PERENCANAAN SISTEM

Smart Room Teknologi

Perencanaan Sistem SRT

Pada sistem SRT ini, perencanaan yang dibahas adalah perencanaan SRT hanya pada 1 ruang di gedung. Tetapi diasumsikan instalasi sistem SRT ini dirancang pada semua ruangan di gedung

 Gambar  Sistem SRT

Deskripsi Kerja Sistem SRT

Deskripsi kerja sistem SRT (Smart Room Technology) yang kami buat ini adalah apabila RFID Reader mendeteksi adanya ID card maka secara otomatis pintu akan membuka dan memberikan sinyal berupa data akses yang masuk ke komputer untuk mengindikasikan penyalaan berupa AC, komputer, Lampu ruang melalui PLC. PLC mengatur switching ke kontaktor sehingga semua beban pada ruang tidak semua menyala hanya yang diperlukan saja yang menyala. sesuai dengan mode yang digunakan (mode 1 atau mode 2). Output PLC berupa tegangan dan arus sebesar 220V, yang kemudian dihubungkan kekoil Kontaktor 220V. Terminal dari kontaktor dihubungkan ke masing masing beban berupa AC, Komputer, Lampu dll.

        Sistem Smart Room Technology bisa digunakan sistem semi otomatis,  yaitu apabila dalam keadaan normal switching lampu bisa dilakukan manual atau otomatis dan apabila  didalam ruang tidak ada gerakan maka sistem kelistrikan dalam ruang akan mati sendiri secara otomatis.

Flowchart Sistem SRT Mode 1

Flowchart Sistem SRT Mode 2

Pemilihan Komponen Sistem SRT

Pemilihan PLC

Pada sistem SRT ini, penggunaan PLC merupakan kontroler yang paling utama yang berfungsi untuk melakukan proses mulai dari proses sequential, pengolahan data, sampai dengan proses pengiriman data dan juga proses monitoring data.

Untuk mengetahui berapa jumlah modul I/O yang kita butuhkan dalam suatu pemilihan PLC, hal pertama yang kita lakukan yaitu mengetahui diskripsi kerja suatu sistem yang akan dirancang. Jadi, untuk sistem SRT ini setelah dilakukan perhitungan secara manual kebutuhan modul I/O didapat kebutuhan number of input channels berjumlah 4 input dan number of output channels berjumlah 5 output diantaranya :

Input :                I0.0        =  Mode 1

                        I0.1        =  Mode 2

                        I0.3        =  Push Button Out

                        I0.4        = Sensor Gerak ( Motion detector )

        Output :        Q0.0        =  AC

Q0.1        =  Lampu 1

Q0.2        =  Komputer

Q0.3        =  Electric Strike

Q0.5        =  Lampu 2

Berdasarkan perhitungan manual data diatas, banyaknya I/O yang dibutuhkan adalah 4 Input 5 Output,  maka tipe PLC yang digunakan dalam sistem SRT ini adalah PLC SIEMENS S7-1200 CPU 1212C, dengan spesifikasi sebagai berikut :

Type                : Siemens S7-1200 CPU 1212C (AC/DC/Relay)

Order Number        : 6ES7-212-1BD30-0XB0

I/O Points        : Digital        : 8 Inputs / 6 Outputs

                                  Analog        : 2 Inputs

        PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C AC/DC/RLY.

( Sumber : S7-1200 Programmable Controller System Manual Book, hal 11 )

Tabel 3.1 Spesifikasi PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C AC/DC/RLY.

( Sumber : S7-1200 Programmable Controller System Manual Book, hal 15 )

        Sedangkan Fungsi dan bagian PLC diatas adalah :

1. Profinet Communication Module

Gambar Profinet Communication Module

( Sumber : Hasil foto pemasangan PLC pada panel utama SRT )

Pada umumnya Profinet ini sama fungsinya sama dengan LAN yang ada pada PC Computer. Profinet ini digunakan untuk menghubungkan antara PLC dengan PC melalui LAN Cable untuk memasukkan/mengolah  program data  pada PLC.

2. Power Input 220 VAC dan Power Output 220VAC

Gambar Power Input 220 VAC dan Power Output 220 VAC

( Sumber : Hasil foto pemasangan PLC pada panel utama SRT )

3. Pada PLC Siemens S7-1200 CPU 1212 AC/DC/RLY ini input daya PLC langsung menggunakan tegangan 220 VAC sehingga tidak perlu menggunakan power supply unit seperti PLC yang lainnya. Di PLC ini juga tersedia 24 VDC yaitu digunakan untuk input PLC. dan output yang digunakan adalah bisa menggunakan 24VAC  / 220VAC.

4. 24 VDC Input

Gambar Input PLC

( Sumber : Hasil foto pemasangan PLC pada panel utama SRT )

Pada PLC  terdapat 8 input digital dan 2 Input Analog. Input Digital  menggunakan sumber 24 VDC sebagai tegangan kerjanya. antara lain : DI0.0, DI0.1, DI0.2, DI0.3, DI0.4, DI0.5, DI0.6, DI0.7.  dan Input Analog menggunakan sumber tegangan sesuai media atau perangkat yang digunakan yang nantinya mengeluarkan berupa sinyal Hexadecimal yang bisa dikonversi kebentuk Desimal.

5. Output PLC

Gambar Ouput PLC

( Sumber : Hasil foto pemasangan PLC pada panel utama SRT )

Relay Output PLC ini mempunyai 6 Output. Tegangan output ini bisa dipilih sesuai dengan yang diinginkan 220 VAC atau 24 VDC. Output terdiri dari : DQ0.0, DQ0.1, DQ0.2, DQ0.3, DQ0.4, DQ0.5

6. Wiring Diagram  PLC Siemens S7-1200 CPU 1212 AC/DC/RLY

Gambar Wiring Diagram PLC Siemens

( Sumber : S7-1200 Programmable Controller System Manual Book, hal 20 )

7. Local Area Network (LAN) Cable

Gambar Kabel LAN

LAN cable ini digunakan untuk menghubungkan PC dengan PLC. LAN cable yang dipilih adalah LAN cable dengan jenis hubungan cross.

Langkah – Langkah Operasi PLC S7-1200 CPU 1212 AC/DC/Relay

1. Buka Aplikasi TIA Portal maka akan tampak layar dibawah ini :

Gambar Antar Muka TIA Portal v11

2. Pada menu awal TIA Portal klik pada bagian Online & Diagnostics kemudian pilih jenis koneksi pada bagian PG/PC Interface. Setelah itu klik tombol flash led, apabila lampu tanda berkedip maka koneksi antar  PLC ke PC  sudah berhasil.

Gambar Accesible Devices PLC to PC

Membuat Project Baru di TIA Portal

1. Bukalah TIA Portal dan akan muncul tampilan seperti di bawah ini. Pilih pada bagian Create new project kemudian isikan nama project yang akan dibuat pada bagian Project name, pilih tempat untuk menyimpan project tersebut pada bagian path, pada bagian Author dan Comment bisa dikosongi. Setelah selesai klik tombol Create.

1. Setelah itu akan muncul tampilan seperti pada gambar di bawah ini. Kemudian pilihlah pada menu Configure a device.

2. Kemudian akan muncul tampilan seperti gambar di bawah ini. Pilih pada bagian Add new device.

3.         Kemudian klik dua kali pada PLC yang digunakan, yaitu CPU 1212C AC/DC/RLY pada menu SIMATIC S7-1200.

4. Setelah memilih jenis CPU maka selanjutnya double klik product number pada tampilan dan kemudian akan muncul tampilan utama pada windows anda seperti gambar di bawah ini.

Gambar Lembar Kerja Pada TIA Portal v11

5. Setelah itu maka PLC sudah siap untuk di program. Pada bab ini akan digunakan ladder diagram.

Gambar Project Tree Menu

6. Buka Main [OB1] pada program blocks seperti gambar diatas. Kemudian ladder diagram yang akan digunakan untuk pembuatan ladder SRT ( Smart Room Technology )

1. Langkah berikutnya adalah melakukan setting koneksi PLC ke PC agar ladder dapat di download ke PLC. Hal yang harus dilakukan adalah mengkomunikasikan TIA Portal V11 dengan PLC Siemens dimana dalam sistem pengkomunikasiannya menggunakan kabel LAN konfigurasi cross.
2. Setelah ladder selesai maka lakukan [Program Error Check (Compile)] dengan melakukan klik kanan pada nama device, sorot pada tulisan [compile] dan pilih [all] seperti gambar dibawah ini. Jika tidak terjadi kesalahan pada program maka dapat melanjutkan step selanjutnya.

Gambar Step to Compile

3. Setelah Compile selesai dan tidak ada error, lanjutkan dengan proses “Go Online” dengan mengklik tulisan  seperti dibawah ini.

Gambar Step to Go Online

4. Maka akan muncul tampilan seperti gambar dibawah ini.

Gambar Extended Download to Devices

5. Pada bagian ini kita harus memilih PN/IE pada bagian Type of the PG/PC interface dan jenis koneksi yang kita gunakan pada bagian PG/PC Interface. Bila background dari gambar PLC sudah menjadi kuning, itu menandakan bahwa PC sudah terhubung dengan PLC. Langkah selanjutnya adalah klik pada tulisan  seperti tampilan dibawah ini.

Gambar Tampilan Gambar Jika PLC Telah Terkoneksi Dengan PC

6. Untuk keperluan pengoperasian download ladder diagram ke PLC, klik  seperti tampilan pada gambar dibawah ini.

Gambar Step to Download Program Blocks

7. Lalu akan muncul tampilan seperti gambar dibawah.

Gambar Load Preview 

8. Klik  maka akan muncul tampilan seperti gambar dibawah.

Gambar Load Results

9. Pilih . Maka proses simulasi dapat dimulai.

Gambar Tampilan Setelah Download Program Blocks

10. Jika ingin melakukan monitoring kerja ladder diagram, klik  pada gambar diatas dan akan berubah tampilan warna ladder diagram menjadi seperti dibawah ini.

Gambar Tampilan Program Blocks Yang di Monitoring

11. Jika garis ladder diagram berwana hijau, maka dapat dilalui arus / ada arus yang mengalir. Jika garis ladder diagram berwarna biru putus-putus, maka tidak dapat dilalui arus / tidak ada arus yang mengalir.
12. Langkah berikutnya adalah menguji koneksi PLC ke PC melalui LAN. Untuk mengetahui koneksifitas IP Address antara PC dengan PLC dapat dilakukan dengan cara klik start > all programs > accessories > Command Prompt. Ketik alamat PLC, dalam hal ini adalah “ping 192.168.0.1” lalu  enter. Apabila koneksi berhasil, maka akan muncul tampilan seperti gambar berikut.

Pemilihan RFID

Pada sistem SRT ini, untuk RFID Card menggunakan seri RDM6300.

Gambar RFID Reader

( Sumber : RDM630 Manual Book Specification, hal 1 )

Pemilihan Electric Strike

        Pada sistem SRT ini, untuk Electric Strike menggunakan jenis Fail Secure. Dimana ketika pada posisi normal, Electric Strike menutup. Sebaliknya ketika diberi tegangan, Electric Strike membuka.

Electric Strike Fail Secure

( Sumber : AMS Locks & Doors )

Pemilihan Sensor

Sensor Suhu dan Sensor Cahaya

Sensor yang digunakan untuk instalasi SRT ini antara lain adalah sensor suhu dan sensor cahaya. Sensor suhu yang dipilih adalah sensor suhu LM35. Pemilihan sensor ini dikarenakan kondisi fisik dari sensor tersebut yang kecil dan cepat dalam menangkap suhu dingin maupun panas. Untuk sensor Cahaya menggunakan LDR.

Instalasi Sensor Suhu dan Sensor Cahaya

( Sumber : Hasil foto pemasangan sensor di ruangan)

PIR ( Passive Infra Red )

Untuk sensor Gerak / PIR ( Passive Infra Red ), menggunakan PIR dengan tipe ST09.

Instalasi Sensor Gerak/PIR

( Sumber : Hasil foto pemasangan PIR di ruang)

Pemilihan Komponen Pendukung

Sistem Penerangan

                                Tabel Nameplate Lampu

                   ( Sumber : Hasil Observasi langsung diruangan  )

               P = V. I. Cos Ø                                  

      = 1,56 A                                                  

• Penghantar

KHA        = 125% . In

        = 1,25 . 1,56

        = 1,95 A

Jadi menggunakan penghantar NYA 1 x 2,5  dengan KHA 16 A di Udara ( PUIL 2000 hal 301 )

• Pengaman

MCB         = 125% . In

        = 1,25 . 1,56

        = 1,95 A

Jadi menggunakan pengaman MCB 1 Phasa 2 A

• Kontaktor

 = 115% . In

=  1,15 . 1,56

=  1,79 A

Jadi menggunakan Kontaktor AC 220V/ 9 A

Maka untuk sistem penerangan dipilih kontaktor denagn type  LC1D09M7    

Sistem Pendinginan

Tabel Nameplate AC

                   ( Sumber : Hasil Observasi langsung diruangan  )

               P = V. I. Cos Ø                                  

      =  7,37 A                                                  

• Penghantar

KHA        = 125% . In

        = 1,25 . 7,37

        = 9,21 A

       Jadi menggunakan penghantar NYM  2 x 2,5  dengan KHA 26 A ( PUIL 2000 hal 304 )

• Pengaman

        MCB        = 125% . In

                = 1,25 . 7,37

                = 9,21 A

Jadi menggunakan pengaman MCB 1 Phasa  10 A

• Kontaktor

= 115% . 7,37

=  1,15 . 1,56

=  8,47 A

Jadi menggunakan Kontaktor AC 220V/ 9 A

Maka untuk sistem penerangan dipilih kontaktor denagn type  LC1D09M7  

Komputer

Tabel Nameplate Komputer

                   ( Sumber : Hasil Observasi langsung diruangan  )

Perhitungan Komputer Grup 1 dan Grup 2

P = V. I. Cos Ø                                  

                             =  9,4 A                                                  

• Penghantar Grup 1 dan 2

KHA        = 125% . In

        = 1,25 . 9,4

        = 11,75 A

Jadi menggunakan penghantar NYY  3 x 2,5  dengan KHA 25 A di Udara ( PUIL 2000 hal 304 )

Pengaman

        MCB        = 100% . 10,69

                = 1 . 10,69

                = 9,4 A

Jadi menggunakan pengaman MCB 1 Phasa 10 A

• Kontaktor

= 115% .

=  1,15 . 9,4

=  10,81  A

Jadi menggunakan Kontaktor AC 220V/ 12 A

Maka untuk sistem penerangan dipilih kontaktor denagn type  LC1D12M7  

Perhitungan Komputer Grup 3

P = V. I. Cos Ø                                  

                             =  11,76  A                                                  

Penghantar

KHA        = 125% . In

        = 1,25 . 11,76

        = 14,7 A

       Jadi menggunakan penghantar NYY 3 x 2,5  dengan KHA maksimal 25 A ( PUIL 2000 hal 304 )

Pengaman

        MCB        = 125% . 11,76

                = 1,25 .  11,76

                = 14,7 A

Jadi menggunakan pengaman MCB 1 Phasa 16 A

Kontaktor

= 115% .

=  1,15 . 11,76

=  13,52  A

Jadi menggunakan Kontaktor AC 220V/ 18 A

Maka untuk sistem penerangan dipilih kontaktor denagn type  LC1D18M7  

Dari seluruh perhitungan di atas didapatkan tabel seperti berikut :

Tabel Hasil Perhitungan Total

( Sumber : Hasil Perhitungan  )

Pemilihan Panel

Pada Instalasi sistem SRT ini, penggunaan panel sangatlah penting untuk melindungi komponen-komponen sistem SRT yang telah disusun menjadi satu kesatuan sistem otomatisasi. Panel yang digunakan untuk sistem SRT ini adalah panel dengan ukuran dimensi secara keseluruhan yaitu : Panjang 70 cm x Lebar 50 cm x Tebal 20 cm. Pada sistem SRT ini, panel yang digunakan cukup besar, dikarenakan komponen-komponen yang digunakan pada sistem SRT ini sangatlah banyak.

Komponen-komponen yang digunakan antara lain :

1. 1 buah PLC
2. 7 buah MCB 1 fasa
3. 1 buah MCB 3 fasa
4. 6 buah Kontaktor
5. 2 buah Relay
6. 22 buah Terminal
7. 1 buah Power Supply

Gambar Panel Utama Sistem SRT

                                 ( Sumber : Hasil foto panel utama sistem SRT )

Perencanaan Sistem SRT Untuk Cooling System 

Didalam sistem SRT untuk Cooling System ini menggunakan tambahan sebuah sensor suhu LM35 agar suhu dalam ruang tersebut dapat terbaca dan di kontrol oleh PLC.

Gambar Wiring Diagram Cooling System

Prinsip kerja adalah apabila RFID reader menerima Sinyal berupa adanya ID Card yang terbaca maka secara  otomatis Air Conditioner akan menyala apabila kondisi ruang dalam keadaan temperatur tinggi dan apabila dalam keadaan temeperatur rendah maka Air Conditioner secara otomatis akan mati. Fungsi LM35 ini adalah  untuk mengetahui kondisi suhu keadaan sekitar yang di rubah menjadi variabel tegangan. apabila kondisi keaadan ruang dalam kondisi tertentu maka LM35 akan membaca yang dikonversi ketegangan. apabila keadaan ruang dalam kondisi panas maka secara otomatis kontaktor akan switching aliran listrik sehingga kondisi Air Conditioner Hidup. dan apabila dalam kondisi ruang cukup dingin maka kontaktor akan melepas switching kontak sehingga Air Conditioner akan mati.

Dari Gambar ladder diagram dibawah dapat dijelaskan bahwa PLC dihubungkan dengan LM35. Fungsinya adalah untuk mengetahui suhu yang ada didalam ruangan. saat dalam kondisi ruang panas atau suhu memuncak maka Air Conditioner akan Hidup sampai suhu menuju suhu normal.

Gambar Ladder Diagram PLC Cooling System

Cooling System Untuk Setiap Ruangan di Lantai 1

Untuk Cooling System di lantai 1, masing-masing ruang kelas tidak semuanya menggunakan AC. Dibawah ini daftar jumlah AC untuk Cooling System masing-masing ruangan :

                    Tabel 3.5 Jumlah AC Pada Tiap Ruangan di Lantai 1

Cooling System Untuk Setiap Ruangan di Lantai 2

            Tabel 3.6 Jumlah AC Pada Tiap Ruangan di Lantai 2

 (         Ruang kelas yang sudah tersistem SRT )

Cooling System Untuk Setiap Ruangan di Lantai 3

                    Tabel 3.7 Jumlah AC Pada Tiap Ruangan di Lantai 3

Perencanaan Sistem SRT Untuk Lighting System 

Didalam perencaan sistem SRT untuk Instalasi penerangan ruang memerlukan beberapa peralatan agar lampu lampu yang digunakan dapat dinyalakan atau dimatikan secara semi otomatis atau secara otomatis. yaitu dengan menggunakan saklar manual atau dengan intensitas cahaya yang masuk dalam ruang.

Pada Lighting System SRT ini, untuk instalasi penerangan menggunakan beberapa peralatan yang digunakan untuk menghidupkan atau menghidupkan lampu secara otomatis atau semi otomatis. dibawah ini akan dijelaskan gambar sistem SRT untuk mengontrol instalasi penerangan.

Gambar Wiring Diagram Lighting System

Prinsip kerja dari sistem SRT untuk instalasi penerangan ini adalah lampu akan menyala apabila RFID reader menerima sinyal bahwa adanya RFID Card  yang telah di gesekkan readkan di RFID Reader. maka secara otomatis Lampu dalam ruang akan menyala dengan Sendirinya. didalam ruang terbagi menjadi beberapa grup sistem penerangan. Lampu akan menyala sesuai dengan kondisi intensitas cahaya yang ada didalam ruang. apabila kondisi ruang dalam keadaan kurang adanya cahaya yang masuk maka semua lampu akan menyala dan apabila dalam keadaan normal intensitas cahaya yang masuk cukup ada yang masuk maka grup 1 pada lampu akan menyala. dan grup yang satunya tidak dapat menyala meskipun saklar manual ditekan dan menyalanya tergantung tergantung dari intensitas cahaya yang masuk.

Ladder diagram ini digunakan untuk pemrograman PLC dengan beban lampu. cara kerja dari ladder diagram ini adalah saat DI0.0 atau DI0.1 ( RFID Reader ) akan meng-energize M0.0 atau M0.1 sehingga DQ0.1 dan DQ0.5 ( Lampu 1 dan Lampu 2 ) menyala. dan jika DI0.0 atau DI0.1 ( RFID Reader ) dalam keadaan NO maka DQ0.1 dan DQ0.5 selama didalam ruang tidak ada gerakan maka  selang waktu 62,5 menit maka lampu akan mati karena menunggu timer dari PIR 2,5 menit dan waktu timer PLC 60 menit. kondisi lampu bisa menyala semua apabila kondisi ruang dengan nilai interval > 11000 dan apabila < 10200 maka grup 1 lampu akan mati.

Gambar Ladder Diagram PLC Lighting System

Lighting System Untuk Setiap Ruangan di Lantai 1

Untuk Lighting System, masing-masing titik lampu/tiap satu armature terdiri dari 2 lampu TL 36W. Dibawah ini daftar jumlah lampu untuk Lighting System pada masing-masing ruangan :

           Tabel Jumlah Lampu Pada Tiap Ruangan di Lantai 1

Lighting System Untuk Setiap Ruangan di Lantai 2

      Tabel Jumlah Lampu Pada Tiap Ruangan di Lantai 2

Tabel 3.23 Jumlah Lampu Pada Tiap Ruangan di Lantai 2

(         Ruang kelas yang sudah tersistem SRT )

3.6.3. Lighting System Untuk Setiap Ruangan di Lantai 3

      Tabel 3.10 Jumlah Lampu Pada Tiap Ruangan di Lantai 3