Perancangan dan Pembuatan Manajemen Tampilan DataProduksi Mesin CCE N118 (CJ01) berbasis PLC Allen Bradley

Controllogix 1756 dan Visual Basic DI PT. XYZ

Mada Jimmy F.A, ST, Nurul Fajriyahmada.jimmy@polman.astra.ac.id, nurul.fajriyah91@yahoo.co.id

Prodi/Konsentrasi MekatronikaPoliteknik Manufaktur Astra

Jl. Gaya Motor Raya No. 8 Sunter II Jakarta 14330

ABSTRAKSemakin tingginya tuntutan kuantitas produksi

dan semakin pesatnya perkembangan teknologimengharuskan PT. XYZ untuk meningkatkankeefektivitasan kinerja setiap karyawan dan mesin-mesinnya. Pada mesin CCE N118 atau mesin CJ01yang memproduksi pembalut wanita, proses perolehandata masih diperoleh secara manual, karyawan yangmembutuhkan data produksi harus turun langsung kejalur produksi yang memiliki waktu tempuh 2 menitdari Kantor Mezzanine. Hal ini juga menyebabkanproses penanganan terhadap permasalahan mesinmenjadi lama karena lambatnya penyampaianinformasi dari jalur produksi.

Untuk menanggulangi masalah tersebut,diperlukan suatu display yang dipasang di dalamkantor untuk menampilkan informasi data produksidan keadaan mesin. PLC Allen-Bradley ControlLogix1756 yang terpasang di mesin CJ01 dimanfaatkansebagai sumber data yang akan diolah di perangkatlunak Visual Basic dan ditampilkan di monitor LCDkomputer karyawan. Dalam pembuatan manajementampilan data ini telah dilakukan observasi lapangan,studi kepustakaan, wawancara dengan operator, groupleader, asset leader, maintenance planner,maintenance specialist, dan electrical engineer,perancangan dan program PLC dan VB serta beberapapengujian program. Pembuatan manajemen tampilandata ini dapat menghilangkan waktu penyampaianinformasi dari jalur produksi ke kantor Mezzanineserta mempercepat penanganan masalah pada mesinCJ01.

Kata kunciTampilan data, mesin CJ01, PLC, Visual Basic

PENDAHULUANPT. XYZ merupakan perusahaan yang bergerak

dalam bidang pengubahan bubur kertas (pulp) menjaditissue dan pembalut. Mesin CCE N118 atau biasadisebut mesin CJ01 adalah mesin pengubah pulpmenjadi pembalut wanita yang proses manufakturnyadimulai dari area Hammer Mill, Forming Drum, FluffTransfer, Channel Emboss, Release Tape, Final Die,hingga area Packing.

Dalam pelaksanaannya, data produksi mesinCJ01 digunakan sebagai acuan efektifitas produksi

(Overall Equipment Efficiency, OEE) dan lamanyapergantian part-part mesin (Mean Time BetweenFailure, MTBF). Data produksi tersebut selama inidiperoleh dari perhitungan manual oleh Kepala Grupyang kemudian dilaporkan kepada administrasiDepartemen Produksi sebagai laporan harian per regu.Banyaknya data yang harus diambil membuatperhitungan data produksi kurang efektif dan hanyadilaporkan satu kali selama satu hari (tiga shift),padahal proses pengambilan data produksi bisadilakukan dengan menggunakan PLC Allen-BradleyControlLogix 1756 yang telah terpasang pada mesinCJ01 tersebut sehingga pelaporan data menjadi lebihcepat yaitu satu shift sekali.

Begitu pula ketika terjadi masalah denganmesin, ketika mesin mengalami minor stop ataubreakdown, informasi mengenai apa yang terjadi dijalur produksi tidak langsung sampai ke kantorMezzanine yang memiliki waktu tempuh sekitar 2menit dengan berjalan kaki dari jalur produksi CJ01.Waktu tempuh tersebut mempengaruhi lamanya waktuyang dibutuhkan untuk penyampaian informasi darijalur produksi, sehingga penanganan terhadappermasalahan mesin lama.

Untuk itu diperlukan suatu display yangdipasang di dalam kantor Mezzanine untukmenampilkan informasi mengenai keadaan jalurproduksi pada shift yang sedang berjalan dan juga shiftsebelumnya. Diharapkan alat ini mampu membuatpenanganan terhadap permasalahan di mesin menjadilebih cepat dan efektif serta kebutuhan DepartemenProduksi dan Maintenance akan data produksi mesinCJ01 bisa didapat dengan lebih cepat dan akurat.

TINJAUAN PUSTAKASistemMonitoring Display

Sistem monitoring display adalah sistem dalamdunia manufaktur yang digunakan untuk memberitahumanajemen, maintenance, dan pekerja lain tentangkualitas atau proses yang mengalami masalah.Biasanya dengan papan penampil (display) yangmenggabungkan sinyal lampu untuk menunjukkanworkstation yang memiliki masalah. Peringatantersebut dapat diaktifkan secara manual oleh seorangpekerja, atau dapat diaktifkan secara otomatis olehperalatan produksi itu sendiri.

Sistem ini biasanya menunjukan di manaperingatan itu dihasilkan dan juga dapat memberikan

gambaran masalah. Sistem yang modern dapatmencakup teks, grafik, atau elemen audio. Peringatanaudio bisa diisi dengan nada kode tertentu, misaldengan nada berbeda sesuai dengan peringatanmasing-masing, atau pra-rekaman pesan verbal.

BasisdataData adalah representasi fakta yang mewakili

suatu objek yang direkam dalam bentuk angka, huruf,simbol, dan sebagainya. Basisdata adalah kumpulandata yang saling berhubungan dan diorganisirsedemikian rupa sehingga dapat dimanfaatkan kembalidengan cepat dan mudah. Basisdata menonjolkanpengaturan/pemilahan/pengelompokkan data yangakan disimpan sesuai jenis atau fungsinya.

EthernetEthernet merupakan jenis cara pengabelan dan

pemrosesan sinyal untuk data jaringan komputer.Metoda akses yang digunakan ethernet dalam LANdisebut carrier sense multiple access with collisiondetection (CSMA/CD). Maksudnya, sebelumkomputer/perangkat mengirim data, komputer tersebut“menyimak/mendengar” dulu media yang akan dilaluisebagai pengecekan apakah komputer lain sedangmenggunakannya, jika tidak ada makakomputer/perangkat akan mengirimkan datanya.

Alamat IPAlamat IP (Internet Protocol Address atau

sering disingkat IP) adalah deretan angka biner antar32-bit sampai 128-bit yang dipakai sebagai alamatidentifikasi untuk tiap komputer host dalamjaringan internet. Panjang dari angka ini adalah 32-bit (untuk IPv4 atau IP versi 4), dan 128-bit(untuk IPv6 atau IP versi 6) yang menunjukkan alamatdari komputer tersebut pada jaringan internetberbasis TCP/IP. Pengiriman data dalamjaringan TCP/IP berdasarkan alamat IP komputerpengirim dan komputer penerima. Alamat IP memilikidua bagian, yaitu alamat jaringan (network address)dan alamat komputer lokal (host address) dalamsebuah jaringan.

Alamat IP terdiri atas 32 bit angka biner yangdapat dituliskan sebagai 4 angka bilangan desimalyang dipisahkan oleh tanda titik. Setiap 8 bit biner(disebut oktet) diwakili dengan 1 angka desimal.Misalnya 11000000. 10101000.00000000.00000001dituliskan dengan bilangan desimal 192.168.0.1

Programmable Logic Controller (PLC)PLC (Programmable Logic Controller) adalah

suatu alat yang digunakan untuk menggantikanrangkaian sederhana relay yang dijumpai pada sistemkontrol proses konvensional. PLC menerima masukandan menghasilkan keluaran sinyal-sinyal listrik untukmengendalikan suatu sistem.

Secara umum PLC dibagi menjadi tigabagian yaitu modul masukan, CPU dan modulkeluaran. Modul masukan merupakan alat

penghubung antara perangkat masukan (sensor, switch,push button, dan lain-lain) dengan CPU. Sedangkanmodul keluaran merupakan penghubung antara CPUdengan perangkat keluaran, yaitu suatu peralatanyang dijalankan /dikontrol oleh PLC. Alat yangtermasuk perangkat keluaran antara lain : motor,solenoid, lampu, relay ataupun suatu alat pengendali(controller) yang lain. Modul masukan dan keluaranini disebut juga bagian I/O (Input/Output). Pada PLCyang bersifat moduler, bagian ini dapat dilepas.Sedangkan pada PLC yang tidak moduler, bagian inimenjadi satu dengan PLC itu sendiri.

PLC Allen-Bradley ControlLogix 1756merupakan PLC moduler yang memiliki 2 macam I/O,yaitu analog dan digital. CPU merupakan jantung PLC,tempat pemrosesan data masukan dan pengolahanperintah ke keluaran sesuai dengan program yang ada.Untuk dapat berkomunikasi dengan PLC, kita harusmenghubungkan dengan alat pemrograman(Programming Device), seperti komputer dan HandHeld Programmer (HHP). Melalui alat ini kita dapatmembuat program, mengubah maupun memonitorjalannya PLC.

Visual BasicVisual Basic merupakan development tools

untuk membangun aplikasi dalam lingkunganWindows. Dalam pengembangan aplikasi, VisualBasic menggunakan pendekatan “Visual”, merujukkepada metode yang digunakan untuk membuat user-interface dan bersifat Graphical User Interface (GUI).Hal ini ditujukan agar kita, pembuat aplikasi, tidakperlu lagi membuat serangkaian program untukmemunculkan dan melokasikan objek ke dalamaplikasi tersebut.

Sedangkan kata “Basic” merujuk kepadabahasa BASIC (Beginners All- Purpose SymbolicInstruction Code), sebuah bahasa yang digunakan olehbanyak programmer dibandingkan dengan bahasalainnya dalam sejarah komputer. Visual Basic telahberubah dari bahasa asli BASIC dan sekarang telahmemiliki ratusan pernyataan (statements), fungsi(functions), dan kata kunci (keywords), dankebanyakan diantaranya terkait dengan user-interfacegrafis di Windows. Fitur Data Access membolehkankita untuk membuat basisdata, aplikasi front-end, dankomponen di sisi server untuk hampir semua formatbasisdata yang terkenal, termasuk Microsoft SQLServer dan basisdata level perusahaan lainnya.

RSLogix 5000RSLogix 5000 adalah perangkat lunak yang

digunakan untuk memprogram PLC Allen-BradleyControlLogix 1756. RSLogix dapat digunakan padakomputer dengan sistem operasi Microsoft WindowsXP, Windows Me, Windows 98, Windows NT atauWindows 2000

Pada jenis ControlLogix, untuk mengaturjalannya logika digunakan task, program, dan routine.

Task digunakan untuk mengatur kapan dan programmana yang harus dijalankan. Program digunakanuntuk mengelompokkan data dan logika. Routineadalah sekumpulan instruksi dengan bahasapemrograman yang sama.

Sedangkan untuk menyimpan data,ControlLogix menggunakan tag. Tag sama sepertivariabel pada bahasa pemrograman komputer. Tiaptag memiliki nama dan jenis data yang disimpannya.Ruang lingkup tag bisa bersifat lokal atau global.

RSLinxRSLinx menyediakan akses untuk PLC Allen-

Breadley dengan berbagai macam Rockwell Softwaredan aplikasi Allen-Bradley. Mulai dari perangkatpemrograman dan aplikasi konfigurasi sepertiRSLogix dan RSNet, hingga aplikasi HMI (HumanMachine Interface) seperti RSView32, dan aplikasiuntuk menambah data pribadi menggunakanMicrosoft Office, halaman web, atau Visual Basic.RSLinx adalah penyedia data akses OPC dan DDE.

RSLinx Professional memuat semua fungsiyang dibutuhkan untuk menyediakan jasa komunikasiuntuk semua produk Rockwell Software. Klien OPCdan DDE didukung oleh banyak perangkat. RSLinxProfessional memuat data monitor untuk PLC, SLC,dan kontroler berbasis ControlLogix dan penampilladder diagram untuk kontroller berbasis PLC danSLC. RSLink Professional digunakan untuk :1. Memonitor data PLC, SLC, atau ControlLogix

secara langsung di RSLinx2. Memonitor ladder logic untuk prosesor PLC atau

SLC secara langsung di RSLinx3. Penambahan data menggunakan OPC atau DDE

lokal ke beberapa perangkat. Termasuk beberapaklien seperti RSView32, Microsoft Office, VisualBasic, dan halaman web.

Konektivitas DDEDynamic Data Exchange (DDE) adalah

protokol komunikasi dalam aplikasi standar yangdibangun dalam sistem operasi Microsoft Windowsdan didukung oleh banyak aplikasi yang berjalan dibawah Windows. DDE mengambil data dari satuaplikasi dan memberikannya kepada aplikasi lain.DDE mengijinkan program Windows yangmendukung DDE untuk bertukar data antar aplikasi. DDE server adalah program yang memiliki akses

ke data dan menyediakan data tersebut ke programWindows yang lain.

DDE client adalah program yang dapat mengambildata dari server.

Dengan menentukan aplikasi, topik, dan item,aplikasi klien dapat bertukar data dengan aplikasiserver. DDE bekerja seperti percakapan antara duaorang. Orang merepresentasikan aplikasi berbeda yangberjalan di bawah Windows, dan data yang dibagiadalah isi percakapan. RSLinx tidak mengetahui tipedata yang diterimanya, namun hanya mengetahuibahwa koneksi DDE menyediakan datanya

MonitorMonitor adalah alat pemuncul data (display)

untuk memvisualisasikan program dan data yangdigunakan sehingga kita dapat berinteraksi dengankomputer. Monitor LCD (Liquid Crystal Display)merupakan jenis monitor yang menggunakan dualembar materi terpolarisasi dengan kristal cair yangberada di tengahnya. Saat arus listrik mengalir danmelalui cairan kristal, kristal itu bergabung sehinggacahaya tidak masuk. Oleh karena itu, kristal berfungsiseperti katup yang mengizinkan cahaya masuk ataudiblokir.

PENGUMPULAN DATAProses perolehan data produksi dilakukan

seperti diagram alir berikut:

Gambar 1 Diagram Alir Perolehan Informasi DataProduksi

Untuk berjalan dari kantor Mezzanine ke jalurproduksi CJ01 dibutuhkan waktu 2 menit. Estimasiwaktu yang dibutuhkan untuk pengambilan dataadalah 2 menit. Dan waktu yang dibutuhkan untukkembali ke kantor adalah 2 menit. Sehingga jumlahwaktu yang dibutuhkan untuk memperoleh informasimengenai data produksi adalah 6 menit.

Data produksi yang diperoleh petugasadministrasi diinformasikan setiap pagi di pertemuanDepartemen Produksi dan Maintenance. Informasitersebut berupa tabel yang berisi data permasalahanmesin dan penanganannya, beserta waktu minor stopdan breakdown. Tabel tersebut terdiri dari 3 bagian,shift 1, shift 2, dan shift 3. Sehingga dapat disimpulkanbahwa informasi mengenai kejadian hari kemarinselama shift 1 sampai shift 3 baru dapat diketahuiketika pertemuan di pagi hari. Selain itu, waktu minorstop dan breakdown biasanya hanya berupa estimasi,karena operator yang bertugas di jalur produksi tidakmenghitung secara pasti kapan mesin berhenti dankapan kembali berjalan.

Proses penanganan permasalahan mesindilakukan seperti diagram alir berikut :

Gambar 2 Diagram Alir Proses Penanganan MinorStop dan Breakdown

Gambar 3 Grafik Rata-rata Minor stop danBreakdown per Hari Mesin CJ01

KONSEPIlustrasi konsep rancangan yang dibuat adalah

sebagai berikut:

Total padsReject onmachineReject onthreefolderGood cut

NotresettablecounterSU per

Mes

PLC

Data

CPU

Monitor

Gambar 4 Gambaran Kerja SistemRancangan alat ini diharapkan dapat

memudahkan sistem pengawasan kondisi mesin danmempercepat proses perolehan data produksi. Makaberdasarkan spesifikasi yang dibutuhkan, dibuatlah

perancangan aplikasi manajemen tampilan dataproduksi mesin CJ01 dengan kriteria di bawah ini:1. Menggunakan PLC Allen Bradley dengan tipe

Controllogix 1756.2. Menggunakan sebuah komputer dengan perangkat

keras yang lengkap, yaitu CPU, Monitor, Mouse,dan Keyboard.

3. Menggunakan RSLinx ver 2.43.01.23 (CPR 6)sebagai perangkat lunak untuk menjalankan fungsiantarmuka PLC dengan komputer.

4. Menggunakan RSLogix 5000 ver. 16 sebagaiperangkat lunak dalam pemrograman PLC.

5. Menggunakan komputer yang memiliki jaringaninternet untuk menghubungkan komputer denganPLC melalui ethernet.

6. Menggunakan Visual Basic sebagai perangkatlunak untuk pemrograman aplikasi manajementampilan data produksi.

7. Menggunakan Microsoft Access sebagai perangkatlunak yang berfungsi sebagai basisdata.

8. Menggunakan komputer dengan sistem operasiWindows XP atau Windows 7 Pro 32.

PEMBUATANPemetaan jaringan ethernet di PT. XYZ ditunjukkanoleh gambar 4.7 di bawah ini.

Gambar 5 Pemetaan Jaringan Ethernet

Alamat IP PLC Allen-Bradley ControlLogix1756 yang digunakan mesin CJ01 adalah 172.23.244.*,sedangkan alamat IP server adalah 172.23.244.***dan alamat IP komputer yang digunakan penulis untukpembuatan alat ini adalah 172.23.244.**. Routerdigunakan sebagai pengatur lalu lintas data, sedangkanWireless Access Point (WAP) digunakan untukmenghubungkan jaringan lokal dengan jaringanwireless. WAP dapat digunakan untuk komputer yangmenggunakan kabel UTP, karena WAP jugaterhubung dengan jaringan kabel.

Sebelum program untuk pembuatan tampilandata produksi ini ada beberapa langkah yang harusdilakukan, yaitu:

1. Konfigurasi RSLinxKonfigurasi ini bertujuan untuk

menghubungkan komputer dengan PLCmenggunakan alamat IP.

2. Konfigurasi RSLogix 5000Konfigurasi ini bertujuan untuk

memungkinkan penambahan atau pengubahanladder diagram PLC.

Setelah konfigurasi perangkat lunak yangdibutuhkan telah selesai, maka selanjutnya adalahpembuatan program. Program yang dibuat ada 2macam, yaitu program PLC dan program VB.1. Pembuatan Program PLC

Program yang dibuat antara lain programpenghitung menggunakan instruksi ADD, programcounter menggunakan instruksi CTU, programtimer menggunakan instruksi RTO, programoperasi aritmatika menggunakan instruksi CPT,serta program pergantian shift menggunakaninstruksi TON dan MOV.

2. Pembuatan Program VBProgram Visual Basic yang dibuat terdiri

atas 2 form, yaitu form utama dan form grafik.Form utama berisi tampilan data produksi dankeadaan mesin dalam bentuk angka, serta dapatmemberikan tanda ketika terjadi suatu alarm,minor stop, atau breakdown. Sedangkan formgrafik menampilkan grafik data yang diperlukandengan rentang waktu yang dapat dipilih sesuaikebutuhan pengguna.

Gambar 6 Tampilan Form Utama

Gambar 7 Tampilan Form Grafik

Program VB yang dibuat meliputi programuntuk mengambil data DDE dari RSLinx, programuntuk menampilkan alarm saat minor stop dan

breakdown, program untuk menyimpan di basisdata,dan program untuk menampilkan grafik.

Setelah itu dibuat paket installer untukmemudahkan penggunaan aplikasi ini di setiapkomputer di PT. XYZ.

PENGUJIAN1. Pengujian aliran proses program VB

Tabel 1 Pengujian Aliran Proses Program VBNo Poin yang dicek Ket1 Saat aplikasi dibuka, form utama

menampilkan data produksiOK

2 Ketika ditekan tombol Chart,aplikasi masuk ke form grafik

OK

3 Ketika ditekan tombol End,maka keluar dari aplikasi

OK

4 Ketika mesin stop, alarmmenampilkan area mesin yangbermasalah dengan tulisanberjalan

OK

5 Ketika mesin minor stop tulisanalarm berjalan dengan highlightswarna kuning yang berkedip

OK

6 Ketika mesin breakdown tulisanalarm berjalan dengan highlightswarna merah yang berkedip, danalarm suara berbunyi

OK

7 Ketika terjadi breakdown,tombol Stop Alarm aktif, jikaditekan maka suara alarmberhenti

OK

8 Grafik yang ditampilkan padaform grafik sesuai denganrentang waktu yang dipilih olehpengguna

OK

2. Pengujian tampilan ketika terjadi minor stop danbreakdown

Gambar 8 Tampilan Ketika TerjadiMinor Stop

Gambar 9 Tampilan Ketika Terjadi Breakdown

3. Pengujian kompatibilitas dengan komputer lain.Pengujian ini didasari oleh tuntutan

spesifikasi aplikasi, yaitu dapat diakses oleh semuakomputer dalam jaringan internet PT. XYZ.Pengujian dilakukan di dua komputer yang telahterpasang perangkat lunak RSLinx Professional didalamnya.

Hasil pengujian ini adalah aplikasi bisadigunakan di semua komputer dalam jaringaninternet PT. XYZ dengan menjalankan paketinstaller yang telah dibuat dan dengan syaratkomputer yang digunakan telah terpasangperangkat lunak RSLinx Professional.

HASIL1. Penghilangan Waktu Pengambilan Data Produksi

Saat seseorang membutuhkan informasimengenai data produksi, maka dia bisa langsungmelihat monitor yang menampilkan data produksidan keadaan mesin. Tanpa turun langsung ke jalurproduksi, waktu yang dibutuhkan untukmengambil data pun berkurang, sehingga jam kerjakaryawan bisa digunakan dengan lebih efektif. Jikauntuk bertanya kepada bagian administrasimembutuhkan waktu 2 menit, maka waktu yangdikurangi dengan adanya alat ini mencapai 100%karena tidak adanya proses lain selain melihattampilan data produksi tersebut.

2. Penurunan Waktu Penanganan Masalah

Gambar 10 Grafik Rata-rata Minor Stop danBreakdown mesin CJ01 per Hari Sebelum dan

Setelah Adanya Aplikasi Tampilan Data

Adanya aplikasi ini mengurangi pekerjaanKepala Grup untuk memberi tahu tim maintenancetentang permasalahan mesin, sehingga bisamempercepat waktu penanganan permasalahan.Jika untuk berjalan ke kantor, menceritakanpermasalahan ke tim maintenance, dan kembali kejalur produksi Kepala Grup membutuhkan waktu 6menit, maka dengan adanya alat ini, prosestersebut tidak perlu dilakukan. Dengan demikianwaktu penanganan masalah dapat dipercepatsekitar 6 menit.Terlihat bahwa waktu minor stopturun hingga 45 % dan waktu breakdown menurunhingga 62 %.

DAFTAR PUSTAKABolton, William. 2004. Programmable Logic

Controller (PLC) Sebuah Pengantar Edisi Ketiga.Jakarta: Erlangga.

Eko Putra, Agfianto. 2007. PLC Konsep,Pemrograman dan Aplikasi. Yogyakarta: GavaMedia.

Fathansyah, Ir. 2002. Buku Teks Ilmu Komputer BasisData. Jakarta: Informatika.

Hidayat, Muhammad. 2001. Programmable LogicController Basic Level. Jakarta: PoliteknikManufaktur Astra.

Nurmianto, Eko. 2004. Ergonomi Konsep Dasar danAplikasinya. Jakarta: Guna Widya.