05 Februari 2009

Dasar-dasar PLC

Berikut saya suguhkan teori dasar-dasar PLC PENGERTIAN DAN BAGIAN-BAGIAN PLC DASAR - DASAR

PENGERTIAN PLC

PLC (Programmable Logic Controller) adalah merupakan control mikroprosesor serbaguna yang khusus dirancang untuk dapat beroperasi di lingkungan industri yang cukup berat/kasar. Sebuah PLC bekerja dengan cara menerima data dari peralatan-peralatan input yang berupa saklar-saklar, tombol-tombol, sensor-sensor dan lain sebagainya, kemudian oleh PLC dibentuk menjadi keputusan-keputusan yang bersifat logika yang selanjutnya disimpan dalam suatu program ingatan. Dengan adanya perubahan dari kondisi input yang kemudian diolah oleh PLC, selanjutnya perintah-perintah dari input akan ditransfer oleh PLC ke output yang kemudian dapat digunakan untuk menggerakkan mesin-mesin atau suatu alur proses produksi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada blok diagram berikut ini :

Dari gambar blok diagram di atas, PDT (Program Development Terminal), yang berupa keyboard dilengkapi dengan simbol-simbol perintah untuk melaksanakan, mengedit dan memonitor program-program dari rangkaian kontrol mesin atau alur proses produksi. Program-program rangkaian kontrol yang telah dibentuk pada bagian PDT kemudian ditransfer ke CPU dan selanjutnya akan diolah dan disimpan dalam register memori. Sinyal-sinyal input yang datang dari rangkaian luar akan dikirim ke modul input PLC, yang selanjutnya sinyal tersebut dirubah menjadi sinyal-sinyal logic yang kemudian diolah oleh CPU sesuai dengan kondisi program yang telah ditetapkan untuk selanjutnya diteruskan ke output modul untuk menggerakkan mesin-mesin atau proses produksi. Sinyal yang masuk ke input diisolasikan terhadap sinyal yang terjadi di CPU dari pengaruh kejutan-kejutan listrik yang umumnya sering terjadi di lingkungan industri. Jadi untuk lebih jelasnya, fungsi dari komponen-komponen dasar dari blok diagram dari PLC di atas, adalah : Program Development Terminal (PDT) atau sering pula disebut Programming Console, berfungsi untuk memprogram rangkaian kontrol (Ladder Diagram & Statement List) yang dirancang untuk suatu sistem kerja mesin atau suatu alur proses produksi. Central Processing Unit (CPU), berfungsi untuk menyimpan dan mengolah program rangkaian control yang ditransfer dari PDT dan sebagai penghubung ke modul-modul input dan output. CPU juga berfungsi untuk menyelesaikan dan mengolah fungsi-fungsi logika untuk dibentuk menjadi fungsi-fungsi yang diinginkan berdasarkan program-program yang telah ditetapkan. Modul input dan modul output berfungsi untuk merubah sinyal-sinyal listrik yang datang dari peralatan luar menjadi besaran tegangan dengan level rendah dan selanjutnya akan diproses oleh CPU menjadi bentuk sinyal dengan level-level tertentu untuk mengontrol peralatan-peralatan atau mesin-mesin di industri. Sinyal yang dating dari modul input dan sinyal-sinyal yang diproses pada CPU diisolasi secara optik terhadap noise-noise listrik. Peralatan input dan output (I/O Device) adalah peralatan-peralatan luar yang dihubungkan ke modul input dan modul output yang dapat berupa saklar-saklar, tombol-tombol tekan, relai-relai, kontaktor-kontaktor, motor-motor starter, solenoid-solenoid dan lain sebagainya.

HAL-HAL YANG DAPAT DILAKUKAN PLC PLC dapat melaksanakan fungsi-fungsi program sesuai dengan tipe-tipe kontrol yang diinginkan, yaitu :

Kontrol berturutan yang dapat berupa :

Kontrol logik relai.

Kontrol logik elektronik.

Penghitung dan timer.

Operasi-operasi aritmatika seperti menjumlah, mengurangi, mengali dan membagi atau operasi-operasi lainnya. Kontrol Proses, yang berupa :

Kontrol analog, yaitu dapat merubah kondisi kondisi analog ke kondisi digital (A/D), ataupun dari kondisi digital ke kondisi analog (D/A), misalnya dalam mengindera atau memonitor perubahan kondisi tekanan, aliran, temperature dan lain sebagainya. Kondisi PID (Proporsional Integral Derivative).

Kontrol Supervisi, yang berupa :

Memonitor proses dan alarm.

Memonitor dan mendiagnosa kesalahan.

Jaringan komunikasi antar proses-proses industri.

Hubungan dengan computer, printer dan display-display lainnya.

KEUNTUNGAN PLC

PLC mempunyai kemampuan untuk tetap dapat bekerja pada lingkungan industri yang cukup berat dan kasar, dengan kata lain suatu lingkungan industri yang mempunyai kondisi temperature yang cukup tinggi, kondisi kelembaban udara yang tinggi, adanya pengaruh Disamping itu bagi industri yang menggunakan PLC, dapat pula mengharapkan kelebihan dari pemakaian PLC sebagai berikut :

Dapat bekerja dengan cukup aman, handal, serta fleksibel.

Mudah untuk merubah program atau rancangan rangkaian kontrol.

Dapat mengurangi atau menghemat pemakaian kawat-kawat kontrol.

Mudah dalam menggambar rancangan rangkaian kontrol, karena gambar rangkaian kontrol telah diorientasikan dengan Ladder Diagram.

Mudah memprogram, karena dirancang dengan bahasa yang dapat dimengerti oleh banyak orang.

Tidak memerlukan tempat yang luas.

Kondisi kerjanya dapat dipercaya dan sangat terjamin.

Mudah dalam perawatannya,

Mengurangi biaya operasi.

Mudah dalam memonitor dan menentukan letak kesalahan apabila terjadi gangguan pada rangkaian kontrol, sehingga waktu yang dihemat untuk hal tersebut cukup besar.

Mudah dalam penginstalasiannya.

Mempertinggi daya guna dalam berbagai situasi.



CONTOH PENGGUNAAN PLC

Karena luasnya fungsi-fungsi operasi yang dilakukan oleh PLC, maka PLC dapat digunakan untuk mengontrol mesin-mesin atau proses di berbagai jenis industri, yang diantarannya adalah : Pengontrolan stasiun-stasiun tenaga.

Industri Farmasi

Kontrol dapur-dapur peleburan

Kontrol robot-robot untuk assembling.

Kontrol pengetesan circuit breaker

Kontrol alur proses industri.

Kontrol penerangan untuk gedung-gedung bertingkat.

Kontrol untuk jaringan pipa minyak.

Kontrol industri lembaran-lembaran baja.

Kontrol untuk penelitian biokimia.

Kontrol industri otomotif.

Kontrol untuk system monitoring distribusi daya listrik.

Kontrol untuk jaringan pompa-pompa air.

Kontrol untuk industri pembuat semen.

Kontrol untuk industri makanan dan minuman.

Dan lain sebagainya.

BAGIAN-BAGIAN PLC

CPU (Central Processing Unit)

Fungsi utama dari CPU adalah untuk mengerjakan semua penyelesaian keputusan-keputusan aritmatika dan logika. Selanjutnya dibentuk menjadi operasi-operasi seperti yang telah deprogram oleh si pemakai. CPU terdiri bermacam-macam rangkaian memori untuk menyimpan program pemakai, menyimpan macam-macam tabel yang diperlukan untuk status bit dan data manipulasi, menyimpan instruksi-instruksi program yang berfungsi untuk memberikan petunjuk-petunjuk pada orang yang melaksanakan program. Perangkat CPU dipasang pada rak-rak atau panel-panel standard dengan spesifikasi sebagai berikut :

Suhu operasi : 0 - 60(C

Kelembaban udara : 5 – 95 % (tanpa kondensasi)

Tegangan input : 115 V – 230 V ac ± 15 %

Frekuensi : 47 – 53 Hz

Daya yang diserap : maksimum 250 VA

Perangkat CPU tersebut terdiri dari :

Modul Catu Daya

Modul Kontrol

Modul Kontrol Aritmatik

Modul Kontrol I/O

Modul Memori

Modul Input dan Output Pembantu

1.1 Modul Catu Daya

Modul Catu Daya ini disuplai dengan tegangan input 115 V ac atau 230 V ac. Catu Daya ini mengeluarkan tiga besaran tegangan dc, yaitu : + 5 V, + 12 V dan – 12 V, yang fungsinya memberi suplai ke modul-modul lainnya. Tegangan input dihidupkan dan dimatikan melalui sebuah Circuit Breaker yang dipasang di depan panel, yang dilengkapi pula dengan lampu-lampu indikasi, sebagai monitor tegangan masuk, juga untuk tegangan keluaran dc. Terminal strip yang di depan panel dilengkapi dengan dua kontak alarm dan dihubungkan pula dengan suatu baterai luar, yang berfungsi untuk mencegah agar RAM CMOS tidak hilang pada saat catu daya input terputus. Kadang dilengkapi pula dengan dua buah saklar kunci yang diletakkan di depan panel yang fungsinya untuk menghentikan dan menjalankan operasi CPU, dan untuk melindungi memori (Memory Protected Switch). Memory Protected Switch ini berfungsi untuk melindungi program yang telah dimasukkan ke CPU. Jadi dalam kondisi Memori Protected Switch ini ON, maka program apapun tidak dapat dimasukkan lagi ke CPU.

1.2 Modul Kontrol Logik

Modul Kontrol Logik ini berisi rangkaian-rangkaian untuk membangkitkan sinyal-sinyal yang digunakan untuk mengontrol seluruh modul-modul CPU lainnya. Modul ini dilengkapi dengan mikro program kontroler, dengan kapasitas 512 atau 2048 kata (word), yang disimpan oleh 88 bit PROM (Programmable Read Only Memory). Ada dua versi dari Modul Kontrol Logik ini, yang pertama deprogram dengan fungsi-fungsi dasar, dan yang kedua deprogram untuk fungsi-fungsi tingkat lanjut.

1.3 Modul Kontrol Aritmatik

Modul Kontrol Aritmatik (Arithmatic Control Module) ini berisi rangkaian yang membentuk fungsi perhitungan dan operasi-operasi secara logic pada alur data dan address. Dasar waktu untuk fungsi-fungsi timer dalam CPU diambil dari sinyal clock 3,2 MHz. Pada Modul Kontrol Aritmatik berisi 4 register, yang mana register-register tersebut adalah :

Continuity Register

Buffer Register

Accumulate Register

Preset Register

Continuity Register dan Buffer Register ini mempunyai lebar 1 bit, dan Accumulate Register serta Preset Register mempunyai leber 16 bit atau 8 bit. Operasi matematis yang diolah pada modul ini diproses dalam mikro prosesor bipolar 4 bit, dalam hal ini dilengkapi pula dengan instruksi-instruksi khusus untuk memudahkan pelaksanaan perintah-perintah matematis seperti perkalian, pembagian serta operasi-operasi lainnya.

1.4 Modul Kontrol I/O

Modul Kontrol Input dan Output iniberfungsi sebagai penghubung antara CPU dengan saluran Input dan Output Utama, dengan kemapuan untuk menyalurkan 1000 input dan 1000 output. Disamping itu modul ini berguna pula untuk menyalurkan perintah-perintah, status-status program, pemilihan bagian-bagian program, kunci-kunci data, status multiplexer dan dilengkapi pula dengan rangkaian-rangkaian interupsi dan rangkaian-rangkaian kontrol untuk Modul Input dan Modul Output Pembantu (Auxiliary I/O) dan Modul Kontrol Komunikasi.

1.5 Modul Memori

Modul Memori ini sangat diperlukan sekali pada kondisi kerja CPU, yang gunanya untuk menyimpan instruksi-instruksi, program-program ataupun perintah-perintah lainnya. Modul Memori ini terdiri dari : Internal Memory, Register Memory dan Logic Memory. Pada masing-masing Modul memori ini dilengkapi dengan rangkaian untuk memproteksi memori, indicator untuk mengetahui status dari back up baterai, alamat-alamat memori dan lokasi-lokasi memori. Modul Memori di atas merupakan suatu rangkaian memori yang terpadu dengan menggunakan chip IC CMOS RAM yang mempunyai keuntungan-keuntungan karena hanya memerlukan daya yang sangat rendah. Kemampuan menyimpan memori dari IC CMOS RAM ini bervariasi tergantung dari kebutuhan, misalnya 2kB, 4 kB, 8 kB atau lebih. Karena chip memori CMOS RAM ini sifatnya mudah berubah atau labil, artinya isi memorinya akan hilang atau terhapus apabila suplai tegangan terputus. Untuk itu pula, maka masing-masing memori tersebut dilengkapi dengan baterai lithium dioxide dengan tegangan 2,95 V, yang fungsinya melindungi isi memori apabila sewaktu-waktu terjadi kegagalan pada power supply. Baterai lithium tersebut mampu untu bekerja secara kontinyu dalam waktu lebih dari 6 bulan. Untuk mengecek kondisi kerja baterai dimonitor oleh sebuah LED yang bekerja dengan tiga kondisi. Kondisi pertama LED akan menyala dengan normal, yang menunjukkan bahwa kondisi tegangan baterai dalam keadaan normal pula. Pada kondisi yang ke-2 yaitu jika kondisi tegangan baterai mulai turun dan berada diantara 2,55 – 2,75 V, maka LED akan menyala berkedip-kedip, dalam hal ini CPU masih mampu untuk tetap bekerja. Pada kondisi yang ke-3 LED akan mati apabila tegangan baterai jatuh di bawah 2,55 V dan dengan sendirinya CPU akan berhenti bekerja. Selanjutnya fungsi dari masing-masing modul memori yang tersebut di atas dapat dijelaskan berikut ini.

1.5.1 Internal Memory Module

Modul ini merupakan modul logik yang dibuat agar dapat menyimpan berbagai jenis tabel di dalam CMOS RAM dan dilengkapi dengan baterai lithium sebagai back up. Modul ini mempunyai kemampuan untuk menyimpan 256 x 8 kata. Selanjutnya tabel-tabel yang disimpan dalam Modul Internal Memory sebagai berikut : Tabel status, yaitu tabel yang berisi bit-bit yang menyatakan status on atau off dari semua input dan output yang disediakan untuk menghubungkan dengan saluran input dan output utama. Tabel Override, yaitu tabel yang berisi status untuk menahan perubahan dari kondisi bit-bit input maupun output, sehingga status input dan output tidak akan berubah dari kondisi semula, walaupun CPU telah memberikan perintah-perintah untuk merubah kondisi input dan output sesuai dengan kondisi kerja rangkaian yang telah deprogram. Tabel transisi, yaitu tabel yang berisi kondisi logik dari input ke counter-counter. Selain itu juga status one shot relay disimpan dalam tabel ini.

1.5.2 Register Memory Module

Modul Register Memory ini terdiri dari papan rangkaian induk yang berisi perintah-perintah untuk membangkitkan atau menghasilkan keseimbangan memori dan pemeriksaan fungsi-fungsi program. Modul ini terdiri pula dengan papan rangkaian anak yang berisi 1024 regisiter 16 bit di dalam CMOS RAM, yang dilengkapi pula dengan beterai lithium sebagai back up. Modul ini digunakan pula untuk memanipulasi bit-bit dengan fungsi-fungsi mnemonic *) tertentu. Bus data untuk mentransfer perintah-perintah logik dibangkitkan pula pada modul ini.

1.5.3 Logic Memory Module

Modul ini berisi perangkat semikonduktor CMOS RAM yang digunakan untuk menyimpan program (Ladder Diagram atau Statement List) yang telah diinstruksikan oleh pemakai. Memori yang disediakan dalam masing-masing modul ini bervariasi tergantung kebutuhan, misalnya berisi 2 kB, 4 kB atau 8 kB. Dasar katanya adalah 2 byte atau terdiri dari 16 bit ditambah dengan 2 bit sebagai penyeimbang atau disebut pula dengan bit parity, yang mana masing-masing bit untuk 1 byte atau kata (word). Bit parity ini diperlukan untuk memriksa kelengkapan dari isi data pada masing-masing kata atau dengan kata lain bit parity ini digunakan untuk memeriksa kesalahan yang terjadi dalam penyaluran byte. Pemeriksaan data dari kata tersebut dilaksanakan secara otomatis oleh CPU. Sebagai gambaran dari dasar kata di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :

Modul ini dilengkapi pula dengan baterai lithium sebagai back up, apabila hubungan catu daya suatu saat terputus, agar semua memori yang tersimpan tidak hilang atau terhapus.

1.6 Modul Input dan Output Pembantu

Modul Input dan Output Pembantu (I/O Auxiliary Module) ini berupa rangkaian untuk menghubungkan suatu rantai input dan output pembantu ke saluran CPU. Modul ini merupakan suatu sistem I/O Pembantu yang kedua, yang mempunyai struktur yang sama dengan sistem I/O Utama yang dihubungkan pula dengan CPU. Sistem I/O Pembantu ini dapat melaksanakan fungsi kerja yang sama dengan sistem I/O Utama, hanya dalam hal ini fungsi program input dan output pembantu di sini tidak dapat ditekan (override). Sistem input output pembantu ini mempunyai 1000 input dan 1000 output. Tabel status I/O Pembantu ini secara fisik disimpan dalam register 1 sampai register 128. Register 1 – 64 merupakan tabel status output pembantu, dan register 65 – 126 merupakan tabel status input pembantu.

SISTEM INPUT/OUTPUT

Sistem input/output dari PLC merupakan suatu sistem tersendiri, yakni modul-modul input maupun output ditempatkan pada rak yang mempunyai catu daya tersendiri pula. Kapasitas dari suatu rak dari sistem input/output ini bervariasi, tergantung dari tipe-tipe PLC. Dari hasil pengamatan lapangan, suatu rak I/O dapat berisi sampai 8 buah modul input/output, masing-masing modul mempunyai kapasitas input atau output yang bervariasi pula. Jika 8 modul input serta output dimasukkan pada suatu rak, maka akan dioperoleh titik input atau output sebanyak 256 titik, ini jika masing-masing modul mempunyai 32 titik input atau output. Untuk menentukan urutan titik-titik input atau output, mulai dari nomor 1 sampai 256, digunakan suatu DIP (Dual In Package) switch 7 segment. Masing-masing modul mempunyai sebuah DIP switch 7 segment yang ditempatkan pada rak. Sehingga dengan mengatur posisi switch dari masing-masing segment ini, dengan membuka atau menutup akan diperoleh suatu urutan nomor dari titik input atau output yang diinginkan.

HUBUNGAN MODUL INPUT & MODUL OUTPUT DENGAN KOMPONEN LUAR

Karena luasnya fungsi-fungsi operasi yang dilakukan oleh PLC, maka PLC dapat digunakan untuk mengontrol mesin-mesin atau proses di berbagai jenis industri, yang diantarannya adalah :

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

silahkan kirim komentar anda