REVIEW JURNAL : APLIKASI PLC SEBAGAI SISTEM KONTROL PADA MESIN PRESS DENGAN SISTEM PNEUMATIK UNTUK PEMBUATAN PAVING BLOK

. 

 

A.  JUDUL PENELITIAN

APLIKASI PLC SEBAGAI SISTEM KONTROL PADA MESIN PRESS
DENGAN SISTEM PNEUMATIK UNTUK PEMBUATAN PAVING BLOK

B.      NAMA PENULIS

Moh. Dahlan     (Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus)

Budi Gunawan  (Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus)

Sugeng Slamet  (Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus)

C.      NAMA JURNAL

Prosiding Seminar Nasional Sains Dan Teknologi Fakultas Teknik Vol 1, No 1 (2014): PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 5 2014

Penerbit : Prosiding Seminar Nasional Sains Dan Teknologi Fakultas Teknik

Dari link : http://id.portalgaruda.org/?ref=search&mod=document&select=title&q=APLIKASI+PLC+SEBAGAI+SISTEM+KONTROL+PADA+MESIN+PRESS+DENGAN+SISTEM+PNEUMATIK+UNTUK+PEMBUATAN+PAVING+BLOK&button=Search+Document

D.      LATAR BELAKANG MASALAH

Paving blok merupakan produk bahan bangunan dari semen yang digunakan sebagai salah satu alternatif penutup atau pengerasan permukaantanah. Paving blok dikenal juga dengan sebutan bata beton atau cone blok. Dipasaran, paving blok yang ada cepat retak dan patah karena paving blok bersifat getas. Hal ini bisa jadi disebabkan oleh mutu bahan yang kurang memenuhi syarat, komposisi bahan yang tidak memenuhi standart, gerusan air hujan, beban-beban kejut akibat lintasan roda kendaraan, kurangnya penambahan pressing pada saat proses pembuatan paving blok dan lain-lain.

E.       RUMUSAN MASALAH

Dipasaran, paving blok yang ada cepat retak dan patah karena paving blok bersifat getas. Salah satu faktor yang membuat paving blok menjadi mudah retak salah satunya adalah kurangnya penambahan pressing atau kurang tepatnya tenaga untuk pressing pada saat proses pembuatan paving blok.

F.       TUJUAN PENELITIAN

Tujuan dari kegiatan ini adalah mengaplikasikan system otomatisasi
berbasis PLC untuk prototype mesin pembuat paving blok sehingga diharapkan akan didapat tekanan yang sama dan konstan pada setiap cetakan. Metode pembuatan mesin ini adalah dengan metode rancang bangun sebuah prototype mesin press paving blok dengan pneumatic
sebagai penggeraknya dan PLC sebagai system kontrolnya, setelah mesin jadi diuji coba dengan membuat paving blok dengan beberapa komposisi bahannya dan masing-masing hasilnya akan diuji. Pengujian yang dilakukan meliputi; gaya tekan mesin dan uji tekan pada paving hasil
produksi Dari proses pembuatan tersebut dihasilkan mesin paving block dengan sistem penggerak pneumatis dengan gaya tekan maksimum 50000 N untuk ukuran paving 20 cm x 10 cm x 6 cm. Sedangkan besar gaya yang diperlukan sistem pneumatik ini untuk menekan adonan
paving sebesar 39283,16 N. Aktuator menggunakan diameter torak 63 mm serta diameter batang torak 36 mm menurut standar BS 5785 : 1980. Kompresor yang digunakan dengan daya 1,24 kW, serta daya motor yang digunakan sebesar 1,30 kW.

G.     METODE

2.1 Langkah Kegiatan
Data proses perancangan konstruksi rangka mesin press paving block berbasis PLC seperti
terlihat pada diagram alir berikut ini :

Gambar 1. Diagram alir perancangan dan perhitungan

2.2 Hasil Rancangan

3. HASIL PERHITUNGAN DAN PENGUJIAN
 

3.1 Perhitungan Gaya Tekan Aktuator
Dalam perhitungan perencanaan pneumatik diketahui bahwa gaya yang diperlukan untuk pengepresan ini adalah jumlah gaya normal yang dihasilkan aktuator ditambah dengan gaya yang dibutuhkan untuk menekan paving block.

Volume total = volume 1 + volume 2 – volume 3
Volume 1 = 20 x 10 x 1 = 200
Volume 2 = 3,14 x x 7  = 137,37
Volume 3 = 3,14 x x 7  = 56,26
Volume total = 200 + 137,37 – 56,26   = 281,11
 

Massa benda = volume x massa jenis ( )
= 281,11 x 7,86
= 2209,5 gr
= 2,20 kg.
 

Terdapat dua buah massa benda dikalikan dua, yaitu 4,4 kg.
1. Berat/ massa (m) keseluruhan adalah : Massa total = 4,4 kg
2. Gaya normal keseluruhan adalah : 

F = m x g
   = 4,4 (kg) x 9,81 = 43,16 N
Jadi gaya normal keseluruhan adalah 43,16 N
 

3.2 Perhitungan Gaya Menekan Butiran Pasir
 

Direncanakan luasan yang akan di press : 

Panjang = 20 cm
Lebar = 10 cm
Tebal = 7 cm
 

Tebal butiran pasir yang akan di press adalah 7 cm. akan di press menjadi 6 cm. maka dari itu perlu dicari dahulu beban untuk menekan butiran pasir dari ketebalan 7 cm menjadi 6 cm. dengan melakukan percobaan memberi beban pada sebuah tempat dengan luasan 1 . Tempat ini diberi butiran pasir setinggi 7 cm, kemudian diberi beban diatasnya sampai menjadi ketebalan serbuk 6 cm. setelah melakukan percobaan, didapatkan beban sebesar 20 kg untuk menekan butiran
pasir dari ketebalan 7 cm menjadi 6 cm pada luasan 1 cm² .
 

Tabel 1. Data Percobaan Beban Butiran Pasir

Kesimpulan : dengan dilakukan tiga kali percobaan, didapatkan hasil untuk menekan butiran pasir
dari tebal 7 cm menjadi 6 cm adalah sebesar 20 kg. artinya tekanan untuk menekan adalah sebesar
20 kg/cm².  Maka gaya yang dibutuhkan untuk menekan serbuk pasir dengan luasan yang
direncanakan adalah : F = P . A
Dimana,

P = tekanan per cm²
A = luasan yang akan di press (20 x 10 = 200 cm² )
F = 20 x 200
= 4000 kg x 9,81 m/s²
= 39240 N
Jadi gaya yang dibutuhkan untuk menekan butiran pasir dari tebal 7 cm menjadi 6 cm
dengan luasan 20 x 10 adalah sebesar 39240 N.
3.3 Besar Gaya Yang Diperlukan Pada Saat Pengepressan
Gaya yang diperlukan untuk pengepressan ini adalah jumlah gaya normal yang didorong
aktuator ditambah dengan gaya yang dibutuhkan untuk menekan serbuk pasir.
F = 43,16 + 39240
= 39283,16 N
Jadi seluruh gaya yang diperlukan untuk pengepressan adalah 39283,16 N.

3.4 Uji Tekan Paving
 

Proses pengujian dilakukan dengan menggunakan material berupa pasir, pecahan
batu/abu batu, semen dan cairan perekat beton. Komposisi paduan meliputi pasir: 3 kg, abu batu 3 kg, semen 1 kg dan 5 sendok cairan perekat beton yang dicampur dengan air. Komposisi diatas untuk membuat dimensi paving blok dengan volume 20 x 10 x 6 cm.
Tekanan yang digunakan untuk menekan adonan paving pada sistem pneumatik ini sebesar 128 kg.
Kekuatan tekan paving blok juga sangat dipengaruhi oleh waktu penahanan setelah
dicetak. Waktu penahanan berkisar 25-30 hari untuk mendapatkan kekerasan paving blok yang maksimal. Sample uji dilakukan penahanan selama 12 hari sebelum dilakukan pengujian kuat tekan. Pengujian dilakukan dengan mesin universal testing GOTECH-GT-7001-LC30.
Adapun hasil pengujian sebagaimana ditunjukkan pada tabel 2.

Dari tabel 2. diatas dapat dijelaskan bahwa rata-rata kuat tekan paving blok hasil press dengan sistem pneumatik menunjukkan nilai lebih rendah sebesar 40% jika dibandingkan dengan paving blok hasil press sistem hidraulik. Sedangkan rata-rata kuat tekan sebesar 29,86 Kgf/cm2. Beban maksimal merupakan besarnya gaya tekan yang mampu diterima oleh paving blok sampai pecah rata-rata sebesar 5972,73 Kgf. Sedangkan kuat tekan merupakan nilai bagi antara beban maksimal (Kg) dengan luas paving yang ditekan (cm2). Melihat nilai kuat tekan paving blok hasil press pneumatik tersebut maka hanya sesuai untuk pengerasan bagi pejalan kaki dan taman sesuai Standar mutu yang harus dipenuhi paving block untuk SNI 03-0691-1996. Untuk meningkatkan kuat tekan paving dapat dilakukan dengan meningkatkan gaya tekan pada mesin, dimana hal ini akan meningkatkan
kepadatan/densitas dari material paving, menentukan komposisi antar bahan baku. Selain itu juga perlunya penambahan waktu penahanan paving setelah dicetak selama minimal 30 hari.

H.      HASIL PENELITIAN

1. Telah dirancang mesin press otomatis berbasis PLC untuk produksi paving blok dengan bagianbagian mesin terdiri : konstruksi rangka mesin, input bahan baku (hopper), cetakan paving blok,
tuas pengangkat cetakan dan silinder pneumatik single action.

2. Telah dibuat prototype cetakan paving standart SNI ukuran 20 x 10 x 6 cm, dan direncanakan
tekanan yang diberikan sebesar 3 : 2.

3. Dari pengujian manual penggerak pneumatik ini dapat melakukan proses pembuatan paving
blok dengan kuat tekan rata-rata sebesar 29,86 Kgf/cm2.

4. Dari proses pembuatan tersebut dihasilkan mesin paving block dengan sistem penggerak pneumatis dengan gaya tekan maksimum 50000 N untuk ukuran paving 20 cm x 10 cm
x 6 cm. Sedangkan besar gaya yang diperlukan sistem pneumatik ini untuk menekan adonan
paving sebesar 39283,16 N.

I.        REVIEW/KOMENTAR

Dengan berkembangnya teknologi maka pembuatan paving block tidak lagi dilakukan secara manual, namun sudah dilakukan dengan mesin otomatis hasil penerapan sistem PLC. dalam jurnal ini ditunjukkan proses pembuatan prototipe mesin pengepress paving blok otomatis yang disertai dengan perhitungan detail baik dari segi tenaga piston sampai konsumsi udara yang diperlukan untuk menghasilkan tekanan yang maksimal oleh aktuator.

J.        ABSTRAK JURNAL

Paving blok merupakan produk bahan bangunan dari semen yang digunakan sebagai salah satu alternatif penutup atau pengerasan permukaantanah. Paving blok dikenal juga dengan sebutan bata beton atau cone blok. Dipasaran, paving blok yang ada cepat retak dan patah karena paving blok bersifat getas. Hal ini bisa jadi disebabkan oleh mutu bahan yang kurang memenuhi syarat, komposisi bahan yang tidak memenuhi standart, gerusan air hujan, beban-beban kejut akibat lintasan roda kendaraan, kurangnya penambahan pressing pada saat proses pembuatan paving blok dan lain-lain. Tujuan dari kegiatan ini adalah mengaplikasikan system otomatisasi berbasis PLC untuk prototype mesin pembuat paving blok sehingga diharapkan akan didapat tekanan yang sama dan konstan pada setiap cetakan. Metode pembuatan mesin ini adalah dengan metode rancang bangun sebuah prototype mesin press paving blok dengan pneumatic sebagai penggeraknya dan PLC sebagai system kontrolnya, setelah mesin jadi diuji coba dengan membuat paving blok dengan beberapa komposisi bahannya dan masing-masing hasilnya akan diuji. Pengujian yang dilakukan meliputi; gaya tekan mesin dan uji tekan pada paving hasil produksi Dari proses pembuatan tersebut dihasilkan mesin paving block dengan sistem penggerak pneumatis dengan gaya tekan maksimum 50000 N untuk ukuran paving 20 cm x 10 cm
x 6 cm. Sedangkan besar gaya yang diperlukan sistem pneumatik ini untuk menekan adonan
paving sebesar 39283,16 N. Aktuator menggunakan diameter torak 63 mm serta diameter
batang torak 36 mm menurut standar BS 5785 : 1980. Kompresor yang digunakan dengan daya 1,24 kW, serta daya motor yang digunakan sebesar 1,30 kW.

K.      DAFTAR PUSTAKA

Curtis Johnson, 1993, Process Control Instrumentation Technology, 4th Edition, Prentice Hall International Inc, New Jersey.
Deutchman, Aaron D, 1975, Machine Design: Theory And Practice, Macmillan Publishing Co Inc., New York.
Eckman, P, and Donald. 1995. Industrial Instrumentaion.New York: John Willey & Sons Inc.
Hanif, ahmad. 2006, Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor. Universitas Negeri Semarang, Teknik Mesin.
Kollman, F. F. P. E. W, Kuenzi dan A. J Stamm, 1975, Principles of Wood Science and
Technology II, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York.
Krist, T.,1993,“Dasar-DasarPneumatik”, Erlangga, Jakarta.
Santoso, E., 2013, “PembuatanMesin Hot Press PapanPartikel Sistem Hidrolik”, Universitas Muria Kudus, Kudus.
Tjahjono, A. 1998., “Programmable LogicController”, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh Nopember,
The Hydro-Pneumatic Technical Centre,”Buku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatik”,
Jepang.
Ogata, Katsuhiko,”Teknik Kontrol Automatik”, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta