PLC(Programble Logic Controller)
PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)
Contoh: Mini PLC dari Schneider Electric
Pengertian
Programmable Logic Controllers (PLC)adalah komputer elektronik yang mudah digunakan (user friendly) yang memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam [2]. Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah :sistem elektronik yang beroperasi secara digital dan didesain untuk pemakaian di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital maupun analog[3].
Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut :
- Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.
- Logic, menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain sebagainya.
- Controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.
PLC ini dirancang untuk menggantikan suatu rangkaian relay sequensial dalam suatu sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki pengetahuan di bidang pengoperasian komputer secara khusus. PLC ini memiliki bahasa pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program yang telah dibuat dengan menggunakan software yang sesuai dengan jenis PLC yang digunakan sudah dimasukkan.Alat ini bekerja berdasarkan input-input yang ada dan tergantung dari keadaan pada suatu waktu tertentu yang kemudian akan meng-ON atau meng-OFF kan output-output. 1 menunjukkan bahwa keadaan yang diharapkan terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan yang diharapkan tidak terpenuhi. PLC juga dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang memiliki output banyak.
Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus [4]. Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:
- Sekuensial Control. PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.
- Monitoring Plant. PLC secara terus menerus memonitor status 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 pada operator.
Sedangkan fungsi PLC secara khususadalah dapat memberikan input ke CNC (Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan sebagainya.
Bagian-Bagian PLC
Sistem PLC terdiri dari lima bagian pokok, yaitu:
- Central processing unit (CPU). Bagian ini merupakan otak atau jantung PLC, karena bagian ini merupakan bagian yang melakukan operasi / pemrosesan program yang tersimpan dalam PLC. Disamping itu CPU juga melakukan pengawasan atas semua operasional kerja PLC, transfer informasi melalui internal bus antara PLC, memory dan unit I/O.
Bagian CPU ini antara lain adalah :
- Power Supply, power supply mengubah suplai masukan listrik menjadi suplai listrik yang sesuai dengan CPU dan seluruh komputer.
- Alterable Memory, terdiri dari banyak bagian, intinya bagian ini berupa chip yang isinya di letakkan pada chip RAM (Random Access Memory), tetapi isinya dapat diubah dan dihapus oleh pengguna / pemrogram. Bila tidak ada supplai listrik ke CPU maka isinya akan hilang, oleh sebab itu bagian ini disebut bersifat volatile, tetapi ada juga bagian yang tidak bersifat volatile.
- Fixed Memory, berisi program yang sudah diset oleh pembuat PLC, dibuat dalam bentuk chip khusus yang dinamakan ROM (Read Only Memory), dan tidak dapat diubah atau dihapus selama operasi CPU, karena itu bagian ini sering dinamakan memori non-volatile yang tidak akan terhapus isinya walaupun tidak ada listrik yang masuk ke dalam CPU. Selain itu dapat juga ditambahkan modul EEPROM atau Electrically Erasable Programmable Read Only Memory yang ditujukan untuk back up program utama RAM prosesor sehingga prosesor dapat diprogram untuk meload program EEPROM ke RAM jika program di RAM hilang atau rusak [6].
- Processor, adalah bagian yang mengontrol supaya informasi tetap jalan dari bagian yang satu ke bagian yang lain, bagian ini berisi rangkaianclock, sehingga masing-masing transfer informasi ke tempat lain tepat sampai pada waktunya
- Battery Backup, umumnya CPU memiliki bagian ini. Bagian ini berfungsi menjaga agar tidak ada kehilangan program yang telah dimasukkan ke dalam RAM PLC jika catu daya ke PLC tiba-tiba terputus.
- Modul input / output (I/O).Inputmerupakan bagian yang menerima sinyal elektrik dari sensor atau komponen lain dan sinyal itu dialirkan ke PLC untuk diproses. Ada banyak jenis modul input yang dapat dipilih dan jenisnya tergantung dari inputyang akan digunakan. Jika input adalahlimit switches dan pushbutton dapat dipilih kartu input DC. Modul inputanalog adalah kartu input khusus yang menggunakan ADC (Analog to Digital Conversion) dimana kartu ini digunakan untuk input yang berupa variable seperti temperatur, kecepatan, tekanan dan posisi. Pada umumnya ada 8-32 input point setiap modul inputnya. Setiap point akan ditandai sebagai alamat yang unik oleh prosesor.Output adalah bagian PLC yang menyalurkan sinyal elektrik hasil pemrosesan PLC ke peralatan output. Besaran informasi / sinyal elektrik itu dinyatakan dengan tegangan listrik antara 5 – 15 volt DC dengan informasi diluar sistem tegangan yang bervariasi antara 24 – 240 volt DC mapun AC. Kartu outputbiasanya mempunyai 6-32 outputpoint dalam sebuah single module. Kartu output analog adalah tipe khusus dari modul output yang menggunakan DAC (Digital to Analog Conversion). Modul output analog dapat mengambil nilai dalam 12 bit dan mengubahnya ke dalam signal analog. Biasanya signal ini 0-10 volts DC atau 4-20 mA. Signal Analog biasanya digunakan pada peralatan seperti motor yang mengoperasikan katup dan pneumatic position control devices.Bila dibutuhkan, suatu sistem elektronik dapat ditambahkan untuk menghubungkan modul ini ke tempat yang jauh. Proses operasi sebenarnya di bawah kendali PLC mungkin saja jaraknya jauh, dapat saja ribuan meter.
- Printer. Alat ini memungkinkan program pada CPU dapat di printout atau dicetak. Informasi yang mungkin dicetak adalah diagram ladder, status register, status dan daftar dari kondisi-kondisi yang sedang dijalankan, timing diagram dari kontak, timing diagram dari register, dan lain-lain. Programmer / monitor (PM). Pemrograman dilakukan melalui keyboard sehingga alat ini dinamakanProgrammer. Dengan adanya Monitormaka dapat dilihat apa yang diketik atau proses yang sedang dijalankan oleh PLC. Bentuk PM ini ada yang besar seperti PC, ada juga yang berukuran kecil yaitu hand-eld programmer dengan jendela tampilan yang kecil, dan ada juga yang berbentuk laptop. PM dihubungkan dengan CPU melalui kabel. Setelah CPU selesai diprogram maka PM tidak dipergunakan lagi untuk operasi proses PLC, sehingga bagian ini hanya dibutuhkan satu buah untuk banyak CPU.
- The Program Recorder / Player.Alat ini digunakan untuk menyimpan program dalam CPU. Pada PLC yang lama digunakan tape, sistem floopy disk. Sekarang ini PLC semakin berkembang dengan adanya hard disk yang digunakan untuk pemrograman dan perekaman. Program yang telah direkam ini nantinya akan direkam kembali ke dalam CPU apabila program aslinya hilang atau mengalami kesalahan.
Untuk operasi yang besar, kemungkinan lain adalah menghubungkan CPU dengan komputer utama (master computer) yang biasanya digunakan pada pabrik besar atau proses yang mengkoodinasi banyak Sistem PLC
Prinsip Kerja PLC
Prinsip kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses yang dikendalikan lalu melakukan serangkaian instruksi logika terhadap sinyal masukan tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori lalu menghasilkan sinyal keluaran untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya.
PLC memiliki dua bagian dasar, yaitu : Input/Output interface system dan Central Processing unit.
· Input
Input yang akan masuk ke dalam CPU berupa signal dari sensor atau tranducer. Signal sensor ini terdapat dua jenis, yaitu: discrete signal dan analog signal. Discrete signal berupa saklar biner dimana hanya sebuah ON atau OFF signal ( 1 atau 0, Benar atau salah), Contoh nya : push button, limit switch dan level sensor. Sedangkan analog signal menggunakan prinsip rentang suatu nilai antara nol hingga skala penuh. Contoh nya dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika anda sedang memutar volume speaker atau radio anda. Rentang nilai dari sensor ini akan diinterpretasikan sebagai nilai-nilai integer oleh CPU PLC. CPU PLC pada saat ini sering menggunakan 16 bit processor sehingga nilai integer nya memiliki rentang -32768 hingga 32767. Contoh dari analog signal ini adalah sensor tekanan, sensor temperature, dan sensor aliran. Analog signal dapat berupa tegangan atau arus listrik dan nilai ini akan diproposionalkan dengan nilai integer CPU, contohnya: sebuah analog 0 – 5 V atau 4 – 20 mA akan dikonversikan menjadi nilai integer 0 – 32767.
· CPU
Semua aktivitas atau pemprosesan data yang diambil dari sensor (data input) terjadi pada Central Processing Unit (CPU). CPU ini memiliki tiga bagian utama, yaitu : Processor, Memory System, dan System Power Supply.
Processor akan memproses signal input secara aritmatik dan logic, yaitu melakukan operasi logika, sequential, timer, counter dan mengolah fungsi-fungsi yang diinginkan berdasarkan program yang telah ditentukan. Selain itu, processor juga mengolah program yang ada di dalam memori, serta mengatur komunikasi antara input-output, memori dengan processor itu sendiri.
· Output
Hasil pemrosesan data yang diolah pada CPU akan berupa signal keluaran digital yang dikirim ke modul output untuk menjalankan actuator. Actuator ini dapat berupa motor listrik, solenoid, heater, led display, injector, heater, pompa, dan lain-lain. Actuator ini akan berfungsi sesuai instruksi dari CPU, jika pada CPU telah diprogram timer ON dari lampu selama dua detik maka lampu pada aktuator akan menyala selama dua detik dan kemudian setelah dua detik lampu akan OFF.
Tipe-tipe PLC
Tipe-tipe PLC
Pada masa kini PLC dibagi menjadi beberapa tipe yang dibedakan berdasarkan ukuran dan kemampuannya. Dan PLC dapat dibagi menjadi jenis-jenis berikut
- Tipe compact
Ciri – ciri PLC jenis ini ialah :
- Seluruh komponen (power supply, CPU, modul input – output, modul komunikasi) menjadi satu
- Umumnya berukuran kecil (compact)
- Mempunyai jumlah input/output relatif sedikit dan tidak dapat diexpand
- Tidak dapat ditambah modul – modul khusus
Berikut ini contoh PLC compact dari Allen Bradley.
Sumber : Allen Braley, PLC MicroLogix Catalogue
- Tipe modular
Ciri – ciri PLC jenis ini ialah :
- Komponen – komponennya terpisah ke dalam modul – modul
- Berukuran besar
- Memungkinkan untuk ekspansi jumlah input /output (sehingga jumlah lebih banyak)
- Memungkinkan penambahan modul – modul khusus
Berikut ini contoh PLC modular dariOmron.
Sumber : OMRON, Programmable Controllers, (OMRON : 2004)
Tipe PLC berdasarkan cara operasinya dapat dibedakan menjadi 3 tipe yaitu :
- Berbasis Rak atau sistem berbasis alamat
PLC dengan susunan rak-rak disebut juga sistem berbasis alamat, karena modul-modul input dan output (I/O) dalam rak merupakan jalan lalu lintas sinyal input atau output melalui alamat yang sesuai dengan tempat dimana rak tersebut terpasang.
Modul input atau output pada umumnya berfungsi sebagai terminal antarmuka (interface) dimana perangkat luar dapat dipasangkan, sebagai rangkaian pengkondisi sinyal yang menjembatani sinyal PLC dengan sinyal yang didapat dari perangkat luar.
Cara pengalamatan bisa saja berbeda antara vendor satu dengan vendor lainnya, tetapi pada umumnya adalah sebagai berikut :
I : (nomor rak/slot) atau (nomor terminal) untuk modul input, dan
O : (nomor rak/slot) atau (nomor terminal untuk modul output,
misalnya : modul DC ditempatkan pada slot/rak input 2, di terminal 5 dan modul output ditempatkan pada slot/rak output 5, di terminal 12.
Maka modul input tersebut dituliskan I : 2/5
dan modul output dituliskan O : 5/12
- Sistem Berbasis Tag
Beberpa vendor menggunakan tipe ini karena dapat digunakan untuk perangkat lunak berbahasa tingkat tinggi (bukan bahasa mesin), seperti BASIC dan C. Pada PLC tipe ini, sistem pengalamatan, pemberian nama variabel perangkat input dan output dapat dibuat/dirancang pada sistem. Setiap variabel adalah sebuah Tag dan masing-masing diberi nama. Jika sebuah Tag atau variabel didefinisikan, maka tipe data yang ditunjukan oleh Tag atau variabel tersebut akan dideklarasikan.
- Soft PLC atau Kontrol Berbasis Personal Computer (PC)
Personal computer (PC) dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi program sekaligus menjalankan perangkat yang dikontrol PLC. Di Industri, kartu I/O sebuah PC dapat digunakan antarmuka (interface) bagi perangkat-perangkat luar diluar PLC dan PC juga dapat difungsikan sebagai PLC. Soft PLC sangat efektif digunakan untuk kontrol ON/OFF atau sebuah proses kontrol yang berurutan dan kontrol lain yang hanya sedikit memerlukan perhitungan numerik.
Keuntungan dan Kerugian PLC
Dalam industri-industri yang ada sekarang ini, kehadiran PLC sangat dibutuhkan terutama untuk menggantikan sistem wiring atau pengkabelan yang sebelumnya masih digunakan dalam mengendalikan suatu sistem. Dengan menggunakan PLC akan diperoleh banyak keuntungan diantaranya adalah sebagai berikut:
- Fleksibel
Pada masa lalu, tiap perangkat elektronik yang berbeda dikendalikan dengan pengendalinya masing-masing. Misal sepuluh mesin membutuhkan sepuluh pengendali, tetapi kini hanya dengan satu PLC kesepuluh mesin tersebut dapat dijalankan dengan programnya masing-masing.
- Perubahan dan pengkoreksian kesalahan sistem lebih mudah
Bila salah satu sistem akan diubah atau dikoreksi maka pengubahannya hanya dilakukan pada program yang terdapat di komputer, dalam waktu yang relatif singkat, setelah itu didownload ke PLC-nya. Apabila tidak menggunakan PLC, misalnya relay maka perubahannya dilakukan dengan cara mengubah pengkabelannya. Cara ini tentunya memakan waktu yang lama.
- Jumlah kontak yang banyak
Jumlah kontak yang dimiliki oleh PLC pada masing-masing coil lebih banyak daripada kontak yang dimiliki oleh sebuah relay.
- Harganya lebih murah
PLC mampu menyederhanakan banyak pengkabelan dibandingkan dengan sebuah relay. Maka harga dari sebuah PLC lebih murah dibandingkan dengan harga beberapa buah relay yang mampu melakukan pengkabelan dengan jumlah yang sama dengan sebuah PLC. PLC mencakup relay, timers, counters, sequencers, dan berbagai fungsi lainnya.
- Pilot running
PLC yang terprogram dapat dijalankan dan dievaluasi terlebih dahulu di kantor atau laboratorium. Programnya dapat ditulis, diuji, diobserbvasi dan dimodifikasi bila memang dibutuhkan dan hal ini menghemat waktu bila dibandingkan dengan sistem relay konvensional yang diuji dengan hasil terbaik di pabrik.
- Observasi visual
Selama program dijalankan, operasi pada PLC dapat dilihat pada layar CRT. Kesalahan dari operasinya pun dapat diamati bila terjadi.
- Kecepatan operasi
Kecepatan operasi PLC lebih cepat dibandingkan dengan relay. Kecepatan PLC ditentukan dengan waktu scannya dalam satuan millisecond.
- Metode Pemrograman Ladder atau Boolean
Pemrograman PLC dapat dinyatakan dengan pemrograman ladder bagi teknisi, atau aljabar Boolean bagi programmer yang bekerja di sistem kontrol digital atau Boolean.
- Sifatnya tahan uji
Solid state device lebih tahan uji dibandingkan dengan relay dan timers mekanik atau elektrik. PLC merupakan solid state device sehingga bersifat lebih tahan uji.
- Menyederhanakan komponen-komponen sistem kontrol
Dalam PLC juga terdapat counter, relay dan komponen-komponen lainnya, sehingga tidak membutuhkan komponen-komponen tersebut sebagai tambahan. Penggunaan relay membutuhkan counter, timer ataupun komponen-komponen lainnya Bahasa pemrograman yang digunakan pada PLC
Tabel 1. Mnemonic LD
Tabel 2. Mnemonic AND
Tabel 3. Mnemonic OR
Tabel 4. Mnemonic FUN 11 (KEEP)
Tabel 5. Mnemonic filip-flop
Tabel 6. Mnemonic SFT (Shift Register)
Tabel 7. Mnemonic DIF Up
Tabel 8. Mnemonic Counter
Tabel 9. Mnemonic Timer
Terdapat banyak pilihan bahasa untuk membuat program dalam PLC. Masing-masing bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian tergantung dari sudut pandang kita sebagai user / pemogram. Pada umumnya terdapat 2 bahasa pemograman sederhana dari PLC , yaitu pemograman diagram ladder dan bahasa instruction list. (mnemonic code).Diagram Ladder adalah bahasa yang dimiliki oleh setiap PLC.
Diagram Ladder menggambarkan program dalam bentuk grafik. Diagram ini dikembangkan dari kontak-kontak relay yang terstruktur yang menggambarkan aliran arus listrik. Dalam diagram ladder terdapat dua buah garis vertical dimana garis vertical sebelah kiri dihubungkan dengan sumber tegangan positip catu daya dan garis sebelah kanan dihubungkan dengan sumber tegangan negatip catu daya.
Program ladder ditulis menggunakan bentuk pictorial atau simbol yang secara umum mirip dengan rangkaian kontrol relay. Program ditampilkan pada layar dengan elemen-elemen seperti normally open contact, normally closed contact, timer, counter, sequencer dll ditampilkan seperti dalam bentuk pictorial. PLC dapat deprogram langsung dari komputer maupun dari console. Console ini lebih pertable jika dibandingkan dengan komputer akan tetapi agak lebih rumit dikarenakan pada consolehanya bisa dilihat 1 baris perintah saja. Jadi kelemahan console adalah tidak mudah melakukan trouble shooting program jika terjadi kegagalan program. Berikut adalah gambar dari console:
Dibawah kondisi yang benar, listrik dapat mengalir dari rel sebelah kiri ke rel sebelah kanan, jalur rel seperti ini disebut sebagai ladder line. Peraturan secara umum di dalam menggambarkan program ladder diagram adalah :
· Daya mengalir dari rel kiri ke rel kanan
· Output tidak boleh dihubungkan secara langsung di rel sebelah kiri.
· Tidak ada kontak yang diletakkan disebelah kanan output
· Hanya diperbolehkan satu output pada satu ladder line.
Gambar 3. Prinsip Diagram Ladder
Pada garis-garis ini dipasang kontak-kontak yang menggambarkan kontrol dari switch, sensor dan sebagainya ke output. Satu baris dari diagram disebut dengan satu rung.
5. Instruksi-Instruksi Dasar Pada PLC
a. LD
Instuksi LD digunakan untuk mengawali suatu program dari baris terdepan.
Simbol Dari instruksi LD adalah sebagai berikut:
Cara pemrograman pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
OUT
|
100
|
00002
|
FUN (01)
|
-
|
Keterangan:
Jika LD dalam kondisi ON (1) maka OUT juga akan berkondisi ON atau menyala. Alamat I/O 0000 menunjukkan bahwa masukan atau input tersebut dialamatkan pada alamat 0000 dan ouput 100 berarti keluaran atau output beralamat di alamat 100.
b. AND
Instruksi AND jika dilogikakan pada rangkaian analog merupakan suatu rangkaian seri. Jadi apabila salah satu instruksi berlogika 0 atau OFF maka out put akan berlogika 0 atau OFF.
Berikut adalah simbol dari instruksi AND:
Cara pemrograman pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
OUT
|
100
|
00002
|
FUN (01)
|
-
|
Jadi untuk menyalakan output (berlogika ON) maka kedua saklar harus dalam kondisi ON (1). Jika salah satu saja saklar berkondisi OFF (0) maka output tidak akan berkondisi 0 atau OFF.
c. OR
Instruksi OR jika dilogikakan pada rangkain analog merupakan suatu rangkaian paralel . Jadi apabila salah satu instruksi berlogika 1 atau ON maka output akan belogika 1 atau ON pula.
Gambar 6. Instruksi OR
Cara pemrograman pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
AND
|
00001
|
00002
|
OR
|
00002
|
00003
|
OUT
|
100
|
00004
|
FUN (01)
|
-
|
d. OUT
Instruksi OUT adalah instruksi untuk menentukan alamat mana yang akan digunakan sebagai keluaran/ sebagai outputan dari suatu program.
e. NOT
Instruksi NOT digunakan untuk membalikkan logika awalnya. Jadi jika logika awal 1 maka bila diberi instruksi NOT maka akan menjadi logika 0, dapat dikombinasikan dengan instruksi lain. Simbol NOT adalah sebagai berikut:
6. Menu Fungsi (FUN) Pada PLC
a. END
Instruksi END adalah instruksi yang berfungsi untuk mengakhiri suatu program. PLC tidak akan mengeksekusi suatu program jika belum diakhiri. Untuk mengakhiri program digunakanFUN(01).
b. LATCH
Fungsi latch adalah sebagai pengunci atau sama dengan rangkaian R-S flip-flop namun hanya mempunyai 1 output saja yaitu Q. Rangkaian ini membutuhkan reset untuk mematikan outputnya. Untuk memanggil fungsi ini adalah dengan menuliska FUN(11). Berikut adalah diagram ladder dari latch:
Cara penulisan programnya adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00001
|
00001
|
LD
|
00002
|
00002
|
FUN 11
|
100
|
00003
|
FUN (01)
|
-
|
Apabila LD 0001 berlogika 1 dan LD 0002 berlogika 0 maka output akan berlogika 1, walaupun LD 0001 berubah berlogika 0. Namun apabila LD 0002 berlogika 1 apapun logika LD 0001 maka output akan berlogika 0. Sehingga fungsi ini digunakan sebagai pengunci.
c. Flip-flop
Pada PLC terdapat suatu clock atau flip-flop yang dialamatkan pada alamat 25500,25501 dan 25502. Dengan menuliskan alamat tersebut maka tidak perlu membuat rangkaian atau program untuk membuat clock. Berikut adalah contoh ladder diagramnya :
.
Cara pemrograman pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00001
|
00001
|
LD
|
00002
|
00002
|
FUN 11
|
100
|
00003
|
FUN (01)
|
-
|
Jika LD 0001 berlogika 1 (ON) maka output akan sepertiflip-flop yaitu berkedip-kedip. Fungsi ini biasanya digunakan sebagai clock pada shift registerdan sebagai indikator troublepada satu rangkain kontrol konveyor. Jadi jika ada kerusakan pada konveyor maka lampu indikator tidak akan berkedip-kedip.
Semakin besar angka terakhir yang ditulis maka semakin rendah pula frekuensinya. Begitu juga sebaliknya semakin kecil digit terakhir yang dimasukkan maka akan semakin cepat frekuensinya.
d. SFT (Shift Register)
Shift register merupakan aplikasi lain yang terdapat dalam PLC yang berfungsi untuk menggeser data sejauh x bit sesuai berapa bit yang diprogram. Untuk memanggil fungsi ini cukup dengan menekan tombol SFT ataupun dengan FUN(10)
Berikut adalah ladder diagram dari instruksi SFT:
Cara penulisan programnya pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00001
|
00001
|
LD
|
00002
|
00002
|
FUN 11
|
100
|
00003
|
FUN (01)
|
-
|
Fungsi SHIFT membutuhkan 3 inputan (LD) dimana LD yang pertama (LD 00000) digunakan untuk memberi masukan/data ke register. Data tersebut berupa data biner 0 dan 1. Instruksi LD yang kedua (LD 25502) adalah berfungsi untuk memberi clock masukan. LD yang ketiga (LD 00001) adalah instruksi untuk mereset program shift register ini.
Ketika instruksi LD dimasukkan maka selanjutnya adalah memasukkan instruksi SFT. Pada saat memanggil instruksi ini untuk pertama kali maka akan muncul 3 bit angka 0000. Angka ini diisi dengan alamat I/O berapa yang ingin digeser. Jika ingin menggeser alamat I/O 3-4 maka pada saat kemunculan pertama dimasukkan angka 3 setelah itu di-write dan dimasukkan angka 4. Akan tetapi jika ingin menyalakan modul 3 saja maka ketika setelah di-write langsung di-write lagi kemudian diteruskan dengan instruksi end yaitu FUN (01).
e. DIF Up dan DIF Down
DIFU adalah salah satu aplikasi pada PLC yang memanfaatkan perubahan nilai dari 0 ke 1. Jadi apabila ada perubahan nilai yang terjadi dari 0 ke 1 maka output akan berlogika 1. Fungsi ini dapat dipanggil dengan menekan FUN(13). Berikut adalah contoh pemrogrmaan dari DIFU :
Penulisan programnya pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
OUT
|
301
|
00002
|
LD
|
301
|
00003
|
DIFU (13)
|
301
|
00004
|
OUT
|
302
|
00004
|
FUN (01)
|
-
|
DIFD adalah merupakan kebalikan dari DIFU yaitu yang memanfaatkan perubahan nilai dari 1 ke 0. Jadi apabila ada perubahan nilai yang terjadi dari 1 ke 0 maka output akan berlogika 1. Fungsi ini dapat dipanggil dengan menekan FUN(14). Untuk contoh program sama dengan DIFU .
f. Counter
Counter adalah salah satu instruksi dari PLC dimana fungsinya untuk menghitung dan keluarannya dapat diaplikasikan ke dalam program apa saja sesuai perintah. Berikut adalah ladder pemrograman dari counter:
Tabel penulisan programnya pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
LD
|
00001
|
00002
|
CNT
|
000
|
#10
| ||
00003
|
LD CNT
|
000
|
00004
|
OUT
|
301
|
00005
|
FUN (01)
|
-
|
LD 0000 berfungsi sebagai clock inputan sedangkan LD 0001 berfunfsi sebagai reset. Pada contoh di atas ditulis #10 yang berarti apabila tombol LD 00000 berlogika 1 sebanyak 10 kali (counter tersebut diberi 10 clock) maka output 301 akan berlogika 1. Apabila ingin mematikan (berlogika 0) output maka LD 0001 harus berlogika 1.
g. Timer
Dengan fungsi timer maka untuk mematikan atau menghidupkan suatu outputan dapat ditunda dengan mengeset berapa lama waktu yang dibutuhkan.
Tabel penulisan program dapat dijelaskan sebagai berikut;
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
TIM
|
000
|
#40
| ||
00002
|
LD TIM
|
000
|
00003
|
OUT
|
302
|
00004
|
FUN (01)
|
-
|
Jika LD 00000 bernilai 1 maka timer akan ON. Kemudian selang beberapa waktu tertentu (yang sebelumnya telah diset) timer akan meng-ON-kan LD TIM.Apabila LD time 0 berlogika 1 maka output 302 juga akan berlogika 1. Untuk pengesetan waktu pada timer ini menggunakan satuan milisecond.
Fungsi-fungsi yang disebutkan di atas merupakan sebagian dari fungsi PLC yang sering digunakan pada industri-industru termasuk pada Gudang Garam. Masih banyak instruksi lain yang terdapat pada PLC yang dapat digunakan untuk aplikasi-aplikasi lain seperti perbandingan, aritmatika dan sebagainya. Fungsi yang disebutkan terakhir ini tidak/jarang digunakan pada suatu industri.sebagai peralatan tambahan.- Dokumentasi
Printout dari PLC dapat langsung diperoleh dan tidak perlu melihatblueprint circuit-nya. Tidak seperti relay yang printout sirkuitnya tidak dapat diperoleh.
- Keamanan
Pengubahan pada PLC tidak dapat dilakukan kecuali PLC tidak dikunci dan diprogram. Jadi tidak ada orang yang tidak berkepentingan dapat mengubah program PLC selama PLC tersebut dikunci.
- Dapat melakukan pengubahan dengan pemrograman ulang
Karena PLC dapat diprogram ulang secara cepat, proses produksi yang bercampur dapat diselesaikan. Misal bagian B akan dijalankan tetapi bagian A masih dalam proses, maka proses pada bagian B dapat diprogram ulang dalam satuan detik.
- Penambahan rangkaian lebih cepat
Pengguna dapat menambah rangkaian pengendali sewaktu-waktu dengan cepat, tanpa memerlukan tenaga dan biaya yang besar seperti pada pengendali konvensional.
Selain keuntungan yang telah disebutkan di atas maka ada kerugianyang dimiliki oleh PLC, yaitu:
- Teknologi yang masih baru
Pengubahan sistem kontrol lama yang menggunakan ladder atau relay ke konsep komputer PLC merupakan hal yang sulit bagi sebagian orang
- Buruk untuk aplikasi program yang tetap
Beberapa aplikasi merupakan aplikasi dengan satu fungsi. Sedangkan PLC dapat mencakup beberapa fungsi sekaligus. Pada aplikasi dengan satu fungsi jarang sekali dilakukan perubahan bahkan tidak sama sekali, sehingga penggunaan PLC pada aplikasi dengan satu fungsi akan memboroskan (biaya).
- Pertimbangan lingkungan
Dalam suatu pemrosesan, lingkungan mungkin mengalami pemanasan yang tinggi, vibrasi yang kontak langsung dengan alat-alat elektronik di dalam PLC dan hal ini bila terjadi terus menerus, mengganggu kinerja PLC sehingga tidak berfungsi optimal.
- Operasi dengan rangkaian yang tetap
Jika rangkaian pada sebuah operasi tidak diubah maka penggunaan PLC lebih mahal dibanding dengan peralatan kontrol lainnya. PLC akan menjadi lebih efektif bila program pada proses tersebut di-upgrade secara periodik.
Instruksi Dasar PLC dengan Menggunakan Ladder Diagram
1) LD (Load) dan LD NOT (Load not)
Gambar 4. Simbol Diagram Ladder LD dan LD NOT
Load adalah sambungan langsung dari line dengan logika pensakelarannya seperti sakelar NO sedangkan LD NOT logika pensakelarannya adalah seperti sakelar NC. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja pada suatu sistem kendali hanya membutuhkan satu kondisi logicsaja untuk mengeluarkan satu keluaran.
2) AND dan AND NOT
Gambar 5. Simbol Diagram Ladder AND dan AND NOT
Apabila memasukkan logika AND maka harus ada rangkaian yang berada di depannya, karena penyambungannya seri. Logika pensaklarannya AND seperti sakelar NO dan AND NOT seperti sakelar NC. Instruksi tersebut dibutuhkan jika urutan kerja pada suatu sistem kendali membutuhkan lebih dari satu kondisi logic yang harus terpenuhi semuanya untuk memperoleh satu keluaran.
3) OR dan OR NOT
Gambar 6. Simbol Diagram Ladder OR dan OR NOT
OR dan OR NOT dimasukkan seperti sakelar yang posisinya paralel dengan rangkaian sebelumnya. Instruksi tersebut dibutuhkan jikasequence pada suatu sistem kendali membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logicyang terpasang paralel untuk mengeluarkan satu keluaran. Logika OR logika pensakelarannya adalah seperti sakelar NO dan OR NOT logika pensakelarannya seperti sakelar NC.
4) OUT
Gambar 7. Simbol Diagram Ladder Out
Out digunakan sebagai keluaran dari beberapa instruksi yang terpasang sebelumnya yang telah membentuk suatu logika pengendalian tertentu. Logika pengendalian dari instruksi OUT sesuai dengan pemahaman pengendalian sistem PLC yang telah dibahas di atas di mana instruksi OUT ini sebagai koil relai yang mempunyai konak di luar perangkat lunak. Sehingga jika OUT memperoleh sinyal dari instruksi program yang terpasang maka kontak di luar perangkat lunak akan bekerja.
5) AND LD (And Load)
Gambar 8. Simbol Diagram Ladder And Load
Penyambungan AND LD terlihat pada gambar tersebut diatas, dimaksudkan untuk mengeluarkan satu keluaran tertentu.
6) OR LD (OR Load)
Gambar 9. Simbol Diagram Ladder OR Load
Sistem penyambungannya seperti gambar di atas pada prisnsipnya sama dengan AND NOT, di mana untuk memberikan keluaran sesuai dengan instruksi yang telah terpasang pada gambar tersebut.
7) TIMER (TIM) dan COUNTER(CNT)
Nilai Timer/Counter pada PLC bersifat countdown(menghitung mundur) dari nilai awal yang ditetapkan oleh program. Setelah hitungan mundur tersebut mencapai angka nol, maka kontak NOTimer/Counter akan bekerja.Timer mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999 dalam bentuk BCD (Binary Code Decimal) dan dalam orde sampai 100 ms. Counter mempunyai orde angka BCD dan mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999.
Gambar 10. Simbol Diagram Ladder TIMER dan COUNTER
Keterangan :
N : Nomor TIM/CNT
SV : Set Value
CP : Pulsa
R : Reset
Bahasa pemrograman yang digunakan pada PLC
Terdapat banyak pilihan bahasa untuk membuat program dalam PLC. Masing-masing bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian tergantung dari sudut pandang kita sebagai user / pemogram. Pada umumnya terdapat 2 bahasa pemograman sederhana dari PLC , yaitu pemograman diagram ladder dan bahasa instruction list. (mnemonic code).Diagram Ladder adalah bahasa yang dimiliki oleh setiap PLC.
Diagram Ladder menggambarkan program dalam bentuk grafik. Diagram ini dikembangkan dari kontak-kontak relay yang terstruktur yang menggambarkan aliran arus listrik. Dalam diagram ladder terdapat dua buah garis vertical dimana garis vertical sebelah kiri dihubungkan dengan sumber tegangan positip catu daya dan garis sebelah kanan dihubungkan dengan sumber tegangan negatip catu daya.
Program ladder ditulis menggunakan bentuk pictorial atau simbol yang secara umum mirip dengan rangkaian kontrol relay. Program ditampilkan pada layar dengan elemen-elemen seperti normally open contact, normally closed contact, timer, counter, sequencer dll ditampilkan seperti dalam bentuk pictorial. PLC dapat deprogram langsung dari komputer maupun dari console. Console ini lebih pertable jika dibandingkan dengan komputer akan tetapi agak lebih rumit dikarenakan pada consolehanya bisa dilihat 1 baris perintah saja. Jadi kelemahan console adalah tidak mudah melakukan trouble shooting program jika terjadi kegagalan program. Berikut adalah gambar dari console:
Dibawah kondisi yang benar, listrik dapat mengalir dari rel sebelah kiri ke rel sebelah kanan, jalur rel seperti ini disebut sebagai ladder line. Peraturan secara umum di dalam menggambarkan program ladder diagram adalah :
· Daya mengalir dari rel kiri ke rel kanan
· Output tidak boleh dihubungkan secara langsung di rel sebelah kiri.
· Tidak ada kontak yang diletakkan disebelah kanan output
· Hanya diperbolehkan satu output pada satu ladder line.
Gambar 3. Prinsip Diagram Ladder
Pada garis-garis ini dipasang kontak-kontak yang menggambarkan kontrol dari switch, sensor dan sebagainya ke output. Satu baris dari diagram disebut dengan satu rung.
5. Instruksi-Instruksi Dasar Pada PLC
a. LD
Instuksi LD digunakan untuk mengawali suatu program dari baris terdepan.
Simbol Dari instruksi LD adalah sebagai berikut:
Cara pemrograman pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
OUT
|
100
|
00002
|
FUN (01)
|
-
|
Keterangan:
Jika LD dalam kondisi ON (1) maka OUT juga akan berkondisi ON atau menyala. Alamat I/O 0000 menunjukkan bahwa masukan atau input tersebut dialamatkan pada alamat 0000 dan ouput 100 berarti keluaran atau output beralamat di alamat 100.
b. AND
Instruksi AND jika dilogikakan pada rangkaian analog merupakan suatu rangkaian seri. Jadi apabila salah satu instruksi berlogika 0 atau OFF maka out put akan berlogika 0 atau OFF.
Berikut adalah simbol dari instruksi AND:
Cara pemrograman pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
OUT
|
100
|
00002
|
FUN (01)
|
-
|
Jadi untuk menyalakan output (berlogika ON) maka kedua saklar harus dalam kondisi ON (1). Jika salah satu saja saklar berkondisi OFF (0) maka output tidak akan berkondisi 0 atau OFF.
c. OR
Instruksi OR jika dilogikakan pada rangkain analog merupakan suatu rangkaian paralel . Jadi apabila salah satu instruksi berlogika 1 atau ON maka output akan belogika 1 atau ON pula.
Gambar 6. Instruksi OR
Cara pemrograman pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
AND
|
00001
|
00002
|
OR
|
00002
|
00003
|
OUT
|
100
|
00004
|
FUN (01)
|
-
|
d. OUT
Instruksi OUT adalah instruksi untuk menentukan alamat mana yang akan digunakan sebagai keluaran/ sebagai outputan dari suatu program.
e. NOT
Instruksi NOT digunakan untuk membalikkan logika awalnya. Jadi jika logika awal 1 maka bila diberi instruksi NOT maka akan menjadi logika 0, dapat dikombinasikan dengan instruksi lain. Simbol NOT adalah sebagai berikut:
6. Menu Fungsi (FUN) Pada PLC
a. END
Instruksi END adalah instruksi yang berfungsi untuk mengakhiri suatu program. PLC tidak akan mengeksekusi suatu program jika belum diakhiri. Untuk mengakhiri program digunakanFUN(01).
b. LATCH
Fungsi latch adalah sebagai pengunci atau sama dengan rangkaian R-S flip-flop namun hanya mempunyai 1 output saja yaitu Q. Rangkaian ini membutuhkan reset untuk mematikan outputnya. Untuk memanggil fungsi ini adalah dengan menuliska FUN(11). Berikut adalah diagram ladder dari latch:
Cara penulisan programnya adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00001
|
00001
|
LD
|
00002
|
00002
|
FUN 11
|
100
|
00003
|
FUN (01)
|
-
|
Apabila LD 0001 berlogika 1 dan LD 0002 berlogika 0 maka output akan berlogika 1, walaupun LD 0001 berubah berlogika 0. Namun apabila LD 0002 berlogika 1 apapun logika LD 0001 maka output akan berlogika 0. Sehingga fungsi ini digunakan sebagai pengunci.
c. Flip-flop
Pada PLC terdapat suatu clock atau flip-flop yang dialamatkan pada alamat 25500,25501 dan 25502. Dengan menuliskan alamat tersebut maka tidak perlu membuat rangkaian atau program untuk membuat clock. Berikut adalah contoh ladder diagramnya :
.
Cara pemrograman pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00001
|
00001
|
LD
|
00002
|
00002
|
FUN 11
|
100
|
00003
|
FUN (01)
|
-
|
Jika LD 0001 berlogika 1 (ON) maka output akan sepertiflip-flop yaitu berkedip-kedip. Fungsi ini biasanya digunakan sebagai clock pada shift registerdan sebagai indikator troublepada satu rangkain kontrol konveyor. Jadi jika ada kerusakan pada konveyor maka lampu indikator tidak akan berkedip-kedip.
Semakin besar angka terakhir yang ditulis maka semakin rendah pula frekuensinya. Begitu juga sebaliknya semakin kecil digit terakhir yang dimasukkan maka akan semakin cepat frekuensinya.
d. SFT (Shift Register)
Shift register merupakan aplikasi lain yang terdapat dalam PLC yang berfungsi untuk menggeser data sejauh x bit sesuai berapa bit yang diprogram. Untuk memanggil fungsi ini cukup dengan menekan tombol SFT ataupun dengan FUN(10)
Berikut adalah ladder diagram dari instruksi SFT:
Cara penulisan programnya pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00001
|
00001
|
LD
|
00002
|
00002
|
FUN 11
|
100
|
00003
|
FUN (01)
|
-
|
Fungsi SHIFT membutuhkan 3 inputan (LD) dimana LD yang pertama (LD 00000) digunakan untuk memberi masukan/data ke register. Data tersebut berupa data biner 0 dan 1. Instruksi LD yang kedua (LD 25502) adalah berfungsi untuk memberi clock masukan. LD yang ketiga (LD 00001) adalah instruksi untuk mereset program shift register ini.
Ketika instruksi LD dimasukkan maka selanjutnya adalah memasukkan instruksi SFT. Pada saat memanggil instruksi ini untuk pertama kali maka akan muncul 3 bit angka 0000. Angka ini diisi dengan alamat I/O berapa yang ingin digeser. Jika ingin menggeser alamat I/O 3-4 maka pada saat kemunculan pertama dimasukkan angka 3 setelah itu di-write dan dimasukkan angka 4. Akan tetapi jika ingin menyalakan modul 3 saja maka ketika setelah di-write langsung di-write lagi kemudian diteruskan dengan instruksi end yaitu FUN (01).
e. DIF Up dan DIF Down
DIFU adalah salah satu aplikasi pada PLC yang memanfaatkan perubahan nilai dari 0 ke 1. Jadi apabila ada perubahan nilai yang terjadi dari 0 ke 1 maka output akan berlogika 1. Fungsi ini dapat dipanggil dengan menekan FUN(13). Berikut adalah contoh pemrogrmaan dari DIFU :
Penulisan programnya pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
OUT
|
301
|
00002
|
LD
|
301
|
00003
|
DIFU (13)
|
301
|
00004
|
OUT
|
302
|
00004
|
FUN (01)
|
-
|
DIFD adalah merupakan kebalikan dari DIFU yaitu yang memanfaatkan perubahan nilai dari 1 ke 0. Jadi apabila ada perubahan nilai yang terjadi dari 1 ke 0 maka output akan berlogika 1. Fungsi ini dapat dipanggil dengan menekan FUN(14). Untuk contoh program sama dengan DIFU .
f. Counter
Counter adalah salah satu instruksi dari PLC dimana fungsinya untuk menghitung dan keluarannya dapat diaplikasikan ke dalam program apa saja sesuai perintah. Berikut adalah ladder pemrograman dari counter:
Tabel penulisan programnya pada console adalah sebagai berikut:
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
LD
|
00001
|
00002
|
CNT
|
000
|
#10
| ||
00003
|
LD CNT
|
000
|
00004
|
OUT
|
301
|
00005
|
FUN (01)
|
-
|
LD 0000 berfungsi sebagai clock inputan sedangkan LD 0001 berfunfsi sebagai reset. Pada contoh di atas ditulis #10 yang berarti apabila tombol LD 00000 berlogika 1 sebanyak 10 kali (counter tersebut diberi 10 clock) maka output 301 akan berlogika 1. Apabila ingin mematikan (berlogika 0) output maka LD 0001 harus berlogika 1.
g. Timer
Dengan fungsi timer maka untuk mematikan atau menghidupkan suatu outputan dapat ditunda dengan mengeset berapa lama waktu yang dibutuhkan.
Tabel penulisan program dapat dijelaskan sebagai berikut;
Alamat Program
|
Instruksi
|
Alamat I/O
|
00000
|
LD
|
00000
|
00001
|
TIM
|
000
|
#40
| ||
00002
|
LD TIM
|
000
|
00003
|
OUT
|
302
|
00004
|
FUN (01)
|
-
|
Jika LD 00000 bernilai 1 maka timer akan ON. Kemudian selang beberapa waktu tertentu (yang sebelumnya telah diset) timer akan meng-ON-kan LD TIM.Apabila LD time 0 berlogika 1 maka output 302 juga akan berlogika 1. Untuk pengesetan waktu pada timer ini menggunakan satuan milisecond.
Fungsi-fungsi yang disebutkan di atas merupakan sebagian dari fungsi PLC yang sering digunakan pada industri-industru termasuk pada Gudang Garam. Masih banyak instruksi lain yang terdapat pada PLC yang dapat digunakan untuk aplikasi-aplikasi lain seperti perbandingan, aritmatika dan sebagainya. Fungsi yang disebutkan terakhir ini tidak/jarang digunakan pada suatu industri.
Komentar
Posting Komentar