## JEPCA

## Trainerprogrammable Logic Controller Dilengkapi Human Machine
Interface (HMI) Guna Penguatan Praktek Otomasi Industri
Maun Budiyanto 1 , Y. Wahyo Setiyono 1 , Asnal Effendi 2
1 Departemen Teknik Elektro dan Informatika SV-UGM
2 Teknologi Rekayasa Isntalasi Listrik FV- ITP E-mail: m.budiyanto@ugm.ac.id 1 , y.wahyosetiyono@ugm.ac.id 1 *Corresponding author, e-mail: m.budiyanto@ugm.ac.id 1
Abstrak — Sistem pembelajaran di pendidikan vokasi lebih diarahkan kepada pembelajaran praktek. Oleh karena itu diperlukan media  pembelajaran  yang  dapat  membuat  mahasiswa  belajar  secara  interaktif  dan  mandiri.  Penelitian  bertujuan  untuk  membuat media pembelajaran sistem otomasi industrisebagai media pembelajaran mata kuliah otomasi industri. Media pembelajaran berupa trainerprogrammable  logic  controller (PLC)  yang  dilengkapi  dengan  sensor  dan  dipadukan  dengan human  machine  interface (HMI). Trainer PLC dibuat dikarenakan perangkat PLC banyak digunakan dalam sistem otomasi industri.Komponen PLC belum dilengkapi dengan penampil,oleh karena ini dalam penelitian ini PLC dipadukan dengan HMI. HMI merupakan antarmuka yang menghubungkan mesin dengan manusia. Dipilihnya Outsel PLC dikarenakan harganya sangat terjangkau dan dikembangkan oleh pengembang dalam negeri. Trainer yang dibuat dalam bentuk yang kompak, dan mudah dibawa kemana-mana. Beberapa simulasi dilakukan untuk uji  fungsi dari trainer . Hasil uji  coba trainer PLC  memperlihatkan,  bahwa trainer PLC  mampu  mengendalikan proses sesuai dengan  logika  yang di program, dan HMI  mampu  menampilkan proses  yang berlangsung, sehingga  meningkatkan interaksi antara mesin dengan manusia.
Kata Kunci : PLC, HMI, Trainer
Abstract—  The  learning  system  in  vocational  education  is  more  directed  to  practical  learning.  Therefore,  learning  media  is needed that can make students learn interactively and independently. The research aims to create an industrial automation system learning  media  as  a  learning  medium for  industrial  automation  courses.  The  learning  media  is  in  the form  of  a  programmable logic controller (PLC) trainer equipped with sensors and combined with a human machine interface (HMI). PLC trainer is made because  PLC  devices  are  widely  used  in  industrial  automation  systems.  The  PLC  component  has  not  been  equipped  with  a display, therefore in this study PLC is combined with HMI. HMI is an interface that connects machines with humans. The Outsel PLC  was  chosen  because  the  price  is  very  affordable  and  developed  by  domestic  developers.  Trainers  are  made  in  a  compact form, and easy to carry anywhere. Several simulations were carried out to test the function of the trainer. The test results  of the PLC trainer show that the PLC trainer is able to control the process according to the logic programmed, and the HMI is able to display the ongoing process, thereby increasing the interaction between machines and humans..

## Keywords : PLC, HMI, Trainer

## PENDAHULUAN
Dunia  Industri  adalah  dunia  yang  dinamis  dan penuh  tantangan.  Pada  abad  ke-20  ini  sangat  pesat perkembangan  akan  dunia  industri  terutama  akan teknologi  seperti  otomasi  industri  PLC  dan  sejenisnya. Oleh karena itu, dibutuhkan pekerja yang selalu siap akan perubahan. Persiapan tersebut tidak hanya dengan belajar teori,  namun  diperlukan  juga  pengalaman  untuk  terjun langsung  mencoba beradaptasi  dengan  lingkungan  kerja. Semakin hari semakin banyak inovasi dan perkembangan ilmu  otomasi  industri  terutama  di  bidang  PLC ( Programmable Logic Controller ).
Dengan berkembangnya  dunia  industri,  banyak  industri  yang menggunakan  teknologi  PLC  baik  itu  dalam  sistem produksi maupun perawatannya. Hal ini dapat mempermudah  pekerjaan  pada  lingkup  industri  yang besar  agar  pekerjaan  lebih  efisien  dan  efektif  baik  itu waktu  maupun  biaya.  Oleh  karena  itu,  banyak  sekali pengaplikasian program PLC di dunia industri.
Dengan berkembangnya teknologi otomasi industri,  dunia  pendidikan  juga  mengalami  perubahan
kurikulum  untuk  mengikuti  kemajuan  dunia  industri. Secara  khusus  pendidikan  sarjana  terapan  untuk mencetak  lulusan  teknik  elektro  yang  dapat  beradaptasi dengan  perkembangan  dunia  industri,  memiliki  jiwa nasionalis, profesionalisme dan berwawasan global.

## Tinjaun Pustaka
PLC merupakan sebuah rangkaian elektronik yang merupakan  salah  satu  produk  dari  perkembangan teknologi  di bidang  teknik  kendali  (Antono, 2012).  PLC merupakan  sistem  elektronik  yang  dapat  diprogram sehingga sangat cocok untuk implementasi di lingkungan industri. PLC mempunyai memori sehingga penyimpanan  dapat  dilakukan  dan  juga  mempunyai fungsi  perhitungan  atau  fungsi-fungsi  tertentu  seperti fugsi logika, urutan (sequence), perwaktuan (timer), atau operasi-operasi aritmatika lainnya yang dapat dimanfaatkan untuk mengendalikan mesin-mesin produksi  atau  proses-proses  di  industri  melalui  modul dengan  input  output  digital  ataupun  modul  analog (O.Boucher, 2012).
Maun Budiyanto  et  al.,  Trainerprogrammable  Logic Controller Dilengkapi Human Machine Interface (HMI) Guna Penguatan Praktek Otomasi Industri
Human  Machine  Interface  (HMI)  merupakan sebuah sistem yang menjembatani antara manusia dengan mesin.  HMI  dapat  berupa  pengontrol/pengendali, pemantauan  dan  juga  menunjukkan  status.  HMI  dapat ditampilkan  dengan  visualisasi  seperti  pada  komputer yang  bersifat  real  time.  Fungsi  HMI  ini  sangat  penting, karena  sebagai  user  interface  dan  sistem  kontrol  pada sistem  manufaktur.  Secara  nyata  HMI  memberikan visualisasi  pada  sebuah  teknologi  atau  sistem  secara  real time.  Sehingga  dengan  menggunakan  desain  HMI  yang bisa disesuaikan dapat memudahkan pekerjaan fisik.
Tujuan  penelitian  ini  membuat  suatu trainer PLC yang  dapat  melakukan  beberapa  fungsi  sistem  kontrol yang  dapat  dikendalikan  dengan  HMI.  Peralatan  ini sangat  membantu  dalam  pembelajaran  sistem  otomasi industri.

## METODE
Metode penelitian yaitu diawali dengan perancangan  sistem.  Perancangan  sistem  digunakan untuk  mendesain  alat  yang  terdiri  dari  beberapa komponen  yang  akan  disusun  mejadi  sebuah  alat  yang dapat berfungsi dengan normal dan sesuai harapan.

## Diagram Blok Sistem
Diagram  digunakan  untuk  mempresentasikan skema  pembuatan trainer dengan  tujuan  untuk mempermudah  dalam  wiring  komponen.  Diagram  blok ini berisi alur proses yang dibuat seperti pada Gambar 1.
Gambar 1 Diagram Blok Sistem pada trainer
Dalam  trainer  ini  terdapat  3  proses  yaitu  input, proses,  dan  output.  Input  merupakan  sebuah  proses mendapatka  sebuah  data  dari  sebuah  sensor  atau  alat yang  digunakan,  sedangkan  pada  trainer  ini  terdapat  16 port  input  yang  dapat  dihubungkan  dengan  4  buah  push button,  4  buah  switch,  dan  beberapa  sensor  seperti proximity.  Selanjutnya  ada  proses  merupakan  sebuah tindakan  yang  mengelola  sebauh  data  masukan  sesuai dengan  program  yang  telah  dibuat  sehingga  dapat menghasilkan  keluaran  yang  diharapakan.  Pada  trainer ini  meggunakan  PLC  Outseal  Mega  V1.1  yang digunakan untuk mengolah data/sinyal yang  masuk pada input menjadi sebuah output sekuensial. Perangkat output yang diguakan pada trainer ini terdiri dari 16 port output
yang  terhubung  dengan  PLC,  4  buah  pilot  lamp,  modul relay  4  channel,  1  buah  motor  DC  dan  HMI.  Port/jack banana digunakan untuk memyambungkan beban/load/output  eksternal  yang  tersedia  maupun  tidak tersedia.  Pilot  lamp  digunakan  sebagai  indikator  yang menggunakan tegangan 220V AC. Modul relay 12VDC 4 channel  digunakan  untuk  memutus  dan  menghubungkan tegangan  220VAC  atau  arus  bolak  balik  pada  saat komponen  atau  sistem  membutuhkan  tegangan  220VAC yang dapat ditrigger dengan tegangan 12VDC atau secara garis  besarnya  relay  difungsikan  sebagai  penghubung antara tegangan rendah dengan tegangan tinggi.
Diagram  blok  dibuat  untuk  memudahkan  dalam pemahanan  fungsi  komponen  yang  ada  pada  trainer. Dalam  menggunakan  trainer  ini  harus  membuat  sebuah sistem/ladder  diagram  (LD)  dengan  menggunakan software  Outseal  Studio  dan  setelah  membuat  LD  harus melakukan wiring sesuai dengan sistem yang telah dibuat dengan menghubungkan komponen input maupun output ke  PLC  dan  memastikan  bahwa  komponen  sudah medapatkan  tegangan  AC/DC  sesuai  degan  spesifikasi alat. Dan ketika sudah selesai dalam membuat wiring dan membuat  LD  dapan  melakukan  eksekusi  dengan mengupload program ke PLC sehingga PLC terisi dengan LD  yang  dibuat dan dapat  menngatur/mengontrol  sistem yang telah dibuat sesuai dengan LD yang ada pada PLC.

## Flowchart Pembuatan Trainer
Gambar 3. Flowchart pembuatan trainer
Dalam pembuatan trainer ini hal yang pertama kali dilakukan yaitu mencari komponen yang akan digunakan dalam  pembuatan  trainer  dan  survey  harga  atau  barang
Maun Budiyanto  et  al.,  Trainerprogrammable  Logic Controller Dilengkapi Human Machine Interface (HMI) Guna Penguatan Praktek Otomasi Industri
yang  ada  dipasar.  Setelah  membeli  kompone  yang dibutuhkan selanjutnya membuat desain peletakan/penyususnan  komponen  dengan  menggunakan software  corel  draw  untuk  membuat  layout  trainer  yang akan  disusun  pada  akrilik  bening  dengan  tebal  3mm. Setalah  desain  selesai  dilanjutkan  dengan  proses  cetak akrilik  dengan  menggunakan  laser  cutting.  Setelah tempat  layout  selesai  selanjutnya  melakukan  pemasang komponen  dan  wiring  sesuai  wiring  yang  telah ditentukan.  Setelah  trainer  setengah  jadi  lakukan  testing dengan  memastikan  tidak  terjadi  kesalah  jika  terjadi kesalahan  dapat  diatasi  segera  dengan  melihat  wiring pada trainer dengan skema(wiring) yang telah dibuat.

## Perancangan Sistem Mekanis dan Rangkaian Elektronis
Perancangan  mekanis  ini  berupa  desain  trainer yang  digunakan  sebagai  pedoman  dan  acuan  agar rancangan pembuatan trainer tertata, seperti pada Gambar 4.
Gambar 4. Rancangan layout dari trainer

## Komponen trainer terdiri dari:

## Bagian Catu Daya atau Power Supply
Bagian  catu  daya  ini  dibagi  menjadi  2  yaitu  AC dan  DC.  AC  didapat  dari  tegangan  yang  bernilai  220V sedangkan  tegangan  DC  didapat  pada  power  supply switching  non  simetris  yang  memiliki  tegangan  sebesar 12V dan 24V seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Skema dari blok power supply
Berdasarkan  gambar  yang  ada  sumber  AC  220V didapat  dari  soket  power  yang  dimana  pada  jalur  fasa terdapat  sekering  3A  untuk  pengaman  dan  switch  yang memilik  indikator  sebagai  on/off trainer selain  itu  juga
terdapat  binding  post  L  dan  N  untuk  menyediakan sumber  AC  220V.  Selain  itu  terdapat  power  supply sekunder  yang  berasal  dari  power  supply  switching dengan  tegangan  out  sebasar  12VDC  10A  dan  24VDC 10A. Pada power supply ini input dijumper antara power supply  12VDC  dengan  24  VDC  pin  Fasa  dengan  F,  N dengan  N,  dan  Ground  dengan  Ground  yang  terhubung dengan  rangkaian  power  soket.  Binding  post  warna merah  untuk  Fasa  sedangkan  warna  hitam  untuk  Netral. Sedangkan untuk keluaran ground antara 12VDC dengan 24VDC dijumper sehingga ground menjadi satu. Layout untuk blok power supply seperti pada Gambar 6.
Gambar 6. Tata letak dari komponen power supply

## Bagian HMI
Fungsi  dari  HMI  berganda  karena  dapat  sebagai input  dengan  switch  digital  yang  disediakan  oleh  PLC Outseal  dan  dapat  digunakan  sebagai  output.Fungsi utama  HMI  digunakan  untuk  monitoring  dengan memanfaat GUI( Graphical User Interface) . Pada trainer ini  menggunakan  HMI  dari  Haiwell  dengan  seri  C7S yang dapat digunakan dengan menggunakan komunikasi Modbus  sehingga  dapat  diakses  dengan  PLC  Outseal. HMI  memiliki  tegangan  kerja  sebesar  24VDC  yang dihubungkan dengan power supply switching yang pada jalur  positif  diseri  dengan  switchnuntuk  on/off  HMI serta HMI ini dihubungkan dengan modul RS485 to TTL karena RS485 yang disediakan/include dalam PLC tidak dapat  melakukan  komunikasi  sehingga  membutuhkan modul  converter.Modul  RS485  mengunakan  tegangan 5VDC  sebagai  tegangan  kerja  pada  jalur  ini  dihubung seri  dengan  switch  untuk  on/off  RS485  karena komunikasi  pada  outseal  PLC  hanya  dapat  melakukan komunikasi secara bersamaan sehingga untuk mengatasi permasalahan  tersebut  makan  diberikan  switch  untuk mematikan  modul  RS485.  HMI  ini  juga  menggunakan port  RJ45  untuk  dapat  mengupload  desain  dari  PC  ke HMI selain untuk itu port RJ / Ethernet dapat digunakan untuk  menghubungkan  HMI  ke  internet  sehingga  dapat digunakan  untuk  remote/monitoring  melalui  device lainnya  dengan  cara  mengakses  alamat  IP  yang
Maun Budiyanto  et  al.,  Trainerprogrammable  Logic Controller Dilengkapi Human Machine Interface (HMI) Guna Penguatan Praktek Otomasi Industri
digunakan  pada  HMI  tersebut.  Gambar  layout  pada bagian HMI seperti pada Gambar 7.
Gambar 7. Tataletak HMI

## HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Ladder Diagram
Pada software Outseal Studio memiliki fitur untuk melakukan  tes/simulasi.  Simulasi  pada  Outseal  Studio Seperti pada Gambar 8.
Gambar 8. Simulasi pada Outseal PLC
Gambar  8  menunjukan  tangga  dan  komponen yang aktif akan berwarna hijau dan jika tidak aktif akan berwarna  hitam    serta  terdapat  angka-angka  yang berjalan seperti counter, timer, scale,dan lain-lain.

## Pengujian Fungsi I/O
Pengujian  bagian  ini  dilakukan  terhadap  Push button  dan  Switch  yang  telah  terhubung  langsung dengan  daya  12  VDC  yang  dapat  memberikan  logika HIGH dan LOW. Cara kerja sistem yaitu PB1 digunakan untuk  mengaktifkan  sistem  sedangkan  SW1  digunakan untuk  mematikan  sistem.  Sedangkan  PB2  dan  PB3 digunakan untuk mengatur pilot lamp dengan menggunakan  timer.  Sedangkan  SW2  digunakan  untuk menyalak  pilot  lamp  secara  bergantian.  Wiring pengujian fungsi I/O dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Wiring Pengujian I/O
Rangakaian  input  dan  output  menggunakan metode  sinking.  Dari  hasil  pengujian  dengan  kondisi output (R) dalam konndisi HIGH/ON terlihat pada Table 1.
Tabel 1 Data hasil pengujian I/O PLC Alamat Komponen Status S1 Push Button 1 High S2 Push Button 2 High S3 Push Button 3 Low S4 Switch 1 Low S5 Switch 2 High S6 Switch 3 High R1- R4 LED pada PLC Nyala R5/R6 LED pada PLC Nyala bergantian R7 LED pada PLC Mati
Berdasarkan  pengujian  yang  telah  dilakukan kondisi  switch  dan push  button dalam  kondisi  baik karena  dapat  memberikan  logika  HIGH  dan  LOW  pada PLC.

## Pengujian HMI
Trainer ini  menggunakan  HMI  dari  Haiwell dengan  seri  C7S  yang  memiliki  beberapa  fitur  yaitu salah  satunya  dapat  terhubung  dengan  internet menggunakan  LAN.  HMI  menggunakan  tegangan sebesar  24  VDC  yang  dihubung  sinking  dengan  power supply 24VDC. Komunikasi HMI ini dapat menggunakan  RS485  dan  RS232,  namun  pada trainer ini  menggunakan  komunikasi  dengan  RS485  karena supaya dikoneksikan dengan PLC Outseal. HMI dengan PLC membutuhkan alat converter berupa RS485 to TTL dengan power sebesar 5VDC yang diambilkan dari PLC. Untuk  pengujian  akan  dilakukan  pengujian  pada  HMI dan Modul RS485 to TTL. Hasil pengujian seperti pada Table 2.
Maun Budiyanto  et  al.,  Trainerprogrammable  Logic Controller Dilengkapi Human Machine Interface (HMI) Guna Penguatan Praktek Otomasi Industri
Tabel 2.Hasil pengujian HMI Komponen Tegangan Supply Kondisi HMI (Sinking) 0 VDC Belum Aktif 24 VDC Aktif Modol RS485 to TTL(Sinking) 0 VDC Belum Aktif 5 VDC Aktif
Dari  Table  2  diatas  komponen  HMI  dan  Modul RS485 to TTL dapat diketahui bahwa pada saat tegangan 0  VDC  atau  belum  aktif  maka  tidak  ada  arus  yang mengalir  dan  pada  saat  24  VDC(HMI)  dan  5 VDC(Modul RS485) atau aktif maka terdapat arus yang mengalair  pada  pin/komponen  tersebut  dan  komponen tersebut  dalam  kondisi  yang  baik  karena  dapat  On  serta dapat melakukan komunikasi.Selain melakukan pengujian  pada  komponen  tersebut  juga  dilakukan pengujian  pada  komunikasi  HMI  dengan  PLC.  Hasil pengujian terlihat pada Table 3.
Tabel 3. Hasil pengujian komunikasi HMIdengan Modul
RS485 to TTL HMI Modul RS485 to TTL Kondis / Status ON ON Online OFF Offline
Berdasarkan Table 3 diatas  apabila Modul RS485 tidak  aktif  makan  komunikasi  dengan  HMI  tidak  dapat dilakukan atau offline dan sebaliknya jika Modul RS485 Aktif  maka  komunikasi  antara  Modul  RS485  dan  HMI dapat dilakukan atau on-line .

## SIMPULAN
Telah  terealisasi  sebuah trainer pembelajaran dengan  menggunakan  Outseal  Mega  V1.1  dan  HMI Haiwell  C7S  yang  berjalan  dengan  baik  dan  sesuai dengan  apa  yang  diprogram. Trainer PLC  dapat digunakan  dengan  mudah  dan  efektif  serta  fleksibel dalam pemilihan I/O dengan menggunakan wiring/metode sinking.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.D,  S.  (2007).  Simulasi  Sistem  Kontrol Berbasis Logic  Controller .  Makalah  Disampaikan  pada Seminar  Nasional  III  PLC:  Pembelajaran  Berbasis Kasus  Pada  Matakuliah Programmable SDM Teknologi Nuklir, Yogyakarta, 21-22.
[2] Budiyanto.M,  Wijaya.A.  (2003). Pengenalan  Dasar - Dasar PLC. Yogyakarta: Grave Media.
[3] Collin, D.S. (1996). Industrial Electronics,
International  Edition.  New  Jersey:  Prentice  Hall International,Inc.
[4] Elektrika, C. D. (2022, November 14). How Setting
Time Haiwell  IoT Cloud HMI. Retrieved April 28,
2021, from Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=cz7ztATYphI
[5] Putra,  A.  E.  (2004).  Konsep,  Pemograman,dan Aplikasi PLC. Yogyakarta: Gava Media.
[6] Superior Controls. (2022, Februari 10). Matching A Sourcing/Sinking Sensor Output ToThe Same Type Plc Input. Retrieved Maret 19, 2021, from Superior Controls:
https://superiorcontrols.com/blog/matching- sourcingsinking-sensor-outputtype-plc-input/
[7] Wicaksono.H. (2009). Progammable Logic Controller : Teori, Pemograman dan Aplikasi dalam Otomasi Sistem. Yogyakarta: Graha Ilmu.

## Biodata Penulis
Ir.  Maun  Budiyanto,  S.T.,  M.T.,  merupakan  Dosen Departemen  Teknik  Elektro  dan  Informatika  Sekolah Vokasi  UGM.  Penulis  aktif  pada  SKTTK  dengan menjadi  asesor  pada  bidang  IPTL,  bidang  Distribusi Tenaga  Listrik,  Bidang  Pembangkit  Tenaga  Listrik. Penulis  aktif  mengajar  di  Departemen  Teknik  Elektro dan  Informatika  SV-UGM  itu  penulis  juga  aktif  dalam bidang penelitian bidang ketenagalistrikan, kendali PLC, dan Solar cell Energy . Saat ini penulis sebagai Pengelola Program  Studi  Sarjana  Terapan  Teknologi  Rekayasa Elektro  Departemen  Teknik  Elektro  dan  Informatika Sekolah Vokasi UGM, sejak tahun 2019.
Ir.  Y.  Wahyo  Setiyono,  MT.  merupakan  Dosen Departemen  Teknik  Elektro  dan  Informatika  Sekolah Vokasi  UGM.  Beliau  aktif  mengajar,  penelitian  dan pengabdian  kepada  masyarakat.  Bidang  yang  ditekuni adalah  system  tenaga  listrik,  transient  dan  stabilitas system tenaga listrik, distribusi tenaga listrik.
Asnal  Effendi,  merupakan  Dosen  di  Prodi  Teknologi Rekayasa Instalasi Listrik Program Sarjana Terapan ITP, aktif  sebagai  konsultan  di  bidang  elektrikal,  dan  asesor SKKTK  dibidang  IPTL  dan  Asesor  Distribusi.  Bidang yang ditekuni Sistem Tenaga Listrik.