnya sensor  HIGH,  maka  pompa  C  akan  aktif dan mengalirkan cat dari tangki. Namun cat akan ditahan oleh sol A karena sol A hanya akan  bekerja  ketika  sensor  1  aktif. Konveyor  B  aktif  saat  sol  A  mati  untuk membawa  kaleng  cat  hingga  menghalangi sensor  1  dan  mengaktifkannya.  Lalu  sol  A aktif  dan  bekerja  untuk  menyedot  cat  dan mengisikannya  pada  kaleng  hingga  kaleng tersebut  penuh  yang  ditandai  dengan aktifnya  sensor  2.  Setelah  itu  konveyor  B akan  aktif  lagi  untuk  membawa  kaleng  cat menuju motor krey.
Seperti pada blok diagram Gambar 4, pertama,  pompa  C  akan  aktif  untuk mengalirkan  cat  dari  tangki.  Konveyor  B akan  aktif  untuk  membawa  kaleng  cat hingga  ada  kaleng  yang  menghalangi sensor  1.  Ketika  sensor  1  mendeteksi adanya  kaleng  cat,  konveyor  B  akan  mati. Setelah  itu,  solenoid  A  akan  aktif  untuk mengisikan cat pada kaleng. Saat sensor 2 aktif,  menandakan  bahwa  kaleng  sudah terisi  penuh  dengan  cat.  Saat  kaleng  cat sudah  penuh,  solenoid  A  akan  mati,  dan konveyor  B  akan  aktif  untuk  membawa kaleng menuju falling edge motor krey.

## Gambar 4. Blok Diagram Proses Pengisian
Cat dalam kaleng
Gambar  7 merupakan timing diagram dari  blok  diagram  Gambar  4  yang menggambarkan  alur  kerja  dari  setiap aktuator dan sensor pada proses pengisian cat dalam kaleng cat.

## 3.  Proses Pengepakan Kaleng Kemasan ke dalam Box
Setelah  kaleng  cat  sudah  terisi dengan  cat,  selanjutnya  kaleng-kaleng kemasan  tersebut  akan  di packing ke dalam box .  Setiap box akan  diisi  oleh beberapa  kaleng  kemasan  sesuai  dengan kebutuhan dan kehendak produsen.
Pada  step  ini,  ada  beberapa  sensor dan aktuator yang bekerja, yaitu, sensor 3, sensor  LS1,  sensor  LS2,  motor  krey,  dan konveyor  C.  Gambaran  proses  pada  step ini dapat dilihat pada blok diagram Gambar 5.
Gambar 5. Blok Diagram Proses Pengepakan Kaleng Kemasan ke dalam
Box
Ketika  ada  beberapa  kaleng  yang dalam  kasus  ini  dibatasi  5  kaleng  telah melewati  dan  memenuhi  syarat counter sensor  3,  maka  sensor  3  akan  aktif. Aktifnya  sensor  3  akan  mengakibatkan konveyor  B  akan  mati  dan  berhenti membawa  kaleng  kemasan  pada  motor krey.  Motor  krey  akan  mencengkram kaleng  kemasan  dan  menjatuhkannya  ke dalam box yang  ditandai  dengan  aktifnya sensor  LS1,  yang  kemudian  mematikan motor  krey.  Setelah  itu  box  yang  sudah berisi  kaleng  kemasan  akan  dibawa  oleh konveyor  C  untuk  di- packing nantinya hingga  menyentuh  sensor  LS2.  Dengan aktifnya sensor LS2, konveyor C akan mati dan  me- reset counter pada  sensor  3  dan mengulangi proses yang sama.
Proses  pengepakan  kaleng  kemasan ke  dalam  box  dapat  dilihat  pada timing diagram pada Gambar  8  yang menyajikan alur  proses  setiap  sensor  dan  aktuator yang bekerja pada proses ini.
Gambar 6. Timing Diagram Proses Pembuatan Adonan Cat
Gambar 7. Timing Diagram Proses Pengisian Cat dalam kaleng
Gambar 8. Timing Diagram Proses Pengepakan Kaleng Kemasan ke dalam Box

## IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN
Secara garis besar dalam pembuatan diagram  ladder untuk  otomatisasi  proses produksi  cat  terdapat  tiga  subprogram, yaitu  program  pompa  air  disajikan  pada Gambar  9,  program  kontrol  disajikan  pada Gambar  10  dan  program  keluaran  pada Gambar 11.
Sebelum  membuat  program diagram ladder ,  sangat  penting  untuk  menentukan konfigurasi  alamat input dan output seperti yang disajikan pada Tabel 1 yang nantinya akan bertindak sebagai sensor dan actuator .
Gambar 9. Ladder Diagram Pompa Air
Gambar 10. Ladder Diagram Proses Utama
Gambar 11. Ladder Diagram Output
Pada  rung  0  saat  tombol start (i0.2 normally  open )  ditekan  maka  memori  M0 akan  aktif  dan  mengaktifkan  kondisi latching memori M0. Disaat yang bersamaan  tombol start juga  mengaktifkan memori  M1  dan  mengaktifkan  kondisi latching M1 yang nantinya akan mengaktifkan  konveyor  1, mixer ,  dan pompa  1  hingga  cairan  cat  penuh.  Saat sensor  HIGH  (i0.1 normally  close )  aktif maka  M1  akan  mati  dan  menghentikan proses pengadukan cat.
Pada  subprogram  kontrol,  proses yang dilakukan adalah melakukan pengisian  kaleng  cat  hingga  penuh  dan memasukan  5  buah  kaleng  cat  ke  dalam kardus. Memori M2 adalah proses konveyor 2  berjalan  membawa  kaleng  cat  ke  tempat
pengisian.  Saat  S1  terpenuhi  (kaleng sampai ditempat pengisian) maka M3 akan aktif dan menonaktifkan M2.  M3 digunakan untuk  melakukan  proses  pengisian  cat. Saat  kaleng  penuh  (S2  aktif)  maka pengisian  akan  selesai  dan  meletakan kaleng  cat  ke  motor  krey,  proses  ini  akan dilakukan  selama  5  kali  (dengan  fungsi counter pada  rung  3.  Setelah  5  kaleng sudah diisi maka motor krey akan aktif dan menjatuhkan  kaleng  cat  ke  dalam box . Ketika  L1  terpenuhi  (kaleng  sudah  masuk box ) maka M6 akan aktif untuk menjalankan  konveyor  3.  Saat box sudah melewati  konveyor  3  maka  LS2  akan  me- reset  counter 0  dan  akan  mengulangi proses pengisian kaleng cat.
Tabel 1. Konfigurasi Alamat Input dan Output Ladder Diagram . Input Output Detail Address Detail Address EMERGENCY %I0.1 KONVEYOR_1 %Q0.1 START %I0.2 POMPA_A %Q0.2 STOP %I0.3 POMPA_B %Q0.3 LOW %I0.4 MIXER %Q0.4 HIGH %I0.5 POMPA_C %Q0.5 S1 %I0.6 KONVEYOR_B %Q0.6 S2 %I0.7 SELENOID_A %Q0.7 S3 %I0.8 SELENOID_B %Q0.8 S4 %I0.9 KONVEYOR_C %Q0.9 S5 %I0.10 MOTOR_KREY %Q0.10 LS1 %I0.11 LAMP_PA %Q0.12 LS2 %I0.12 LAMP_PB %Q0.12 LAMP_MIXER %Q0.13 LAMP_SELENOID  %Q0.14 Dalam pemrograman PLC tidak diperbolehkan  menggunakan output yang sama  lebih  dari  satu  (Darminto,  D.,  Facta, M.,  &  Setiawan,  2011).  Oleh  karena  itu perlu  dibuat  subprogram output .  Dalam subprogram  ini  akan  berisi  semua output yang  digunakan, input yang  digunakan untuk  mengaktifkan output adalah  memori- memori  yang  ada  dalam  subprogram pompa air dan subprogram kontrol.
Sehingga  dengan  demikian  1  buah output akan  bisa  diaktifkan  dengan  lebih  dari  satu input memori.

## SIMPULAN
Dalam otomatisasi proses produksi cat terdapat  tiga  proses  utama  yaitu,  proses pembuatan  adonan  cat,  proses  pengisian cat  dalam  kaleng  kemasan,  dan  proses pengepakan kaleng kemasan ke dalam box .
Pada  makalah  ini,  simulasi  sistem  otomasi produksi  cat  menggunakan software Twido Suite TWDLMDA20DTK. Simulasi bertujuan untuk  meminimalkan  kesalahan  dalam merancang sistem sehingga dapat menghemat  waktu.  Hasil  yang  diperoleh dari  simulasi  bahwa  sistem  telah  berjalan dengan baik dan sesuai dengan seharusnya.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada  Laboratorium  Instrumentasi  Kendali Diploma  Teknik  Elektro  Sekolah  Vokasi
Universitas Gadja Mada atas dukungan dan fasilitas yang telah diberikan.

## DAFTAR PUSTAKA
Antono, D. (2012). Mesin Penjual Minuman Kaleng dengan Kendali Logika Terprogram yang Dioperasikan dengan Layar Sentuh ( NT 21 S ), 16 – 25.
Ardiansyah, H., Taryana, N., & Nataliana, D. (2013). Perancangan Simulator Sistem Pengepakan dan Penyortiran Barang berbasis PLC Twido, 1 (4),
373 – 385.
Barrett, M. (2008). The Design of a Portable Programmable Logic Controller (PLC) Training System for Use outside of the Automation Laboratory. International Symposium for Engineering Education , 1 – 5. Bolton, W. (2004). Programmable Logic Controller (PLC) . (I. Harmeni, Ed.)
(edisi keti). Erlangga.
Darminto, D., Facta, M., & Setiawan, I.
(2011). Programable Logic Controler ),
1 – 7.
Electric, S. (2006). Twido Programmable Controller (Programmab). French: Schneider Electric. Janotha, Z. (2014). Perencanaan Aplikasi Programmable Logic Controller (Plc) Omron Cpm1a Sebagai Pusat Sistem Pemompaan Rpa I Dan Rpa Ii Di Pt
Pertamina (Persero) Ru Iii Plaju- Sungai Gerong (Doctoral D). Politeknik Negeri Sriwijaya. Johnson, D. (2007). Programmable logic controllers. Control Engineering .
Nurseto, T. (2011). Membuat Media Pembelajaran yang Menarik – Tejo Nurseto. Ekonomi & Pendidikan , 8 , 19 – 35. O.Boucher, T. (2012). Programmable Logic .
Computer Automation in Manufacturing . Ramadhan, F. (2014). Sistem Kontrol Seleksi Barang Otomatis Pada Mesin Stempel Dengan Sistem Elektro- Pneumatik (Doctoral D). Politeknik Negeri Sriwijaya.
Setiawan, I. (2006). Programmable Logic Controller dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol, 1 – 14.