INTEGRASI KONTROL TERPROGRAM PLC  PADA PRAKTEK BENGKEL SEMESTER VI PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLINES
Oleh : Sugijono Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. Sudarto, S.H. Tembalang Semarang Email : sugipoli@gmail.com

## Abstrak
Praktek  Bengkel  Listrik  semester  VI  di  Program  Studi  Teknik  Listrik  Jurusan  Teknik  Elektro  Polines masih  diselenggarakan  dengan  kontrol  konvensional  yang  berbasis  elektromagnetik  untuk  plant  air limbah.  Penelitian  ini  bertujuan  memberikan  nilai  tambah  dalam  pembekalan  kompetensi  bagi mahasiswa,  karena  banyak  industri  sudah  menggunakan  kontrol  terprogram  yang  berbasis  PLC (Programmable  Logic  Controller).  Oleh  karena  itu  target  khusus  dari  penelitian  ini  yaitu mengintegrasikan  kontrol  terprogram  berbasis  PLC  ke  dalam  kontrol  konvensional  berbasis elektromagnetik  tersebut,  sehingga  tercapai  inovasi materi  kuliah  untuk  penguatan  Praktek  Bengkel Listrik.  Berdasarkan  pada  metode  studi  literatur  dan  eksperimen,  maka  penelitian  ini  menghasilkan luaran  sebuah  artikel  jurnal  publikasi  untuk  suatu  plant  proses  air  limbah  yang  dikontrol  secara terintegrasi  baik  secara  konvensional  maupun  terprogram,  dan  juga  luaran  rekomendasi  untuk pertimbangan dalam inovasi materi mata kuliah Praktek Bengkel Listrik.
Kata Kunci : Plant air limbah, PLC.
I. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang
Dalam  suatu plant pengolahan  air limbah terdapat beberapa jenis pengontrolan  yang  dilaksanakan  guna memenuhi kebutuhan sesuai dengan deskripsi  kerja  dari  sistem  pengolahan  air limbah tersebut. Selama ini praktek bengkel listrik semester VI di Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Polines yaitu suatu plant pengolahan  air  limbah  masih diselenggarakan secara  konvensional  yaitu menggunakan kontrol yang tidak terprogram berbasis elektromagnetik.
Sedangkan  banyak  industri  sudah  cukup lama menggunakan kontrol yang terprogram  berbasis  PLC  ( Programmable
Logic Controller ). Oleh karena itu penelitian  ini  bertujuan  akan  melakukan kajian dalam upaya untuk mengintegrasikan kontrol  yang  terprogram  berbasis  PLC  ke dalam kontrol konvensional berbasis elektromagnetik  tersebut,  sehingga  akan dicapai inovasi pada praktek bengkel listrik semester  VI.  Dengan  demikian  maka mahasiswa  akan  mendapatkan  nilai  tambah yaitu akan memiliki kompetensi  yang lebih komprehensif  dan  kompetitif  sebagai  bekal
dalam  bersaing di bursa kerja setelah lulus nanti.  Penerapan  kontrol  yang  terprogram berbasis PLC sebenarnya sudah dilaksanakan,  tetapi  hanya  oleh  sebagian mahasiswa  tingkat  akhir  yang  mengangkat Tugas Akhir berbasis PLC. Sedangkan para mahasiswa  yang  Tugas  Akhirnya  tidak berbasis  PLC,  maka  mereka  kurang memiliki kompetensi dalam pengintegrasian  kontrol  yang  terprogram berbasis  PLC  dengan  kontrol  yang  tidak terprogram berbasis elektromagnetik. Dengan  demikian  hasil  inovasi  pada praktek bengkel listrik semester VI diharapkan akan membuat semua mahasiswa  memiliki  kompetensi  yang relatif sama.
1.2. Manfaat
Dapat mengintegrasikan kontrol terprogram  berbasis  PLC  ( Programmable
Logic Controller ) dengan kontrol konvensional  pada  praktek  bengkel  listrik semester  VI  dan  menginstal  program aplikasi,  menjalankan,  dan  memonitor proses plant dalam  praktek  bengkel  listrik semester VI, serta memberikan rekomendasi  sebagai  bahan  pertimbangan
dalam pengembangan materi kuliah praktek bengkel listrik semester VI.

## II. Kajian Pustaka
2.1. Water Level Controller (WLC) WLC adalah sebuah
alat
yang memudahkan  dalam mengidentifikasi level air  di  dalam penampungan  air.  Fungsi utama  dari  WLC  untuk  mengontrol  kerja pompa  air.  Pompa  submersible  adalah pompa  yang  berada  di  dalam  air  atau direndam seperti pompa di dalam akuarium. Fungsi  pompa ini  adalah  untuk  menguras air  di  dalam  kolam  penampung,  lalu  air  di salurkan  ke  pembuangan  luar.  Mekanisme kerja  dari pompa  ini  yaitu  apabila  level  air di  dalam  bak  penampung  tinggi,  maka pompa  hidup,  dan  sebaliknya  jika  level  air di  dalam  bak penampung  rendah,  maka pompa  mati.  Dengan  adanya  WLC  maka tinggi  rendahnya  level  air  di  dalam penampungan mudah diidentifikasi.
Gambar 2.1. Water Level Controller
2.2. Water Flow Sensor (WLS)
WLS  mempunyai  beberapa  jenis  sesuai dengan fungsi serta tujuan pemasangannya. WLS  bisa  digunakan  sebagai  switch  untuk memantau  ada  tidaknya  suatu  aliran  air dalam  sistem  pemipaan  tertutup  guna memberikan  sinyal  baik  berupa  alarm maupun  kontak  normal  terbuka  ( normaly open/  NO )  dan  kontak  normal  tertutup ( normaly close/ NC ). Tujuan dari sinyal itu adalah agar proses berhenti karena aliran air yang tidak jalan atau diluar standar yang di tentukan.  Apabila WLS  tersebut  tidak berfungsi  dengan  baik  bisa  menyebabkan terjadinya over  heat dari  pompa  air  yang bisa berakibat kerusakan. WLS ini ada yang
tegangan  kerjanya  5V-  24V  dan arus kerjanya 15 mA serta laju aliran air hingga 60 liter per menit.
Gambar 2.2. Water Flow Sensor

## 2.3. Programmable  Logic  Controller (PLC)
PLC  adalah  suatu  pengendali  berbasis mikrokontroler  yang menggunakan memori terprogram  untuk  menyimpan  instruksi- instruksi  dan  untuk  menjalankan  fungsi- fungsi  seperti  logika,  sekuensial,  timer, counter,  dan  untuk  mengolah  data  diskrit seperti  aritmatika,  komparasi,  penggeseran, pemindahan,  konversi,  maupun  memproses data analog atau sinyal kontinyu seperti dari besaran temperatur, cahaya, untuk pengendalian  proses-proses  dan  mesin- mesin.  Bila  sebuah  program  aplikasi  yang telah  dibuat  menggunakan software CX Programmer didownload ke  PLC,  maka PLC dapat menerima perintah dari peralatan  input yang  terhubung  dan selanjutnya PLC dapat memberikan perintah  kepada  peralatan  output  yang terhubung  untuk  bekerja  sesuai  dengan konten  program aplikasi yang  telah didownload tersebut. PLC Omron CPM2A- 20CDR  yang  diperlihatkan  pada  Gambar 2.3.  memiliki  20  port  yang  terdiri  dari  8 port  untuk  output  eksternal  dan  12  port untuk input eksternal.
( Micro Programmable Controller CPM2A OMRON)

## Gambar 2.3. PLC Omron CPM2A

## 2.4. Program
Program
aplikasi
dirancang menggunakan software CX  Programmer seperti  diperlihatkan  dari  Gambar  2.4. Tampilan  Awal CX  Programmer hingga Gambar 2.10. Tampilan On Line .
Gambar 2.4.  Tampilan Awal CX Programmer
Gambar 2.5. Create New Project
Gambar 2.6.  Kompilasi Program
Gambar 2.7.  Menu CX Designer

## Gambar 2.8.  Jendela CX Designer
Gambar 2.9.  Komunikasi dan Download
Gambar 2.10.  Tampilan On Line

## III. METODE  PENELITIAN
3.1. Studi Literatur Pewaktu  ( Timer )  dalam  PLC  Omron mulai  menghitung  waktu  mundur  selama mendapatkan  masukan,  dan reset atau kembali ke nilai waktu setelan awal SV ( set value )  bila  tidak  mendapatkan  masukan. Jika waktu habis, maka timer bekerja/ aktif. Timer  menghitung  waktu  dalam  satuan  0.1 detik  dari  nilai  yang  ditulis  sebagai  SV seperti  diperlihatkan  pada  Gambar  4.1. Aktivasi Timer.
Gambar 3.1. Aktivasi Timer
Pencacah  ( Counter )  dalam  PLC  Omron mulai  menghitung mundur nilai  setelan SV ( set  value )  bila  mendapatkan  pulsa  hitung CP  ( Clock  Pulse )  yang  berubah  status  dari kondisi OFF ke ON sehingga nilai hitungan terkini  PV  ( Present  Value )  berkurang  satu demi  satu  pada  eksekusi  pulsa  hitung  CP. Eksekusi  pencacah  bekerja  ON  ketika  nilai hitung  terkini  mencapai  nol  dan  pencacah tetap ON sampai direset oleh pulsa reset R.
Aktivasi Counter diperlihatkan pada Gambar 4.2.
Gambar 3.2. Aktivasi Counter

## 3.2. Instalasi Hardware
Instalasi  pengawatan  perangkat  keras
( hardware ) dilaksanakan dengan menghubungkan peralatan input dan output dengan  PLC.  Tombol-tombol  auto  manual stop  dan  sensor-sensor  level  air  dan  aliran air  serta  kontak  overload  dihubungkan dengan port-port input dari PLC. Alarm dan solenoid  valve  serta  rele  magnetik  untuk
mengaktifkan  pompa  air  dihubungkan dengan port-port output dari PLC. Diagram pengawatan
instalasi hardware
diperlihatkan pada Gambar 4.3.
Gambar 3.3. Diagram Pengawatan.Perangkat Keras
Gambar 3.4. Panel Hubung Bagi Plant 3.3. Pemrograman
Tabel  4.1. Peralatan Input dan Output
OUTPUT PERALATAN KETERANGAN 01000 Buzzer Alarm 01001 Rele 1 Aktuator pompa 1 01002 Rele 2 Aktuator pompa 2 01003 Solenoid valve Valve pintu air 01004 Lampu tanda Over load lamp INPUT PERALATAN
KETERANGAN
00000 Level Switch 1
ON Kondisi ON salah satu pompa bekerja 00001 Level Switch 1 OFF
Kondisi OFF kedua pompa mati 00002 Level Switch 2 ON Kondisi ON salah satu pompa bekerja 00003 Level Switch 2 OFF Kondisi OFF kedua pompa bekerja 00004 Level Switch 3 ON Kondisi ON kedua pompa mati 00005 Level Switch 3 OFF Kondisi OFF salah satu pompa bekerja 00006 Tombol reset Alarm OFF 00007 Flow Switch 1 Aliran air 1 00008 Flow Switch 2 Aliran air 2 00009 Tombol otomatis Operasi otomatis 00010 Tombol manual Operasi manual 00011 Tombol OFF Operasi berhenti 00100 Tombol ON Pompa 1 bekerja 00101 Tombol OFF Pompa 1 mati 00102 Tombol ON Pompa 2 bekerja 00103 Tombol OFF Pompa 2 mati

## Gambar 3.5. Denah Plant
Deskripsi  Kerja :  Air  limbah  dibagi atas tiga level  yang menyatakan ketinggian permukaan  air  limbah  dimana  setiap  level memberikan  respon yang berbeda.
a. Bila  air  limbah  mencapai  level  0  (nol) maka  semua  pompa  masih  dalam keadaan mati.
b. Bila  limbah  telah  mencapai  Level  1 (satu), maka salah satu pompa (pompa 1 atau pompa 2) akan bekerja. Jika limbah tersebut  pasang  surut/  berada  pada daerah  Level  1  maka  kedua  pompa tersebut akan bekerja secara bergantian.
c. Bila  volume  limbah  yang  dikeluarkan bertambah banyak sehingga limbah telah mencapai  Level  2  (dua),  maka  kedua
buah  pompa  akan  bekerja  secara bersamaan  untuk  mempercepat  proses pemompaan  ke  tangki  selanjutnya.  Jika volume air telah berkurang maka pompa yang  bekerja  terakhir  akan  berhenti bekerja,  sedangkan  pompa  yang  satunya tetap  bekerja  untuk  terus  mengurangi volume  air  hingga  habis.  Jika  limbah tersebut  pasang-surut  pada  daerah  Level 2,  maka  pompa  yang  terakhir  bekerja yang  beroperasi  jika  volume  mencapai level  2  dan  berhenti  beroperasi  jika volume telah berkurang dari Level 2.
d. Pada  saat  volume  limbah  sangat  banyak hingga mencapai level 3 (tiga) atau Level Over  Limit ,  maka  selain  kedua  pompa tetap  terus  bekerja  memompa  limbah  ke tangki  penampungan  lainnya,  sistem akan  memberikan  informasi  kepada operator  secara  otomatis  untuk  segera membuka  pintu  cadangan  agar  limbah tidak meluap keluar dari tangki penampungan.  Untuk  mematikan  alarm dilakukan  dengan  menekan  tombol alarm off pada panel.
Program  untuk Plant Pompa  Air Limbah disajikan pada Gambar 3.5.
.
Gambar 3.6. Program Aplikasi Plant

## 3.4. Pengujian
Gambar 3.7. Pengujian Plant
Pengujian  plant  memberikan  hasil sebagai berkut :
Pada operasi otomatis : Kedua pompa beroperasi sesuai dengan program.
a. Bila  air  limbah  mencapai  Level  0  (nol) maka semua pompa dalam keadaan mati.
b. Bila  limbah  mencapai  Level  1  (satu), maka  salah  satu  pompa  yaitu  pompa  1 atau  pompa  2  akan  bekerja.  Jika  limbah itu  pasang  surut/  berada  pada  daerah Level  1  (satu)  maka  kedua  pompa tersebut  akan  bekerja  secara  bergantian dalam interval waktu 8 jam.
c. Bila  volume  limbah  yang  dikeluarkan bertambah  banyak  sehingga  limbah mencapai  Level  2  (dua),  maka  kedua buah  pompa  bekerja  secara  bersamaan untuk  mempercepat  proses  pemompaan ke  tangki  selanjutnya.  Jika  volume  air berkurang  maka  pompa  yang  bekerja terakhir akan berhenti bekerja, sedangkan  pompa  yang  satunya  tetap bekerja  untuk  terus  mengurangi  volume air hingga habis. Jika limbah itu pasang- surut  pada  daerah  Level  2  (dua),  maka
pompa  yang  terakhir  bekerja  yang beroperasi jika volume mencapai level 2 (dua)  dan  berhenti  beroperasi  jika volume berkurang dari Level 2 (dua). d. Bila  volume  limbah  sangat  banyak hingga mencapai Level 3 (tiga) atau over limit ,  maka  selain  kedua  pompa  tetap terus  bekerja  memompa  limbah  ke tangki  penampungan  lain,  sistem  akan memberikan  informasi  kepada  operator secara  otomatis  untuk  segera  membuka pintu  kuras  agar  limbah  tidak  meluap dari tangki penampungan. Untuk mematikan  alarm  dilakukan  dengan menekan tombol reset . Pada operasi manual : a. Masing-masing pompa dapat dioperasikan secara sendiri-sendiri. b. Bila  limbah  pada  Level  1  (satu)  atau dapat disimulasikan dengan menghubungkan elektroda-elektroda,
maka  salah  satu  pompa  baik  pompa  1 atau  pompa  2  dapat  dioperasikan  guna keperluan perawatan atau perbaikan.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian
Hasil pengujian  yang dimuat  dalam  Sub Bab  3.4.  merupakan  hasil  pengujian  pada operasi  otomatis  dan  operasi  manual  serta tidak  ada  operasi  atau  OFF.  Tiga  buah tombol masing-masing hanya dapat mengoperasikan salah satu dari tiga kondisi operasi,  yaitu  tombol  PB1  (000.09)  untuk operasi  otomatis, dan tombol PB2 (000.11) untuk  operasi  manual,  serta  tombol  PB3 (000.10)  kondisi  mati  OFF  atau  tidak  ada operasi baik otomatis maupun manual. Pada operasi  otomatis  ternyata  bahwa  kedua pompa  dapat  beroperasi  saling  berkaitan atau  interdependen  sesuai  dengan  program yang sudah diintegrasikan. Sedangkan pada operasi  manual  ternyata  bahwa  masing- masing  pompa  dapat  dioperasikan  secara sendiri-sendiri  atau  independen.  Kedua pompa  tersebut  dapat  bekerja  secara bergantian dalam interval waktu 8 jam.

## 4.2. Pembahasan
Data-data  hasil  pengujian  yang  dimuat dalam  Sub  Bab  4.4.  tersebut  menunjukkan bahwa  tingkat  keberhasilan  Plant  Pompa Air  Limbah  tercapai  baik  untuk  operasi otomatis  dan  operasi  manual  maupun  tidak ada operasi. Ketiga kondisi operasi tersebut masing-masing  berhasil  beroperasi  secara bergantian. Sementara pompa-pompa berhasil beroperasi secara bergantian dalam interval  waktu  8  jam  sesuai  dengan  setelan waktu  pada  program  yaitu  dari timer 60 detik  dan counter 480  yang  dihitung sebagai  berikut  (60  x  480)  detik    :  (3.600) detik / jam =  8 jam

## V. PENUTUP

## 5.1. Kesimpulan
PLC Omron dengan software CX Programmer dapat  mengendalikan plant pengolahan  air  limbah  secara  otomatis  dan terintegrasi  pada  Praktek  Bengkel  Listrik semester VI.
Pembekalan keterampilan kepada mahasiswa  akan  lebih  baik  khususnya  bagi yang  mengambil  Tugas  Akhir  tanpa  ada kaitannya  dengan  PLC,  karena  kontrol terprogram  PLC  sudah  terintegrasi  dalam materi kuliah Praktek Bengkel Semester VI sehingga mahasiswa memiliki bekal tentang realisasi aplikasi PLC di industri.
Pengawatan  berkurang  cukup  signifikan karena  rangkaian  kendali  digantikan  oleh program dalam bentuk imajiner.
Keamanan  bagi  operator  plant  sangat terjamin  karena  tegangan  kerja  pada rangkaian  kendali  di  sisi  operator  sangat aman yaitu sumber tegangan searah 24 Volt yang  terpisah  dari  sumber  tegangan  pada sisi  beban  sehingga  spesifikasi  tegangan kerja  dari  komponen  input  untuk  kendali juga rendah yaitu 24 Volt searah.
Dokumentasi  perubahan  atau  modifikasi dari  modus  pengendalian  maupun  setelan waktu pada timer dapat dilakukan secara up to  date dan  dengan  mudah  baik  dalam bentuk cetak ( print out ) maupun soft copy.
Pelacakan gangguan ( trouble ) pada rangkaian kendali yang sudah programmabe dapat dilakukan lebih mudah dan lebih cepat.
Keandalan  kerja  dari  modus  pengendalian yang  sudah programmable adalah  sangat tinggi.
Penggunaan timer mekanik tidak diperlukan  lagi  karena  sudah  digantikan oleh program timer pada PLC.

## 5.2. Saran
Penelitian ini dapat dijadikan pertimbangan maupun  rekomendasi  untuk  melakukan inovasi  materi  kuliah  Praktek  Bengkel Listrik  semester  VI  di  Program  Studi Teknik Listrik di Polines dengan menghadirkan atau mengintegrasikan pengendalian  terprogram  (PLC),  sehingga segi  manfaatnya  lebih  banyak  berkaitan dengan  kebutuhan  industri.
Penelitian tahapan berikutnya dapat diperluas  dengan  menggunakan  pengganti PLC  dari  jenis  yang  lain  agar  memberikan mahasiswa  pembekalan  dan  wawasan  yang lebih luas.

## DAFTAR PUSTAKA
Bolton.  W,  2015 ,  Programmable  Logic Controllers, Elsevier Ltd, USA.
Electronics Training, 2009, CX- ProgrammerTutorial , Penn Foster.edu. James  A  Rehg,  Glenn  J.  Sartori,  2013, Programmable Logic Controllers, Pearson  Education Ltd, USA.
Jobsheet Bengkel Listrik Semester VI , 2010,
Politeknik Negeri Semarang John  Stenerson,  2004, Fundamentals  of Programmable Logic Controllers, Sensors, Communications, Pearson
Prentice Hall, USA. Khaled  Kamel  Ph.D,  Eman  Kamel.  Ph.D, 2014, Programmable Logic
Controllers  :    Industrial  Controll, Mc.
Graw-Hill Education, USA.
Omron,  1999, CPM2A  Programmable Controller Operation Manual
Omron , 2008, Micro  Programmable Controller CPM2A-  Data Sheet Omron,  2002, CX-  Programmer  User Manual V3.0 Omron,  2003, CX-  Programmer  Operation Manual V1.0 Omron  Corporation,  2018, Floatless  Level
Switch  61F-G ,  http://  www.ia.
omron.com.
Prih Sumardjati, Sofian Yahya, Ali Mashar, 2008, Teknik  Pemanfaatan  Tenaga
Listrik ,  Direktorat  Pembinaan  Sekolah Menengah Kejuruan
Departemen
Pendidikan Nasional, Jakarta.