JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Vol.
No.
Maret 2025, pp.
DOI: https://doi.
org/10.
35313/jitel.
p-ISSN: 2774-7972 e-ISSN: 2775-6696 Pengembangan program PLC untuk alat pemilah benda berdasarkan warna berbasis diagram keadaan Edi Rakhman1*.
Dodi Budiman Margana2.
Tri Hannanto Saputra3 Jurusan Teknik Elektro.
Politeknik Negeri Bandung Jl.
Gegerkalong Hilir.
Desa Ciwaruga.
Kecamatan Parongpong.
Kabupaten Bandung Barat 40559.
Indonesia Program Studi Teknik Perancangan Mekanik dan Mesin.
Politeknik ATMI Jl.
Adisucipto (Moj.
No.
01 Karangasem Laweyan Surakarta 57145.
Indonesia edr@ polban.
id, 2 dodi.
budiman@polban.
id, 3hannanto.
saputra@atmi.
ABSTRAK
Untuk memecahkan solusi mesin berurutan .
equential machin.
tidak cukup menggunakan diagram alir sebagai metode pemecahan masalah.
Sebuah metode yang dapat memecahkan solusi membuat program pada mesin berurutan diantaranya adalah metode diagram keadaan .
tate diagra.
Penerapannya berupa alat pemilah benda kerja berdasarkan warna, yang merupakan sebuah modul praktikum didesain untuk pembelajaran Sistem Otomasi Industri/Sistem PLC dengan pengendali PLC, yang menjadi obyek penelitian pada paper ini.
Dengan sebuah konveyor, benda kerja yang terkategori 4 warna benda kerja dipilah dengan tepat dan diarahkan untuk masuk ke lokasi yang telah ditetapkan.
Metode diagram keadaan diterapkan sebagai sebuah strategi perancangan program ladder diagram dan dapat menggantikan diagram alir sebagai sebuah algoritma pemrograman Hasil akhir berupa rancangan dan implementasi program ladder diagram PLC dan diujicobakan ke sejumlah mahasiswa sebagai sebuah pembelajaran berbasis masalah.
Dari ujicoba menggunakan pembelajaran berbasis masalah ini disimpulkan bahwa mahasiswa meningkat pemahaman atas permasalahan modul ini sekitar Kata kunci: modul pemilah warna, metode diagram keadaan, ladder diagram.
PLC
ABSTRACT
To solve problems related to sequential machines, using flowcharts alone is often insufficient.
One effective method for developing programs for sequential machines is the state diagram method.
Its application can be seen in a workpiece sorting system based on color, which serves as a practical module designed for learning Industrial Automation Systems/PLC Systems using a PLC controllerAithis being the subject of the research presented in this With the aid of a conveyor, workpieces categorized into four different colors are accurately sorted and directed to their designated locations.
The state diagram method is applied as a strategy for designing the ladder diagram program and serves as an alternative to conventional programming algorithms typically based on The final outcome includes the design and implementation of a PLC ladder diagram program, which was tested on a group of students through a problem-based learning approach.
The results indicate that students' understanding of the module's problem increased by approximately 38%.
Keywords: color sorting modules, state diagram, ladder diagram.
PLC
PENDAHULUAN
Kebutuhan akan logika mesin kendali berurutan .
atch proces.
sering diperlukan untuk kendali mesin pada otomasi sistem.
Pemrograman mesin keadaan .
tate machin.
adalah teknik ampuh untuk dapat diterapkan pada logika ladder diagram tradisional untuk memenuhi kebutuhan ini .
Salah satu bentuk implementasi sistem ini dapat ditemukan pada proses pemilahan benda kerja .
berdasarkan atribut tertentu seperti warna, ukuran, atau berat.
Untuk merancang sistem kendali berurutan yang efektif, dibutuhkan pendekatan pemrograman yang tepat dan sistematis.
Secara tradisional, perancangan logika kendali pada sistem berurutan menggunakan flowchart sebagai metode pemecahan masalah.
Meskipun metode ini cukup populer, dalam beberapa kasus flowchart memiliki keterbatasan dalam merepresentasikan kondisi logika kompleks, transisi antar keadaan, dan interaksi antar elemen sistem yang dinamis.
Oleh karena itu, metode diagram keadaan Naskah diterima tanggal 8 September 2024, disetujui tanggal 30 Maret 2024 *E-mail korespondensi Edi Rakhman: Pengembangan program PLC untuk alat A Vol.
5 No.
1 Maret 2025 .
tate diagra.
menjadi alternatif yang lebih representatif untuk menggambarkan perubahan status suatu sistem secara sistematis dan modular.
Metode ini memungkinkan pemrogram untuk merancang logika kendali yang lebih terstruktur, mudah ditelusuri, dan sesuai dengan prinsip kerja mesin berurutan.
Sejumlah penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan sistem pemilah berbasis warna maupun atribut lainnya dengan pendekatan berbeda.
Beberapa di antaranya masih menggunakan metode pemrograman tradisional .
, .
, .
sementara yang lain telah mengadopsi metode diagram keadaan sebagai basis algoritmiknya .
, .
Bahkan, terdapat pula penerapan diagram keadaan pada sistem selain sorting, seperti sistem lift atau reaktor biodiesel berbasis PLC .
, .
Namun demikian, masih terdapat ruang untuk penelitian yang menggabungkan metode diagram keadaan dengan implementasi langsung dalam pembelajaran berbasis masalah .
roblem-based learnin.
guna meningkatkan pemahaman mahasiswa terhadap logika kendali berurutan.
Ketujuh topik di atas semuanya menggambarkan bagaimana metode diagram keadaan diterapkan baik pada mesin berurutan maupun yang dianggap bukan mesin berurutan.
Ini dapat dijadikan sebagai rujukan perbandingan dengan apa yang dibuat pada paper penelitian ini.
Adapun, pada penelitian ini lebih difokuskan pada proses perancangan program dengan menekankan pada bagaimana metode diagram keadaan diterapkan dan dapat dimengerti oleh peserta didik, yang dalam hal ini setingkat mahasiswa perguruan tinggi.
Selama ini, untuk membuat program ladder diagram PLC hanya mengacu pada penggunaan diagram alir .
saja dalam memecahkan persoalannya.
Ada beberapa catatan di akhir paper ini tentang keunggulan penggunaan metode diagram keadaan dibandingkan dengan menggunakan diagram alir.
METODE PENELITIAN
Pada bagian ini dijelaskan teori diagram keadaan, serta rancangan diagram keadaan dan rancangan ladder diagram untuk modul pemilah benda kerja berdasarkan warna.
Selanjutnya diimplementasikan pada PLC dengan alat berupa modul konveyor yang dapat mendeteksi 4 buah jenis warna dan dapat memilahnya ke lokasi yang sudah ditentukan.
1 Perancangan Diagram Keadaan Diagram keadaan adalah sebuah metode yang merepresentasi visual dari perilaku sistem yang terdiri dari serangkaian status atau keadaan yang mungkin dialami oleh sistem tersebut .
Diagram keadaan digunakan di dalam rekayasa perangkat lunak untuk menggambarkan bagaimana sistem bereaksi terhadap input dan bagaimana sistem bertransisi dari satu keadaan ke keadaan lainnya.
Hubungan yang sangat erat antara metode diagram keadaan dengan ladder diagram bahwa ladder diagram dapat dibentuk dari persamaan Aljabar Boolean .
erbentuk dari gerbang NOT.
OR, dan AND, serta turunanny.
Sementara, diagram keadaan dapat dianalisis dan dibentuk menghasilkan persamaan Aljabar Boolean.
Gambar 1 dapat menjadi contoh ilustrasi yang menghubungkan kedua entitas di atas.
Gambar 1.
Hubungan dua status Dari Gambar 1, persamaan Aljabar Boolean diperoleh untuk keadaan S0 .
tate pertam.
seperti pada persamaan .
ycI0 = .
cI0 yaA).
JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Vol.
5 No.
1 Maret 2025 Edi Rakhman: Pengembangan program PLC untuk alat A dan untuk state S1 .
tate berikutny.
seperti pada persamaan .
ycI1 = .
cI1 y.
S0 tersebut ekivalen dengan S0 yang di-OR-kan dengan variabel B dan hasilnya di-AND-kan dengan NOT A.
Begitu juga untuk S1 bahwa S1 ekivalen dengan S1 yang di-OR-kan dengan A dan hasilnya di-AND-kan dengan NOT B.
S0 dan S1 menggambarkan variabel keadaan.
Variabel A dan B menggambarkan transisi.
Baik S0.
S1.
A, dan B adalah variabel bilangan biner sesuai dengan ranah Aljabar Boolean.
2 Rancangan Diagram Keadaan Modul Pemilah Benda Kerja Berdasarkan Warna Sebagai acuan untuk merancang diagram keadaan, terlebih dahulu disajikan diagram blok modul pemilah warna pada Gambar 2 dan cara kerjanya dapat diperlihatkan pada Gambar 3 dengan bentuk berupa diagram alir.
Gambar 2.
Diagram blok input dan output modul pemilah benda berdasarkan warna berbasis PLC: .
modul input PLC, .
modul output PLC Dari Gambar 2.
diketahui bahwa sensor 1 berupa proximity (Normally Ope.
sebagai sensor kedatangan benda kerja .
e kanal input PLC dengan sebuah rela.
, dan Sensor 2 berupa photoelectric (Normally Ope.
sebagai sensor akhir perjalanan benda kerja pada konveyor.
Sementara itu, sensor Warna berupa TCS3200 yang diolah oleh mikrokontroler untuk mendeteksi dan mengkondisikan warna secara encoding menghasilkan 2-bit kode warna .
itam dengan dengan kode 00, biru dengan kode 01, biru dengan kode 10, dan merah dengan kode .
yang memerlukan 2 buah relai untuk mengaktualisasi 2-bit data digital menjadi kanal input PLC.
Untuk Gambar 2.
yang melukiskan diagram blok output PLC.
Sebuah kanal output PLC digunakan untuk menggerakkan konveyor melalui relai elektromagnetik 24VDC.
Sedangkan, 4 kanal output PLC diumpankan terlebih dahulu ke mikrokontroler untuk kemudian diolah datanya agar dapat menggerakkan 4 buah motor servo, yang masing-masing adalah servo untuk STOPPER.
SEPARATOR1.
SEPARATOR2, dan SEPARATOR3.
JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Edi Rakhman: Pengembangan program PLC untuk alat A Vol.
5 No.
1 Maret 2025 Untuk merancang ladder diagram dari sebuah Diagram Keadaan, diperoleh tiga kelompok persamaan Aljabar Boolean .
, yakni:
- Kelompok Persamaan Program Transisi - Kelompok Persamaan Program State - Kelompok Persamaan Program Output.
Untuk kelompok Persamaan Program Transisi dan Persamaan Program State .
disajikan ke dalam Tabel 1 dan Tabel 2 karena dilengkapi dengan keterangan transisi dan Keadan tertentu.
Penempatan kelompok ladder diagram haruslah dimulai dari program Transisi, lalu State, dan diakhir dengan kelompok ladder diagram dari output.
Gambar 3.
Diagram alir cara kerja alat/modul Berdasarkan alur logika Gambar 3, dapat disusun diagram keadaan seperti pada Gambar 4.
Diagram keadaan yang terbentuk menghasilkan 5 buah Keadaan, dimulai dari S0 yang ditandai dengan FS .
irst stat.
atau dapat juga sebagai posisi RUN .
lat aktif siap menerima data berupa kedatangan benda kerja pada ujung konveyor dengan sensor kedatangan (Sensor .
, tetapi keadaan output-nya nonaktif semua.
Jika Sensor 1 aktif, maka konveyor aktif membawa benda kerja ke lokasi pendeteksi warna .
eadaan S.
dan timer aktif selama waktu tertentu .
isalnya 3 deti.
Setelah pendeteksi warna dapat menentukan kode warna, maka pengkondisi sensor warna mengeluarkan 2-bit kode warna yang JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Edi Rakhman: Pengembangan program PLC untuk alat A Vol.
5 No.
1 Maret 2025 mengumpan 2 kanal input PLC sebagai kode warna dan dinyatakan sebagai variabel S_M=merah.
S_H=hijau.
S_B=biru, dan S_Hi=hitam.
Dari gambar tersebut.
S3 itu keadaan yang mengaktifkan SEPARATOR1.
S4 itu keadaan yang mengaktifkan SEPARATOR2, dan S5 adalah keadaan yang mengaktifkan SEPARATOR3.
Sedangkan.
S_Hi sebagai benda kerja warna hitam langsung menuju lokasi paling ujung.
Hal ini tidak menggerakkan satu pun separator.
Ketika S_Akhir berlogika 1, maka semua output akan kembali non aktif.
Siklus kerja kembali berulang menanti datangnya benda kerja berikutnya yang dipindai oleh Sensor 1.
Gambar 4.
Diagam keadaan sistem Tabel 1 adalah relasi antara State (Keadaa.
yang terbentuk dengan output sistem.
Untuk kelompok Persamaan Transisi dan Persamaan Keadaan disajikan ke dalam Tabel 2 dan 3 dan yang dilengkapi dengan keterangan transisi dan Keadaan output tertentu.
Penempatan kelompok Ladder Diagram haruslah dimulai dari program Transisi, lalu state, dan diakhir dengan kelompok Ladder Diagram untuk Tabel 1.
Relasi antara keadaan dengan output Keadaan Konveyor Stopper Separator 1 Separator 2 Separator 3 Kelompok Persamaan Program Transisi Tabel 2.
Persamaan Program Transisi
Kode dan Persamaan Transisi
T1=START
T2= S_Awal T3=Tim1 T4= S_M T5= S_H T6= S_B T7= S_Hi T8= S_Akhir T9= S_Akhir T10= S_Akhir Keterangan Posisi alat dalam kondisi RUN Sensor kedatangan benda kerja Saklar timer aktif untuk menggerakkan STOPPER Kode warna merah Kode warna hijau Kode warna biru Kode warna hitam Sensor akhir perjalanan benda kerja Sensor akhir perjalanan benda kerja Sensor akhir perjalanan benda kerja JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Edi Rakhman: Pengembangan program PLC untuk alat A Vol.
5 No.
1 Maret 2025 Kelompok Persamaan Program Keadaan Tabel 3.
Persamaan Keadaan Kode dan Persamaan State S0 = (S0 T1 T.
i Status Output Posisi standby .
emua output of.
S1 = (S1 T.
i S2 = (S2 T.
i T4.
i i S3 = (S3 T.
S4 = (S4 T.
i S5 = (S5 T.
i T10
KONVEYOR aktif
STOPPER aktif
SEPARATOR1 aktif
SEPARATOR2 aktif
SEPARATOR3 aktif
Kelompok Persamaan Program Output
KONVEYOR = S1 S2 S3 S4 S5
STOPPER = S2
SEPARATOR1 = S3
SEPARATOR2 = S4
SEPARATOR3 = S5
Kelompok persamaan terakhir ini dibentuk berdasarkan Tabel 1, yakni relasi antara Keadaan dengan output terkait hasil interprestasi deskripsi kerja yang telah diuraikan di atas.
Pada persamaan itu terlihat bahwa konveyor dipengaruhi oleh S1 hingga S5, dalam arti sepanjang perjalanan benda kerja, konveyor tersebut tetap aktif.
STOPPER adalah output yang digunakan untuk menahan benda kerja selama proses pendeteksian warna oleh sensor warna.
Diperlukan beberapa detik untuk menundanya.
Keadaan S3 hingga S5 adalah waktu aktifnya SEPARATOR1.
SEPARATOR2, dan SEPARATOR3 sesuai dengan warna merah, hijau, atau biru.
Sedangkan, warna hitam tidak menggerakkan ketiga separator.
Untuk menginterpretasi Tabel 2.
dan Tabel 3.
digunakan sifat tabel karakteristik gerbang logika digital .
, .
, .
untuk menghasilkan kode program ladder diagram.
Dengan demikian, program ladder diagram untuk modul pemilah benda kerja berdasarkan warna dibentuk atas dasar perancangan melalui metode diagram keadaan.
3 Rancangan Ladder Diagram Ketiga kelompok persamaan yang telah diuraikan di atas kemudian diterapkan pada ladder diagram PLC.
Output persamaan Aljabar Boolean menjadi output pada ladder diagram .
, .
Pengujian pertama kali dilakukan dengan menggunakan simulator yang dimiliki oleh perangkat lunak developer PLC yang digunakan.
Yang diamati adalah interaksi hubungan antar input PLC dengan output.
Gambar 5 dan Gambar 6 melukiskan ladder diagram untuk Persamaan Program Transisi dan Persamaan Program Keadaan yang tidak seluruhnya ditampilkan di sini.
Dengan membaca Tabel 2.
dan Tabel 3.
saja sudah tergambar hubungan antara bagian output dan input Ladder Diagram untuk Persamaan Program Transisi dan Persamaan Program Keadaan.
Dengan metode Diagram Keadaan, program diimplemantasikan berdasarkan hasil penyusunan metode tersebut dan bukan dari diagram alir seperti pada Gambar 3.
JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Vol.
5 No.
1 Maret 2025 Edi Rakhman: Pengembangan program PLC untuk alat A Gambar 5.
Cuplikan ladder diagram untuk Persamaan Transisi Gambar 6.
Cuplikan ladder diagram untuk Persamaan Keadaan Gambar 7.
Ladder diagram untuk Persamaan Output JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Edi Rakhman: Pengembangan program PLC untuk alat A Vol.
5 No.
1 Maret 2025
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan menggunakan diagram keadaan dan ladder diagram selanjutnya diimplementasikan pada modul pemilah benda kerja berdasarkan empat buah warna dengan kode warna hitam, hijau, biru, dan merah yang tersaji pada Gambar 8.
Dari ladder diagram yang terbentuk yakni transisi, keadaan, dan output-nya.
Ada ketidaksinkronan antara Persamaan Program Transisi dengan ladder diagram yang Transisi yang diperoleh dari Timer, yakni Tim1 sebenarnya berasal dari output Timer Tim1 yang digerakkan secara latch/self-holding oleh sensor S_Awal.
Maksudnya, ladder diagram yang diperoleh dari hasil perancangan menggunakan metode Diagram Keadaan, tidak persis sama, yakni diambil dari ketiga kelompok persamaan yang terbentuk dari metode tersebut.
Seperti contoh yang disebutkan di atas, yakni persoalan penggunaan Timer.
Selain itu, keadaan S0, dapat ditulis atau pun tidak pada ladder diagram, tidak berpengaruh.
Metode diagram keadaan yang digunakan pada penelitian ini menjadi bagian dari algoritma pemrograman, khususnya untuk memprogram ladder diagram PLC.
Kontribusi metode ini akan menjadi signifikan untuk memecahkan solusi persoalan yang rumit dan bercabang seperti hanya pemilihan arah benda hasil klasifikasi warna.
Dengan begitu akan lebih terasa lagi manfaatnya jika diterapkan pada sistem multi konveyor karena akan menghasilkan percabangan pemilihan yang lebih kompleks.
Gambar 8.
Realisasi perangkat modul yang dibuat Sehubungan dengan tujuan perancangan program ladder diagram menggunakan metode diagram keadaan yang diterapkan pada modul praktikum, khususnya pada matakuliah Sistem Otomasi Industri atau Sistem PLC untuk menerapkan Pembelajaran Berbasis Masalah, maka modul ini diujicobakan pada sejumlah mahasiswa yang pernah mendapatkan ilmu dasar logika/elektronika digital.
Meskipun belum mendapatkan Pelajaran penuh penggunaan PLC.
Dengan sistem evaluasi angket yang diterapkan sebelum dan setelah kegiatan praktikumnya, peserta didik/mahasiswa diberi panduan praktikum dan disodorkan sejumlah pertanyaan penting sehubungan dengan penerapan metode PBL, maka Tabel 4 adalah data hasil pengujian sebelum dan setelah kegiatan praktikum .
, .
, .
KESIMPULAN
Penelitian ini telah menghasilkan modul praktikum berupa perangkat modul pemilah benda berdasarkan warna berbasis PLC sebagai pengendalinya.
Metode diagram keadaan yang diterapkan menjadi acuan untuk praktikum yang didesain menggunakan pembelajaran berbasis masalah (PBL) yang dilakukan secara bertahap.
Metode diagram keadaan itu sendiri menjadi strategi algoritma untuk memecahkan solusi program berbasis PLC pengganti algoritma diagram alir.
Hasilnya berupa sebuah alat konveyor pemilah benda yang dapat menggerakkan benda kerja tersortir warna.
Dari ujicoba PBL ini disimpulkan mahasiswa dapat meningkat pemahamannya atas permasalahan modul ini sekitar 38%.
JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi.
Elektronika, dan Listrik Tenag.
Edi Rakhman: Pengembangan program PLC untuk alat A Vol.
5 No.
1 Maret 2025 No.
Tabel 4.
Hasil survey penggunaan modul dan panduan praktikum
Sangat Kurang Tidak Paham/Tahu Paham/Tahu Paham/Tahu Paham/Tahu Pertanyaan SBL
STL
SBL
STL
SBL
STL
SBL
STL
Apakah anda memahami proses belajar dengan menggunakan Problem Based Learning (PBL)? Apakah anda mengetahui tujuan praktikum Program Pemisahan Benda Kerja Berdasarkan metode PBL? Apakah anda mengetahui perbedaan pembelajaran konvensional dan PBL dalam merancang suatu alat? Apakah anda paham/tahu sistem pensaklaran/ switching untuk pengendalian motor listrik seperti Latching.
Sekuensial, interlock, dan time on delay/time off delay? UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih disampaikan kepada Pusat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Politeknik Negeri Bandung yang telah mendanai penelitian ini pada skema Penelitian Pengembangan Laboratorium berdasarkan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian B/1.
9/PL1.
R7/PG.
03/2024, tanggal 1 Maret
REFERENSI