Vol. 13. No. 02, Mei 2022: 61-65 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Perancangan Safety Device pada Pinion Gear Mesin Curing Ban Berbasis PLC Mitsubishi
Raden Deasy Mandasari 1* , Noer Safe’i 2
1 Teknik Elektro, Universitas Bina Sarana Informatika, Jakarta
2 Teknik Elektro, Politeknik Gajah Tunggal, Tangerang
* deasy.rde@bsi.ac.id
Abstrak— Mesin curing adalah mesin yang digunakan untuk memasak  ban.  Mesin  curing  yang  digunakan  merupakan  mesin curing dengan tipe BOM (Bag O Matic) yaitu mesin curing dengan sistem penggerak  pinion gear yang digerakkan oleh motor. Sistem penggerak  ini  memiliki  kelemahan  salah  satunya  adalah kegagalan  pada  komponen  main  drive.  Salah  satu  kegagalan komponen main drive yaitu pecahnya pinion gear. Pecahnya pinion gear dapat mengakibatkan kerusakan mekanik yang lebih parah dan  menimbulkan  potensi  kecelakaan  kerja  jika  saat  itu  mesin tidak  cepat  dimatikan.  Maka  dari  itu  diperlukannya  sistem pendeteksi  pecahnya  pinion  gear  agar  tidak  menyebabkan kerusakan mekanik yang semakin besar dan mencegah timbulnya potensi  kecelakaan  kerja.  Adapun  PLC,  proximity  dan  HMI adalah  alat  yang  digunakan  untuk  merancang  sistem  kontrol safety device. Setelah dilakukan simulasi sebanyak 3 kali, hasil dari perancangan  ini  adalah  sistem  berhasil  berjalan  dan  seluruh komponen bekerja dengan baik. Nilai yang ditampilkan pada PLC sesuai  dengan  nilai  yang  dideteksi  oleh  sensor.  Kesimpulan didasarkan  pada  kesesuaian  pulsa  yang  dikirim  oleh  sensor  ke PLC yang nilainya ditampilkan oleh laptop. Dalam penelitian ini, plat encoder memilki 8 lubang dalam 1 siklus  perhitungan, maka akan  menghasilkan  8  pulse.  Ketika  sensor  tidak  dipasang,  tidak ada pulsa yang terhitung.
Kata  Kunci—Mesin  Curing,  Pinion  Gear,  PLC,  Safety  Device, Sensor.

## DOI: 10.22441/jte.2022.v13i2.001

## I. P ENDAHULUAN
Keamanan mesin merupakan salah satu hal yang dijelaskan dalam  Peraturan  Pemerintah  Republik  Indonesia  Nomor  50 Tahun 2012 tentang Penerapan Sistem Manajemen Keselamatan Dan  Kesehatan  Kerja  [1].  Sistem  keamanan  mesin  bertujuan untuk  menghindari  kecelakaan  kerja  yang  disebabkan  oleh kesalahan mesin atau kesalahan pengguna mesin tersebut.
Dalam  proses  pembuatan  ban,  mesin curing digunakan untuk  memasak  ban  dengan  bahan green  tire (ban  mentah) menjadi tire (ban matang) [2]. Jenis mesin curing berdasarkan tipenya dibagi menjadi 3 yaitu : Hydraulic (Bagwell) atau fluida , Auto Form, BOM (Bag O Matic) [3]. Untuk tipe mesin curing yang digunakan pada penelitian ini menggunakan mesin curing tipe  BOM (Bag  O  Matic) yaitu  sistem  penggerak  yang digunakan pada mesin curing ini memiliki pinion gear [4] yang digerakkan oleh motor.
Kondisi  saat  ini  ketika mold dalam  posisi full  close dan proses cure berlangsung terdapat tekanan kerja. Agar saat proses
cure berlangsung, mold tidak terbuka. Kekuatan pinion gear dan break motor  yang  mengunci gear  box untuk  menahan  proses cure .  Sehinggga  saat  terjadi  kegagalan  pada  komponen main drive ,  terdapat  potensi  terjadi  kecelakaan  kerja.  Kegagalan komponen main drive salah satunya yaitu pecahnya pinion gear . Kegagalan pinion  gear dapat  terjadi  karena  umur  pakai  yang sudah lewat. Selain itu, prosedur penggantian dan setting mold yang  tidak  sesuai  dengan  standar  operasional  prosedur menyumbangkan kegagalan pada pinion gear . Salah satu contoh kegagalan pinion gear yaitu saat proses open mold atau proses close mold terjadi pinion gear pecah [5].
Pecahnya  gear  menyebabkan  satu  sisi pinion  gear bekerja untuk menggerakan crank gear sedangkan satu sisi lain pinion gear diam  [6].  Sehingga  posisi side link  bengkok  dan menyebabkan beam bergeser.  Jika  kondisi  ini  terus  berlanjut sampai limit transmisi on dan proses cure step satu bekerja dan air  bertekanan  masuk  ke mold .  Tetapi  kondisi mold belum tertutup  rapat  akibat  pecahnya pinion  gear .  Sehingga menyebabkan  air  bertekanan  yang  berada  di bladder [7]  terus mengisi  melebihi  standar  volume  air  hingga  pecah  dan  mesin akan menyemburkan air panas dengan suhu kurang lebih 190 o C dan    berpotensi  terjadi  kecelakaan  kerja.  Selain  itu  kondisi tersebut  cenderung  menimbulkan  kerusakan  pada  komponen mekanik yang lainnya. Data terakhir yang dihimpun dari histori kerusakan  mesin  terdapat  17  kerusakan pinion  gear yang berpotensi terjadi kecelakan kerja.
Maka  dari  itu  diperlukannya  sistem  pendeteksi  pecahnya pinion  gear agar tidak  menyebabkan  kerusakan  mekanik yang semakin  besar  dan  mencegah  timbulnya  potensi  kecelakaan kerja. Berdasarkan paparan diatas akibat pinion gear pecah dan mengakibatkan  kerusakan  mekanik  yang  lebih  parah,  maka penulis melakukan penelitian dengan judul Perancangan Safety Device pada Pinion  Gear Mesin Cur in g ATC-E11  yang bertujuan  untuk  memperkecil  kerusakan  mekanik  yang  terjadi akibat  pecahnya pinion  gear dan  mencegah  adanya  potensi kecelakaan kerja.

## II. P ENELITIAN TERKAIT
Seperti yang telah disampaikan dalam penelitian terdahulu yang  dilakukan  oleh  [8]  mengenai  sistem  monitoring  dan pengontrolan  proses  produksi  pada  Mesin Tire  Curing Press Curex-B di  PT.  Elang  Perdana Tyre  Industry menjadi  bagian yang  sangat  penting,  karena  di  mesin  dan  area  inilah  proses pembentukan ban sesuai dengan desain dihasilkan. Penggunaan timer proses curing tipe  SELTIME-1000  untuk  pengontrolan
R. D. Mandasari, et al., Perancangan Safety Device pada Pinion Gear Mesin Curing Ban Berbasis PLC Mitsubishi
timer proses produksi ban di mesin Tire Curing Press Curex-B memiliki  beberapa  keterbatasan  antara  lain  sulitnya  proses input data produksi, dan apabila terjadi kerusakan pada Seltime - 1000  sulit  untuk  diperbaiki  sehingga  akan  berakibat berhentinya proses produksi pada mesin tersebut.
Penelitian selanjutnya [9] yaitu mengenai pengolahan data Mean Time Between Failure (MTBF) lalu perhitungan tingkat keandalan  dan  biaya  pemeliharaan  komponen  sebelum  dan sesudah penerapan Preventive Maintenance guna mendapatkan interval waktu bentuk pemeliharaan mesin curing tipe allwell . Kemudian  dilakukan  perencanaan  tahap  penjadwalan  dimana pada  tahap  ini  merupakan  penjabaran  hasil  perencanaan  ke dalam waktu pelaksanaan pemeliharaan.
Berikutnya  [10]  menjelaskan  tentang  seringnya  terjadi kegiatan  perawatan (downtime) tidak  terencana  mesin curing pada line produksi  ban  mobil  PT  XYZ  merupakan  indikasi adanya  ketidakefektifan  perawatan  terencana  (PM)  yang diterapkan perusahaan. Downtime tidak terencana menyebabkan line produksi  berhenti  dan  kehilangan  waktu berproduksi,  meningkatnya  jumlah  produk  gagal  saat set  up , dan tingginya biaya perawatan mesin produksi.

## III. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Diagram Blok Sistem
Dalam  penelitian  ini  menggunakan  diagram  blok  sistem close  loop dimana  keluaran  ( output )  mempengaruhi  masukan ( input ). Berikut adalah gambar diagram blok sistem close loop .
Kontroler Gear pinion Sensor Motor Mesin open/ Close Gambar 1. Diagram Blok Sistem

## B. Perancangan Sistem
Sensor  akan  mendeteksi  plat  yang  ditempelkan  dengan pinion gear yang digerakkan dengan motor. Output dari sensor berupa  data  nilai  yang  akan  dikumpulkan  dan  diolah  program dengan  sistem  perbandingan  nilai  sensor  1  dan  sensor  2.  Jika nilai dari sensor 1 dan sensor 2 tidak memenuhi syarat, apabila nilai sensor 1 dan sensor 2 nilainya berbeda, maka motor akan berhenti. Jika nilai sensor 1 lebih besar dari nilai 5 dibandingkan nilai sensor 2 (melebihi nilai toleransi 5) maka motor akan mati dan sebaliknya.
Gambar 2. Perancangan Sistem
Setelah data menunjukan perbedaan yang besar maka akan didefinisikan  bahwa pinion  gear mengalami  masalah,  maka motor akan mati. Lampu indikator dan buzzer akan menyala lalu muncul  peringatan  pada  layar  HMI  untuk  menginformasikan kepada  pihak engineering bahwa  mesin  terjadi problem pada pinion gear .

## C. Alur Proses Kerja Perancangan
Pada  penelitian  ini  dilakukan  perancangan  sistem  kontrol pendeteksi pinion  gear pecah.  Sistem  ini  dapat  mendeteksi ketika  terjadi  masalah  pada pinion  gear .  Alur  proses  kerja rancangan tersebut adalah pada Gambar 3 berikut:
R. D. Mandasari, et al., Perancangan Safety Device pada Pinion Gear Mesin Curing Ban Berbasis PLC Mitsubishi
D. Ladder Diagram Rancangan Dalam penelitian ini dilakukan perancangan ladder diagram menggunakan  perangkat  lunak GX  Programmer .  Hasil ladder diagram dapat ditunjukkan pada gambar 4 berikut:
Gambar 4. Ladder Diagram Rancangan

## IV. H ASIL DAN A NALISA
A. Wiring Diagram
Dalam  penelitian  ini  penulis  membuat wiring  diagram . Gambar 5 menunjukkan peletakan slot modul-modul PLC pada base unit dan wiring diagram PLC. Untuk peletakan modul PLC dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Wiring Diagram
No. Alamat Tipe Nama Perangkat Keterangan 1. Slot CPU  PLC Q02H Central Processing Unit 2. Slot 0 Input QX41 Digital Input Module 3. Slot 1 Output QY42 Digital Output Module
QX41 QY42
X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X0A X0B X0C X0D X0E X0F Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y18 Y19 Y1A Y1B Y1C Y1D Y1E Y1F M IT SU B IS HI Q 02 H Selector On/Off Sistem PB Reverse Sensor L Motor To HMI To HMI Buzzer To HMI To HMI To HMI -24 DC +24 DC PB Forward PB off motor Lampu On sistem Lampu Off sistem Reverse Forward Lampu Emergency QX41 QY42 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X0A X0B X0C X0D X0E X0F Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y18 Y19 Y1A Y1B Y1C Y1D Y1E Y1F M IT SU B IS HI Q 02 H Selector On/Off Sistem PB Reverse Sensor L Motor To HMI To HMI Buzzer To HMI To HMI To HMI -24 DC +24 DC PB Forward PB off motor Lampu On sistem Lampu Off sistem Reverse Forward Lampu Emergency
Gambar 5. Wiring Diagram
B. Sistem Kerja Sensor dan Plat Encoder
Sistem  kerja  sensor  ini  berfungsi  untuk  membaca  gerakan mekanik  berupa  putaran  mesin  dan  mengubahnya  menjadi bentuk sinyal pulsa digital . Modul ini terdiri dari plat encoder berbahan  logam  pejal  dan  sensor proximity switch bertipe induktif yang sangat cocok untuk mendeteksi material berbahan logam. Plat ini dipasang pada gear mesin bagian samping yang berputar.  Lingkaran  plat encoder dibor  dengan  jumlah lingkaran sebanyak 8 buah, sehingga memiliki resolusi putaran sebesar  8  pulsa  per  putaran.  Jarak  lingkaran  satu  dengan lingkaran  lainnya  adalah  2  mm.  Desain  plat encoder beserta dengan dimensinya ditunjukkan pada Gambar 6. Pada Gambar 7 merupakan gambar jarak sensor dengan plat.
2 mm 60 mm 10 mm Gambar 6. Desain dan Dimensi Plat Encoder 5mm 5mm
R. D. Mandasari, et al., Perancangan Safety Device pada Pinion Gear Mesin Curing Ban Berbasis PLC Mitsubishi

## C. Ladder Diagram
1. Setting Nilai Sensor
Ladder  diagram ini  menjelaskan  tentang  settingan untuk  nilai  sensor  yang  akan  digunakan  nantinya sebagai pembatas antara nilai sensor L dan nilai sensor R.  X4  adalah input an  untuk  menjalakan  instruksi penambahan  nilai  sensor  dengan  perintah ladder [INCP    D2]. X5  adalah input an untuk menjalankan instruksi  pengurangan  nilai  sensor  dengan  perintah ladder [DECP       D2].
Gambar 8. Ladder Setting Nilai Sensor
2. Perbandingan Sensor L dan R
Ladder  diagram ini  berfungsi  sebagai  sistem  kerja utama dimana cara kerjanya yaitu adalah dengan cara membandingkan  nilai  sensor  L  dan  nilai  sensor  R. Perbandingan  itu  dapat  dilihat  pada  Ladder  [<  D20 D2]  yang  berarti  apabila  nilai  D20  kurang  dari  D2 maka  M1  akan  bekerja  dan  ladder  [>  D30  D2]  yang berarti apabila nilai D30 lebih dari nilai D2 maka M2 akan  bekerja.  Selain  program  perbandingan  terdapat juga  program  persamaan  yang  berfungsi  jika  nilai sensor  sama  maka  motor  akan  bekerja  tetapi  apabila nilai  sensor  L  dan  R  berbeda  makan  motor  akan mati/stop dengan ladder [= D5    D10]. Ladder ini yang mengatur on/off nya mesin dan mendeteksi terjadinya masalah pada bagian pinion gear .
Gambar 9. Ladder Perbandingan Sensor L dan R
3. Indikator Posisi Gear Ladder ini  merupakan ladder  output an  dari  sistem kerja  pendeteksi gear .  Jika gear dalam  keadaan bermasalah  maka  lampu  peringatan  pada  HMI  akan menunjukkan  posisi gear yang  bermasalah.  Sistem kerja ladder ini  adalah  dengan  sistem  kerja komparator. D5 sebagai data sensor L dan D10 sebagai data sensor R. Ladder [< D5 D10] dengan penjelasan jika nilai D5 kurang dari D10 maka M3 akan bekerja dan mengaktifkan Y11 yang menyatakan bahwa gear sebelah kiri  rusak atau terjadi masalah dan ladder [< D10      D5]  dengan  penjelasan  jika  nilai  D10  kurang dari D5 maka M4 akan bekerja dan mengaktifkan Y12 yang  menyatakan  bahwa gear sebelah  kanan  rusak atau terjadi masalah.
Gambar 10. Ladder Indikator Kerusakan Posisi Gear

## D. Verifikasi Program
Verifikasi penelitian ini dilakukan dengan cara menjalankan perintah  program  satu  persatu.  Mulai  dari  penggunaan  tombol apakah sudah bisa digunakan dan mendapatkan hasil yang sesuai atau  belum.  Logika  kontrol  yang  sudah  dibuat  dengan ladder diagram apakah sudah bisa dikendalikan dan sesuai atau belum. Tabel  2  berikut  ini  merupakan  hasil  yang  diperoleh  dari verifikasi program.
R. D. Mandasari, et al., Perancangan Safety Device pada Pinion Gear Mesin Curing Ban Berbasis PLC Mitsubishi
Tabel 2. Verifikasi Program No. Program Item Keterangan 1. Touch Screen HMI GOT 1000 Button Menu Sesuai Button Sensor Pinion Sesuai Button  Enter  &  Back Password Sesuai Button Up & Down Setting Nilai Sensor Sesuai Button Back Screen Setting Nilai Sensor Sesuai Indikator Peringatan Lampu L & R Sesuai Button Screen Peringatan Sesuai 2. Push Button Forward Sesuai Reverse Sesuai Push Off Motor Sesuai Selector Switch Sesuai 3. Sensor Proximity L & R Sesuai 4. Motor Forward Sesuai Reverse Sesuai 5. Lampu Emergency Sesuai Sistem ON Sesuai Sistem OFF Sesuai Forward Sesuai Reverse Sesuai
Tabel 2 di atas menunjukkan bahwa program dan item sudah bekerja dengan baik sesuai fungsinya.  HMI Touchscreen merk Mitsubishi GOT 1000 tipe GT 1155 320x240 digunakan sebagai penghubung  antara    pengguna (user) dan  mesin  yang diintegrasikan terhadap PLC Mitsubishi series Q dengan kabel serial  komunikasi  RS-232  dan buzzer sebagai  indikator  suara. Push  Button digunakan  sebagai wiring komponen input yang dihubungkan  ke input  module PLC  QX41.  Sensor proximity yang  dipakai  adalah  sensor proximity Omron  E2E-X5ME1. Motor digunakan untuk sistem penggerak utama dengan sistem wiring rangkaian star . Pilot lamp digunakan  sebagai  indikator visual  untuk  memberikan  tanda  kerusakan pinion  gear pada panel  operasi.  Tegangan  yang  digunakan  untuk pilot  lamp ini adalah sebesar 220VAC.

## V. K ESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  di  atas  maka  dapat  disimpulkan bahwa  perancangan safety  device pinion  gear menggunakan sensor proximity dan plat encoder sebagai acuan nilai data dan terjadinya problem pada pinion gear . Skema sistem peringatan akan  bekerja  ketika  data  L  dan  data  R  atau  dalam  penelitian disimbolkan  dengan  [D5  &  D10]  memiliki  nilai  yang  sama besar  maka gear  pinion dalam  keadaan  normal.  Jika  data  D5
kurang  dari  D10  maka  indikator pinion  gear kiri  mengalami gangguan. Kemudian jika D10 kurang dari D5 maka indikator pinion gear kanan mengalami gangguan.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Penelitian pada makalah ini didasarkan pada pengembangan safety device pada pinion gear mesin curing ban di PT. Gajah Tunggal,  Tbk.  Oleh  karena  itu  penulis  mengucapkan  terima kasih  kepada semua pihak yang telah membantu penelitian ini khususnya  rekan-rekan  di  PT.  Gajah  Tunggal  Tbk.  Selain  itu penulis  juga  mengucapkan  terima  kasih  kepada  tim  editorial Jurnal Teknologi Elektro untuk publikasi penelitian ini.

## D AFTAR P USTAKA
[1] “Peraturan  Pemerintah  Republik  Indonesia  Nomor  50  Tahun  2012 Tentang  Penerapan  Sistem  Manajemen  Keselamatan  Dan  Kesehatan Kerja,” p. 262, 2012.
[2] A. I. Pangestu, M. Asmi, E. Suryadi, and M. Asmi, “Pengaruh Kualitas Produk  Ban  Terhadap  Kepuasan  Konsumen  Di  Distributor  Griya  Ban Bridgestone Pada PT . Bridgestone Tire,” vol. 1, no. 1, pp. 49–56, 2017.
[3] H. Hermanto and E. Wiratmani, “Analisis Reject Gagal Curing Valve Terjepit  Pada  Produk  Ban  Luar  Pt  Suryaraya  Rubberindo  Industries Dengan  Metode  Six  Sigma  Dan  Fmea,” IKRA-ITH  Teknol.    J.  Sains Teknol. ,  vol.  3,  no.  1,  pp.  15–25,  2019,  [Online].  Available: https://journals.upi-yai.ac.id/index.php/ikraith- teknologi/article/view/336.
[4] Æ.  Tam  and  Œ.  Tam,  “Perencanaan  Gear  Box  Dan  Analisis  Statik Rangka Conveyor Menggunakan Sofware Catia V5,” Perenc. Gear Box Dan Anal. Statik Rangka Conveyor Menggunakan Sofware Catia V5 , pp. 5–7, 2014.
[5] F.  Mustaqim,  W.  Kosasih,  and  A.  Ahnad,  “Pemeliharaan  Mesin Hydraulic  Shear  Menggunakan  Pendekatan  Reliability  Centered Maintenance dan Manajemen Suku Cadang,” J. Rekayasa Sist. Ind. , vol. 9, no. 3, pp. 153–162, 2020, doi: 10.26593/jrsi.v9i3.4023.153-162.
[6] W.  D.  Putro  and  A.  S.  Ardjo,  “Analisis  Kerusakan  Middle  Axle,” J. Rekayasa Mesin Politek. Negeri Semarang , vol. 9, pp. 11–19, 2014, doi: http://dx.doi.org/10.32497/rm.v9i1.442.
[7] T.  H.  Febriana,  Hernadewita,  C.  Hermawan,  and  H.  Herlambang, “Perbaikan  Ketahanan  Lifetime  Bladder  untuk  Peningkatan  Curing Efficiency pada Proses Industri Tire Manufacture,” IJIEM (Indonesian J. Ind. Eng. Manag. , vol. 1, no. 1, pp. 33–44, 2020, [Online]. Available: https://www.researchgate.net/profile/Hendi- Herlambang/publication/350041106_Perbaikan_Ketahanan_Lifetime_ Bladder_untuk_Peningkatan_Curing_Efficiency_pada_Proses_Industri _Tire_Manufacture/links/604cdc06a6fdcccfee7ceeee/Perbaikan- Ketahanan-Lifetime-Bladder-.
[8] F. Muliawati and R. Wahyudi, “Penerapan Plc Mitsubishi Fx 2N - Series Sebagai Pengganti Seltime-1000 Untuk Kontrol Timer Proses Produksi Ban Pada Mesin Tire Curing Press,” J. Tek. Elektro dan Sains Univ. Ibn Khaldun Bogor , vol. 1, no. 1, pp. 14–21, 2014, doi: http://dx.doi.org/10.32832/juteks.v1i1.742.
[9] D.  M.  Chandra  Mufti,  “Perencanaan  Penjadwalan  Preventive Maintenance Pada Mesin Curing Tipe Allwell Di PT. X,” Pros. Semin. Nas. Tek. Mesin PNJ , pp. 377–382, 2017.
[10]  H.  Budi  Harja  and  N.  Ahmad  Nugraha,  “Usulan  Pembaharuan  jadwal Kegiatan  Preventive  Maintenance  pada  Mesin  Curing  PCR  PT.XYZ Menggunakan  Metoda  Distribusi  Weibull,” J.  Teknol.  dan  Rekayasa Manufaktur , vol. 1, no. 1, pp. 23–35, 2019, doi: 10.48182/jtrm.v1i1.3.