PLC

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

       Pada idustri, untuk meningkatkan kualitas dan produktivitas dari produk yang dihasilkan maka di perlukan pengaturan proses kerja mesin-mesin industri, meliputi pengontrolan mesin mesinindustri dan pengawasan (monitoring) atas kerja mesin mesin industry tersebut. Pada umumnya proses pengontrolan suatu system dibangun oleh sekelompok alat elektronik, yang dimaksudkan untuk meningkatkan stabilitas, akurasi, dan mencegah terjadinya transisi pada proses produksi.

Industry otomatis pada beberapa tahun yang lalu hanya menggunakan papan elektronik sebagai system control. Penggunaan papan elektronik ini membutuhkan banyak sekali interkoneksi di antara relai untuk membuat agar system dapat bekerja. Dengan kata lain, menghubungkan relai-relai tersebut dibutuhkan kabel yang sangat banyak. Jadi seorang ahli mesin harus membuat suatu rangkaian logika yang kemudian di implementasikan dalam bentuk relai. Relai yang di butuhkan dalam perancangan tersebut berjumplah ratusan dan skema yang dibuat dinamakan Ladder schematic.

         Ladder schematic menampilkan switch, sensor, motor, dan relai. Semua peranti elektronik tersebut dihubungkan menjadi satu. Salah satu masalah yang mengkin timbul adalah jika salah satu relai rusak maka secara otomatis proses produksi akan berhenti dan hanya dapat dijalankan lagi jika relai tersebut telah selesai diperbaiki. Hal ini akan menyebabkan terjadinya ketidak-efisienan waktu produksi. Terkait dengan masalah ini maka munculah suatu peranti elektronika yang dapat mengatur semua masalah tersebut, yaitu yang dinamakan dengan PLC. PLC dapat memonitor status dari suatu system berdasarkan sinyal input yang masuk dalam PLC. Saat ini dengan semakin berkembangnya teknologi, semakin banyak muncul PLC dengan merek yang berbeda beda seperti : National, Festo, Omron, Kyenes, LG, Mitsubishi, siemenn dan lain sebagainya. Karena adanya berbagai keungtunan pada PLC inilah maka semakin banyak industri yang saat ini menggunakan PLC sebagai pusat dari seluruh proses produksi mereka.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Sejarah PLC

       PLC (Programmable Logic Controller) pertama kali di perkenalkan pada tahun 1960. PLC di buat untuk mengurangi beban ongkos perawatan dan penggantian system kontrol mesin yang menggunakan relai. Bedford Associates mengusulkan MODICON (Modular Digital Controller) untuk perusahaan yang ada di Amerika. MODICON 084 merupakan PLC pertama yang digunakan pada produk yang bersifat komersil.

Semakin meningkatnya kebutuhan dalam proses produksi menyebabkan system harus sering di ubah-ubah. Apabila system yang di gunakan merupakan relai mekanik, tentu saja hal itu akan menjadi masalah besar. Selain masa penggunaanya terbatas, system juga membutuhkan perawatan yang cermat. Jika terjadi kerusakan maka akan sangat sulit untuk menemukannya. Oleh sebab itulah di butuhkan pengontrol yang memudahkan baik dalam perawatan maupun penggunaanya.

       Pada tahun 70-an, teknologi PLC yang dominan adalah mesin sequencer dan CPU yang berbasis bit-slince. Prosesor AMD 2901 dan 2903 cukup popular digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. kemampuan komunikasi pada PLC muncul pada awal tahun 1973. System yang pertama adalah Modbus dari MODICON.

       Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menyetandarisasi komunikasi dengan protocol milik General Motor (MAP). Pada tahun 1990-an dilakukan reduksi protokol baru dan medernisasi lapisan fisik dari protokol-protokol yang populer pada tahun 1980-an. Standar terakhir, yaitu IEC 1131-3, berusaha menggabungkan bahasa pemrograman PLC di bawah satu standar internasional.

2.2. Pengertian PLC

       PLC sesuai dengan namanya adalah sebagai berikut :

Programmable : menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan mudah diubah-ubah sesuai program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat.

Logic : menunjukkan kemampuannya dalam memproses input secara aritmetik (ALU), yaitu melakukjan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi dan negasi.

Controller : menunjukkan kemampuannya dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

       NEMA (The National electrical Manufacturers Association) mendefinisikan PLC sebagai piranti elektronika digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram sebagai penyimpan internal dari sekumpulan instruksi dengan mengimplementasikan fungsi-fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktuan, perhitungan, dan aritmetika, untuk mengendalikan berbagai jenis mesin ataupun proses melalui modul I/O digital dan atau analog.

2.3. Komponen pada PLC

2.3.1. Central Procesing Unit (CPU)

        CPU merupakan pengatur utama, merupakan otak PLC. Mikrokontoler ATMEL merupakan mikrokontroler ATMEL merupakan mikrokontroler 8 bit, tidak jauh berbeda dengan PLC yang dapat dikatakan sebagai mikrokontroler 16 atau 32 bit. CPU ini berfungsi untuk melakukan komunikasi dengan PC. Interkoneksi pada setiap bagian PLC, mengeksekusi program, serta mengatur input output system.

2.3.2. Memory

          Memori merupakan tempat menyimpan data sementara dan menimpan program yang harus dijalankan, di mana program tersebut merupakan hasil terjemahan dari ladder diagram yang di sebut oleh user. System memori pada PLC juga mengarah pada teknologi flas memori. Dengan menggunakan flash memory maka akan sangat mudah bagi pengguna untuk melakukan programming maupun reprogramming secara berulang ulang. Selain itu pada flash memory juga terdapat EPROM yang dapat dihapus berulang-ulang.

2.3.3. Catu Daya

         Catu Daya (Power Supply) digunakan untuk memberikan tegangan pada PLC. Tegangan masukan pada PLC biasanya sekitar 24 VDC atau 220VAC. Pada PLC yang besar, catu daya biasanya diletakkan terpisah.

          Catu daya tidak digunakan untuk memberikan daya sebara langsung ke input maupun output, yang berarti input dan output murni merupakan saklar. Jadi pengguna harus menyediakan sendiri catu daya untuk input dan output PLC. Dengan cara demikian maka PLC itu tidak akan rusak.

2.3.4. Rangkaian Tipikal Input

          Kemampuan suatu system otomatis bergantung pada kemampuan PLC dalam membaca sinyal dari berbagai piranti input, misalnya sensor. Untuk mendeteksi suatu proses atau kejadian di butuhkan sensor yang tepat untuk masing-masing kondisi. Dengan kata lain, sinyal input dapat berupa logika 0 atau1 (On/Off) ataupun analog. PLC yang berukuran kecil biasanya hanya mempunyai jalur input digital sedangkan yang berukuran agak besar mampu menerima anput analog. Sinyal analog yang sering di jumpai adalah sinyal aru 4-20 mA.

2.3.5. Rangkaian tipikal Output

         Suatu system otomatis tidak akan lengkap jika system tersebut tidak memiliki jalur output. Output system ini dapat analog maupun digital. Output analog di gunakan untuk menghasilkan sinyal analog sedangkan output digital digunakan untuk menghubungkan dan memutus jalur. Contoh peranti output yang sering di pakai dalam PLC adalah motor, relai, solenoid, lampu dan speaker.

2.3.6. Penambahan I/O pada PLC

Modul I/O merupakan modul masukan dan modul keluaran yang bertugas mengatur hubungan PLC dengan piranti eksternal atau periferal yang bisa berupa suatu komputer host, saklar-saklar, unit penggerak motor, dan berbagai macam sumber sinyal yang terdapat dalam plant.

.a. Modul masukan

    Modul masukan berfungsi untuk menerima sinyal dari unit pengindera periferal, dan memberikan pengaturan sinyal, terminasi, isolasi, maupun indikator keadaan sinyal masukan. Sinyal-sinyal dari piranti periferal akan di-scan dan keadaannya akan dikomunikasikan melalui modul antarmuka dalam PLC.

Beberapa jenis modul masukan di antaranya:

     - Tegangan masukan DC (110, 220, 14, 24, 48, 15-30V) atau arus C(4- 20mA).

     - Tegangan AC ((110, 240, 24, 48V) atau arus AC (4-20mA).

     - Masukan TTL (3-15V).

     - Masukan analog (12 bit).

     - Masukan word (16-bit/paralel).

     - Masukan termokopel.

     - Detektor suhu resistansi (RTD).

     - Relay arus tinggi.

     - Relay arus rendah.

     - Masukan latching (24VDC/110VAC).

     - Masukan terisolasi (24VDC/85-132VAC).

     - Masukan cerdas (mengandung mikroprosesor).

     - Masukan pemosisian (positioning).

     - Masukan PID (proporsional, turunan, dan integral).

     - Pulsa kecepatan tinggi.

     - Dll.

b.    Modul keluaran

      Modul keluaran mengaktivasi berbagai macam piranti seperti aktuator hidrolik, pneumatik, solenoid, starter motor, dan tampilan status titik-titik periferal yang terhubung dalam sistem. Fungsi modul keluaran lainnya mencakup conditioning, terminasi dan juga pengisolasian sinyal-sinyal yang ada. Proses aktivasi itu tentu saja dilakukan dengan pengiriman sinyal-sinyal diskret dan analog yang relevan, berdasarkan watak PLC sendiri yang merupakan piranti digital. Beberapa modul keluaran yang lazim saat ini di antaranya:

        - Tegangan DC (24, 48, 110V) atau arus DC (4-20mA

        - Tegangan AC (110, 240V) atau arus AC (4-20mA).

        - Keluaran analog (12-bit).

        - Keluaran word (16-bit/paralel)

        - Keluaran cerdas.

        - Keluaran ASCII.

        - Port komunikasi ganda.

          Dengan berbagai modul di atas PLC bekerja mengendalikan berbagai plant yang kita miliki. Mengingat sinyal-sinyal yang ditanganinya bervariasi dan merupakan informasi yang memerlukan pemrosesan saat itu juga, maka sistem yang kita miliki tentu memiliki perangkat pendukung yang mampu mengolah secara real time dan bersifat multi tasking,. Anda bayangkan bahwa pada suatu unit pembangkit tenaga listrik misalnya, PLC Anda harus bekerja 24 jam untuk mengukur suhu buang dan kecepatan turbin, dan kemudian mengatur bukaan katup yang menentukan aliran bahan bakar berdasarkan informasi suhu buang dan kecepatan di atas., agar didapatkan putaran generator yang diinginkan! Pada saat yang sama sistem pelumasan turbin dan sistem alarm harus bekerja baik baik di bawah pengendalian PLC! Suatu piranti sistem operasi dan komunikasi data yang andal tentu harus kita gunakan. Teknologi cabling, pemanfaatan serat optik, sistem operasi berbasis real time dan multi tasking semacam Unix, dan fasilitas ekspansi yang memadai untuk jaringan komputer merupakan hal yang lazim dalam instalasi PLC saat ini.

2.4.  Prinsip Kerja PLC

       Sistem input/output diskret pada dasarnya merupakan antarmuka yang mengkoneksikan central processing unit (CPU) dengan peralatan input/output luar. Lewat sensor-sensor yang terhubung dengan modul ini, PLC mengindra besaran-besaran fisik (posisi,gerakan, level, arus, tegangan) yang terasosiasi dengan sebuah proses atau mesin. Berdasarkan status dari input dan program yang tersimpan di memori PLC, CPU mengontrol perangkat luar yang terhubung dengan modul output seperti diperlihatkan kembali pada gambar dibawah ini:

Gambar 5.1 Blok diagram PLC

Secara fisik rangkaian input/output dengan unit CPU tersebut terpisah secara kelistrikan, hal ini untuk menjaga agar kerusakan pada peralatan input/output tidak menyebabkan hubung singkat pada unit CPU. Isolasi rangkaian modul dari CPU ini umumnya menggunakan rangkaian optocoupler.

PLC bekerja dengan cara men-scan program. Dalam hal ini kita anggap bahwa dalam satu scan di butuhkan 3 langkah penting. Walau kenyataanya lebih, namun kita hanya akan memperhatikan tahap-tahap yang penting saja seperti dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 5.2 Tahap-tahap scaning

Tahap-tahap scanning program pada gambar diatas dapat di jelaskan sebagai berikut :

Tahap 1 : Periksa Status Masukan (Input)

Pertama, PLC akan melihat status input apakah sedang dalam kondisi ON atau OFF. Sebagai contoh, apakah sensor yang terhubung dengan input pertama itu dalam kondisi ON? Hasilnya kemudian disimpan dalam memori.

Tahap 2 : Eksekusi Program

Setelah itu PLC akan mengeksekusi program yang di buat per instruksi. Misalnya program Anda mengatakan bahwa jika input pertama ON maka output pertama akan di-ON kan. Pada keadaan ini PLC sudah mengetahui dan akan menyimpan hasil eksekusi itu untuk di gunakan pada tahap berikutnya.

Tahap 3 : Update Status Keluaran (Output)

Update output ini tergantung input mana yang ON selama tahap 1 dan hasil eksekusi dari tahap 2. Jika input pertama ON maka tahap 2, yaitu eksekusi program, akan menghasilkan output pertama menjadi ON sehingga pada tahap ketiga akan meng-update menjadi ON.

2.5. Fugsi PLC

       Fungsi dan kegunaan dari PLC dapat dikatakan hampir tidak terbatas. Tapi dalam prakteknya dapat dibagi secara umum dan khusus.

Secara umum fungsi dari PLC adalah sebagai berikut :

2.5.1. Kontrol Sekensial

          PLC memroses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step / langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.

2.5.2. Monitoring Plant

          PLC secara terus menerus memonitor suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut ke operator.

2.6. Instruksi-instruksi Dasar dalam PLC

2.6.1. ST,ST/,OT

          ST,ST/ : Digunakan untuk memulai suatu operasi logika.

          OT : Output dari suatu operasi logika

2.6.2. AN,AN/ (AND,AND Not)

         AN : Menghubungkan suatu kontak NO secara seri.

         AN/ : Menghubungkan suatu kontak NC secara seri.

2.6.3. OR,OR/ (OR,OR Not)

         OR : Menghubungkan suatu kontak NO secara pararel.

         OR/ : Menghubungkan suatu kontak NO secara pararel.

2.6.4. ST,ST,AN,AN,OR,OR

          ST,AN,OR : Menghasilkan satu pulsa untuk setiap perubahan input dari OFF ke ON.

          ST, AN,OR : Menghasilkan satu pulsa untuk setiap perubahan input dari OFF ke ON.

2.6.5. OT,OT

          OT : Mengaktifkan output selama satu pulsa pada relay P untuk perubahan input dari Off ke On.

          OT : Mengaktifkan output selama satu pulsa pada relay P untuk perubahan input dari On ke Off

2.6.6. ALT (Alternative Out)

          ALT : Men-toggle setiap output apabila terjadi perubahan input dari OFF menjadi ON

2.6.7. ANS (AND Stack)

          ANS : Melakukan operasi AND antara blok blok rangkaian OR

2.6.7. ORS ( OR Stack

          ORS : Melakukan operasi OR antara blok blok rangkaian AND.

2.6.8. DF,DF/ (Differential)

          DF : Melewatkan satu pulsa input (Off-On) pada output sehingga output hanya akan ON selama satu   pulsa.

          DF/ : Melewatkan satu pulsa input (On-Off) pada output sehingga output hanya akan ON selama satu pulsa.

2.6.9. SET, RST (Set dan Reset)

          SET : Menahan output tetap on apabila input (NO) dalam kondisi On

          RST : Mereset Output agar menjadi Off.

2.6.10. KP (Keep)

           KP : Jika input bagian set dalam kondisi On maka Output akan selalu On hingga input bagian Reset menjadi On.

2.7. Contoh-contoh merek PLC

       - National

       - Festo

       - Omron

       - Kyenes

       - LG

       - Mitsubishi

       - Siemenn

       - Dll

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

       Perkembangan di dunia industri di Negara kita tidak tarlepas dari perkembangan di dunia Teknologi, khususnya teknologi di bidang Elektonika. Dunia industri tidak akan semaju seprti sekarang ini jika tidak di barengi dengan perkrmbangan teknologi. sebagai contohnya adalah penggunaan Robot dalam pabrik mobil yang berfunsi untuk mempermudah menyelesaikan pekerjaan. Dalam makalah ini, saya mecoba memberikan gambaran ringkas tentang Programmable Logic Controller (PLC) dan sudut pandang piranti penyusunnya. PLC adalah sistem pengendalian proses industri (sistem kontrol industri) yaitu suatu alat yang di gunakan untuk mengontrol proses industri. Jadi kemajuan teknologi berperan penting dalam kemajuan di dunia industri.

Dalam pengerjaan tugas kuliah ini, bahan bahannya saya ambil dari buku dan internet. hanya untuk kepentingan tugas kuliah saya saja. jadi jika ada kesalahan ataupun ada tulisan yang secara sengaja meniru atau menjiplak tulisan orang lain, saya mohon maaf yang sebesar-besarnya.