UNIVERSITAS INDONESIA
RANCANG BANGUN MODEL SIMULATOR
TEKNIK PENANGGULANGAN GENANGAN AIR (BANJIR)
DI AREA BAWAH JALAN LAYANG (FLYOVER)
SKRIPSI
ILMA AINUR RIZA
0806365936
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM SARJANA EKSTENSI
DEPOK
DESEMBER 2010
egiStempel
ii
UNIVERSITAS INDONESIA
RANCANG BANGUN MODEL SIMULATOR
TEKNIK PENANGGULANGAN GENANGAN AIR (BANJIR)
DI AREA BAWAH JALAN LAYANG (FLYOVER)
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik
ILMA AINUR RIZA
0806365936
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM SARJANA EKSTENSI
DEPOK
DESEMBER 2010
iii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,
Dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk
Telah saya nyatakan dengan benar
Nama : Ilma Ainur Riza
NPM : 0806365936
Tanda Tangan :
Tanggal : 17 Desember 2010
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini diajukan oleh :
Nama : Ilma Ainur Riza
NPM : 0806365936
Program Studi : Teknik Elektro
Judul Skripsi : Rancang Bangun Model Simulator Teknik Penanggulangan
Genangan Air (Banjir) Di Area Bawah Jalan Layang
(Flyover)
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima
sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik,
Universitas Indonesia
DEWAN PENGUJI
Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Iwa Garniwa M K, MT. (...........................)
Penguji : Aji Nur Widyanto ST, MT. (......................................)
Penguji : Ir. Amien Rahardjo MT. (......................................)
Ditetapkan di : Depok
Tanggal : 5 Januari 2011
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
v
UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga dapat terselesaikannya seminar
ini.
Penulisan seminar ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk
mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan Elektro pada Fakultas Teknik Universitas
Indonesia. Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai
pihak, sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikan seminar ini. Oleh karena
itu, saya mengucapkan terima kasih kepada:
(1) Prof. Dr. Ir. Iwa Garniwa M K. MT, selaku dosen pembimbing dalam
menyusun dan menyelesaikan Skripsi ini;
(2) Aji Nur Widyanto ST, MT. dan Ir. Amien Rahardjo MT., selaku dewan
penguji yang banyak memberi masukan dan arahan untuk lebih sempurnanya
Skripsi ini;
(3) Kedua orang tua, adik-adik, dan semua keluarga penulis yang telah
memberikan bantuan dukungan moral dan material; dan
(4) Sahabat-sahabatku semua yang telah banyak membantu dengan ide dan tenaga
dalam menyelesaikan Skripsi ini.
Akhir kata, Semoga Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan semua pihak
yang telah banyak membantu. Semoga seminar ini membawa manfaat bagi
pengembangan ilmu.
Depok, 17 Desember 2010
Penulis
Ilma Ainur Riza
NPM. 0806365936
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
vi
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di
bawah ini:
Nama : Ilma Ainur Riza
NPM : 0806365936
Program studi : Teknik Elektro
Departemen : Teknik Elektro
Fakultas : Teknik
Jenis Karya : Skripsi
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneklusof (Non-exclusive Royalty-
Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul:
Rancang Bangun Model Simulator Teknik Penanggulangan Genangan Air
(Banjir) Di Area Bawah Jembatan Layang (Flyover)
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti
Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan mengalih
media/format, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan
mempublikasikan skripsi saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap
mencantumkan nama saya sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Depok
Pada tanggal : 17 Desember 2010
Yang menyatakan
( Ilma Ainur Riza )
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
vii
ABSTRAK
Nama : Ilma Ainur Riza
Program Studi : Teknik Elektro
Judul : RANCANG BANGUN MODEL SIMULATOR TEKNIK
PENANGGULANGAN GENANGAN AIR (BANJIR) DI
AREA BAWAH JALAN LAYANG (FLYOVER)
Skripsi ini bertujuan untuk merancang dan membuat rancang bangun
model simulator teknik penanggulangan genangan air (banjir) di area bawah jalan
layang (flyover) dengan menggunakan PLC OMRON SYSMAC CPM2A sebagai
pengendali sistem otomatisnya. Sistem otomatis ini digunakan untuk
mengendalikan kerja dua buah pompa air. Limpahan air hujan yang terkumpul di
reservoir sebagian akan dipompakan ke sebuah tendon penampung air. Air tendon
tersebut digunakan untuk menyemprot jalan raya pada saat suhu mencapai nilai
tertentu. Selain dua pompa tersebut, sistem juga mengendalikan sebuah solenoid
valve membuka dan menutup saluran air untuk menyiram taman. Sensor hujan
sebagai penanda bahwa lingkungan sedang terjadi hujan. Dimana inputan ini
memberi sinyal ke PLC untuk mengendalikan kerja pompa penyemprot jalan dan
valve penyiram taman. Water Level Control (WLC) digunakan sebagai inputan
tinggi permukaan air pada reservoir dan tendon. Logika high dan low dari sensor
ini digunakan PLC sebagai inputan pengendalian ON-OFF pompa. Sensor suhu
yang digunakan adalah thermocouple yang dipadukan dengan Temperature
Controller sehingga dihasilkan logika 1 atau 0 sebagai inputan PLC. Saat sistem
dijalankan, timer harian akan bekerja secara otomatis. Pewaktu ini digunakan
sebagai pengendali rutin waktu penyiraman taman. Dari percobaan terhadap alat
didapatkan kesimpulan bahwa waktu rata-rata pengisian adalah 2,99 detik
sedangkan waktu pengosongan adalah 5,5 detik oleh valve dan 3,73 detik oleh
pompa penyiram jalan.
KATA KUNCI : PLC, Genangan Air, Banjir, Penanggulangan Banjir, Reservoir,
Penyiram Taman, Penyiram Jalan.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
viii
ABSTRACT
Name : Ilma Ainur Riza
Study Program : Electrical Engeneering
Title : MODEL DESIGN OF SIMULATOR OF A TACHNIQUE
OF PUDDLE PREVENTION (FLOODING) IN THE
UNDER FLYOVER AREA
This thesis aims to design and create model design of simulator of a
technique of puddle prevention (flooding) in the under overpass area using
OMRON PLC SYSMAC CPM2A as automatic control system. The automated
system is used to control two water pumps. Overflow of rain water collected in the
reservoir will be pumped into a tendon. Water collected in the tendon is used to
spray the highway when the temperature reaches a certain value. In addition to
these two pumps, the system also controls a solenoid valve opened and closed the
canal water for watering gardens. Rain sensor is used as signifying that the
environment is going to rain. Where this input signal to the PLC to control the
road pump and valves. Water Level Control (WLC) is used as input of water level
of reservoir and tendon. The logic high and low of this sensor is used as input
PLC ON-OFF control of the pump and the valve. Thermocouple sensors used are
combined with the Temperature Controller so that the resulting logic 1 or 0 as the
input of the PLC. When the system starts up, daily timer will work
automatically. The timer is used as a routine control of time watering the garden.
From the experiments gotten conclusion that the system need 2.99 second for
filling process by storage pump and need 5.5 second to discharge process by valve
and need 3.73 second by road sprinkler pump.
KEYWORDS: PLC, Puddle Water, Flood, Flood Control, Reservoir, Park
Sprinklers, Road Sprinklers.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
ix
DAFTAR ISI
Halaman Sampul ............................................................................................................. i
Halaman Judul ................................................................................................................. ii
Halaman Pernyataan Orisinalitas .................................................................................... iii
Halaman Pengesahan ...................................................................................................... iv
Ucapan Terima Kasih ...................................................................................................... v
Halaman Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah Untuk
Kepentingan Akademis ................................................................................................... vi
Abstrak ............................................................................................................................ vii
Daftar Isi.......................................................................................................................... ix
Daftar Gambar ................................................................................................................. xi
Daftar Tabel .................................................................................................................... xii
BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ..................................................................................... 4
1.3. Pembatasan Masalah .................................................................................... 5
1.4. Tujuan .......................................................................................................... 5
1.5. Metodologi Penelitian .................................................................................. 6
1.6. Sistematika Penulisan .................................................................................. 6
BAB 2 LANDASAN TEORI ....................................................................................... 7
2.1. Programmable Logic Controller (PLC) ...................................................... 7
2.1.1. Prinsip Kerja PLC..................................................................... .......... 9
2.1.2. Bahasa Pemrograman PLC............................................................. .... 12
2.1.3. PLC Omron CPM2A..................................................................... ...... 13
2.2. CX-Programmer Software ........................................................................... 14
2.3. Selenoid Valve .............................................................................................. 15
2.4. Pompa Air .................................................................................................... 17
2.5. Sensor ........................................................................................................... 18
2.5.1. Limit Switch..................................................................... .................... 18
2.5.2. Temperature Controller................................................................. ..... 18
2.5.3. Water Level Controller (WLC)............................................................ 19
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
x
BAB 3 PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM ........................................ 21
3.1. Cara Kerja Sistem ........................................................................................ 21
3.2. Perancangan Perangkat Lunak (Software) ................................................... 22
3.2.1. Block Diagram Sistem ........................................................................ 22
3.2.2. Alokasi Input dan Output .................................................................... 22
3.2.3. Membuat Ledder Diagram dengan CX-Programmer ......................... 23
3.3 Perancangan Alat Simulasi ........................................................................... 26
3.3.1. Alat dan Bahan .................................................................................... 26
3.3.2. Proses Pembuatan Alat Simulasi ......................................................... 28
BAB 4 PENGUJIAN SISTEM ..................................................................................... 33
4.1. Pengujian Sensor .......................................................................................... 33
4.1.1. Sensor Level Air pada Reservoir ........................................................ 33
4.1.2. Sensor Level Air pada Tandon ............................................................ 34
4.2. Pengujian Pompa .......................................................................................... 35
4.2.1. Kondisi Pengisian ............................................................................... 35
4.2.2. Kondisi Pengosongan .......................................................................... 36
BAB 5 KESIMPULAN ................................................................................................. 38
DAFTAR REFERENSI ................................................................................................ 39
LAMPIRAN ................................................................................................................... 40
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram PLC .................................................................................. 9
Gambar 2.2 Blok Diagram CPU Pada PLC ..................... ......................................... 10
Gambar 2.3 Ilustrasi dari PLC Scanning............. ........................................................ 12
Gambar 2.4 Contoh Ledder Diagram.......................................................................... 13
Gambar 2.5 PLC OMRON CPM2A ............................................................................... 13
Gambar 2.6 Konfigurasi Solenoid Valve ..................................................................... 16
Gambar 2.7 Lintasan Aliran Cairan Pompa Sentrifugal ................................................... 17
Gambar 2.8 Limit Switch ............................................................................................. 18
Gambar 2.9 Thermocouple .......................................................................................... 19
Gambar 2.10 E5CN OMRON Temperature Controller................................................. 19
Gambar 2.11 Water Level Control(WLC) ..................................................................... 20
Gambar 3.1 Flow Chart Sistem ................................................................................... 21
Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem .............................................................................. 22
Gambar 3.3 Ledder Diagram peng-update Fungsi Kalender ...................................... 24
Gambar 3.4 Ledder Diagram Kendali Valve Penyiram Taman (V1).......................... 24
Gambar 3.5 Ledder Diagram Sensor Level Air .......................................................... 25
Gambar 3.6 Ledder Diagram Kendali Pompa Pengisi Tandon (M1) ......................... 25
Gambar 3.7 Ledder Diagram Kendali Pompa Penyiram Jalan (M2) .......................... 26
Gambar 3.8 Alat Simulasi ........................................................................................... 29
Gambar 3.9 Wiring Diagram Sistem ........................................................................... 29
Gambar 3.10 CX-Programmer pada Start Menu ........................................................... 30
Gambar 3.11 Tampilan Awal CX-Programmer ............................................................ 30
Gambar 3.12 Tampilan Ledder Diagram Program ....................................................... 31
Gambar 3.13 Tampilan Transfer To PLC ..................................................................... 31
Gambar 3.14 Tampilan Download Options .................................................................. 32
Gambar 3.15 Tampilan Peringatan Perubahan Program PLC ....................................... 32
Gambar 3.16 Tampilan Download Succesful................................................................ 32
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Alih Fungsi Lahan DAS Ciliwung ........................................................... 1
Tabel 1.2 Data Perubahan Paramater Hidrologi Banjir .................................................... 2
Tabel 1.3 Panduan Umum Volume Sumur Resapan per Lahan Tertutup ......................... 3
Tabel 2.1 Indikator Lampu PLC OMRON CPM2A ......................................................... 14
Tabel 2.2 System Requirments .......................................................................................... 15
Tabel 3.1 Daftar Alamat Masukan PLC ............................................................................ 22
Tabel 3.2 Daftar Alamat Keluaran PLC ............................................................................ 23
Tabel 3.3 Daftar Alat dan Bahan....................................................................................... 26
Tabel 4.1 Pengujian Respon Sensor Level Air pada Reservoir ........................................ 33
Tabel 4.2 Pengujian Respon Sensor Level Air pada Tandon ........................................... 34
Tabel 4.3 Pengujian Pompa Kondisi Pengisian ............................................................... 35
Tabel 4.4 Pengujian Pompa dan Valve Kondisi Pengosongan ........................................ 36
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
1 Universitas Indonesia
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Banjir, permasalahan yang tak kunjung lepas dari Jakarta, dan malah
dalam perkembangannya, intensitas, frekuensi dan distribusi banjir terus
mengalami peningkatan. Tercatat banjir besar yang pernah terjadi di Jakarta
adalah pada 1621, 1654, 1918, 1942, 1976, 1996, 2002, dan 2007.
Salah satu faktor utama meningkatnya banjir di Jakarta, menurut Peneliti
Utama Bidang Hidrologi dan Pengelolaan DAS di Pusat Teknologi Sumberdaya
Lahan, Wilayah dan Mitigrasi BPPT Sutopo Purwa Nugroho, adalah pengalihan
fungsi lahan dan resapan air menjadi lahan terbangun, dengan Intensitas
Pemanfaaatan Lahan (IPH) mencapai 90,33% pada tahun 2009.
Adanya pengalihan fungsi lahan dan resapan menjadi lahan terbangun
yang kebanyakan dari beton menyebabkan makin banyaknya limpasan air hujan
seiring meningkatnya curah hujan.
Tabel 1.1 Data Alih Fungsi Lahan DAS Ciliwung
Berdasarkan data statistik, curah hujan rata-rata di Indonesia adalah 2779
mm pertahun. Misalkan untuk di Jakarta curah hujan sekitar 2500 mm per tahun,
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
2
Universitas Indonesia
dengan jumlah hari hujan 180 hari/tahun. Jika dihitung secara sederhana maka
intensitas huajn rata-raata adalah 2500/180 mm/hari-hujan sama dengan 13,88
mm/hari-hujan atau sama dengan 0,01388 m/hari-hujan. Jika terdapat tahan seluas
100 m2tertutup banguna beton, maka jumlah limpasan yang terjadi dapat dihitung
dengan rumus : Q = C I A diman C : coefisien run off, I : intensitas hujan(m), A :
luas lahan (m2). Jika koefisien run off untuk bangunan dan beton adalah 0,95,
maka jumlah air hujan yang menjadi limpasan adalah sebesar 0,95 x 0,01388 x
100 sama dengan 1,318 m3 tiap hari-hujan.
Seharusnya, bencana banjir sudah bisa teratasi dengan adanya 13 sungai
yang melewati Jakarta, seperti sungai Angke, Buaran, Cakung, Cipinang, Grogol,
Jati Kramat, Kalibaru Barat, Kalibaru Timur, Krukut, Mookervart, Pasanggrahan,
dan Sunter, dan 3 kanal buatan seperti Banjir Kanal Bara (BKB), Banjir Kanal
Timur (BKT), dan Sistem Drainase Cengkareng. Tetapi kenyataanya bahwa
kemampuan mengatuskan debit air dari sungai dan kanal yang ada sangat jauh
dari rencana, yakni hanya kisaran 17% hingga 80%.
Tabel 1.2 Data Perubahan Parameter Hidrologi Banjir
Dalam kaitannya dengan kelancaran berlalu-lintas, banjir atau genangan
air merupakan faktor yang makin memperparah tingkat kemacetan. Tengok saja
daerah-daerah seperti jalan Yosudarso, jalan A. Yani, Kemanggisan, jalan
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
3
Universitas Indonesia
Pramuka, dan underpass Cawang, merupakan beberapa jalur yang biasa banjir
saat hujan turun. Kemacetan parah akibat banjir yang terbaru adalah pada 25
Oktober 2010. Banjir ini hampir terjadi di seluruh jalan-jalan protocol ibukota,
seperti di jalan Gatot Subroto yang menyebabkan kepadatan lalu-lintas dari arah
Semanggi, Rasuna Said, dan Senopati. Kemacetan juga terjadi dari arah Otista,
Dewi Sartika, dan Pancoran karena terjadi banjir di depan gedung Wika dan
underpass Cawang. Begitu pula kemacetan di jalan TB Simatupang juga karena
genangan air.
Untuk mengatasi banjir Jakarta, lanjut Sutopo, perlu dilakukan dengan 2
upaya mendasar, yaitu, upaya strukturan dan nonstructural. Upaya struktural
meliputi mencegah meluapnya banjir hingga ketinggian tertentu dengan tanggul,
merendahkan elevasi muka banjir dengan normalisasi, sudetan, banjir kanal,
interkoneksi, memperkecil debit banjir dengan waduk, waduk retensi banjir, situ,
mengurangi genangan dengan polder, pompa dan sistem drainase. Upaya
nonstructural meliputi pengadaan prakiraan dan system peringatan dini banjir,
relokasi penduduk di bantaran sungai, pengelolaan dataran banjir, penataan ruang
dan reboisasi, juga upaya konservasi tanah dan air, sumur resapan, biopori, dan
sumur injeksi.
Salah satu upaya pemerintah dalam hal ini adalah menetapkan suatu
peraturan, yang terangkum dalam Peraturan Gubernur (PERGUB) DKI Jakarta
Nomor 68 Tahun 2005. Dalam PERGUB tersebut dijelaskan bahwa adanya aturan
mengenai jumlah volume sumur resapan yang harus dibuat disesuaikan dengan
luas bangunan atau lahan yang tertutup. Salah satu panduan besar volume sumur
resapan yang harus dibuat secara sederhana dapat dilihat dalam tabel berikut:
Tabel 1.3 Panduan Umum Volume Sumur Resapan per Lahan Tertutup
No. Luas Penampang Bangunan (m2)
Volume (m3)
1 < 50 2
2 51-99 4
3 100-149 6
4 150-199 8
5 200-299 12
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
4
Universitas Indonesia
6 300-399 16
7 400-499 20
8 500-599 24
9 600-699 28
10 700-799 32
11 800-899 36
12 900-999 40
dst
Diilhami oleh permasalahan di atas, maka dibuatlah sistem
penanggulangan banjir dengan reservoir sebagai tempat menampung air hujan
dengan cepat di area bawah flyover sehingga genangan tidak terjadi. Air yang
terkumpul nantinya bisa digunakan menyirami taman, jalan, kebutuhan sehari-hari
dan pemadaman api kebakaran. Beberapa hal yg dianggap sebagai rutinitas harian,
seperti menyirami taman dan jalan, akan dikontrol secara otomatis dengan PLC.
Skripsi ini bertujuan membuat sebuah rancang bangun model simulator teknik
penanggulangan genangan air (banjir) di area bawah jalan layang (flyover) dan
sebagai wujud kontribusi terhadap upaya penanggulangan banjir khususnya di
Jakarta.
1.2. Perumusan Masalah
Masalah yang akan dibahas pada skripsi ini yaitu bagaimana merancang sebuah
simulasi sistem penanggulangan genangan air (banjir) di area bawah jalan layang
(flyover) dengan menggunakan sistem otomatis, yang diterapkan pada PLC OMRON
SYSMAC CPM2A yang diaplikasikan pada sebuah master plant Panduan Rancang Kota
Koridor Satrio, Dinas Tata Kota Pemerintah Daerah Khusus Ibukota Jakarta. Sistem yang
dibuat dalam skripsi ini meliputi kontrol PLC dan plant. Sedangkan plant sendiri,
merupakan simulasi dari master plant tata ruang kota.
Tersendatnya aliran air pada musim penghujan yang mengakibatkan genangan
air merupakan permasalahan yang mengilhami pembuatan sistem ini. Fakta mengenai
kurangnya daerah resapan air, kurang maksimalnya fungsi sungai, got, dan KBT, dan
merosotnya volume air tanah juga merupakan hal-hal yang dicoba untuk ditanggulangi.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
5
Universitas Indonesia
Dengan implementasi sistem ini maka diharapkan diperoleh berbagai
keuntungan antara lain:
1. Tidak ada lagi genangan air.
2. Adanya ketersediaan air bersih di area umum.
3. Pemanfaatan lahan kosong.
1.3. Pembatasan Masalah
Pada skripsi ini, hal-hal yang membatasi pembuatan sistem yaitu :
1. Simulator yang digunakan berupa plant simulator sederhana.
2. Sistem program pengendali simulator menggunakan PLC
OMRON SYSMAC CPM2A .
3. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk membuat software adalah CX-
Programmer.
4. Konstruksi dan dimensi jalan layang (flyover) dan system riil tidak dibahas.
5. Ragam ide-ide lain, seperti penambahan sensor intensitas hujan,
penambahan program untuk back-up kendali pengaturan lalu-lintas dan
keamanan, dan upgrade sistem menjadi berbasis SCADA, tidak dibahas dan
bias sebagai acuan dalam pengembangan simulator ini.
1.4. Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam skripsi ini adalah merancang dan membuat
rancang bangun model simulator teknik penanggulangan genangan air (banjir) di area
bawah jalan layang (flyover) dengan penggunakan PLC sebagai alat kontrol pengendali
kerja pompa, valve dan sensor.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
6
Universitas Indonesia
1.5. Metodelogi Penelitian
Metodologi penelitian pada skripsi diantaranya yaitu :
1. Studi Literatur
a. Mempelajari komponen-komponen yang akan digunakan untuk
membuat simulasi plant.
b. Mempelajari PLC OMRON CPM1A.
2. Merancang simulasi plant yang akan dibuat.
3. Membuat simulasi plant.
4. Membuat program PLC, menggunakan CX Programmer.
1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari bab-bab yang memuat
beberapa sub-bab. Untuk memudahkan pembacaan dan pemahaman maka laporan
seminar ini dibagi menjadi beberapa bab. Pada bab satu terdapat Pendahuluan,
berisi latar belakang, permasalahan, batasan masalah, tujuan penulisan, deskripsi
singkat, metode penulisan dan sistematika penulisan dari penelitian ini. Bab dua,
yaitu Landasan Teori, yang berisi landasan-landasan teori sebagai hasil dari studi
literatur yang berhubungan dalam perancangan serta pembuatan program
(software). Bab tiga mengenai Perancangan dan Cara Kerja Sistem, dimana akan
dijelaskan secara keseluruhan sistem kerja dari semua perangkat plant dan
program (software) yang dibuat. Bab empat adalah Pengujian dan Analisa Sistem
yang menjelaskan tentang pengujian dan analisa system yang dibuat. Dan yang
terakhir bab lima yaitu Penutup yang berisi kesimpulan yang diperoleh dari studi
literature dan perancangan sistem yang telah dilakukan.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
7
Universitas Indonesia
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Programmable Logic Controller (PLC)
Programmable Logic Controller, atau biasa disebut programmable
controller atau PLC, adalah sebuah komputer yang dirancang untuk mengontrol
suatu proses atau mesin. PLC mempunyai kemampuan untuk:
1. Tipe Kontrol Urutan (Sekuens):
a. Pengganti Relay Kontrol Logic Konvensional termasuk Timer/Counter.
b. Pengganti Pengontrol card PCB.
c. Sebagai mesin Kontrol Auto/Semi Auto/Manual dan proses-proses.
2. Untuk Tipe Kontrol Canggih:
a. Operasi Aritmatik.
b. Penanganan Informasi.
c. Kontrol Analog (Suhu, Tekanan, dll).
d. PID Control (Proportional-Integral-Derivatif)
e. Kontrol Servo Motor dan Stepper Motor.
3. Untuk Tipe Kontrol Pengawasan :
a. Proses monitor, alarm dan diagnosa kesalahan.
b. Antarmuka dengan komputer (RS232C/RS 422) dan Printer/ASCII.
c. Jaringan kerja Otomatisasi Pabrik.
d. Local Area Network dan Wide Area Network.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
8
Universitas Indonesia
e. FA (Factory Automation), FMS (Factory Management System), CIM
(Computer Integration Management), dll.
PLC dipakai sebagai pengganti sistem control konvensional seperti relay.
Keuntungan dari penggunaan PLC dalam otomatisasi adalah:
1. Waktu implementasi proyek dipersingkat.
2. Modivikasi lebih mudah tanpa biaya tambahan.
3. Biaya pembuatan system control dapat dikalkulasi dengan akurat.
4. Perancangan dengan mudah diubah dengan software.
5. Aplikasi control yang luas.
6. Keandalan tinggi.
7. Maintenance yang mudah.
8. Perangkat kontroler standar.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
9
Universitas Indonesia
Gambar 2.1 Blok Diagram PLC
2.1.1. Prinsip kerja PLC
Secara umum, PLC disusun oleh dua komponen utama, yaitu :
1. Central Processing Unit (CPU)
2. Sistem antarmuka Input / Output
Unit processor atau Central Processing Unit (CPU) adalah unit yang
berisi mikroprosesor yang menginterpretasikan sinyal-sinyal input dan
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
10
Universitas Indonesia
melaksanakan pengontrolan, sesuai dengan program yang disimpan di dalam
memori, lalu mengkomunikasikan keputusan-keputusan yang diambilnya sebagai
sinyal-sinyal kontrol ke interface output.
Fungsi dari CPU adalah mengatur semua proses yang terjadi di PLC. Ada
tiga komponen utama penyusun CPU ini.
1. Processor
2. Memory
3. Power Supply
Gambar 2.2 Blok Diagram CPU Pada PLC
Processor adalah perangkat pemrograman dipergunakan untuk
memasukan program yang dibutuhkan ke dalam memori. PLC sekarang
kebanyakn sudah menggunakan program melalui software untuk memasukan
program yang dibuat ke dalam PLC.
Power Supply adalah unit catu daya diperlukan untuk mengkonversi
tegangan AC sumber menjadi tegangan rendah DC (5V dan 24 V) yang
dibutuhkan oleh prosesor dan rangkaian-rangkaian di dalam modul-modul
antarmuka input dan output
Memory adalah unit memori adalah tempat program yang digunakan untuk
melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan oleh mikroprosesor disimpan.
Terdapat beberapa elemen memori di dalam sistem PLC:
1. Read-Only Memory (ROM) adalah memori non-volatile yang hanya bisa
diprogram sekali saja. Memori jenis ini tidak fleksibel dan kurang popular.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
11
Universitas Indonesia
2. Random Access Memory (RAM) adalah memori yang bisa di gunakan
untuk menyimpan program dari user dan data-data tertentu. Data-data
yang tersimpan di memori ini akan hilang bila sumber tenaganya diambil.
3. Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM) adalah memori
yang dapat menyimpan data sama halnya dengan ROM. Data-data yang
tersimpan di memori ini dapat dihapus dengan menambahkan sinar
ultraviolet. Untuk memrogram ulang memori ini dibutuhkan sebuah
perangkat PROM writer.
4. Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM)
adalah memori yang mengkombinasikan akses fleksibilitas dari RAM dan
non-volatile ROM jadi satu. Data-data yang diisikan ke memori ini dapat
dihapus dan diprogram ulang secara elektrik. Tetapi memori ini
mempunyai siklus tulis dan hapus yang terbatas.
Sistem antarmuka Input / Output adalah struktur masukan dan keluaran
yang terdapat dalam PLC dan menyebabkan PLC tersebut bekerja atau
menjalankan instruksi programnya, dimana dia berfungsi untuk menghubungkan
antara bagian input seperti saklar dengan CPU dan antara CPU dengan output
seperti motor.
Selama prosesnya, CPU melakukan tiga operasi utama: (1) Membaca data
masukan via modul input, (2) Mengeksekusi program yang tersimpan di memori
PLC, (3) Meng-update data pada modul output. Ketiga proses tersebut dinamakan
Scanning.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
12
Universitas Indonesia
Gambar 2.3 Ilustrasi dari PLC Scanning
2.1.2. Bahasa Pemrograman PLC
Ada beberapa bahasa pemrograman yang bisa digunakan untuk
memprogra PLC, disesuaikan dengan kemampuan programmer, ketersediaan alat
(compiler), dan kekomplekan sistem. Berikut ini bahasa pemrograman yang biasa
dipakai :
1. Ladder Logic Diagrams: PLC yang pertama telah diprogramkan dengan suatu
teknik yang telah didasarkan pada pemasangan relay menggunakan kabel
menurut skematiknya. Kata ladder digunakan karena tampilan diagramnya
yang menyerupai tangga, sedangkan kata logic dipakai karena fungsi
pengambilan keputusannya menyerupai sebuah relai. Gambar 2.1 adalah contoh
sebuah ladder diagrams. Dua garis vertikal (ladder) yang diberi label L1 dan L2
merepresentasikan beda potensial antara dua tegangan yang mensuplai
rangkian. Berbagai komponen yang digunakan dalam rangkaian diletakkan pada
garis horisontal (rung) antara L1 dan L2. Komponen-komponen input terletak
bagian kiri dari rung, dan komponen output diletakkan dibagian kanan dari rung.
Sebuah ladder harus memiliki empat elemen: sumber (power source), perangkat
input (mis: switch), perangkat beban sebagai output (mis: lampu atau motor),
jalur penghubung input dan output (interconnecting wires).
Gambar 2.4 Contoh Ladder Diagram
2. Instruksi Mnemonic: ada cara lain untuk memprogram PLC. Salah satu teknik
yang paling awal adalah melibatkan instruksi mnemonic. Instruksi ini dapat
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
13
Universitas Indonesia
diperoleh secara langsung dari diagram ladder logic dan masuk ke PLC melalui
suatu terminal program sederhana.
3. Sequential Function Charts (SFC): SFC telah dikembangkan untuk mengatasi
pemrograman yang lebih mengedepankan sistem. Ini serupa dengan flowchart,
tetapi jauh lebih kuat.
4. Structured Text (ST): pemrograman telah dikembangkan sebagai bahasa
program lebih modern. Hal ini adalah serupa ke bahasa program seperti BASIC
atau PASCAL.
2.1.3. PLC Omron CPM2A
Gambar 2.5 PLC OMRON CPM2A
Tegangan supply yang dibutuhkan adalah 100 240 VAC, 50/60Hz atau
24VDC. Range tegangan operasional OMRON CPM2A adalah 85 264 untuk
tegangan AC dan 20.4 26.4V untuk tegangan DC.
Tabel 2.1 Indikator Lampu PLC OMRON CPM2A
Indikator Status Keterangan
PWR (hijau)
ON Catu daya disalurkan ke PLC OFF Catu daya tidak disalurkan ke PLC
RUN (hijau)
ON PLC dalam kondisi kerja RUN atau MONITOR
OFF PLC dalam kondisi mode PROGRAM atau muncul kesalahan yang fatal
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
14
Universitas Indonesia
COMM (kuning)
Kedip Data sedang dikirim melalui port pheriperal atau RS-232C
OFF Tidak ada proses pengiriman data melalu port periferal atau RS-232C
ERR/ALM (merah)
ON Muncul suatu kesalahan fatal (operasi PLC berhenti) Kedip Muncul suatu kesalahan tak fatal OFF Operasi berjalan dengan normal
2.2. CX-Programmer Software
CX-Programmer adalah sebuah software untuk memprogram PLC dalam
menguji, membuat dan memperbaiki program PLC Omron. Software ini menyediakan
fasilitas yang mendukung perangkat PLC, informasi alamat dan untuk komunikasi antara
PLC OMRON dengan jaringan (network).
Berikut System Requirments yang dibutuhkan agar sebuah PC agar software
dapat bekerja optimal:
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
15
Universitas Indonesia
Tabel 2.2 System Requirments
2.3. Solenoid Valve
Solenoid valve adalah sebuah komponen electromechanical yang
digunakan untuk membuka maupun menutup aliran baik berupa cairan maupun
gas. Berikut adalah gambar konfigurasi umum sebuah selonoid valve:
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
16
Universitas Indonesia
1. Valve body
2. Inlet Port
3. Outlet Port
4. Coil / Solenoid
5. Coil Windings
6. Lead Wires
7. Pluger
8. Spring
9. Orifice
Gambar 2.6 Konfigurasi Solenoid Valve
Prinsip kerja solenoid valve hampir sama dengan relay. Jika pada relay
medan magnet pada kumparan digunakan untuk menggerakkan kontaktor, namun
pada solenoid valve medan magnet yang ditimbulkan digunakan untuk
menggerakkan katup / klep sehingga berfungsi sebagai kran air.
Gambar 2.6 menjelaskan bahwa media yang dikontrol (air atau udara) oleh
solenoid valve masuk melalui port inlet (2). Media mengalir melalui lubang
orifice (9) sebelum melanjutkan ke port outlet (3). Lubang ini ditutup dan dibuka
oleh plunger (7). Model solenoid valve yang digambarkan di atas adalah tipe
Normally Closed (NC). Biasanya tipe ini menggunakan pegas (8) untuk menekan
ujung plunger agar lubang orifice tertutup rapat, sampai plunger diangkat oleh
medan elektromagnetik yang diciptakan oleh koil.
2.4. Pompa Air
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
17
Universitas Indonesia
Pompa memiliki dua kegunaan utama:
1. Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari
aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air).
2. Mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau
pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan).
Ada dua komponen utama dalam sebuah pompa, yaitu:
1. Pompa.
2. Mesin penggerak (motor listrik, mesin diesel atau sistim udara).
Salah satu pompa yang biasa dipakai secara luas adalah pompa sentrifugal.
Gambar 2.7 memperlihatkan bagaimana pompa jenis ini beroperasi:
1. Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir.
2. Baling-baling impeller meneruskan energi kinetic ke cairan, sehingga
menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeller pada
kecepatan tinggi.
3. Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin
digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser stasioner
mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.
Gambar 2.7 Lintasan Aliran Cairan Pompa Sentrifugal
2.5 Sensor
2.5.1. Limit Switch
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
18
Universitas Indonesia
Limit switch atau saklar batas merupakan saklar yang dapat dioperasikan
secara otomatis ataupun manual. Saklar ini mempunyai fungsi yang sama seperti
saklar biasa yaitu mempunyai kontak NO (Normaly Open) dan NC (Normally
Close). Limit switch bekerja jika ada benda yang menekan lengannya, sehingga
kedudukan kontak NO menjadi NC dan kontak NC menjadi NO. Jika benda sudah
tidak menekan, lengan dari limit switch kembali ke posisi semula, demilian
puladengan kedudukan kontak-kontaknya.
Gambar 2.8 Limit Switch
2.5.2. Temperature Controller
Temperature controller atau pengontrol suhu digunakan untuk mengontrol
suhu dengan tanpa melibatkan penambahan operator. Pengontrol menerima sensor
suhu dari thermocouple atau RTD sebagai input, dan membandingkan suhu riil
dengan suhu kontrol yang dikehendaki, atau titik penyetelan, dan menyediakan
output pada elemen kontrol.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
19
Universitas Indonesia
Gambar 2.9 Thermocouple
Pada gambar 2.10 ditunjukkan sebuah panel kontrol dari sebuah
temperature controller. Unit tersebut menampilkan kedua perangkat dan proses
suhu serta menyediakan sinyal control output yang akurat untuk mempertahankan
proses pada titik kontrol yang dikehendaki.
Gambar 2.10 E5CN OMRON Themperature Controller
2.5.3. Water Level Control (WLC)
Fungsi Water Lever Control (WLC) adalah untuk mengetahui tinggi / level
air pada suatu wadah (tanki/bak penampungan). Pada gambar 2.11 diberikan
sebuah contoh penggunaan WLC untuk menyalakan dan mematikan pompa.
Sinyal untuk menghidupkan pompa akan aktif saat air yang ada didalam tangki
mencapai batas Low Level dan sinyal untuk mematikan pompa aktif saat air
mencapai batas High Level.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
20
Universitas Indonesia
Gambar 2.11 Waler Level Control (WLC)
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
21
Universitas Indonesia
BAB III
PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM
3.1. Cara Kerja Sistem
Simulator digunakan untuk mendiskripsikan cara kerja teknik penanggulangan
genangan air (banjir) di area bawah jalan layang. Kendali otomatis sistem tersebut
adalah dengan menggunakan Programmable Logic Controller (PLC).
Berikut adalah diagram alir (flow chart) kendali sistem:
HUJAN?
RESERVOIR PENUH?
TANDON PENUH?
POMPA PENGISIAN TANDON ON
POMPA PENGISIAN TANDON OFF
STATUS : MENUNGGU
07.00 08.00 ?
STATUS : MENUNGGU
15.00 16.00 ?
VALVE PENYIRAM TAMAN ON
TANDON KOSONG?
SUHU > 38'C
POMPA PENYIRAM JALAN ON
POMPA PENGISIAN TANDON ON
TANDON PENUH?
RESERVOIR KOSONG?
Y
T
Y
T
Y
T
Y
T
Y
Y
Y
Y
T
Y
Keterangan:Y = YaT = Tidak
Gambar 3.1 Flow Chart sistem
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
22
Universitas Indonesia
3.2. Perancangan Perangkat Lunak (Software)
3.2.1. Block Diagram Sistem
LS3
LS2b
LS2a
LS1b
LS1a
TS Rangkaian Software
Rangkaian Input Programmable
Controller
M1
M2
V1
Rangkaian Output
Gambar 3.2 Block Diagram sistem
3.2.2. Alokasi Input dan Output.
Berikut ini adalah daftar input dan output PLC yang ditunjukkan pada tabel 3.1
dan tabel 3.2
Tabel 3.1 Daftar alamat masukan PLC
Alamat Kode Input Keterangan
00.00 LS1a Sensor batas atas reservoir (reservoir penuh).
00.01 LS1b Sensor batas bawah reservoir (reservoir
kosong).
00.02 LS2a Sensor batas atas tandon (tandon penuh).
00.03 LS2b Sensor batas bawah tandon (tandon kosong).
00.04 LS3 Sensor penanda hujan turun.
00.05 TS Sensor suhu dikontrol oleh Temperature
Controller
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
23
Universitas Indonesia
Tabel 3.2 Daftar alamat keluaran PLC
Alamat Kode Output Keterangan
10.00 M1 Pompa pengisi tandon
10.01 M2 Pompa penyiram jalam
10.02 V1 Valve penyiram taman
3.2.3. Membuat Ladder Diagram dengan CX-Programmer.
Pembuatan ledder diagram didasarkan pada urutan kerja sistem seperti pada
flow chart. Selain itu untuk kemudahan dalam pembuatannya, penulis membaginya
dalam tiga bagian yang disesuaikan dengan kinerja output-nya, dalam hal ini adalah
valve penyiram taman (V1), pompa pengisi tendon (M1), dan pompa penyiram jalan
(M2).
Valve penyiram taman (V1) akan aktif tiap pagi (07.00 08.00) dan tiap sore
(15.00 16.00).
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
24
Universitas Indonesia
Gambar 3.3 Ledder Diagram peng-update fungsi kalender
Untuk itu digunakan fungsi kalender yang tersimpan di memori PLC (alamat
AR19) untuk mengontrolnya. Isi alamat AR19 (P_Hour_Date) di-update disesuaikan
dengan waktu yang ada pada komputer programmer pada waktu memrogram. Data
tersebut kemudian di-copy dengan perintah MOVD ke dalam memori DM0. Dengan
perintah CMP, data tersebut kemudian dibandingkan dengan suatu nilai tertentu, angka
8 (alamat 21.01) untuk jam 8 dan 15 (alamat 21.07) untuk jam 15. Saaat data pada DM0
sama dengan nilai yang ditentukan, maka valve V1 ON sebagaimana pada gambar 3.5
berikut ini.
Gambar 3.4 Ledder Diagram kendali valve penyiram taman (V1)
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
25
Universitas Indonesia
Valve penyiram taman tidak hanya dikontrol oleh pewaktu rutin saja, tetapi juga
oleh sensor hujan (LS3) dan sensor tendon kosong (LS2b).
Pompa pengisi tendon (M1) aktif dipengaruhi oleh sensor reservoir penuh (LS1a)
atau sensor tendon kosong (LS2b). Dua sensor ini dalam program didesain agar hanya
membentuk satu pulsa. Instruksi DIFU digunakan pada LS1a karena sensor ini normally
open (NO) sedangkan instruksi DIFD digunakan pada LS2a karena sensor ini normally
close (NC).
Gambar 3.5 Ledder Diagram Sensor level air
Karena hanya berbentuk pulsa, maka diperlukan self holding agar pompa bias
terus nyala sebelum dinon-aktifkan. Untuk menon-aktifkan digunakan sensor reservoir
kosong (LS1b) atau sensor tendon penuh (LS2a).
Gambar 3.6 Ledder Diagram kendali pompa pengisi tendon (M1)
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
26
Universitas Indonesia
Pompa penyiram jalan (M2) akan aktif jika suhu mencapai lebih dari 38 0C. Self
holding dipakai untuk mempertahankan status ON sampai dengan waktu yang
ditentukan oleh TIM13. Hal tersebut dilakukan untuk mengantisipasi suhu yang acap kali
berubah-ubah, agar pompa bias bekerja dengan konstan. Selain itu, pompa ini juga akan
dinon-aktifkan oleh sensor tendon kosong (LS2a) dan sensor hujan (LS3).
Gambar 3.7 Ledder Diagram kendali pompa penyiram jalan (M2)
3.3. Perancangan Alat Simulasi
3.3.1. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang dipakai dalam pembuatan simulasi dapat dilihat dalam
tabel di bawah ini:
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
27
Universitas Indonesia
Tabel 3.3 Daftar Alat dan Bahan
No. Alat dan Bahan Spesifikasi Jumlah
1 Gergaji besi - 1 buah
2 Mesin bor besi - 1 set
3 Obeng set - 1 set
4 Tang kombinasi - 1 buah
5 Tang potong - 1 buah
6 Tang pengupas kabel - 1 buah
7 Tang krimping skun - 1 buah
8 Cutter - 1 buah
9 Pemotong kaca - 1 buah
10 Gunting - 1 buah
11 Penggaris siku - 1 buah
12 Palu - 1 buah
13 Solder - 1 buah
14 Meteran 3 meter 1 buah
15 Multimeter SANWA YX360TRF 1 buah
16 Siku (alumunium) 20x20 mm 12 meter
17 Kaca 3 mm 1 lembar
18 Akrilik 1 mm 1 lembar
19 Lembaran alumunium - 1 lembar
20 Mur 3x15 50 buah
21 Baut - 50 buah
22 Pompa akuarium GANGA GA800 2 buah
23 Solenoid valve 0-10 kg/cm2 1 buah
24 Lampu 220VAC 3 buah
25 Temperature Controller OMRON E5CN-Q2TC 1 buah
26 Thermocouple - 1 buah
27 PLC OMRON CPM2A 1 buah
28 PLC Programming Cable USB-CIF02 1 buah
29 Fuse 2A 1 buah
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
28
Universitas Indonesia
30 Timah solder - 1 roll
31 Panel 25x25 1 buah
32 Terminal kabel - 1 set
33 Skun kabel 1,25-3YS 100 buah
34 Kabel NYAF 0,75mm 30 meter
35 Pipa 1/2" 1 meter
36 Selang 1/2" 3 meter
37 PG 13,5 2 buah
38 Limit switch - 1 buah
3.3.2. Proses Pembuatan Alat Simulasi
Pembuatan simulasi teknik penanggulangan genangan air (banjir) di area bawah
jalan layang (flyover) dirancang untuk pengoperasian alat secara otomatis. Proses
pembuatannya dilakukan dengan urutan sebagai berikut:
1. Membuat rangkaian mekanik simulasi. Rancangan simulasinya ditunjukkan pada
gambar berikut :
TAMPAK DEPAN TAMPAK BELAKANG
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
29
Universitas Indonesia
TAMPAK ISOMETRI
Gambar 3.8 Alat Simulasi
2. Membuat rangkaian elektrik simulasi sesuai dengan wiring diagram berikut :
Gambar 3.9 Wiring Diagram Sistem
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
30
Universitas Indonesia
3. Memasukkan program yang telah dibuat dengan CX-Programmer ke memori
PLC dengan cara:
a. Menjalankan program CX-Programmer
Gambar 3.10 CX-Programmer pada Start Menu
b. Klik icon CX-Programmer maka akan terbuka jendela seperti
berikut:
Gambar 3.11 Tampilan awal program CX-Programmer
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
31
Universitas Indonesia
c. Buka file program yang telah dibuat.
Gambar 3.12 Tampilan Ledder Diagram program
d. Pilih Transfer To PLC pada Menu PLC
Gambar 3.13 Tampilan Transfer To PLC
e. Klik OK setelah melakukan melakukan konfigurasi seperti berikut:
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
32
Universitas Indonesia
Gambar 3.14 Tampilan Download Options
f. Klik Yes pada pop-up berikut:
Gambar 3.15 Tampilan Peringatan perubahan program PLC
g. Program sukses di-download ke PLC
Gambar 3.16 Tampilan Download succesful
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
33
Universitas Indonesia
BAB IV
PENGUJIAN SISTEM
4.1. Pengujian Sensor
4.1.1. Sensor Level Air pada Reservoir
Pengujian dilakukan dengan memasukkan air secara manual sampai sensor
reservoir penuh (LS1a) aktif. Air pada reservoir kemudian dikosongkan dengan
pipa diameter 5mm sampai mencapai sensor reservoir kosong (LS1b). Waktu
yang dibutuhkan untuk pengosongan tersebut dicatat dan disajikan dalam tabel
berikut:
Tabel 4.1 Pengujian Respon Sensor Level Air pada Reservoir
No.
Lama Waktu Uji
(menit : detik ) Keterangan
1 04 : 59,67
Pengosongan dengan pipa 5mm (tanpa
menggunakan pompa atau valve) untuk
mendapat aliran yang konstan.
2 04 : 57,03
3 04 : 54,99
4 04 : 53,69
5 04 : 53,57
6 04 : 50,93
7 04 : 50,13
8 04 : 48,83
9 04 : 47,24
10 04 : 43,66
Rata-rata 04 : 51,97
Pada tabel 4.1 di atas terlihat suatu nilai waktu uji yang makin pendek.
Data lain yang bisa diambil adalah pada saat sensor penuh LS1a aktif, tegangan
pada pin 00.00 PLC adalah 9Vdc dan tegangan yang sama akan terukur juga pada
pin 00.01 PLC pada saat LS1b aktif.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
34
Universitas Indonesia
Dengan beracu pada data dan perlakuan uji, dapat diketahui bahwa
kecepatan sensor untuk mengaktifkan/memberi input pada PLC semakin cepat.
Dengan perlakuan uji yang sama akan didapatkan kecepatan perpindahan volume
air/debit air yang sama pula pada setiap percobaan. Ada dua kemungkinan
penyebab terjadinya penyempitan waktu antara aktifnya LS1a dan aktifnya LS1b,
yaitu (1) makin pendeknya jarak antara LS1a dengan LS1b, (2) kesensitifan yang
meningakat pada sensor LS1a dan LS1b, (3) berkurangnya volume air.
4.1.2. Sensor Level Air pada Tandon
Sensor tandon kosong (LS2b) meng-ON-kan pompa M1 saat tegangan
pada input (pin 00.03) sebesar 9Vdc dan kemudian pompa OFF saat sensor tandon
penuh (LS2a) aktif, tegangan terukur pada pin 00.02 adalah 9Vdc. Air pada
tendon tersebut dikosongkan dengan pipa diameter 5mm sampai mencapai LS2b.
Untuk mengetahui respon sensor level air, waktu mulai tendon keadaan penuh
(LS2a aktif) sampai keadaan kosong (LS2b aktif) disajikan dalam tabel berikut:
Tabel 4.2 Pengujian Respon Sensor Level Air pada Tandon
No.
Lama Waktu Uji
( detik ) Keterangan
1 33,99
Pengosongan dengan pipa 5mm (tanpa
menggunakan pompa atau valve) untuk
mendapat aliran yang konstan.
2 33,83
3 33,64
4 33,62
5 33,23
6 32,97
7 32,65
8 31,46
9 31,75
10 31,62
Rata-rata 32,88
Dengan beracu pada data dan perlakuan uji, dapat diketahui bahwa
kecepatan sensor untuk mengaktifkan/memberi input pada PLC semakin cepat.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
35
Universitas Indonesia
Dengan perlakuan uji yang sama akan didapatkan kecepatan perpindahan volume
air/debit air yang sama pula pada setiap percobaan. Ada beberapa kemungkinan
penyebab terjadinya penyempitan waktu antara aktifnya LS2a dan aktifnya LS2b,
yaitu (1) makin pendeknya jarak antara LS2a dengan LS2b, (2) kesensitifan yang
meningakat pada sensor LS2a dan LS2a, (3) berkurangnya volume air.
4.2. Pengujian Pompa
Untuk memudahkan dalam pengujian unjuk kerja ini, pengujian dibagi
atas 2 kondisi, yaitu kondisi pengosongan dan kondisi pengisian. Pada Kondisi
pengisian, komponen yang aktif adalah pompa pengisi tendon (M1), sedangkan
pada kondisi pengosongan komponen yang aktif adalah pompa penyiram taman
(M2) dan solenoid valve (V1).
4.2.1. Kondisi Pengisian
Tabel 4.3 Pengujian Pompa Kondisi Pengisian
No.
Lama Waktu
Pengisian Tandon
( detik ) Keterangan
1 2,93
Pengosongan dengan pipa 5mm (tanpa
menggunakan pompa atau valve) untuk mendapat
aliran yang konstan.
2 2,73
3 2,88
4 2,93
5 2,97
6 3,02
7 3,04
8 3,13
9 3,17
10 3,05
Rata-rata 2,99
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
36
Universitas Indonesia
Data menunjukkan bahwa waktu pengisian mengindikasikan
kecenderungan semakin lama. Hal ini menunjukkan bahwa pompa akan semakin
menurun efisiensinya seiring lama waktu pemakaian. Data yang ditunjukkan di
atas sebenarnya kurang memenuhi syarat pengujian pompa, alasannya adalah
masih adanya campur tangan sensor LS1a dan LS2a pada pengujiannya, yang
jelas-jelas dua sensor tersebut juga mengalami error pada pengujiannya.
4.2.2. Kondisi Pengosongan
Tabel 4.4 Pengujian Pompa dan Valve Kondisi Pengosongan
No.
Lama Waktu
Pengosongan Tandon
(s) Keterangan
1 5,93
Pengosongan oleh valve penyram taman
(V1) dan dengan menggunakan
pewaktu harian untuk mengontrol dan sensor reservoir
kosong (LS1b) untuk batas kerjanya.
2 5,70
3 5,90
4 5,90
5 5,80
6 5,90
7 5,90
8 5,80
9 6,10 10 5,90
Rata-rata 5,55 11 3,73
Pengosongan oleh pompa penyiram jalan (M2) dan
dengan menggunakan temperature
controller (TS) untuk mengontrol dan sensor reservoir
kosong (LS1b) untuk batas
12 3,67 13 3,93 14 3,64 15 3,74 16 3,79 17 3,78 18 3,73 19 3,68 20 3,63
Rata-rata 3,73
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
37
Universitas Indonesia
Data menunjukkan bahwa waktu pengosongan tidak mengindikasikan
kecenderungan semakin lama atau makin sebentar. Belum ada hal yang bias
disimpulkan di sini, nilai yang berubah-ubah adalah salah satu penyebabnya. Hal
tersebut terjadi karena masih adanya campur tangan sensor LS1b pada
pengujiannya, yang jelas-jelas sensor tersebut juga mengalami error pada
pengujiannya.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
38
Universitas Indonesia
BAB V
KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari Pembuatan skripsi Simulasi teknik
penanggulangan genangan air (banjir) di area bawah jalan layang (flyover) adalah
:
1. Waktu rata-rata yang pada saat pengisian adalah 2,99 detik sedangkan
waktu pengosongan adalah 5,5 detik oleh valve dan 3,73 detik oleh
pompa penyiram jalan.
2. Kelemahan dari simulator ini adalah tidak adanya check-valve pada
setiap pompa sehingga terjadi back-water dan kebocoran
penampungan. Dua hal tersebut menyebabkan variasi nilai pada
pengukuran sensor.
3. Kelebihan dari simulator ini adalah mempunyai tingkat stabilitas yang
baik. Selain itu, simulator juga mampu memberikan sinyal peringatan
jika terjadi penurunan performa.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
39
Universitas Indonesia
DAFTAR REFERENSI
[1] Datasheet PLC Omron CPM2A
[2] Eko Putra, Agfian. PLC Konsep, Pemrograman dan Aplikasi. Yogyakarta:
Penerbit Gava Media, 2007.
[3] Setiawan, Iwan. Programmable Logic Control (PLC) dan Teknik
Perancangan Sistem Kontrol. Yogyakarta: Penerbit Andi, 2006.
[4] Petruzella, Frank D. Elektronik Industri. Yogyakarta: Penerbit ANDI,
2001.
[5] Sujatmoko, MN. Dasar-dasar control Komponen dan Sysmac. Indonesia:
Penerbit PT. Omron Manufacturing, 2000.
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
40
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Ilma Ainur Riza, FT UI, 2010
CoverAbstractListChapter 1Chapter 2Chapter 3Chapter 4ConclusionReferencesAppendices
Recommended