Vol. 12 No. 3, pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062              http://dx.doi.org/10.23960/jitet.v12i3.4740

## RANCANG BANGUN SISTEM KENDALI HOIST RUBBER TYRED  GANTRY  CRANE  BERBASIS  PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER DAN FUZZY
Fachrul Fauzan Fidhini 1* , Giovanni Dimas Prenata 2 , Lutfi Agung Swarga 3
1,2,3 Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya; Jalan Semolowaru No 45 Surabaya; 031-5931800 / 031- 5927817
Received: 3 Juli 2024 Accepted: 31 Juli 2024 Published: 7 Agustus 2024
Keywords: Hoist,PLC, Rubber Tyred Gantry Crane, Spreader
Corespondent Email: fachrulfauzanfidhini@gmail.co m
Abstrak.  Rubber  Tyred  Gantry (RTG)  crane  merupakan shore  crane yang digunakan  untuk  bongkar  muat  di  pelabuhan.  Pada  RTG  terdapat spreader untuk  menjapit  kontainer  berpenggerak  motor. Spreader sering  mengalami kerusakan  yang  diakibatkan  bertabrakan  dengan  kontainer  saat  turun berkecepatan  tinggi.  Untuk  mengatasi  hal  tersebut  peneliti  membuat prototype untuk mengatur kecepatan putaran motor hoist dengan menerapkan kendali  kecepatan  motor hoist berbasis  PLC  serta  implementasi  sensor HCSR-04 untuk mendeteksi jarak spreader terhadap kontainer.
Abstract. Rubber  Tyred  Gantry  (RTG)  crane  is  a  shore  crane  used  for loading  and  unloading  at  ports.  On  the  RTG  there  is  a  spreader  to  clamp motor-driven  containers.  Spreaders  often  experience  damage  due  to colliding  down  with  containers  at  high  speed.  To  overcome  this,  the researchers  created  a  prototype  to  regulate  the  rotation  speed  of  the  hoist motor  by  implementing  PLC-based  hoist  motor  speed  control  and implementing  the  HCSR-04  sensor  to  detect  the  distance  of  the  spreader  to the container.

## 1. PENDAHULUAN
Rubber  Tyred  Gantry  (RTG)  Crane merupakan  alat  berat  yang  berfungsi  untuk bongkar muat peti kemas dari truk kontainer ke penumpukan kontainer atau dari penumpukkan kontainer  ke  truk  kontainer.  Untuk  melakukan bongkar muat kontainer, RTG crane membutuhkan  spreader  sebagai  pengait  box kontainer.  Permasalahan  yang  sering  terjadi, spreader  sering  mengalami  kerusakan  akibat berbenturan  dengan  kontainer  pada  kecepatan tinggi.  Hal  tersebut  menyebabkan  kerusakkan spreader secara mekanik dan elektrik.
Penelitian  mengenai  RTG  crane  masih sangat terbatas. Beberapa di antaranya dilakukan  oleh  Choirul,  Nasyith,  Riny,  dan Wildan  yang  meneliti  harmonisa  pada  RTG crane  dan  menemukan  THD  sebesar  15,11% untuk  orde  3  dan  orde  5  [1].  Phiri  dan Kanzumba meneliti efisiensi energi pada RTG
crane  dan  menemukan  bahwa  RTG  crane mengonsumsi  energi  listrik  yang  besar  untuk menggerakkan  motor  [2].  Abdul  menganalisis aliran  daya  pada  RTG  crane  dan  menemukan bahwa  tingkat  penyaluran  tegangan  setiap  bus mencapai  98%  [3].  Cahyo,  Wirawan  dan Hakam melakukan analisa kehandalan struktur pada  container  crane  menggunakan  metode monte  carlo,  hasilnya  kehandalan  container crane  akan  menurun  setelah  40  tahun penggunaan dan peluang kegagalannya sebesar 0,08736 [4].
Dalam  penelitian  ini,  PLC  digunakan sebagai pengontrol sistem RTG crane.
Implementasi  PLC  sudah  sangat  luas  di  dunia industri.
Firdaus dan Mia mengimplementasikan  PLC  sebagai  kendali starting  motor induksi  dan menemukan  bahwa PLC  dapat  mengontrol  starting  star-delta dengan  baik  pada  motor  induksi  [5].  Latief,
Silowardono, dan Muchlishah
mengimplementasikan  PLC  pada  konveyor pemilah  barang  dan  berhasil  memilah  barang dengan  tepat  menggunakan  kontrol  loop tertutup [6].
Sementara  itu,  untuk  penerapan  kontroler Arduino  Uno  R3  sebagai  pengolah  masukan dari  sensor,  penulis  mengeksplorasi  penelitian dari  Ghifar,  Armando,  Jihad,  dan  Rizky  yang menerapkan  Arduino  Uno  R3  untuk  sistem termometer  otomatis  dan  hand  sanitizer  [7]. Anang, Yuri, Samsugi, dan
Adi mengimplementasikan  Arduino  Uno  R3  pada akuaponik,  dimana  Arduino  digunakan  untuk mengatur jadwal pengaktifan pompa penyiraman kolam dan akuaponik sayuran [8]. Bagas  dan  Mitha  membuat  aplikasi  tempat sampah otomatis berbasis arduino uno, dengan sensor  ultrasonik  dan  sensor  suara  maka  tutup tempat sampah bisa terbuka dan tertutup secara otomatis [9].
Kecerdasan  buatan  juga  digunakan  dalam penelitian  ini.  Ada  beberapa  kegunaan  dari kecerdasan buatan, di antaranya untuk klasifikasi seperti yang dilakukan oleh Prenata untuk  mengklasifikasikan  kehandalan  dengan metode  KNN  dan  SVM  pada  jaringan distribusi  listrik  [10]  [11],  atau  digunakan untuk  melakukan  justifikasi  seperti  yang dilakukan  oleh  Santoso,  Izzah,  Puji,  Aris,  dan Algopiki  yang  menggunakan  fuzzy  untuk ballancing robot [12].

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Rubber Tyred Gantry (RTG) Crane
RTG  Crane  adalah  katrol  yang  diletakkan pada trolley RTG untuk mengangkat/menurunkan  kontainer  petikemas. Pada  RTG  crane  terdapat  spreader  yang berfungsi menjapit/melepas kontainer petikemas.
Gambar 1. RTG Crane
2.2 Motor Induksi 3 Fasa
Motor  induksi  3  fasa  adalah  mesin  listrik yang  bekerja  berdasarkan  hukum  Faraday.
Mesin  listrik  merubah  energi  listrik  menjadi energi kinetik. Pada penelitian ini mesin listrik berfungsi sebagai penggerak RTG crane. 2.3 Variable Frequency Drive (VFD)
Variabel  Frekuensi  Drive  adalah  motor drive  yang  berfungsi  mengatur  kecepatan putaran  motor.  VFD  merubah  frekuensi  kerja pada  sumber  tegangan  input  motor  untuk mengatur kecepatan putaran motor.

## Gambar 2. VFD
2.4 Programmable Logic Controller (PLC)
PLC  adalah  kontroller  yang  berkerja berbasis  ladder  diagram.  Pada  ladder  diagram terdapat input yang diolah berdasar ketentuan- ketentuan sebelum mengaktifkan output.

## 3. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  diawali  dengan  pencarian literatur mengenai pengendali PLC, pengendali Arduino  Uno  R3,  dan  motor  induksi  3  fasa. Tahap selanjutnya adalah menentukan kebutuhan  untuk  merancang  sistem  miniatur RTG crane. Setelah itu, dilakukan desain pada CX  programmer  dan  simulasi  ladder  diagram. Tahap pembuatan melibatkan kegiatan mekanik  untuk  membangun  miniatur  tersebut. Pengujian dilakukan untuk menilai kinerja alat yang telah dibuat. Jika hasilnya belum optimal atau  kurang  memadai,  maka  dilakukan perbaikan  dan  evaluasi.  Setelah  sistem berfungsi  dengan  baik,  analisis  dilakukan untuk menyusun laporan.
Gambar 3. Diagram alir
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Komponen  penyusun  prototype  hoist  RTG crane terdiri dari VFD ABB ACS 150 (kendali kecepatan  motor  3  fasa),  PLC  Omron  CP1E N20DRA (kontroller sistem hoist RTG crane), MPCB  untuk  memproteksi  gangguan  hubung singkat motor 3 fasa, dan MCB 1 fasa sebagai pengaman line kontrol.
Gambar 4.  Prototype hoist RTG crane Pada  prototype  RTG  crane,  crane  bekerja ketika  tombol  on  hoist  ditekan.  Pada  keadaan awal  motor  berputar  dengan  frekuensi  kerja  8 hz  menggerakkan  spreader  turun  (full  speed). Pada  keadaan  awal  posisi  spreader  berada  di atas dengan jarak terjauh terhadap dasar/daratan.  Ketika  spreader  sudah  hidup bergerak  turun,  sensor  jarak  mendeteksi  jarak sedang terhadap dasar/daratan, maka frekuensi kerja  motor  turun  menjadi  5  hz.  Terakhir, ketika  sensor  jarak  mendeteksi  jarak  yang dekat  terhadap  dasar/daratan  maka  frekuensi kerja motor diturunkan menjadi 3 hz.
Gambar 5. Ladder Diagram Table 1. Inisialisasi Input PLC
Alamat Nama Fungsi 0.00 Emergency Perintah stop pada keadaan darurat 0.01 On hoist Mengaktifkan sistim hoist
(Push button) 0.02 T down (Push button) Menggerakkan hoist turun 0.03 Sensor ultrasonik Mendeteksi ketinggian 0.06 T up (Push button) Menggerakkan hoist naik 0.07 LS up (limit switch) Batas atas level hoist 0.08 MPU 6050 Mendeteksi susdut kemiringan spreader 0.10 T by pass Tombol evakuasi ketika alarm sensor distance terbaca 20 cm Table 2. Inisialisasi Output PLC Alamat Nama Fungsi 100.00 Relay A 24 VDC Hoist down speed 3 100.01 Relay B 24 VDC Hoist down speed 2 100.02 Relay C 24 VDC Hoist down speed 1 100.03 Relay D 24 VDC Hoist up speed 3 100.06 Relay G 24 VDC Deteksi  kemiringan spreader
Untuk  menguji  apakah  input  dan  output PLC  bekerja  dengan  baik  maka  langkah  yang digunakan  adalah  menguji  fungsi  dari  masing masing  input  output  PLC.  Input  disini  adalah berasal  dari  tombol  atau  sinyal  dari  sensor sedangkan  output  berfungsi  untuk  mengatur kecepatan  putaran  motor  berdasarkan  jarak input PLC
Table 3. Hasil Pengujian Input PLC
Alamat Nama Fungsi Kondisi 0.01 On hoist On sistem Baik 0.00 Emergency Off sistem Baik 0.02 Down speed 3 Hoist down full speed Baik 0.03 Sedang Deteksi jarak sedang Baik 0.04 Dekat Deteksi jarak dekat Baik 0.07 Up Hoist up Baik 0.08 By pass Sistem evakuasi Baik 0.10 Kemiringan Deteksi kemiringan Baik 0.06 Limit Deteksi limit atas Baik Table 4. Hasil Pengujian Output PLC Alamat Output Fungsi Kondisi 100.00 Down speed 3 Menggerakkan motor dengan speed full arah turun Baik 100.02 Down speed 2 Menggerakkan motor dengan speed sedang arah turun Baik 100.01 Down speed 1 Menggerakkan motor dengan speed pelan arah Baik
turun 100.03 Up Menggerakkan motor arah naik Baik 100.06 Inclination Sebagai output buzzer ketika sudut spreader miring Baik
Rancangan  bangun  prototype  RTG  crane ini  menerapkan  fuzzy  untuk  menentukan kecepatan putaran motor. Untuk kategori jarak dekat  pada  jarak  5  hingga  40  cm  maka frekuensi kerja dari motor 3 hz, kategori jarak sedang  maka  frekuensi  kerja  motor  5  hz  dan untuk kategori jarak jauh maka frekuensi kerja motor 8 hz.

## Tabel 5. Fuzzyfikasi
Fungsi Variable Keanggotaan Fuzzy Parameter Input Jarak Dekat 5 – 40 cm Sedang 30 – 60 cm Jauh 40 – 80 cm Output Keputusan Lambat 3 hz Sedang 5 hz Cepat 8 hz

## Gambar 6. Keanggotaan fuzzy
5. KESIMPULAN
a. Kategori  kecepatan  putar  RTG  crane dibagi menjadi 3 yaitu lambat, sedang dan cepat.
b. Inputan  dari  sensor  jarak  ultrasonik menjadi  inputan  bagi  Arduino  uno  yang selanjutnya diproses menggunakan fuzzy.
c. Output  dari  Arduino  Uno  menjadi  input bagi  PLC  untuk  diolah  sebagai  inputan VFD.
d. Output  VFD  merubah  frekuensi  tegangan sebagai  inputan  bagi  motor  penggerak RTG crane.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] C.  Anam,  N.  Hananur  Rohiem,  and  R. Sulistyowati,  “Analisa  Harmonisa  Pada Unit Crane RTG (Rubber Tyred Gantry) Di PT.  Nilam  Port  Terminal  Indonesia,” J. FORTECH ,  vol.  4,  no.  1,  pp.  7–19,  2023,
doi: 10.56795/fortech.v4i1.4102. [2] SibongileFlorinaPhiri and KanzumbaKusakana, “A Review of Rubber Tyred  Gantry  Cranes  Energy  Efficiency Improvements Based on Energy
Monitoring,  Energy  Storage  Systems  and
Optimal  Operation  Control  Strategies,” NeuroQuantology ,  vol.  20,  no.  10,  pp. 10224–10239, 2022, doi: 10.14704/nq.2022.20.10.NQ55994. [3]
N.  Raphson,  “Analisa  Aliran  Daya  Pada Rubber  Tyred  Gantry  Crane  Di  Terminal
Peti Kemas Semarang Menggunakan Metode,” 2023.
[4] M.  Metode  and  M.  Carlo,  “Analisa Keandalan  Struktur  pada  Container  Crane SWL 40 Ton,” no. 2654, pp. 164–167.
[5] F. Y. Hartawan and M. Galina, “Implementasi Programmable Logic Control  (Plc)  Omron  Cp1E  Pada  Sistem Kendali  Motor  Induksi  Star-Delta  Untuk Kebutuhan  Industri,” JTT  (Jurnal  Teknol. Ter. ,  vol.  8,  no.  2,  p.  98,  2022,  doi:
10.31884/jtt.v8i2.409.
[6]
A.  N.  Latief,  “Implementasi  Pemrograman Plc Pada Konveyor Pemilah Barang,” Pros. Semin. Nas. Tek. Elektro , vol. 9, pp. 30–37, 2024, [Online]. Available: https://repository.pnj.ac.id/id/eprint/13531/ 1/Halaman Identitas (Bab1, Bab 5, Lampiran).pdf [7] E.  A.  Ghifar  Javad  H  Aziz,  Arnando  Fajar Sidhiq,  “Penerapan  Arduino  Uno  Untuk Hand  Sanitizer  Dan  Sistem  Termometer Otomatis  Ghifar,” Portaldata.org ,  vol.  4, no. 2, pp. 1–10, 2021.
[8] Y.  Rahmanto,  A.  Burlian,  and  S.  Samsugi, “Sistem Kendali Otomatis Pada Akuaponik Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno R3,” J. Teknol. dan Sist. Tertanam , vol. 2, no. 1, p. 1, 2021, doi: 10.33365/jtst.v2i1.975.
[9] B.  A.  Nugroho  and  Y.  M.  Djaksana, “Implementasi  Mikrokontroler  Arduino Uno  dan  Multi  Sensor  Pada  Tempat Sampah,” J. Sci. Sacra J. Sains , vol. 2, no. 4,  pp.  70–77,  2022,  [Online].  Available: http://pijarpemikiran.com/index.php/Scienti a
[10] G.  D.  Prenata,  “Klasifikasi  Keandalan Sistim  Distrbusi  Tenaga  Listrik  Di  Pt.  Pln (Persero) Up3 Surabaya Selatan Menggunakan Metode K-Nearest Neighbor
(Knn),” J. Inform. dan Tek. Elektro Terap. , vol. 11, no. 3s1, 2023, doi: 10.23960/jitet.v11i3s1.3397.
[11] G.  D.  Prenata,  “Klasifikasi  Keandalan
Sistim  Distribusi  Tenaga  Listrik  Di  Pt.  Pln
(Persero) Up3 Surabaya Selatan Menggunakan  Support  Vector  Machine
(Svm),” J.  Tek.  Elektro ,  vol.  16,  no.  2,  pp. 62–70, 2023, doi: 10.9744/jte.16.2.62-70.
[12] Santoso,  I.  Aula  Wardah,  P.  Slamet,  A. Heri Andriawan, and A. Rahman Algopiki, “Design  and  Build  Two  Wheel  Balancing Robot  Simulation  with  Fuzzy  PID,”  no.
August  1945,  pp.  124–128,  2023,  doi: 10.5220/0012108300003680.