Tugas Akhir

TM1486

Analisa Konstruksi Dan Kontrol Pada Perancangan Mesin Hot Press Berbasis PLC Dengan Sistem Pneumatik

Nur Nugroho Irianto S2105100031

PembimbingIr Sampurno MT

Jurusan Teknik MesinFakultas Teknologi IndustriInstitut Teknologi Sepuluh Nopember SurabayaMei 2010

LATAR BELAKANG

Industri

Proses Produksi

Mesin Hot Press

PERUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah yang digunakan untuk permasalahan ini adalah

Karena topi tiruan dengan bahan baku kain membutuhkan panas untuk membentuk tekstur sesuai dengan cetakannya dan memerlukan waktu penahanan pada proses penekanan Perencanaan ini meliputi konstruksi dan analisa control mesin sehingga mendapatkan desain mesin yang dengan mudah pengoperasiannya atau secara otomatis cara penggunaannya

Bagaimana merancang mesin hotpress berbasis PLC yang dapat menghasilkan produk berupa topi tiruan

TUJUAN

Merancang hot press dengan basis PLC yang sederhana

Menganalisa konstruksi mesin hot press yang dapat menghasilkan produk dengan kualitas yang baik

Menganalisa sistem kontrol mesin hot press berbasis PLCagar berjalan dengan baik

MANFAAT PERENCANAAN

Dapat memberikan kesempatan kepada industri kecil agar mengurangi ketergantungan dari produk luar negeriDapat menghasilkan produk yang mempunyai kualitas sama baiknya dengan produk luar negeriDapat menekan biaya produksi seminimal mungkin karena komponen ndash komponen pendukungnya lebih sedikit daripada control relayMemberikan alternative pada pasar selain produk yang di importSebagai studi perbandingan di kalangan industri manufakturKonstruksi mesin yang kuat dan tahan lama membuat mesin akan bisa bertahan lama sehingga fungsi dan kegunaannya bisa dirubah sewaktu ndash waktuSistem control yang mudah dilakukan dan perawatannya yang mudah

BATASAN MASALAH Aspek finansial tidak terlalu signifikanProses pengelasan tidak terlalu signifikanProses pemesinan tidak terlalu signifikanDesain cetakan topi sudah ideal atau permukaan cetakan sudah rataPerlakuan heater pada mesin hot press samaSimulasi software hanya mencari nilai tegangan kritis pada konstruksiPerhitungan manual hanya mengambil contoh satu benda kerjaMaterial untuk mesin hot press bersifat homogenKestabilan sistem kontrol menggunakan software dan jenis komponen kontrol tidak terlalu signifikanTemperatur didalam ruangan diasumsikan konstanTekanan udara untuk pengoperasian mesin hot pressdiasumsikan konstanTegangan listrik diasumsikan stabil

2

3

Tinjauan Pustaka

Bab 3

Perancangan yang mengangkat tentang pembuatan dan kegunaan mesin hot press

J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong dengan judul mengurangi dampak proses pada kualitas mesin hot press terhadap perangkat koneksi polimer serta mengembangkan perangkat yang tidak menghalang sambungan listrik antara chip dan konduktif foil

Budi Widya Septiawan dengan judul Penerapan kontrol relay yang digunakan pada mesin emboss dengan bentuk cetakan daun tiruan

Ahmad Hanif dengan judul penerapan PLC pada sistem kendali mesinkonveyor

Mohammad Alimashut dengan judul rancang bangun sistem kendali seleksi dimensi barang menggunakan PLC

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

LATAR BELAKANG

Industri

Proses Produksi

Mesin Hot Press

PERUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah yang digunakan untuk permasalahan ini adalah

Karena topi tiruan dengan bahan baku kain membutuhkan panas untuk membentuk tekstur sesuai dengan cetakannya dan memerlukan waktu penahanan pada proses penekanan Perencanaan ini meliputi konstruksi dan analisa control mesin sehingga mendapatkan desain mesin yang dengan mudah pengoperasiannya atau secara otomatis cara penggunaannya

Bagaimana merancang mesin hotpress berbasis PLC yang dapat menghasilkan produk berupa topi tiruan

TUJUAN

Merancang hot press dengan basis PLC yang sederhana

Menganalisa konstruksi mesin hot press yang dapat menghasilkan produk dengan kualitas yang baik

Menganalisa sistem kontrol mesin hot press berbasis PLCagar berjalan dengan baik

MANFAAT PERENCANAAN

Dapat memberikan kesempatan kepada industri kecil agar mengurangi ketergantungan dari produk luar negeriDapat menghasilkan produk yang mempunyai kualitas sama baiknya dengan produk luar negeriDapat menekan biaya produksi seminimal mungkin karena komponen ndash komponen pendukungnya lebih sedikit daripada control relayMemberikan alternative pada pasar selain produk yang di importSebagai studi perbandingan di kalangan industri manufakturKonstruksi mesin yang kuat dan tahan lama membuat mesin akan bisa bertahan lama sehingga fungsi dan kegunaannya bisa dirubah sewaktu ndash waktuSistem control yang mudah dilakukan dan perawatannya yang mudah

BATASAN MASALAH Aspek finansial tidak terlalu signifikanProses pengelasan tidak terlalu signifikanProses pemesinan tidak terlalu signifikanDesain cetakan topi sudah ideal atau permukaan cetakan sudah rataPerlakuan heater pada mesin hot press samaSimulasi software hanya mencari nilai tegangan kritis pada konstruksiPerhitungan manual hanya mengambil contoh satu benda kerjaMaterial untuk mesin hot press bersifat homogenKestabilan sistem kontrol menggunakan software dan jenis komponen kontrol tidak terlalu signifikanTemperatur didalam ruangan diasumsikan konstanTekanan udara untuk pengoperasian mesin hot pressdiasumsikan konstanTegangan listrik diasumsikan stabil

2

3

Tinjauan Pustaka

Bab 3

Perancangan yang mengangkat tentang pembuatan dan kegunaan mesin hot press

J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong dengan judul mengurangi dampak proses pada kualitas mesin hot press terhadap perangkat koneksi polimer serta mengembangkan perangkat yang tidak menghalang sambungan listrik antara chip dan konduktif foil

Budi Widya Septiawan dengan judul Penerapan kontrol relay yang digunakan pada mesin emboss dengan bentuk cetakan daun tiruan

Ahmad Hanif dengan judul penerapan PLC pada sistem kendali mesinkonveyor

Mohammad Alimashut dengan judul rancang bangun sistem kendali seleksi dimensi barang menggunakan PLC

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

PERUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah yang digunakan untuk permasalahan ini adalah

Karena topi tiruan dengan bahan baku kain membutuhkan panas untuk membentuk tekstur sesuai dengan cetakannya dan memerlukan waktu penahanan pada proses penekanan Perencanaan ini meliputi konstruksi dan analisa control mesin sehingga mendapatkan desain mesin yang dengan mudah pengoperasiannya atau secara otomatis cara penggunaannya

Bagaimana merancang mesin hotpress berbasis PLC yang dapat menghasilkan produk berupa topi tiruan

TUJUAN

Merancang hot press dengan basis PLC yang sederhana

Menganalisa konstruksi mesin hot press yang dapat menghasilkan produk dengan kualitas yang baik

Menganalisa sistem kontrol mesin hot press berbasis PLCagar berjalan dengan baik

MANFAAT PERENCANAAN

Dapat memberikan kesempatan kepada industri kecil agar mengurangi ketergantungan dari produk luar negeriDapat menghasilkan produk yang mempunyai kualitas sama baiknya dengan produk luar negeriDapat menekan biaya produksi seminimal mungkin karena komponen ndash komponen pendukungnya lebih sedikit daripada control relayMemberikan alternative pada pasar selain produk yang di importSebagai studi perbandingan di kalangan industri manufakturKonstruksi mesin yang kuat dan tahan lama membuat mesin akan bisa bertahan lama sehingga fungsi dan kegunaannya bisa dirubah sewaktu ndash waktuSistem control yang mudah dilakukan dan perawatannya yang mudah

BATASAN MASALAH Aspek finansial tidak terlalu signifikanProses pengelasan tidak terlalu signifikanProses pemesinan tidak terlalu signifikanDesain cetakan topi sudah ideal atau permukaan cetakan sudah rataPerlakuan heater pada mesin hot press samaSimulasi software hanya mencari nilai tegangan kritis pada konstruksiPerhitungan manual hanya mengambil contoh satu benda kerjaMaterial untuk mesin hot press bersifat homogenKestabilan sistem kontrol menggunakan software dan jenis komponen kontrol tidak terlalu signifikanTemperatur didalam ruangan diasumsikan konstanTekanan udara untuk pengoperasian mesin hot pressdiasumsikan konstanTegangan listrik diasumsikan stabil

2

3

Tinjauan Pustaka

Bab 3

Perancangan yang mengangkat tentang pembuatan dan kegunaan mesin hot press

J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong dengan judul mengurangi dampak proses pada kualitas mesin hot press terhadap perangkat koneksi polimer serta mengembangkan perangkat yang tidak menghalang sambungan listrik antara chip dan konduktif foil

Budi Widya Septiawan dengan judul Penerapan kontrol relay yang digunakan pada mesin emboss dengan bentuk cetakan daun tiruan

Ahmad Hanif dengan judul penerapan PLC pada sistem kendali mesinkonveyor

Mohammad Alimashut dengan judul rancang bangun sistem kendali seleksi dimensi barang menggunakan PLC

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

TUJUAN

Merancang hot press dengan basis PLC yang sederhana

Menganalisa konstruksi mesin hot press yang dapat menghasilkan produk dengan kualitas yang baik

Menganalisa sistem kontrol mesin hot press berbasis PLCagar berjalan dengan baik

MANFAAT PERENCANAAN

Dapat memberikan kesempatan kepada industri kecil agar mengurangi ketergantungan dari produk luar negeriDapat menghasilkan produk yang mempunyai kualitas sama baiknya dengan produk luar negeriDapat menekan biaya produksi seminimal mungkin karena komponen ndash komponen pendukungnya lebih sedikit daripada control relayMemberikan alternative pada pasar selain produk yang di importSebagai studi perbandingan di kalangan industri manufakturKonstruksi mesin yang kuat dan tahan lama membuat mesin akan bisa bertahan lama sehingga fungsi dan kegunaannya bisa dirubah sewaktu ndash waktuSistem control yang mudah dilakukan dan perawatannya yang mudah

BATASAN MASALAH Aspek finansial tidak terlalu signifikanProses pengelasan tidak terlalu signifikanProses pemesinan tidak terlalu signifikanDesain cetakan topi sudah ideal atau permukaan cetakan sudah rataPerlakuan heater pada mesin hot press samaSimulasi software hanya mencari nilai tegangan kritis pada konstruksiPerhitungan manual hanya mengambil contoh satu benda kerjaMaterial untuk mesin hot press bersifat homogenKestabilan sistem kontrol menggunakan software dan jenis komponen kontrol tidak terlalu signifikanTemperatur didalam ruangan diasumsikan konstanTekanan udara untuk pengoperasian mesin hot pressdiasumsikan konstanTegangan listrik diasumsikan stabil

2

3

Tinjauan Pustaka

Bab 3

Perancangan yang mengangkat tentang pembuatan dan kegunaan mesin hot press

J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong dengan judul mengurangi dampak proses pada kualitas mesin hot press terhadap perangkat koneksi polimer serta mengembangkan perangkat yang tidak menghalang sambungan listrik antara chip dan konduktif foil

Budi Widya Septiawan dengan judul Penerapan kontrol relay yang digunakan pada mesin emboss dengan bentuk cetakan daun tiruan

Ahmad Hanif dengan judul penerapan PLC pada sistem kendali mesinkonveyor

Mohammad Alimashut dengan judul rancang bangun sistem kendali seleksi dimensi barang menggunakan PLC

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

MANFAAT PERENCANAAN

Dapat memberikan kesempatan kepada industri kecil agar mengurangi ketergantungan dari produk luar negeriDapat menghasilkan produk yang mempunyai kualitas sama baiknya dengan produk luar negeriDapat menekan biaya produksi seminimal mungkin karena komponen ndash komponen pendukungnya lebih sedikit daripada control relayMemberikan alternative pada pasar selain produk yang di importSebagai studi perbandingan di kalangan industri manufakturKonstruksi mesin yang kuat dan tahan lama membuat mesin akan bisa bertahan lama sehingga fungsi dan kegunaannya bisa dirubah sewaktu ndash waktuSistem control yang mudah dilakukan dan perawatannya yang mudah

BATASAN MASALAH Aspek finansial tidak terlalu signifikanProses pengelasan tidak terlalu signifikanProses pemesinan tidak terlalu signifikanDesain cetakan topi sudah ideal atau permukaan cetakan sudah rataPerlakuan heater pada mesin hot press samaSimulasi software hanya mencari nilai tegangan kritis pada konstruksiPerhitungan manual hanya mengambil contoh satu benda kerjaMaterial untuk mesin hot press bersifat homogenKestabilan sistem kontrol menggunakan software dan jenis komponen kontrol tidak terlalu signifikanTemperatur didalam ruangan diasumsikan konstanTekanan udara untuk pengoperasian mesin hot pressdiasumsikan konstanTegangan listrik diasumsikan stabil

2

3

Tinjauan Pustaka

Bab 3

Perancangan yang mengangkat tentang pembuatan dan kegunaan mesin hot press

J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong dengan judul mengurangi dampak proses pada kualitas mesin hot press terhadap perangkat koneksi polimer serta mengembangkan perangkat yang tidak menghalang sambungan listrik antara chip dan konduktif foil

Budi Widya Septiawan dengan judul Penerapan kontrol relay yang digunakan pada mesin emboss dengan bentuk cetakan daun tiruan

Ahmad Hanif dengan judul penerapan PLC pada sistem kendali mesinkonveyor

Mohammad Alimashut dengan judul rancang bangun sistem kendali seleksi dimensi barang menggunakan PLC

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

BATASAN MASALAH Aspek finansial tidak terlalu signifikanProses pengelasan tidak terlalu signifikanProses pemesinan tidak terlalu signifikanDesain cetakan topi sudah ideal atau permukaan cetakan sudah rataPerlakuan heater pada mesin hot press samaSimulasi software hanya mencari nilai tegangan kritis pada konstruksiPerhitungan manual hanya mengambil contoh satu benda kerjaMaterial untuk mesin hot press bersifat homogenKestabilan sistem kontrol menggunakan software dan jenis komponen kontrol tidak terlalu signifikanTemperatur didalam ruangan diasumsikan konstanTekanan udara untuk pengoperasian mesin hot pressdiasumsikan konstanTegangan listrik diasumsikan stabil

2

3

Tinjauan Pustaka

Bab 3

Perancangan yang mengangkat tentang pembuatan dan kegunaan mesin hot press

J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong dengan judul mengurangi dampak proses pada kualitas mesin hot press terhadap perangkat koneksi polimer serta mengembangkan perangkat yang tidak menghalang sambungan listrik antara chip dan konduktif foil

Budi Widya Septiawan dengan judul Penerapan kontrol relay yang digunakan pada mesin emboss dengan bentuk cetakan daun tiruan

Ahmad Hanif dengan judul penerapan PLC pada sistem kendali mesinkonveyor

Mohammad Alimashut dengan judul rancang bangun sistem kendali seleksi dimensi barang menggunakan PLC

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

2

3

Tinjauan Pustaka

Bab 3

Perancangan yang mengangkat tentang pembuatan dan kegunaan mesin hot press

J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong dengan judul mengurangi dampak proses pada kualitas mesin hot press terhadap perangkat koneksi polimer serta mengembangkan perangkat yang tidak menghalang sambungan listrik antara chip dan konduktif foil

Budi Widya Septiawan dengan judul Penerapan kontrol relay yang digunakan pada mesin emboss dengan bentuk cetakan daun tiruan

Ahmad Hanif dengan judul penerapan PLC pada sistem kendali mesinkonveyor

Mohammad Alimashut dengan judul rancang bangun sistem kendali seleksi dimensi barang menggunakan PLC

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Tinjauan Pustaka

Bab 3

Perancangan yang mengangkat tentang pembuatan dan kegunaan mesin hot press

J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong dengan judul mengurangi dampak proses pada kualitas mesin hot press terhadap perangkat koneksi polimer serta mengembangkan perangkat yang tidak menghalang sambungan listrik antara chip dan konduktif foil

Budi Widya Septiawan dengan judul Penerapan kontrol relay yang digunakan pada mesin emboss dengan bentuk cetakan daun tiruan

Ahmad Hanif dengan judul penerapan PLC pada sistem kendali mesinkonveyor

Mohammad Alimashut dengan judul rancang bangun sistem kendali seleksi dimensi barang menggunakan PLC

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Perancangan yang mengangkat tentang pembuatan dan kegunaan mesin hot press

J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong dengan judul mengurangi dampak proses pada kualitas mesin hot press terhadap perangkat koneksi polimer serta mengembangkan perangkat yang tidak menghalang sambungan listrik antara chip dan konduktif foil

Budi Widya Septiawan dengan judul Penerapan kontrol relay yang digunakan pada mesin emboss dengan bentuk cetakan daun tiruan

Ahmad Hanif dengan judul penerapan PLC pada sistem kendali mesinkonveyor

Mohammad Alimashut dengan judul rancang bangun sistem kendali seleksi dimensi barang menggunakan PLC

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Mesin hot press merupakan mesin yang memproses pembentukan kain berupa alurndashalur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press Tekanan yang diberikan juga diberikan pemanasan pada cetakan sehingga dapat membentuk alurndashalur yang diinginkan

MESIN HOT PRESS

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

KOMPONEN KOMPONEN PENDUKUNGNYA

PLC

Limit Switch

RTD Actuator pneumatik

Timer

Pressure regulator

Kompresor udara

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

PLC

PLC disebut juga programmable controller yaitu sebuah sistem kontrol elektronik yang bisa diprogram untuk membaca satu atau banyak masukkan data yang kemudian mengeluarkan data ke alamat ndash alamat yang sesuai secara terus menerus

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Sensor

Resistance Temperatur

Detector ( RTD )Limit Switch

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Salah satu jenis sensor yang bersifat diskrit ialah limit switch Umumnya limit switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik Atau limit switch merupakan sensor mekanik dimana cara mengaktifkannya dengan kontak langsung dari benda kerja pada tuas yang dimiliki oleh limit switch Switch digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder rotor pergerakan tempat mesin dan lain ndash lain agar peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis Switch jenis ini disebut sebagai switch pembatas (limit switch)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

RTD adalah suatu alat deteksi yang didasarkan atas prinsip hubungan antara tahanan dan temperatur Logam yang dipakai adalah platina (yang mempunyai sifat linier sangat mahal umum dipakai) nikel (range temperatur lebih rendah lebih murah non linier) nickel alloys (range temperatur lebih rendah lebih murah) tembaga (range temperatur lebih rendah)

Karakteristik RTD KLIK

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Koefisien resistansi

Kepekaan

Signal conditioning

Konstruksi

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yang bervariasi terhadap temperatur

dan ditentukan secara eksperimental

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Kepekaan dari RTD dapat dilihat dari besarnya harga α0 yaitu perubahan fraksi linier pada tahanan dan temperature Untuk bahan platinum α0 = 0004 0C sedangkan bahan nikel α0 = 0005 0C jika perubahan tahanan akan menimbulkan 100 RTD jika temperaturnya berubah 10C

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

RTD sangat sederhana dimana rangkaiannya terdiri dari kawat yang panjang dan tahanannya dimonitori sebagai fungsi dari temperatur Kawatnya digulung dalam bentuk coil untuk memperkecil ukurannya menaikkan thermal konduktivitasnya sehingga dapat menurunkan responnya

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Dengan adanya perubahan fraksi (α0 ) yang relative kecil maka RTD dipakai pada rangkaian jembatan (bridge circuit) dengan kondisi yang sangat akurat dalam mendeteksinya Untuk aplikasi proses kontrolnya jembatan tersebut membutuhkan sifat membuat null sendiri (self null) output dari rangkaian nulling yang merupakan controller output adalah 4 ndash 20 mA atau 10 ndash 50 Ma

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

GAYA DAN TEGANGAN

Tegangan (σ) adalah gaya per satuan luas

Gaya ( F ) Bending

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Tegangan terjadi karena adanya gaya ndash gaya yang terjadi seperti gaya tarik gaya tekan dan gaya geser Berikut rumusan tegangan yang disebabkan dari gaya ndash gaya tersebut

Tegangan tarik

Tegangan tekan

Tegangan geser

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Bending merupakan proses mengubah bentuk lurus menjadi melengkung Pada proses bending bagian dalam lengkungan terjadi tegangan kompresi sedangkan bagian luar lengkungan terjadi tegangan tarikPersamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya pada proses bending adalah

Gambar

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

γ

L

C

A

M = FL

Freaksi

Freaksi

Faksi

M

BA

Tegangan juga dapat terjadi karena momen yang terjadi pada benda dibawah ini merupakan rumus tegangan akibat momen

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

MESIN HOT PRESS

Proses hot press merupakan proses pembentukan kain berupa alur ndash alur yang disiapkan pada matras pada mesin dengan adanya tegangan dan tekanan yang terjadi pada posisi yang ditentukan maka akan terjadi suatu bentuk topi tiruan yang mengalami proses hot press

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

ANALISA KESTABILANSuatu sistem yang stabil dapat didefinisikan sebagai sistem yang memiliki respon sistem yang terbatas Dengan maksud jika suatu sistem diberikan suatu input atau gangguan dengan besaran terbatas maka respon dari sistem tersebut dibatasi pada besaran tertentu maka sistem tersebut bisa dikatakan stabil

Routh ndash Hurwitz

Bode PlotNyquist

Root Locus

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

KRITERIA STABILITAS ROUTH ndashHURWITZ

Kriteria stability yang ditemukan oleh EJRouth dan AHurwithz merupakan kriteria yang penting dan handal diterapkan dalam analisa stabilitas suatu sistem linier Kriteria Routh-Hurwitz didasarkan pada pengurutan koefisien persamaan karakteristik suatu sistem transfer functionG(s) = p(s)q(s) dengan persamaan karakteristik (Ogata 2002)

Diikuti suatu syaratJika koefisien ai dari q(s) adalah nol atau negatif maka tidak semua akar ndashakar terletak pada s-plane disebelah kiriJika tidak maka haruslah menggunakan kriteria Routh ndash Hurwitz yang diawali menyusun Routh Array

Dimana klik

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Algoritma dalam menentukan bilangan yang dimasukkan dalam array dapat dilakukan dengan mengikuti algoritma yang digunakan dalam menentukan bilangan Kriteria ini menyatakan bahwa akar banyaknya akar positif persamaan karakteristik q(s) sama dengan terjadinya perubahan tanda pada kolom pertama array yang ada

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

BODE PLOTSuatu transfer functiondari suatu sistem G(s) dapat dituliskan dengan dua cara yaitu sebagai berikut

1 Dalam suatu frekwensi domain melalui hubungan

Dimana 2 Dalam suatu besaran dan sudut fase (jw) dengan bentuk

Dimana

Bode plot mempunyai fungsi untuk menyederhanakan gambaran grafissuatu frekwensi response dengan ω bervariasi dimana persamaan logaritmik gain yang didefinisikan sebagai berikut

Sedangkan

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan panas didefinisikan sebagai proses berpindahnya energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu dimana arah perpindahan terjadi dari benda yang mempunyai temperatur tinggi ke benda yang mempunyai temperatur lebih rendah Secara umum mkanisme perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga yaitu konduksi konveksi dan radiasi perbedaan skematis proses perpindahan panas tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

KONDUKSIKonduksi adalah proses perpindahan panas dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam suatu media (padat cair dan gas) atau beberapa media berlainan yang bersinggungan secara langsung dan tidak ada gerak relatif antara kedua media tersebut

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

SISTEM PNEUMATIK

Sistem pneumatik terdiri dari peralatan dan perlengkapan yang menghasilkan mengontrol dan menghantarkan udara bertekananKonstruksi dasar silinder pneumatik terdiri dari beberapa bagian antara lain Tabung pneumatikSaluran masukSaluran keluarBatang Piston SealBearingPiston

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

TABUNG PNEUMATIKTabung silinder merupakan dinding silinder dan piston meluncur pada permukaan dalam dinding Diameter silinder adalah dasar untuk tenaga output nominal silinder dan luas permukaan yang menerima tekanan Besarnya gaya dorong silinder dapat dihitung dengan rumus

Sedangkan besarnya gaya tarik silinder dapat dihitung dengan rumus

Dimana F = gaya tolak efektif (kgf)P = tekanan kerja (kgfmm2 atau bar)D = diameter piston (cm)d = diameter batang piston (cm)gaya gesek (diambil 05-07)

Banyaknya pemakaian udara permenit

Sedangkan perbandingan kompresinya dapat diketahui dari rumus dibawah iniDimana n = jumlah langkah permenit

h = panjang langkah (cm)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

SOLENIODSoleniod merupakan akuator elektrik yang banyak digunakan untuk mengatur buka tutup dari valve pengontrol arah pada pneumatik Cara kerja solenoid dengan membuat daerah magnetik yang dihasilkan dengan mengalirkan arus listrik pada koil sehingga inti solenoid akan tertarik Apabila arus pada koil dihilangkan inti solenoid akan kembali pada posisi semula karena adanya pegas yang menariknya

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Metodologi Percobaan

Diagram alir

analisa

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Metodologi perencanaan bertujuan untuk memberikan gambaran umum proses menganalisa yang dilakukan dimana terbagi dalam beberapa bagian langkah ndash langkah perencanaanyang dilakukan adalah sebagai berikut

Studi literatur yang meliputi konsep dasar kontrol PLC konsep dasar kontrol Mesin Hot Press karakter Mesin HotpressTahap pengumpulan dataDesain spesifikasi sistem kontrol Desain Mesin Hot press Perencanaan cara kerja mesin hot press topi tiruan dengan

PLC Analisa desain dan sistem konrol mesin hot press topi tiruan

dengan PLCMerancang Mesin Hot Press dengan basis PLC

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Tugas akhir ini merupakan studi perencanaan mesin hot press berbasis PLC dimana mesin hot press yang umumnya digunakan sebagai alat untuk mengepress bahan kain jenis tertentu dan bisa juga digunakan untuk mengepress benda ndash benda yang lain

Penggunaan PLC pada perencanaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap hambatan yang terjadi sampai mendapatkan temperatur yang diukur

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Pada pembuatan rancangan mesin Hot press berbasis PLC dengan sistem pneumatic mengguankan 4 (empat) tahap

1 Tahap pengumpulan data2 Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

Tahap pengumpulan data Tahap Perancangan Mesin Hot Press Topi Tiruan

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

TAHAP PENGUMPULAN DATAPada tahap pengumpulan data diperlukan data ndash data seperti berikut Spesifikasi produk topi tiruan importStudi literature tentang bahan topi tiruanStudi literature proses hot press

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN

Rancangan mesin hot press berguna untuk mendapatkan gambaran awal yang dapat digunakan dalam merangkai sistem kontrol mesin hot press berbasis PLC Dalam tahap ini akan dijelaskan tentang langkah ndash langkah kerja mesin hot press dan digambarkan diagram alir urutan proses kerja mesin hot press berbasis PLC Berikut adalah cara kerja atau langkah ndashlangkah proses kerja dari mesin hot press

Proses kerja dari mesin hot

press

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

SilinderPneumatik

Mesin Hotpress

Pressure Regulator

Unit Kontrol

Kompressor

Tombol Aktuator

Limit Switch

Saklar Onoff

Saklar Otomatis

Saklar Temperatur Kontrol

Timer Otomatis

Timer

Temperatur Kontrol

Lampu OnOff

LampuTemperatur Kontrol

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

MANUAL

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

OTOMATIS

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Menyalakan computer untuk setting PLC serta meng-upload program kerja ke dalam PLCSetelah melalui setting di PLC computer dapat di matikanMenghidupkan saklar listrik mesin ke kondisi ON sehingga lampu warna hijau akan menyala yang terletak di kotak kontrolMelakukan pengaturan di temperature controllerMenghidupkan saklar heater di kondisi ON sehingga heater akan memanaskan cetakan sampai temperatur mencapai set pointMenekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic sehingga otomatis PLC berjalan dan menggerakkan silinder pneumatic untuk memberikan tekanan pada cetakan terus secara berulang ndash ulang yang ditunjukkan oleh indikator lampu berwarna merah

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Pada saat silinder pneumatic turun akan mengaktifkan timer yang ada di PLC sehingga akan menghitung waktu penahanan sesuai dengan set point setelah waktu penahanan selesai maka silinder pneumatic naik yang akan mengaktifkan timer untuk waktu menunggu sebelum proses berikutnyaProses ini akan terus berlangsung jika tetap menekan kontak untuk menjalankan silinder pneumatic jika proses sudah selesai maka tahap berikutnya mematikan heater dan mematikan timer yang selanjutnya mematikan saklar listrik yang semua panel tersebut terletak di kotak kontrol

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

analisa

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Pada tahap ndash tahap ini dilakukan analisa pada desain mesin hot press dan cara kerja mesin hot pressAnalisa Konstruksi Mesin Hot PressAnalisa Sistem Kontrol Mesin Hot Press

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOTPRESS

Pada tahap berikut ini dilakukan pemilihan material untuk membuat rangka mesin hot pressDalam menganalisa desain di gunakan bantuan softwareANSYS 11 yang dimana proses pengoperasiannya di bagi menjadi dua tahap yaitu

1 Membuat model 3 dimensi untuk tiap komponen ndashkomponennya

2 Merakit komponen menjadi satu dari pembuatan PartDesign

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS

Sistem kontrol yang berada di mesin hot press yang hanya meliputi analisa terhadap kestabilan sistem kontrol menggunakan bantuan MATLABDengan software MATLAB dapat membantu menganalisa sistem kontrol dengan memberikan batasan ndash batasan yang diperlukan

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Perencanaan dan Analisa

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC

Bahan baku yang dipakai dalam mesin ini berupa kain polyster Spesifikasi bahan yang dipakai mempunyai melting temperature sebesar 158ndash163 0C Untuk membentuk profil topi tiruan diperlukan beberapa perlakuan yaituPemberian panas pada topi tiruanPemberian tekanan pada topi tiruan

gt

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Pemberian panas ini dimaksudkan agar profil yang akan dibentuk tidak akan kembali setelah proses hot press selesai dilakukan Agar seluruh produk mendapatkan panas yang sama maka pada saat melakukan proses hot press dilakukan penahanan pada cetakan selama beberapa saat dengan meting temperatur sekitar 158 ndash 163 0C

Pemberian tekanan dimaksudkan agar kain yang di press dapat melakukan pemberian panas yang tidak boleh melebihi dari batas temperatur untuk bahan polyester

Pemberian Panas dan Tekanan Pada Topi Tiruan

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

HEATER

Untuk menghasilkan panas maka dibutuhkan heater Heater dipasang dibagian bawah masing ndash masing cetakan sehingga panas dapat diterima oleh produk dari bagian atas dan bawah cetakan Pada perancangan ini heater yang dipakai mempunyai daya sebesar 350 watt dengan daya tersebut diharapkan dapat memanaskan cetakan dengan cepat sehingga diharapkan akan menghasilkan produk dengan kualitas yang baikKonduktivitas panas aluminium (k) 200 Wmk

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

gt

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Untuk mendapatkan temperatur pada bahan aluminium

350 W = - 200 WmC x 0010608 m (T2 ndash T1) 0004 m(T2 ndash T1) = - 0659 0CT2 = T1 ndash 0659 0C

Untuk mendapatkan temperatur pada material kuningan

350 W = - 129 WmC x 0007222 m (T3 ndash T2) 0021 m(T3 ndash T2) = - 7889 0CT3 = T1 ndash 7889 0C

Dengan rumus yang sama didapatkan temperatur pada cetakan atas di bahan kuningan sebesar T3 = T1 ndash 7889 dan temperatur pada cetakan atas dengan bahan aluminium sebesar T2 = T1 ndash 0659 Hal ini disebabkan karena ada panas yang terbuang ke lingkungan

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

SILINDER PNEUMATIK

Untuk memberikan penekanan maka dibutuhkan silinder pneumatik yang dapat bergerak naik turun untuk memberikan tekanan pada produk sehingga profil topi tiruan dapat berbentuk

gt

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN

Beban yang digerakkan relatif ringan sehingga tidak dibutuhkan perangkat yang dapat mengangkat beban berat seperti pneumatik hidrolikJika terjadi kebocoran fluida kerja silinder pneumatik tidak membuat lingkungan menjadi kotor karena fluida kerjanya berupa udara sedangka silinder hidrolik akan menyebabkan kotor di lingkungan karena kerja silinder berupa fluida cair (olie)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN

Filter udaraKatup kontrol tekananPelumas udaraKontrol katup pengarahKatup pengontrol aliran

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC

Beban tarik minimal (F2) 4 kg ~ 392 NTekanan operasi minimal 2 kgfcm2 ~ 200 Kpa ~ 2 barPanjang langkah (h) 12 cmJumlah langkah permenit 5 langkahKoefisien gesek (μ) 05(Buku petunjuk teknik Tenaga Fluida Pneumatik The Hydro Pneumatic Technical Centre)

gt

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

bullbull

F2 F1D

PP

F1

F2P

P

D

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Dengan menggunakan rumus dari bab 2 untuk tabung pneumatic maka dapat mencari

4 = 0785 x (D2 ndash d2) x 2 x 05D2 ndash d2 = 51 cmDari perhitungan dengan batas minimum maka silinder pneumatic yang digunakan adalah Dsilinder = 25cm dan dpiston = 12cm tetapi jika menggunakan Dsilinder = 25cm maka tekanan operasi 2 bar tidak akan bisa mengangkat beban seberat 4 Kg maka sebaiknya menggunakan Dsilinder = 32cm dan dpiston = 12cm yang telah ditentukan dari pasaran untuk jenis pneumatic-nya Berikut perhitungan jika menggunakan Dsilinder= 32 cm

F1 = 0785 x 322 x 2 x 05F1 = 8 kg

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

Minimal 2 bar untuk mengangkat beban seberat 4 kg Jika tekanan maksimal yang diberikan pada silinder pneumatic sebesar 10 bar maka F1 = 40 kg atau 394 N dan F2 = 345 kg atau 3385 N

Q =

Q = (12 3144 322) + 12 3144 (322 ndash 122)5 297Q = 26 litermenit

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESSGuna memenuhi kebutuhan sesuai dengan cara kerja mesin Hot Press yang telah direncanakan maka dibuat desain rangka mesin hot press yang dapat mendukung cara kerja mesin tersebut dengan caraPemilihan MaterialFaktor KeamananPemodelan Rangka Mesin Hot Press

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

tersediannya bahan material di pasaranMaterial yang dipilih harus kuat untuk menahan beban pada pengoperasiannya Material harus mudah dimachiningMaterial juga bukan penghantar panas yang baik dikarenakan dalam konstruksi terdapat sebuah heater yang bisa membuat seluruh konstruksi menjadi panas

Kriteria pemilihan material untuk rangka sebagai berikut

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

TABLE PERBANDINGAN MATERIAL

No Material Massa

jenis

(kgm3)

Tensile

strength

(Nmm2)

Konduktivitas

panas

(Wm0C)

1 Mild steel 7850 420 ndash 510 55

2 Plat

aluminium

2600 70 - 140 200

(Tabel lampiran dari CWCT cladding forum wwwcwctcouk)

FAKTOR KEAMANANPenentuan besar keamanan disesuaikan dari beberapa pertimbangan antara lain material proses pembuatan tipe pembebanan kondisi kerja dan bentuk komponen factor ndash factor yang dipertimbangkan dalam penentuan factor keamanan yaitu Ketahanan sifat material selama proses pembebananKehandalan pada saat menerima pembebananTingkat pembebananTingkat kurangnya umur komponen pada saat terjadi kegagalanKerugian material pada saat terjadi kegagalan

PEMODELAN RANGKA MESIN HOT PRESS

Untuk membantu membuat model ndash model rangka dibutuhkan bantuan software Catia V5R18 Setiap komponen dirancang permodelannya kemudian bisa dirakit menjadi satu Tahap membuat rangka dibagi menjadi dua yaitu Membuat model rangka dalam 3 dimensiMerakit semua model dalam satu komponen

gt

TAHAP MEMBUAT MODEL 3 DIMENSI

Urutan ndash urutan dalam pembuatan model 3 dimensi untuk tiap ndash tiap model rangka mesin hot press yaituMembuat sketsa gambar dalam bentuk 2 dimensi bisa dikerjakan manual ataupun dalam bentuk Autocad2008Membuat model gambar 3 dimensi dari sketsa gambar 2 dimensi

TAHAP MERAKIT MODEL MENJADI SUATU KOMPONEN UTUH

Berikut ini adalah langkah ndash langkah merakit semua model menjadi satu komponenMemasukkan model ndash model yang akan dirakit dan jumlah model minimum 2 unit untuk dapat proses perakitan komponenMemberikan kondisi batas pada model ndash model yang akan siap dirakit

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANANPerhitungan Keamanan Material Terhadap Beban Yang Terjadi Dibagian Top Pneumatic Holder

Data bahan rangkaBahan = Plat mild steelKekuatan luluh (Syp) = 36ksi ~ 252 Nmm2 ~ 257 kgfmm2

Modulus elastisitas (E) = 207 KNmm2 ~ 207104 kgfmm2

Data bautKekuatan luluh = 210 MPa ~ 21 kgfmm2 = 210 Nmm2

Modulus elastisitas = 208105 Nmm2 ~ 208104 kgfmm2

Diameter baut = 025 inci = 635 mmKekuatan tarik = 120000 psi = 82737 MPa = 82737 Nmm2

Kekuatan lelah = 7377 MPa = 7377 Nmm2

Bentuk dan dimensi rancangan mesin hot press ada pada lampiranAsumsi gaya yang terjadi

Gaya yang bekerja gaya dinamisGaya luar yang terjadi = 99 kgfGaya pengencangan awal = 2 kgf

CONTOH ANALISA PERHITUNGAN TERJADINYA TEGANGAN

AR

Fpneumatik

I

MR

II III

X3

X2

X1

WPneumatik

Wbalok

gt

DiketahuiWbalok = 029 Kg = 29 NWpneumatik = 133 Kg = 133 NFpneumatik = A 99Kgfcm2 = A 9702 Ncm2

= πr2 972 Ncm2

= 314 (0155 cm)2 9702 Ncm2

= 7319 NAR max= Fpneumatik - Wbalok - Wpneumatik

= 7319 N ndash 29 N ndash 133 N= 7157 N

sumM dititik A = 0MR + (Wpneumatik ndash Fpneumatik) AC + (Wbalok AB) = 0MR = (-Wpneumatik + Fpneumatik) AC - (Wbalok AB)MR = (- 133 N + 7319 N) 43 mm - (29 N 375 mm)MR = 3079105 Nmm

POTONGAN I

ΣM di titik potong = 0 (cw + )-Mx1 + MR - AR X1 = 0X1 = 0Mx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 0 = 3079105 Nmm

X1 = 375 mmMx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 375mm= 39523 Nmm

MR MX1

AR

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

PEMODELAN RANGKA MESIN HOT PRESS

Untuk membantu membuat model ndash model rangka dibutuhkan bantuan software Catia V5R18 Setiap komponen dirancang permodelannya kemudian bisa dirakit menjadi satu Tahap membuat rangka dibagi menjadi dua yaitu Membuat model rangka dalam 3 dimensiMerakit semua model dalam satu komponen

gt

TAHAP MEMBUAT MODEL 3 DIMENSI

Urutan ndash urutan dalam pembuatan model 3 dimensi untuk tiap ndash tiap model rangka mesin hot press yaituMembuat sketsa gambar dalam bentuk 2 dimensi bisa dikerjakan manual ataupun dalam bentuk Autocad2008Membuat model gambar 3 dimensi dari sketsa gambar 2 dimensi

TAHAP MERAKIT MODEL MENJADI SUATU KOMPONEN UTUH

Berikut ini adalah langkah ndash langkah merakit semua model menjadi satu komponenMemasukkan model ndash model yang akan dirakit dan jumlah model minimum 2 unit untuk dapat proses perakitan komponenMemberikan kondisi batas pada model ndash model yang akan siap dirakit

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANANPerhitungan Keamanan Material Terhadap Beban Yang Terjadi Dibagian Top Pneumatic Holder

Data bahan rangkaBahan = Plat mild steelKekuatan luluh (Syp) = 36ksi ~ 252 Nmm2 ~ 257 kgfmm2

Modulus elastisitas (E) = 207 KNmm2 ~ 207104 kgfmm2

Data bautKekuatan luluh = 210 MPa ~ 21 kgfmm2 = 210 Nmm2

Modulus elastisitas = 208105 Nmm2 ~ 208104 kgfmm2

Diameter baut = 025 inci = 635 mmKekuatan tarik = 120000 psi = 82737 MPa = 82737 Nmm2

Kekuatan lelah = 7377 MPa = 7377 Nmm2

Bentuk dan dimensi rancangan mesin hot press ada pada lampiranAsumsi gaya yang terjadi

Gaya yang bekerja gaya dinamisGaya luar yang terjadi = 99 kgfGaya pengencangan awal = 2 kgf

CONTOH ANALISA PERHITUNGAN TERJADINYA TEGANGAN

AR

Fpneumatik

I

MR

II III

X3

X2

X1

WPneumatik

Wbalok

gt

DiketahuiWbalok = 029 Kg = 29 NWpneumatik = 133 Kg = 133 NFpneumatik = A 99Kgfcm2 = A 9702 Ncm2

= πr2 972 Ncm2

= 314 (0155 cm)2 9702 Ncm2

= 7319 NAR max= Fpneumatik - Wbalok - Wpneumatik

= 7319 N ndash 29 N ndash 133 N= 7157 N

sumM dititik A = 0MR + (Wpneumatik ndash Fpneumatik) AC + (Wbalok AB) = 0MR = (-Wpneumatik + Fpneumatik) AC - (Wbalok AB)MR = (- 133 N + 7319 N) 43 mm - (29 N 375 mm)MR = 3079105 Nmm

POTONGAN I

ΣM di titik potong = 0 (cw + )-Mx1 + MR - AR X1 = 0X1 = 0Mx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 0 = 3079105 Nmm

X1 = 375 mmMx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 375mm= 39523 Nmm

MR MX1

AR

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

TAHAP MEMBUAT MODEL 3 DIMENSI

Urutan ndash urutan dalam pembuatan model 3 dimensi untuk tiap ndash tiap model rangka mesin hot press yaituMembuat sketsa gambar dalam bentuk 2 dimensi bisa dikerjakan manual ataupun dalam bentuk Autocad2008Membuat model gambar 3 dimensi dari sketsa gambar 2 dimensi

TAHAP MERAKIT MODEL MENJADI SUATU KOMPONEN UTUH

Berikut ini adalah langkah ndash langkah merakit semua model menjadi satu komponenMemasukkan model ndash model yang akan dirakit dan jumlah model minimum 2 unit untuk dapat proses perakitan komponenMemberikan kondisi batas pada model ndash model yang akan siap dirakit

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANANPerhitungan Keamanan Material Terhadap Beban Yang Terjadi Dibagian Top Pneumatic Holder

Data bahan rangkaBahan = Plat mild steelKekuatan luluh (Syp) = 36ksi ~ 252 Nmm2 ~ 257 kgfmm2

Modulus elastisitas (E) = 207 KNmm2 ~ 207104 kgfmm2

Data bautKekuatan luluh = 210 MPa ~ 21 kgfmm2 = 210 Nmm2

Modulus elastisitas = 208105 Nmm2 ~ 208104 kgfmm2

Diameter baut = 025 inci = 635 mmKekuatan tarik = 120000 psi = 82737 MPa = 82737 Nmm2

Kekuatan lelah = 7377 MPa = 7377 Nmm2

Bentuk dan dimensi rancangan mesin hot press ada pada lampiranAsumsi gaya yang terjadi

Gaya yang bekerja gaya dinamisGaya luar yang terjadi = 99 kgfGaya pengencangan awal = 2 kgf

CONTOH ANALISA PERHITUNGAN TERJADINYA TEGANGAN

AR

Fpneumatik

I

MR

II III

X3

X2

X1

WPneumatik

Wbalok

gt

DiketahuiWbalok = 029 Kg = 29 NWpneumatik = 133 Kg = 133 NFpneumatik = A 99Kgfcm2 = A 9702 Ncm2

= πr2 972 Ncm2

= 314 (0155 cm)2 9702 Ncm2

= 7319 NAR max= Fpneumatik - Wbalok - Wpneumatik

= 7319 N ndash 29 N ndash 133 N= 7157 N

sumM dititik A = 0MR + (Wpneumatik ndash Fpneumatik) AC + (Wbalok AB) = 0MR = (-Wpneumatik + Fpneumatik) AC - (Wbalok AB)MR = (- 133 N + 7319 N) 43 mm - (29 N 375 mm)MR = 3079105 Nmm

POTONGAN I

ΣM di titik potong = 0 (cw + )-Mx1 + MR - AR X1 = 0X1 = 0Mx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 0 = 3079105 Nmm

X1 = 375 mmMx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 375mm= 39523 Nmm

MR MX1

AR

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

TAHAP MERAKIT MODEL MENJADI SUATU KOMPONEN UTUH

Berikut ini adalah langkah ndash langkah merakit semua model menjadi satu komponenMemasukkan model ndash model yang akan dirakit dan jumlah model minimum 2 unit untuk dapat proses perakitan komponenMemberikan kondisi batas pada model ndash model yang akan siap dirakit

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANANPerhitungan Keamanan Material Terhadap Beban Yang Terjadi Dibagian Top Pneumatic Holder

Data bahan rangkaBahan = Plat mild steelKekuatan luluh (Syp) = 36ksi ~ 252 Nmm2 ~ 257 kgfmm2

Modulus elastisitas (E) = 207 KNmm2 ~ 207104 kgfmm2

Data bautKekuatan luluh = 210 MPa ~ 21 kgfmm2 = 210 Nmm2

Modulus elastisitas = 208105 Nmm2 ~ 208104 kgfmm2

Diameter baut = 025 inci = 635 mmKekuatan tarik = 120000 psi = 82737 MPa = 82737 Nmm2

Kekuatan lelah = 7377 MPa = 7377 Nmm2

Bentuk dan dimensi rancangan mesin hot press ada pada lampiranAsumsi gaya yang terjadi

Gaya yang bekerja gaya dinamisGaya luar yang terjadi = 99 kgfGaya pengencangan awal = 2 kgf

CONTOH ANALISA PERHITUNGAN TERJADINYA TEGANGAN

AR

Fpneumatik

I

MR

II III

X3

X2

X1

WPneumatik

Wbalok

gt

DiketahuiWbalok = 029 Kg = 29 NWpneumatik = 133 Kg = 133 NFpneumatik = A 99Kgfcm2 = A 9702 Ncm2

= πr2 972 Ncm2

= 314 (0155 cm)2 9702 Ncm2

= 7319 NAR max= Fpneumatik - Wbalok - Wpneumatik

= 7319 N ndash 29 N ndash 133 N= 7157 N

sumM dititik A = 0MR + (Wpneumatik ndash Fpneumatik) AC + (Wbalok AB) = 0MR = (-Wpneumatik + Fpneumatik) AC - (Wbalok AB)MR = (- 133 N + 7319 N) 43 mm - (29 N 375 mm)MR = 3079105 Nmm

POTONGAN I

ΣM di titik potong = 0 (cw + )-Mx1 + MR - AR X1 = 0X1 = 0Mx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 0 = 3079105 Nmm

X1 = 375 mmMx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 375mm= 39523 Nmm

MR MX1

AR

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANANPerhitungan Keamanan Material Terhadap Beban Yang Terjadi Dibagian Top Pneumatic Holder

Data bahan rangkaBahan = Plat mild steelKekuatan luluh (Syp) = 36ksi ~ 252 Nmm2 ~ 257 kgfmm2

Modulus elastisitas (E) = 207 KNmm2 ~ 207104 kgfmm2

Data bautKekuatan luluh = 210 MPa ~ 21 kgfmm2 = 210 Nmm2

Modulus elastisitas = 208105 Nmm2 ~ 208104 kgfmm2

Diameter baut = 025 inci = 635 mmKekuatan tarik = 120000 psi = 82737 MPa = 82737 Nmm2

Kekuatan lelah = 7377 MPa = 7377 Nmm2

Bentuk dan dimensi rancangan mesin hot press ada pada lampiranAsumsi gaya yang terjadi

Gaya yang bekerja gaya dinamisGaya luar yang terjadi = 99 kgfGaya pengencangan awal = 2 kgf

CONTOH ANALISA PERHITUNGAN TERJADINYA TEGANGAN

AR

Fpneumatik

I

MR

II III

X3

X2

X1

WPneumatik

Wbalok

gt

DiketahuiWbalok = 029 Kg = 29 NWpneumatik = 133 Kg = 133 NFpneumatik = A 99Kgfcm2 = A 9702 Ncm2

= πr2 972 Ncm2

= 314 (0155 cm)2 9702 Ncm2

= 7319 NAR max= Fpneumatik - Wbalok - Wpneumatik

= 7319 N ndash 29 N ndash 133 N= 7157 N

sumM dititik A = 0MR + (Wpneumatik ndash Fpneumatik) AC + (Wbalok AB) = 0MR = (-Wpneumatik + Fpneumatik) AC - (Wbalok AB)MR = (- 133 N + 7319 N) 43 mm - (29 N 375 mm)MR = 3079105 Nmm

POTONGAN I

ΣM di titik potong = 0 (cw + )-Mx1 + MR - AR X1 = 0X1 = 0Mx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 0 = 3079105 Nmm

X1 = 375 mmMx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 375mm= 39523 Nmm

MR MX1

AR

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Data bahan rangkaBahan = Plat mild steelKekuatan luluh (Syp) = 36ksi ~ 252 Nmm2 ~ 257 kgfmm2

Modulus elastisitas (E) = 207 KNmm2 ~ 207104 kgfmm2

Data bautKekuatan luluh = 210 MPa ~ 21 kgfmm2 = 210 Nmm2

Modulus elastisitas = 208105 Nmm2 ~ 208104 kgfmm2

Diameter baut = 025 inci = 635 mmKekuatan tarik = 120000 psi = 82737 MPa = 82737 Nmm2

Kekuatan lelah = 7377 MPa = 7377 Nmm2

Bentuk dan dimensi rancangan mesin hot press ada pada lampiranAsumsi gaya yang terjadi

Gaya yang bekerja gaya dinamisGaya luar yang terjadi = 99 kgfGaya pengencangan awal = 2 kgf

CONTOH ANALISA PERHITUNGAN TERJADINYA TEGANGAN

AR

Fpneumatik

I

MR

II III

X3

X2

X1

WPneumatik

Wbalok

gt

DiketahuiWbalok = 029 Kg = 29 NWpneumatik = 133 Kg = 133 NFpneumatik = A 99Kgfcm2 = A 9702 Ncm2

= πr2 972 Ncm2

= 314 (0155 cm)2 9702 Ncm2

= 7319 NAR max= Fpneumatik - Wbalok - Wpneumatik

= 7319 N ndash 29 N ndash 133 N= 7157 N

sumM dititik A = 0MR + (Wpneumatik ndash Fpneumatik) AC + (Wbalok AB) = 0MR = (-Wpneumatik + Fpneumatik) AC - (Wbalok AB)MR = (- 133 N + 7319 N) 43 mm - (29 N 375 mm)MR = 3079105 Nmm

POTONGAN I

ΣM di titik potong = 0 (cw + )-Mx1 + MR - AR X1 = 0X1 = 0Mx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 0 = 3079105 Nmm

X1 = 375 mmMx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 375mm= 39523 Nmm

MR MX1

AR

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

CONTOH ANALISA PERHITUNGAN TERJADINYA TEGANGAN

AR

Fpneumatik

I

MR

II III

X3

X2

X1

WPneumatik

Wbalok

gt

DiketahuiWbalok = 029 Kg = 29 NWpneumatik = 133 Kg = 133 NFpneumatik = A 99Kgfcm2 = A 9702 Ncm2

= πr2 972 Ncm2

= 314 (0155 cm)2 9702 Ncm2

= 7319 NAR max= Fpneumatik - Wbalok - Wpneumatik

= 7319 N ndash 29 N ndash 133 N= 7157 N

sumM dititik A = 0MR + (Wpneumatik ndash Fpneumatik) AC + (Wbalok AB) = 0MR = (-Wpneumatik + Fpneumatik) AC - (Wbalok AB)MR = (- 133 N + 7319 N) 43 mm - (29 N 375 mm)MR = 3079105 Nmm

POTONGAN I

ΣM di titik potong = 0 (cw + )-Mx1 + MR - AR X1 = 0X1 = 0Mx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 0 = 3079105 Nmm

X1 = 375 mmMx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 375mm= 39523 Nmm

MR MX1

AR

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

DiketahuiWbalok = 029 Kg = 29 NWpneumatik = 133 Kg = 133 NFpneumatik = A 99Kgfcm2 = A 9702 Ncm2

= πr2 972 Ncm2

= 314 (0155 cm)2 9702 Ncm2

= 7319 NAR max= Fpneumatik - Wbalok - Wpneumatik

= 7319 N ndash 29 N ndash 133 N= 7157 N

sumM dititik A = 0MR + (Wpneumatik ndash Fpneumatik) AC + (Wbalok AB) = 0MR = (-Wpneumatik + Fpneumatik) AC - (Wbalok AB)MR = (- 133 N + 7319 N) 43 mm - (29 N 375 mm)MR = 3079105 Nmm

POTONGAN I

ΣM di titik potong = 0 (cw + )-Mx1 + MR - AR X1 = 0X1 = 0Mx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 0 = 3079105 Nmm

X1 = 375 mmMx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 375mm= 39523 Nmm

MR MX1

AR

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

POTONGAN I

ΣM di titik potong = 0 (cw + )-Mx1 + MR - AR X1 = 0X1 = 0Mx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 0 = 3079105 Nmm

X1 = 375 mmMx1 = MR - AR X1

= 3079105 Nmm - 7157 N 375mm= 39523 Nmm

MR MX1

AR

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

POTONGAN II

ΣM di titik potong = 0 (cw +)-Mx2 + MR ndash AR X2 ndash (Wbalok) (AC ndash AB) = 0Mx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC ndash AB)X2 = 375 mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 375 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 393635 NmmX2 = 43mmMx2 = MR - AR X2 - (Wbalok) (AC - AB)

= 3079105 Nmm - 7157 N 43 mm - (29 N) (43 mm ndash 375mm)

= 0 Nmm

X1

Wbalok

BAMR MX2

AR

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

POTONGAN III

sumM di titik potong = 0 (cw +)Mx2 = 0 Nmm

Mx3

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER

3079105

396825

DCBA

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER

AR

X3

X2

X1

Wbalok

Wpneumatik

Fpneumatik

gt

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Gaya maksimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )Fpneumatik ndash ARmax ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 07319 N - ARmax - 29 N - 133 N = 0ARmax = 7319 N - 29 N - 133 N

= 7157 N

Gaya minimum yang bekerja pada bautΣFv = 0 ( uarr + )-ARmin ndash Wbalok ndash Wpneumatik = 0-ARmin - 29 N - 133 N = 0ARmin = 29 N + 133 N

= - 162 N

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Mencari gaya eksternal rata-rata

Daerah yang terkena tegangan tarik 00318 in2

=20516 mm2(table 16-1)

Faktor konsentrasi tegangan

NNNArArArave 75349

2)216(7715

2minmax =

minus+=

+=

NNNArArArr 95365

2)216(7715

2minmax =

minusminus=

minus=

22 0481751620

75349mm

Nmm

Nave ==σ

22 786751620

9536583mm

Nmm

Nxk r ==σ

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

HASIL GRAFIK SODENBERG

Dari hasil yang didapatkan baut dengan ukuran Dbaut = 025 inchi sangat aman terhadap tegangan yang terjadi dikarenakan hasil perhitungan dan nilai koordinat perhitungan analisa fatique baut terletak didalam batas keamanan di garis arsiran

Syp

Se

6778

17048

7377

210

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Dengan diketahuinya tegangan dan bahan maka dapat diketahui aman tidaknya suatu material yang ditentukan dari keadaan maksimal dengan keadaan material sampai getas sehingga nilai safety factor-nya adalah 6 maka hasil perrbandingan kemanan yang terjadi adalah

NSymaksimume leσ

Nmm

N

mmN 2

6

2

1025204792 le

6

1025204792

26

2mm

N

mmN

le

26

2 104204792mm

Nmm

Nle

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK

MATLAB

Pada mesin hot press pengontrolan temperatur disimulasikan dengan software Matlab7 dalam simulasi ini diasumsikan panas berpindah di satu arah dan sekitar cetakan yang diisolasi dan mengabaikan distrubance yang terjadi sistem kontrol merupakan sistem linier

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Hasil simulasi adalah berupa grafik response dan kestabilan sistemnya

Grafik hasil simulasi yang didapat diatas mengalami osilasi (underdamp) tetapi setelah beberapa saat kemudian sistem akan stabil setelah set point tercapai

gt

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Tp atau peak timePeak time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama dari overshoot

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Persen Overshoot (OS)Persen overshoot adalah nilai puncak (peak) maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu atau pengertian lainnya

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Settling time atau TsSettling time adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai dan tetap di dalam sebuah range nilai akhir yang ditetapkan oleh persentase absolut dari nilai akhir (biasanya 5 atau 2)

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Rise time adalah waktu yang diperlukan untuk naik dari 10 ndash 90 5 ndash 55 atau 0 ndash 100 dari nilai akhirnyaUntuk sistem underdamped 0 ndash 100Untuk sistem overdamped 10 ndash 90

Perlu diketahui bahwa rise time settling time dan peak timememberikan informasi mengenai kecepatan dan ldquokualitas respon transien Besaran ndash besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Analisa kestabilan dengan nyquistDiagram nyquist adalah diagram polar yang menyatakan kestabilan system dengan batasan tidak boleh mencakup nilai -1 dan sistem control tersebut bisa dinyatakan dalam kondisi yang stabil atau aman digunakan sistemnya

sistem control yang terletak di mesin hot press ini dikatakan stabil bahwa diagram nyquist-nya tidak mencakup nilai -1 gt

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Kriteria kestabilan Routhndashhurwitz merupakan kriteria kestabilan yang menyatakan kestabilan absolut suatu sistemkontrol Dengan hasil transfer function sistem sebagai berikut

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Dapat juga dilihat dari akar-akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

Analisa kestabilan dengan metode routh hurwitch

)()(

sVsV

i

o24131093200000040

2392 ++ ss=

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Kriteria kestabilan menurut root locus adalah merupakan metode untuk menganalisis kestabilan suatu sistem terkendali Jika sistem yang terjadi didalam mesin hot press ini termasuk sistem yang dikatakan sangat stabil dikarenakan kutub ndash kutubnya berada tepat didalam sumbu ndash sumbunya berikut hasil dari analisa root locus

Analisa kestabilan sistem dengan metode root locus

gt

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Dapat juga dilihat dari akar ndash akar karakteristiknya yang didapatkan dengan bantuan software MATLAB

S1 = - 2315486S2 = - 0000014

Dari kondisi akar ndash akar yang dihasilkan paling terkecil nilainya maka dapat disimpulkan bahwa akar ndash akar sistem berada pada sumbu ndash sumbu plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilai terkecilnya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti semua sistem kontrol yang ada didalam kondisi sistem mesin hot press termasuk stabil absolut

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

KESIMPULAN1 Tabel Perbandingan material

No Material

Massa

Jenis

( kgm3 )

Machining

ability

Score 1 - 10

Tensile

strength

( Nmm2 )

Biaya harga

Score 1 ndash 10

1 Mild steel 7850 5 420 - 510 3

2Plat

almunium2600 3 70 - 140 7

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

2Dengan beban maksimal sebesar 99kgfcm2 yang dibebankan pada bagian top holder silinder pneumatik dan bagian bawah pneumaticholder didapatkan tegangan maksimum sebesar 20479 Nm2 yang terletak pada bagian bawah dari pneumatic holder sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 170510-8 Nm2

terletak pada bagian standing support Tegangan yang terjadi tersebut masih dibawah tegangan ijin material konstruksi mesin hot press

3Sistem kontrol pada mesin hot press mempunyai transfer funtion

=

Transfer function diatas dihasilkan dengan asumsi semua disturbance yang ada diabaikan

)()(

sVsV

i

o241310093200000040

2392 ++ ss

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

4Sistem kontrol dalam keadaan stabil absolut setelah dianalisa dengan kestabilan ROUTH HURWITZ ditunjukkan dengan akar ndash akar sistem berada pada sisi kiri S-plane (ditunjukkan oleh besaran yang nilainya negatif dari akar-akar tersebut) yang berarti sistem dalam kondisi stabil absolut Akar-akar karakteristik dari tranfer function adalah - 23300 amp -00000

5PLC yang digunakan dengan proses digital menghasilkan respon yang sangat baik sehingga untuk mencapai kestabilannya lebih cepat jika dibandingkan dengan control relay

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

DAFTAR PUSTAKA

Deutchman Aaron D Machine Design Theory And Practice Macmillan Publishing Co Inc New York 1975Chao-Heng Chien Hui-Min Yu Fabrication Of Switches On Polymer-Based By Hot Embossing Mechanical Engineering Department Tatung University Taipei Taiwan 2006J Zhao P Glendenning G Chen Y K Juay and M S Yong Development of Polymer Hot Embossing Process for Moulded Interconnect Devices 2002Widya Septiawan Budi Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik 2004Hanif ahmad Penerapan PLC Sebagai Sistem Kendali Pada Mesin Konveyor Universitas Negeri Semarang Teknik Mesin 2006 Wayan Berata Diktat Elemen Mesin Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya 2002Curtis Johnson rdquoProcess Control Instrumentation Technologyrdquo 4th Edition Prentice Hall International Inc New Jersey 1993The Hydro-Pneumatic Technical CentrerdquoBuku Petunjuk Teknik Tenaga Fluida Pneumatikrdquo JepangOgata KatsuhikordquoTeknik Kontrol Automatikrdquo Edisi Kedua Erlangga Jakartawwwcwckcoukwwwfibersourcecomf-tutorpolyesterhtml

Terima Kasih

1 2 3 4 5

• LATAR BELAKANG
• PERUMUSAN MASALAH
• TUJUAN
• MANFAAT PERENCANAAN
• BATASAN MASALAH
• MESIN HOT PRESS
• KOMPONEN ndash KOMPONEN PENDUKUNGNYA
• PLC
• GAYA DAN TEGANGAN
• MESIN HOT PRESS
• ANALISA KESTABILAN
• KRITERIA STABILITAS ROUTH ndash HURWITZ
• BODE PLOT
• PRINSIP DASAR PERPINDAHAN PANAS
• KONDUKSI
• SISTEM PNEUMATIK
• TABUNG PNEUMATIK
• SOLENIOD
• TAHAP PENGUMPULAN DATA
• TAHAP PERANCANGAN MESIN HOT PRESS TOPI TIRUAN
• MANUAL
• OTOMATIS
• DIAGRAM ALIR ANALISA KONTRUKSI DAN KONTROL PADA MESIN HOT PRESS
• ANALISA KONSTRUKSI DAN SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS
• ANALISA KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS
• ANALISA SISTEM KONTROL MESIN HOT PRESS
• PERENCANAAN KONSTRUKSI MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC
• HEATER
• SILINDER PNEUMATIK
• PEMILIHAN SILINDER DIDASARI ATAS PERTIMBANGAN
• KOMPONEN SILINDER PNEUMATIK YANG AKAN DIPASANG ANTARA LAIN
• SYARAT ndash SYARAT YANG DIBUTUHKAN DALAM MENENTUKAN BESARNYA SILINDER PNEUMATIC
• PERENCANAAN DESAIN MESIN HOT PRESS
• TABLE PERBANDINGAN MATERIAL
• FAKTOR KEAMANAN
• PEMODELAN RANGKA MESIN HOT PRESS
• TAHAP MEMBUAT MODEL 3 DIMENSI
• TAHAP MERAKIT MODEL MENJADI SUATU KOMPONEN UTUH
• CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN
• CONTOH ANALISA PERHITUNGAN TERJADINYA TEGANGAN
• POTONGAN I
• POTONGAN II
• POTONGAN III
• DIAGRAM MOMEN BIDANG TOP PNEUMATIK HOLDER
• CONTOH PERHITUNGAN KEAMANAN PADA BAUT DI SAMBUNGAN TOP PNEUMATIK HOLDER
• HASIL GRAFIK SODENBERG
• HASIL ANALISA MENURUT SOFTWARE ANSYS
• ANALISA KONTROL PADA MESIN HOT PRESS BERBASIS PLC DENGAN SIMULINK MATLAB
• KESIMPULAN
• DAFTAR PUSTAKA