## RANCANGBANGUN SISTEM OTOMASI APLIKASI MESIN PENCAMPUR BERBASIS PLC OMRON CP1E 20 I/O

## Gunawan Alim
Dosen D3 Teknik Elektronika Politeknik Harapan Bersama Jl Dewi Sartika No. 71 Tegal Telp/Fax (0283) 352000

## Abstrak
Dunia  industri  modern  saat  ini  tidak  bisa  lagi  dipisahkan  dengan  masalah  otomasi  untuk berbagai sarana  produksi  ataupun  pendukung  produksi.  Otomasi  selalu  berkaitan  dengan  sistem  kendali  dankontrol  dan semakin beragamnya sarana industri yang membutuhkan otomatisasi, oleh karena itu dalam penyusunan Jurnal ini  mengambil  judul  “Rancang  Bangun  Sistem  Otomasi  Aplikasi  Mesin  Pencampur  Berbasis PLC  OMRON CP1E  20  I/O”. Tujuan  yang  akan  dicapai  dari  rancang  bangun  sistem  otomasi  Aplikasi  Mesin  Pencamppur adalahsebagai berikut: (1). Memperkenalkan PLC sebagai salah satupendukung otomasi industri, (2). Mempelajari dasar pemrograman PLC dan aplikasi PLC khususnya seri Omron CP1E juga pengawatan instalasinya, (3).  Mempelajari pembuatan program ladderdiagram dengan menggunakan software CX Programmer . Programmable  Logic  Controller ( PLC )  merupakan  suatu  unit  yang  secara  khusus  dirancang  untuk menangani  suatu  sistem  kontrol  otomatis  pada  mesin-mesin  industri  ataupun  aplikasi  lainnya.    Di  dalam CPUPLC dapat  dibayangkan  seperti  kumpulan  ribuan  relay,  tetapi  bukan  berarti    didalamnya  terdapat  banyak relay dalam ukuran  yang sangat kecil  melainkan di dalam PLC berisi rangkaian elektronika digital  yang dapat difungsikan seperti kontak NO dan kontak NC relay.
Kata kunci: Otomasi, PLC, CX Programmer.

## 1. Pendahuluan
Perkembangan    ilmu    Pengetahuan  dan Teknologi    dewasa    ini    telah    mengalami banyak  sekali    kemajuan    dalam    berbagai bidang,    untuk    itu  dibutuhkan    tenaga-tenaga ahli  yang  professional dibidangnya.
Disisi  lain,  hal  tersebut  merupakan  sebuah tantangan    untuk    selalu  meningkatkan kemampuan    sumber    daya    manusia,  agar mampu menjadi sumber daya yang handal dan mampu bersaing.
DalamJurnalini    akan    secara    khusus  dibahas mengenai    perancangan    aplikasi    sistem pengendalian  secara  otomatis, sehingga  akan menambah    efisiensi  dan    efektifitas    dari sistem    tersebut  dan    akan    mengurangi permasalahan-permasalahan    dalam    sebuah sistem  pengontrolan  jika  dilakukan  secara manual.
Dunia  industri  modern  saat  ini  tidak  bisa  lagi dipisahkan dengan masalah otomasi untuk berbagai sarana produksi ataupun pendukung produksi. Otomasi selalu berkaitan dengan sistem kendali dankontrol dan semakin beragamnya
sarana industri yang membutuhkan otomatisasi, maka akan membutuhkansuatu media kontrol yang bersifat  universal  yang  bisa  diterapkan  pada semua  bidang  industri  namun  tepat  guna.PLC ( Programmable Logic Controller ) atau
pengendali logika terprogram dengan berbagai kelebihandan kemudahan pemakaiannya merupakan  salah  satu  solusi  untuk  memenuhi kebutuhan tersebut.
2. Metode Penelitian
1. Metode penyusunan akademis a. Metode bimbingan Metode ini bertujuan untuk mendapatkan  pengarahan  dari  dosen pembimbing dalam penyusunan sistematik  laporan  jurnal  dan  bentuk yang baik serta koreksi dan masukan materi selama proses pembuatan dan penyusunan Jurnal. b. Studi kepustakaan Metode ini digunakan untuk memperoleh informasi yang berkaitan  dengan  topik  jurnal  yang dapat  diambil  dari  literature  dan digunakan sebagai referensi.
2. Metode pembatasan teknis a. Metode observasi Metode  yang  dilakukan  dengan  cara melakukan pengamatan
secara langsung terhadap objek yang berhubungan dengan pembuatan Jurnal  yang  berjudul  RancangBangun Sistem Otomasi Aplikasi Mesin Pencampur Berbasis PLC Omron CP1 E 20 I/O.
b. Metode pembuatan alat Pembuatan  alat  dikerjakan  setelah langkah observasi.
c. Metode pengujian alat Pengujian  dilakukan  di  Laboratorium Program Studi D3 Teknik ElektronikaPoliteknik Harapan BersamaKota Tegal. 3. Hasil dan Pembahasan
Komponen Elektrikal Perakitan PLC
Komponen  elektrik  yang  digunakan  juga terdiri dari beberapa macam alat yaitu : 1. Satu  buah  PLC  ( Programable  Logic Controller )  OMRON  SYSMAC  CP1E- E20DR-A PLC  CP1E  adalah  jenis  PLC  yang  dibuat oleh  OMRON  yang  dirancang  untuk aplikasi  mudah.  CP1E  termasuk  Unit  CPU jenis-E  (model  dasar)  untuk  operasi pengendalian  standar  menggunakan  dasar, gerakan, aritmatika, dan instruksi perbandingan. Untuk pemrogramannya menggunakan  software  yang  disebut CX- Programmer .  Maksud  dari  kode  E20DR-A adalah  sebagai  berikut  :  E  =  CPU  jenis-E (model  dasar).  20  =  Mempunyai  total  20 input dan output (12 input dan 8 output). D = Mempunyai tegangan input DC. R = Tipe outputnya  adalah  relay.  A  =  Input  Power supply (catu daya) AC 100-240 volt.
Gambar 1 .  PLC Omron Sysmac CP1E-E20DR- A

## 2. Satu buah Miniature Circuit Breaker
Miniature  Circuit  Breaker  (MCB) atau pemutus tenaga berfungsi untuk
memutuskan  suatu  rangkaian  apabila ada arus  yang  mengalir  dalam  rangkaian atau beban  listrik  yang  melebihi  kemampuan. Misalnyaadanya    konsleting    dan    lainnya. Pemutus  tenaga  ini  ada  yang  untuk  satu phase dan ada yanguntuk tiga phase . Untuk tiga phase terdiri  dari  tiga  buah  pemutus tenaga  satu phase yang    disusunmenjadi
satu kesatuan. Pemutus tenaga mempunyai
dua posisi, saat
menghubungkan    makaantara    terminal masukan    dan    terminal    keluaran MCB akan  kontak. MCB bekerja    dengan    cara
pemutusan hubungan yang disebabkan oleh aliran  listrik  lebih  dengan  menggunakan electromagnet /bimetal.    Cara    kerja    dari MCB ini  adalah  memanfaatkan  pemuaian dari bimetal  yang  panas  akibat  arus  yang mengalir  untuk  memutuskan  arus  listrik
Gambar 2 MCB 3. Satu buah Power Supply eksternal 24 V DC Power  supply atau  catu  daya  adalah komponen yang digunakan untuk memberikan  pasokan  catu  daya  ke  seluruh bagian  PLC  (termasuk CPU,  memory ,  dan lain-lain). Kebanyakan PLC bekerja dengan catu  daya  24 VDC atau  220 VAC .  Catu daya  yang  digunakan  disini  adalah  catu daya dengan output 24 VDC .
Gambar 3 Power Supply
4. Tombol switch
Switch adalah  saklar    tekan  yang berfungsi    untuk    menghubungkan  suatu instalasi  listrik. Switch biasanya  hanya memiliki  satu  fungsi  kontak  yakni NO
saja.
Gambar 4. Tombol Switch
5. Relay AC 220 volt dan soket Relay
adalah komponen untuk penyambung saluran dan pengontrol sinyal, yang  kebutuhan  energinya  relatif  kecil. Relay ini  biasanya  difungsikan  dengan elektromagnet yang dihasilkan dari kumparan. Pada awalnya relay ini digunakan  pada  peralatan  telekomunikasi yang  berfungsi  sebagai  penguat  sinyal. Tapi  sekarang  sudah  umum  didapatkan pada perangkat kontrol, baik pada permesinan ataupun yang lainnya.

## Gambar 5 Relay
6. Kabel jumper (merah, dan hitam)
Kabel  penghubung  ini  digunakan  untuk menyambungkan rangkaian sekaligus mengalirkan  aliran  listrik  pada  sistem elektro pneumatik.

## Gambar 6 Kabel Penghubung
7. Stacker
Stacker adalah alat yang digunakan sebagai penghubung  kabel  komponen  elektrik dengan terminal listrik.
8. Banana jumper
Banana  jumper adalah  sepasang  alat  yang digunakan  untuk  menghubungkan  arus listrik.

## Gambar 7 Banana Jumper

## 9. Pengawatan
Pengawatan  Instalasi PLC pada  dasarnya  ada tiga bagian utama PLC yaitu : 1. Pengawatan power supply / catu daya PLC
a. Kawatilah  rangkaian  kendali  secara terpisah  dengan  rangkaian  catu  daya PLC dengan menggunakan MCB , sehingga  tidak  terjadi  turun  tegangan saat perlengkapan lain di-on-kan.
b. Jika digunakan beberapa PLC , kawatilah PLC pada  rangkaian  terpisah untuk  menjaga  tidak  terjadi  turun tegangan atau operasi pemutus rangkaian yang tidak tepat.
c. Kawat  catu  daya  dipilin  untuk  menjaga noise  dari  jaringan  catu  daya.  Gunakan transformer isolasi 1:1 untuk mengurangi noise listrik. d. Dengan mempertimbangkan kemungkinan  turun  tegangan,  gunakan jaringan daya yang besar.
Gambar 8 Penyambungan Catu daya PLC
e. Sebelum menyambung catu daya, pastikan bahwa tegangan yang tersambung  sudah  tepat AC atau DC. Rangkaian internal PLC akan rusak jika daya AC dicatu ke PLC yang memerlukan catu daya DC. f. Terminal  input  catu  daya  terletak  pada bagian  atas PLC ,  sedangkan  terminal pada bagian bawah PLC untuk peralatan luar. Rangkaian internal PLC akan rusak jika  daya AC dicatu  ke  terminal output catu daya PLC . g. Kencangkan  sekrup  catu  daya AC , sekrup yang kendor dapat mengakibatkan kebakaran atau malfungsi. h. Gunakan  selalu  terminal  crimp  untuk jaringan daya PLC . Jangan menyambung  kawat  serabut  telanjang secara langsung ke terminal. 2. Pengawatan input PLC
a. Kawatilah  input  ke PLC dan  Unit Ekspansi seperti  ditunjukkan  pada gambar  berikut.  Terminal  catu  daya dapat  dikawati  bersama  dengan power supplyeksterna l  24 V  DC  PLC yang menggunakan catu daya AC.
Gambar  9 . Pengawatan Input
b. Jika output 24 VDC berbeban lebih atau terhubung  singkat,  tegangan  akan  drop dan  mengakibatkan  outputnya OFF . Tindakan pengamanan luar harus diberikan  untuk  menjamin  keselamatan sistem.
3. Pengawatan Output PLC
a. Kawatilah output PLC
seperti ditunjukkan pada diagram berikut ini.
Gambar 10. Pengawatan Output
b. Rangkaian  output  internal  dapat  rusak saat  beban  yang  tersambung  ke output terhubung  singkat,  maka  pasanglah sekering  pengaman  pada  tiap  rangkaian output.
c. Berikanlah  rangkaian Emergency  Stop , rangkaian interlock , rangkaian pembatas,  dan  tindakan  pengamanan sejenis  pada  rangkaian  kendali  luar (yaitu bukan pada PLC ) untuk menjamin  keselamatan  pada  sistem  jika terjadi ketidak-normalan
yang disebabkan  oleh  mal-fungsi PLC atau faktor  luar  lainnya  yang  mempengaruhi operasi PLC . Jika tidak, dapat mengakibatkan kecelakaan serius.
Pengecekan Pengawatan I/O( Input/Ouutput) 1. Mengecek pengawatan input Pengawatan  input  dapat  dicek  tanpa menggunakan alat pemrogram. Begitu PLC dihubungkan ke catu daya, dengan mengonkan peralatan input, maka indikator input  yang  sesuai  menyala.  Jika  tidak demikian, berarti terjadi kesalahan penyambungan peralatan input.
2. Mengecek pengawatan output Pengawatan output dapat dicek menggunakan alat pemrogram baik dengan Konsol  Pemrogram  atau  software  ladder.
Operasi  yang  digunakan  adalah Force Set/Reset. Operasi  ini  dapat  dilakukan dalam  mode  operasi PROGRAM atau
MONITOR .
 Pengujian Sebuah PLC bekerja  secara  kontinyu  dengan cara  men-scan  program.  Ibaratnya  kita  bisa mengilustrasikan satu siklus scan ini menjadi 3 langkah  atau  3  tahap.  Umumnya  lebih  dari  3 tetapi  secara  garis  besarnya  ada  3  tahap tersebut, sebagaimana ditunjukkan pada gambar dibawah
Gambar 11.  Proses Scanning Program PLC
1. Periksa status masukan, pertama PLC akan melihat  masing-masing  status  keluaran apakah  kondisinya  sedang ON atau OFF . Dengan  kata  lain,  apakah  sensor  yang terhubungkan dengan masukan pertama ON
?  Bagaimana  dengan  yang  terhubungkan pada masukan kedua ? Demikian seterusnya,  hasilnya  disimpan  ke  dalam memori  yang  terkait  dan  akan  digunakan pada langkah berikutnya;
2. Eksekusi  Program,  berikutnya PLC akan mengerjakan  atau  mengeksekusi  program Anda  (diagram  tangga)  per  instruksi. Mungkin program Anda mengatakan bahwa  masukan  pertama  statusnya ON maka  keluaran  pertama  akan  di- ON -kan. Karena PLC sudah  tahu  masukan  yang mana saja yang ON dan OFF , dari langkah pertama  dapat  ditentukan  apakah  memang keluaran  pertama  harus  di- ON -kan  atau tidak (berdasarkan status masukan pertama). Kemudian akan menyimpan hasil eksekusi untuk digunakan kemudian;
3. Perbaharui  status  keluaran,  akhirnya PLC akan  memperbaharui  atau  meng update status  keluaran.  Pembaharuan  keluaran  ini bergantung  pada  masukan  mana  yang ON selama  langkah  1  dan  hasil  dari  eksekusi program  di  langkah  Jika  masukan  pertama statusnya ON ,  maka  dari  langkah  2, eksekusi  program  akan  menghasilkan keluaran  pertama ON ,  sehingga  pada langkah  3  ini  keluaran  pertama  akan diperbaharui menjadi ON .
 Tampilan Produk
Penggabungan  antara  komponen input dan output juga  pengaman  yang  dirangkai  pada papan trainer, dimaksudkan untuk mempermudah dalam penggunaan dan perakitan serta untuk mengoptimalkan dalam media  pembelajaran  khususnya  pada  mata kuliah programmable lagic control (PLC).
Gambar 12. Tampilan Produk Tampak Depan
Arus  yang  masuk  pada  lilitan  relay  akan menggerakan  kontak NO dan NC yang terhubung  pada  terminal output yang  akan disalurkan kebeban.
Gambar  13 .    Tampilan  Produk  Tampak  Dalam (Relay) Trainerini  menggunakan PLC  CIPE, sehingga  konektor  yang  terhubung  dari PLC ke laptop menggunakan kabel USB yang biasa dipakai  pada  mesin  printer,  beda  dengan PLC CPM  2A yang  harus  menggunakan  konektor kebel
tersendiri. Yang selanjutnya pemrograman  di transfer melalui  laptop  dan diproses  oleh PLC kemudian  dikeluarkan melalui output yang  telah  terhubung  pada soket.
Gambar 13 .Tampilan Produk Saat Uji Coba
4. Kesimpulan
1. PLC dapat dioperasikan untuk pengisian dua bahan  dari  dua  tabung  secara  berurutan dengan volume atau waktu yang sama.
2. Setelah dua bahan selesai dimasukkan dalam tabung  ke  tiga,  kemudian PLC akan mengoperasikan  mesin  pencampur  sesuai waktu  yang  disetting  sebelumnya  dan kemudian  akan  menghentikan  proses  secara otomatis.
3. PLC merupakan alat bantu dalam melakukan pekerjaan  secara  otomatis  dan  berurutan sehingga  dapat  mengurangi  keterlibatan tenaga  kerja  dalam  melaksanakan  pekerjaan rutinitasnya.
5. Daftar Pustaka [1]. Putra  Afgianto  Eko,  2004. Konsep
Pemrograman dan Aplikasi (OmronCPM1A/CPM2A dan ZEN
Programmable  Relay ).  Yogyakarta  : GavaMedia.
[2]. M.  Budiyanto,  A.  Wijaya,  2003, Pengenalan
Dasar-Dasar
PLC,
Yogyakarta: Gava Media.
[3]. Tim  Penyusun.  2005. Pengoperasian Mesin Produksi Dengan Kendali PLC . Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.
[4]. Onno  w  purbo,  2007:  “Dasar  Voip”, http://onno.vlsm.org/v09/onno-ind-
1/physical/voip