Rekayasa sistem penguji akhir pada proses produksi lampu FL berbasis PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

REKAYASA SISTEM PENGUJI AKHIR PADA PROSES PRODUKSI LAMPU FL BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC). Lampu FL (fluorescent lamp) hasil produksi pabrik lampu sebelum dipasarkan ke konsumen harus melewati uji keamanan dan kualitas melalui proses pengujian akhir. Sebagian besar pabrik pembuatan lampu FL melakukan pengujian lampu secara manual dan melibatkan banyak orang, atau dengan sistem kontrol konvensional. Penelitian ini dimaksudkan untuk membuat rekayasa sistem kontrol berbasis PLC untuk menggantikan sistem konvensional tersebut. Penelitian terdiri dari perancangan perangkat keras peralatan sistem penguji akhir lampu FL dan PLC sebagai basis kendalinya. Pengujian akhir lampu FL yang dilakukan meliputi uji kelistrikan, penyalaan, dimensi dan sekaligus me-reject lampu yang tidak lolos uji. Proses pe-reject-kan nyala dilakukan 4 pergeseran dari head penyalaan sampai rejector sedangkan proses iju demensi dilakukan 9 pergeseran dari head deteksi panjang-pendek sampai rejector. Setelah dilakukan percobaan sistem penguji lampu FL dapat bekerja seperti yang diharapkan.untuk percobaan 1 lampu diperlukan waktu 3 menit tetapi pelaksanaan pengujian sebenarnya dilakukan secara berjajar dan berurutan. Peralatan rekayasa tersebut dapat diaplikasikan di industri dengan sedikit penyempurnaan untuk realisasi dalam bentuk nyata.

Kata Kunci : penguji akhir, produksi, lampu fl, PLC

PENDAHULUAN

Pabrik pembuatan lampu FL, pada proses produksi akhir, pengujian lampu sebagian besar masih secara manual. Lampu FL diuji satu per satu pada papan penguji atau dengan sistem konveyor dengan berbasis timer, relay dan counter sehingga sering terjadi kesalahan baik secara elektronis maupun mekanis. Oleh karena itu, untuk menunjang unjuk kerja Sistem penguji akhir (final test) yang handal maka diperlukan sistem pengendalian yang handal pula. Salah satu sistem pengendalian adalah dengan menggunakan Programmbale Logic Controller (PLC) sebagai suatu alat yang bekerja secara elektronis.

PLC sebagai suatu alat kontrol pada saat ini banyak digunakan karena
mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan sistem kontrol konvensional disamping itu perancangan kendali baru tidak memakan waktu lama serta mudah untuk dilakukan modifikasi. Keunggulan lain dari PLC adalah kinerja yang handal, mudah dalam perawatan, pencarian gangguan dan dokumentasi gambar sistem lebih sederhana.

Sebelum teknologi PLC diperkenalkan pada kendali mesin penguji akhir banyak digunakan sistem terkawat keras (hardware) panel kontrol konvensional seperti timer, relay dan counter yang menuntut kecermatan dalam rangkaian kabel pembentukan logika pengendalian dalam panel listrik. Setelah diperkenalkannya teknologi PLC, sistem panel kontrol konvensional tidak lagi banyak digunakan karena pengkabelan relatif kompleks, pencarian, perawatan ataupun perancangan ulang membutuhkan waktu yang lebih lama dan dokumentasi gambar lebih banyak.

SISTEM PENGUJI AKHIR LAMPU FL

Sistem penguji akhir merupakan proses pengujian lampu FL 10W dan 15W baik secara nyala, maupun dimensi panjang pendek pada konveyor yang berjalan, sehingga lebih mempercepat dan mempermudah proses pengujian lampu FL . Pada dasarnya sistem penguji akhir lampu FL menggunakan penggerak utama berupa konveyor otomatis yang dapat bergerak dan berhenti secara bergantian. Proses pengujian dimulai dari deretan lampu FL yang masuk ke konveyor yang dideteksi oleh sensor kemudian dilakukan uji ukuran panjang pendek dan dilanjutkan uji nyala dan diakhiri dengan proses reject. Gambar1 menunjukkan urutan kerjanya sistem penguji akhir lampu FL.

Gambar1. Sistem penguji akhir lampu FL

PERANCANGAN SISTEM PENGUJI AKHIR LAMPU FL

Perancangan sistem penguji akhir lampu FL berbasis PLC diawali dengan pengumpulan data sistem penguji akhir lampu FL. Hasil pengumpulan data tersebut dipakai untuk merancang sistem perangkat keras (hardware) yang terdiri dari bagian elektronis yaitu input/output dan bagian mekanis yang terdiri dari perancangan tempat deretan lampu FL, konveyor dan penggeraknya, head panjang-pendek, head penyalaan dan sekaligus penggeraknya, rejector, tempat FL yang lolos uji maupun tidak. Diakhiri dengan perancangan perangkat lunak (software) Pergerakan konveyor dilakukan untuk memindahkan lampu FL dari papan deretan lampu FL sampai rejector. Pengujian nyala dan dimensi panjang-pendek lampu dilakukan oleh head penyalaan dan head panjang-pendek pada saat konveyor berhenti. Data pengujian dari head panjang-pendek dan nyala akan diterima oleh sensor panjang-pendek pada sisi head panjang-pendek dan LDR (lighting dioda resistant) yang berada tepat dibawah antara head penyalaan ke-dua. Data akan digeser sesuai dengan pergeseran konveyor, sistem pergeseran data digunakan fasilitas shift register SFT 10 pada PLC merek Omron CPM 1. Data akan dibaca oleh rejector sehingga proses pe-rejec-kan dapat dilakukan tepat pada lampu FL yang tidak lolos uji pada tempat yang terpisah dari detektor/sensor. Keseluruhan sistem perangkat keras dan sistem pengkawatan dapat dilihat pada gambar 2 dan 3.

Perangkat keras

Perangkat keras sistem penguji akhir dibagi menjadi beberapa bagian yaitu bagian input (masukan), bagian output (keluaran), PLC dan catu daya.

A. Bagian masukan, terdiri dari :

- LDR berfungsi sebagai sensor nyala dengan rangkaian penguat sinyal.

- Limit switch berguna untuk sensor panjang pendek.

- Shiff data digunakan sebagai pengeser data.

- Eject data berfungsi sebagai data saat rejector harus me-reject.

- Data nyala yaitu data saat head penyalaan harus menyalakan FL.

- Saklar NO (normaly open) digunakan untuk menjalankan mesin.

- Saklar NC (normaly close) digunakan untuk mematikan mesin.

B. Bagian keluaran, terdiri dari :

- Motor penggerak konveyor.

- Trafo balast yang digunakan untuk menyalakan FL pada Head penyalaan.

- Solenoid 1 digunakan sebagai rejector panjang pendek.

- Solenoid 2 digunakan untuk rejector nyala.

Gambar 2. Foto alat rekayasa sistem penguji akhir proses produksi lampu fl berbasis PLC

Gambar 3. Sistem pengkawatan alat sistem penguji akhir proses produksi lampu fl berbasis PLC

C. Bagian mekanis, terdiri dari :

- Tempat FL/dertan FL yang akan dites, untuk menempatkan lampu FL yang akan diuji.

- Rantai holder konveyor sebagai penahan lampu FL agar tidak bergerak pada saat rantai berjalanan.

- Sensor panjang pendek untuk mendeteksi dimensi lampu FL.

- Papan FL reject panjang pendek digunakan untuk menempatkan lampu. FL yang reject panjang pendek.

- Rejector panjang pendek untuk me-reject lampu FL yang terlalu pendek.

- Burn up head digunakan untuk membakar LIW (light in wire) silang yaitu kawat penyangga filamen yang menyilang.

- Head penyalaan 1, digunakan untuk menyalakan lampu 1.

- Head penyalaan 2, digunakan untuk menyalakan lampu 2.

- Sensor nyala berfungsi untuk mendeteksi nyala lampu FL.

- Reject nyala digunakan untuk me-reject lampu FL yang tidak nyala.

- Papan FL rejector nyala dipakai untuk menempatkan lampu FL yang di-reject (tidak menyala).

Perancangan perangkat lunak

Perangkat lunak dipakai sebagai pendukung perangkat keras sistem penguji akhir lampu FL Urutan kerja atau sekuensial pengendali sistem penguji lampu FL terlihat pada gambar 4 yang memperlihatkan gambar diagram alir sekuensial pengendali sistem penguji akhir lampu FL yang akan dioperasikan. Gambar diagram alir tersebut dimaksudkan untuk memperjelas proses kerja sistem tersebut.

Motor 1 dan 2onsensor inframerahMotor 2 offTunda20 detikLimit switchaktifHead panjang-pendek dannyalaaktifGeser 16 bitGeser 6 bitStartDeteksi pendekDeteksi nyalaRejector offRejector onSaklar stopStop

Gambar 4. Diagram alir sekuensial pengendali sistem penguji

Berpedoman pada diagram alir tersebut, kemudian dibuat suatu program pada PLC dengan menggunakan diagram ladder. Diagran ladder biasanya dibuat dengan komputer PC atau handheld programmer. Pembuatan program disesuaikan dengan PLC yang akan digunakan. Proses kerja diagram alir dimulai dari kondisi awal adalah konveyor, head, sensor panjang-pendek dan sensor nyala diam. Jika tombol ON ditekan maka motor ac 220V akan berputar menggerakkan head panjang-pendek dan head nyala, dan secara otomatis akan menghidupkan motor dc 12V kemudian menggerakan belt konveyor. Saat head panjang-pendek dan head nyala membuka, lengan ayun menyentuh limit switch, maka konveyor akan berjalan hingga sirip-sirip pada konveyor mencapai sensor lampu, sehingga sinar infra merah tidak mencapai penerima sinar infra merah dan sensor lampu OFF, sehingga konveyor berhenti. Head panjang-pendek dan head nyala menutup (menjepit) Lampu FL. Head panjang-pendek akan mendeteksi lampu FL terlalu pendek atau tidak, jika terlalu pendek data dianggap “0”, jika ukuran normal data dianggap “1”, kemudian data ini dimasukkan ke dalam register dan akan selalu digeser jika ada data yang masuk, pergeseran data ini dikendalikan oleh clock yang diambil dari limit switch pada lengan ayun head panjang pendek.

Pergeseran data yang ke-16 diambil untuk mengaktifkan rejector, sehingga lampu yang terdeteksi pada sensor panjang-pendek dapat tepat ter-reject walaupun tempatnya berjauhan. Demikian juga pada sensor nyala, FL nyala akan dideteksi sebagai “0”, sebaliknya FL tidak nyala adalah “1”, data yang ke-6 diambil untuk mengaktifkan rejector, clock diambil dari limit switch pada lengan ayun head panjang-pendek. Proses ini akan terulang terus-menerus selama tombol OFF tidak ditekan.

Jika tombol OFF ditekan akan mengakibatkan motor ac 220V penggerak head panjang-pendek dan nyala akan OFF begitu juga motor dc 12V penggerak konveyor .Tombol ini juga digunakan untuk me-reset registrer data panjang pendek dan register data nyala, sehingga data yang tersimpan akan hilang .

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

Percobaan dilakukan dengan beberapa tahap yaitu dengan media yang diuji berupa lampu FL dan tanpa menggunakan lampu FL. Dari hasil percobaan secara berurutan yang dilakukan beberapa kali, dilakukan dengan pengujian kerja mekanik dan pengujian kerja sistem dengan menjalankan program diagram ladder-nya.

Percobaan head panjang-pendek dan penyalaan unjuk kerja mekanik berjalan baik sesuai dengan fungsinya untuk menjepit lampu FL pada proses pengetesan panjang-pendek dan pengetesan nyala lampu FL. Untuk sensor nyala (LDR) dapat berfungsi dengan baik. Percobaan konveyor berjalan digunakan untuk mengangkut lampu FL secara step-step dari wadah deretan FL yang akan di-reject sampai ujung konveyor.

Percobaan register geser data sudah baik data dapat bergeser sesuai dengan yang diinginkan hanya saja untuk data nyala kadang tidak terbaca disebabkan oleh nyala lampu FL terlalu singkat, hal ini diatasi dengan menunda penyalaannya menjadi 1,5 detik dengan menambahkan diagran ladder Penunda data sensor nyala.

Percobaan rejector sudah baik, pengambilan data ke-6 untuk reject nyala dan data ke-16 untuk reject panjang pendek sesuai dengan yang diharapkan, sehingga lampu FL yang di-reject dapat tepat berada pada ujung konveyor. Pada solenoid terjadi panas yang berlebihan hal ini disebabkan posisi rejecktor ke atas (aktif) jika tidak ada lampu FL pada konveyor, karena hal ini dianggap lampu terlalu pendek dan lampu tidak nyala, untuk mengatasinya dipasang kipas pendingin pada solenoid

.

KESIMPULAN

Setelah dilakukan perancangan, dan percobaan sistem penguji akhir lampu FL, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut

1.      Realisasi sistem penguji akhir pada proses produksi lampu FL sudah berjalan baik.

2.      Percobaan sistem penguji lampu FL untuk pengujian 1 lampu diperlukan waktu 3 menit tetapi pelaksanaan pengujian sebenarnya dilakukan secara berjajar dan berurutan sehingga waktu dicapai lebih singkat.

3.       Register geser data instruksi (SFT (10)) dapat digunakan pada proses pe-reject-an dengan letak detektor dan rejector yang berjauhan. Instruksi Internal Relay (IR) dapat digunakan untuk memanipulasi keluaran sesuai dengan yang diinginkan.