Lt-2d_sharfina Arindriarsya_23.docx

Programmable Logic Controller (PLC) Sharfina Arindriarsya Dosen Pembimbing :Adi Wasono, B.Eng, M.Eng

[email protected] Jurusan Teknik Elektro Polines Jln. Prof. Sudarto Tembalang Semarang INDONESIA Intisari Abstrak— Sistem kontrol proses terdiri atas sekumpulan piranti piranti dan peralatan elektronik yang mampu menangani kestabilan, akurasi, dan megeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses produksi. Masing masing komponen dalam sistem control proses tersebut memegang peranan pentingnya masing masing. Misal, jika sensor tidak mau bekerja atau rusak, maka sistem kontrol proses tidak akan tahu apa yang terjadi dalam proses yang sedang berjalan. Pada permasalahan yang komplek seperti ini maka diperlukan sebuah piranti yang mampu melakukan eksekusi sekaligus memeriksa kesalahan yang mungkin terjadi dengan memberikan peringatan masalah yang terjadi dalam sebuah sistem kendali. Maka dari itu, diperlukan PLC (Programmable Logic Controller) yaitu sebagai perangkat yang berfungsi untuk mengontrol suatu sistem operasi atau sistem mesin. Cara PLC mengontrol sistem adalah dengan cara menganalisa input kemudian mengatur kondisi output sesuai keinginan pengguna. Keywords— PLC (Programmable Logic Controller)

I. PENDAHULUAN PLC, singkatan dari Programmable Logic Controller adalah perangkat yang berfungsi untuk mengontrol suatu sistem operasi atau sistem mesin. Cara PLC mengontrol sistem adalah dengan cara menganalisa input kemudian mengatur kondisi output sesuai keinginan pengguna. Input PLC bisa berupa switch, limited switch, sensor elektrik, atau input-input lain yang dapat menghasilkan sinyal yang dapat masuk ke PLC. Output PLC pun beragam, contohnya switch yang menyalakan lampu indikator, relay yang mengatur jalannya motor, kontaktor magnet yang mengatur motor 3 phase, atau output-output lain yang dapat menerima sinyal output dari PLC. Selain itu PLC juga memakai memori yang dapat diprogram untuk menjalankan intruksi-intruksi/perintah yang melaksanakan fungsi-fungsi khusus, berupa: gerbang logika, logika pewaktuan (timer), sinyal sekuensial dan perhitungan aritmatika yang dapat mengontrol mesin melalui modul-modul I/O digital maupun analog. (I/O = Input/Output) Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut : 1. Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.

2. 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. 3. 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 mengOFF 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. II. PEMBAHASAN A. 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.

Gambar 1. Prinsip Kerja PLC

PLC merupakan perangkat elektronika yang dibuat dari mikroprosesor, dengan tujuan PLC ini dapat menganalisa kondisi input yang kemudian dapat disesuaikan dengan keinginan pengguna untuk pengontrolan suatu output. Sinyal input dimasukan kedalam Input Card. Input Card sendiri memiliki 2 jenis, yaitu: 1. Analog Input Card 2. Digital Input Card Setiap input memiliki alamat tertentu, sehingga mikroprosesor akan mendeteksi input melalui nama alamat inputnya, bukan jenis inputnya. Banyaknya input pada PLC tergantung pada jenis PLC itu sendiri. Sinyal output dikeluarkan PLC sesuai dengan program yang telah ditetapkan oleh pengguna. Sama seperti Input, Jenis Output pun memiliki 2 jenis, yaitu: 1. Analog Output Card 2. Digital Output Card Setiap output memiliki alamat tertentu dan mikroprosesor akan membaca keadaan output sesuai dengan nama alamat outputnya. Pada PLC juga disediakan Internal input dan Internal output yang dapat digunakan pengguna. Input Output yang disediakan didalam PLC sangat beragam, mulai dari timer, delay off, delay on, counter, off timer, on timer dan konfigurasi lainnya. Untuk memproses konfigurasi tersebut, PLC mendeteksinya melalui nama alamatnya. Untuk melaksanakan kontrol sistem, PLC menggunakan perangkat lunak yang dapat diprogram. Biasanya program yang dipakai PLC adalah Ladder Diagram dan intruksi dasar diagram, akan tetapi setiap jenis PLC memiliki perbedaan cara dalam penulisan program. B. Struktur Dasar PLC Struktur penyusun PLC yang paling sederhana atau dasar adalah sebagai berikut; 1. Central Processing Unit (CPU) 2. Input/Output (I/O) 3. Memory 4. Power Supply

RAM mempunyai akses dengan kecepatan tinggi dan dapat program-program didalamnya dapat di program ulang (deprogram) sesuai dengan keinginan pemakai. RAM juga disebut sebagai Volatile Memory, yaitu memori akan hilang semua datanya jika memori tidak dialiri listrik. Untuk mengantisipasi listrik padam secara tidak sengaja, maka RAM dipasang sebuah Baterai yang akan mengaliri listrik jika sumber listrik utama padam. III. Input Output Sebagaimana fungsi PLC adalah untuk mengontrol proses, input dan output adalah bagian penting PLC. Perangkat yang dihubungkan dan mengirim data ke PLC dinamakan perangkat input. Sinyal masuk melalui terminal atau kaki-kaki penghubung, terminal ini dinamai Input Poin. Input akan mengirim informasi keadaannya ke dalam memori dan disimpan dilokasi memori yang biasa disebut Input Bit. PLC juga mempunyai terminal yang dapat mengeluarkan suatu sinyal yang juga disebut output. Terminal yang mengeluarkan sinyal dapat disebut Output Poin. Output Poin pun akan mengirim data ke memori dan disimpan pada bagian Output Bit pada memori. IV. Power Supply PLC tidak akan beroperasi jika tidak ada supply listrik. Beberapa input PLC adalah menggunakan listrik DC dan listrik AC. Listrik AC digunakan sebagai sumber yang dapat digunakan untuk menyuplai beban yang besar. Sedangkan listrik DC digunakan sebagai suplai sistem operasi. Perlu diingat, bagian dalam PLC sangat sensitif, sehingga tidak boleh tertukar mana bagian yang memakai suplai AC dan suplai DC.

I. CPU CPU berfungsi untuk mengontrol dan mengawasi keadaan input dan output PLC. CPU juga berfungsi sebagai prosesor dan timer untuk perangkat lunak, serta CPU juga dapat menerjemahkan bahasa perantara yang berisi logika dan timer yang dibutuhkan untuk komunikasi data (interface) dengan pengguna. II. Memory Memory disini berfungsi untuk menyimpan perintahperintah yang telah diprogram oleh pengguna dan juga berfungsi untuk menyimpan data-data hasil perhitungan proses. PLC menggunakan perangkat memori semikonduktor seperti RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory) dan PROM (Programmable Read Only Memory).

Gambar 2. Struktur Penyusun PLC

C. Fungsi PLC Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus. Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:

1. 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. 2. 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 khusus adalah 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. D. Kelebihan dan Kekurangan 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: 1) Fleksibel Pada masa lalu, tiap perangkat elektronik yang berbeda dikendalikan dengan pengendalinya masingmasing. Misal sepuluh mesin membutuhkan sepuluh pengendali, tetapi kini hanya dengan satu PLC kesepuluh mesin tersebut dapat dijalankan dengan programnya masing-masing. 2) 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. 3) Jumlah kontak yang banyak Jumlah kontak yang dimiliki oleh PLC pada masingmasing coil lebih banyak daripada kontak yang dimiliki oleh sebuah relay. 4) 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. 5) 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. 6) Observasi visual Selama program dijalankan, operasi pada PLC dapat dilihat pada layar CRT. Kesalahan dari operasinya pun dapat diamati bila terjadi. 7) Kecepatan operasi Kecepatan operasi PLC lebih cepat dibandingkan dengan relay. Kecepatan PLC ditentukan dengan waktu scannya dalam satuan millisecond. 8) 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. Selain keuntungan yang telah disebutkan di atas maka ada kerugian yang dimiliki oleh PLC, yaitu: 1. Teknologi yang masih baru Pengubahan sistem kontrol lama yang menggunakan ladder atau relay ke konsep komputer PLC merupakan hal yang sulit bagi sebagian orang 2. 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). 3. 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. 4. 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 diupgrade secara periodik. E. Pemrograman PLC PLC merupakan piranti yang untuk menngunakannnya diperlukan perintah yang dalam hal ini dengan cara di masukan program untuk menjadikan plc itu sebagai otak dari sebuah sistem kendali. Berikut adalah jenis PLC Programming berdasarkan IEC-61131-3, ada lima bahasa pemrograman yang diakui oleh standar ini.. a) Ladder Diagram (LD)

b) c) d) e)

Function Block Diagram (FBD) Instruction List (IL) Structure Text (ST) Sequential Function Chart (SFC) PLC menggunakan memory yang dapat deprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi yang melaksanakan fungsi-fungsi khusus seperti logika,pewaktuan,sekuensial dan aritmetika yang dapat mengendalikan suatu mesin atau proses melalui modul I/O baik analog maupun digital. PLC basic terdiri dari 3 modul dasar [ input,CPU,output ].Modul input berfungsi untuk menerima sinyal dari sensor ( saklar, proximity, limit switch dll )menjadi logika 0 atau 1 yang akan dikirim CPU. CPU berfungsi untuk mengoperasikan logika dari modul input ( AND , OR, NOT dan fungsi – fungsi logika lainnya ) berdasarkan program yang berada di memory CPU. Hasil operasi logika akan dikeluarkan ke modul output. Modul output berfungsi untuk menerima hasil operasi dari CPU, dipakai untuk mengoperasikan actuator ( lampu, relay, solenoid dll ). Program ditulis pada Programming device ( PC, Notebook ) yang terhubung ke CPU. Pada programming device harus sudah terinstall software dari vendor PLC. Setelah program di transfer ke CPU, maka PLC bisa running sendiri tanpa membutuhkan programming device. - Instruksi-instruksi dasar PLC Berikut ini adalah contoh sebagian perintah-perintah dasar pada PLC : 1. LOAD (LD) Perintah ini digunakan jika urutan kerja suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu keadaan logika. Logika ini mirip dengan kontak relay NO. Simbol :

5.

OR Perintah ini digunakan untuk urutan kerja sistem kontrol yang lebih dari salah satu kondisi logikayang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontakrelay NO. Simbol :

6.

OR NOT Perintah ini digunakan untuk urutan kerja sistem kontrol yang lebih dari salah satu kondisi logikayang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontak relay NC. Simbol :

7.

OUT Jika kondisi logika terpenuhi, perintah ini digunakan untuk mengeluarkan satu output. Logika inimirip dengan kontak relay NO. Simbol :

8.

OUT NOT Jika kondisi logika terpenuhi, perintah ini digunakan untuk mengeluarkan satu output. Logika inimirip dengan kontak relay NC. Simbol :

9. TIMER (TIM) dan COUNTER (CNT) 2.

LOAD NOT Perintah ini digunakan jika urutan kerja sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logika. Logika ini mirip dengan kontak relay NC. Simbol :

3.

AND Perintah ini digunakan untuk urutan kerja sistem kontrol yang lebih dari satu kondisi logika yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontak relay NO. Simbol :

4.

AND NOT Perintah ini digunakan untuk urutan kerja sistem kontrol yang lebih dari satu kondisi logika yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontak relay NC. Simbol :

Timer (TIM) dan Counter (CNT) Timer/Counter pada PLC berjumlah 512 buah yang bernomorTC 000 sampai dengan TC 511 (tergantung tipe PLC). Dalam satu program tidak boleh adanomor Timer/Counter yang sama. Nilai Timer/Counter pada PLC bersifat menghitung mundurdari nilai awal yang ditetapkan oleh program, setelah mencapai angka nol maka contact NOtimer/counter akan ON. Timer mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999 dalam bentukBCD dan dalam orde 100 ms. Sedangkan untuk counter mempunyai orde angka BCD danmempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999. Simbol TIMER :

Timer aktif bila kondisi eksekusi ON dan reset bila OFF. Pertama dieksekusi TIM mengukur SV dalam orde 0,1 detik. Simbol COUNTER:

F.

Implementasi PLC di Dunia Kontrol/Sistem Kendali Dalam merancang suatu sistem kendali dibutuhkan pendekatan-pendekatan sistematis dengan prosedure sebagai berikut : 1. Rancangan Sistem Kendali Dalam tahapan ini si perancang harus menentukan terlebih dahulu sistem apa yang akan dikendalikan dan proses bagaimana yang akan ditempuh. Sistem yang dikendalikan dapat berupa peralatan mesin ataupun proses yang terintegrasi yang sering secara umum disebut dengan controlled system. 2. Penentuan I/O Pada tahap ini semua piranti masukan dan keluaran eksternal yang akan dihubungkan PLC harus ditentukan. Piranti masukan dapat berupa saklar, sensor, valve dan lain-lain sedangkan piranti keluaran dapat berupa solenoid katup elektromagnetik dan lain-lain. 3. Perancangan Program (Program Design) Setelah ditentukan input dan output maka dilanjutkan dengan proses merancang program dalam bentuk ladder diagram dengan mengikuti aturan dan urutan operasi sistem kendali. 4. Pemrograman (Programming) 5. Menjalankan Sistem (Run The System) Pada tahapan ini perlu dideteksi adanya kesalahankesalahan satu persatu (debug), dan menguji secara cermat sampai kita memastikan bahwa sistem aman untuk dijalankan. PLC banyak digunakan dalam proses kerja yang memerlukan sistem kendali otomasi,misalnya dalam dunia industri ,pada mesin mesin industri dibutuhkan peragkat kendali yang sederhana namun dapat mengerjakan semua perintah perintah yang digunakan untuk melakukan proses produksi .yang pastinya lebih ringkas dibanding menggunakan relay atau switch dalam jumlah yang banyak dan memerlukan ruang yang lebih. Untuk dapat menggunakan PLC,cukup dengan menghubungkan sensor pada bagian input device PLC dan alat-alat yang dikontrol pada bagian output device PLC. Kemudian program yag ada dalam PLC akan memproses data dari masukan input device PLC dan ouputnya akan berkerja sesuai dengan program yang dibuat dan tersimpan di dalam memory PLC . Peralatan input dapat berupa sensor photo-elektrik, push button dan panel kontrol, limit switch atau peralatan lainnya dimana dapat menghasilkan suatu sinyal yg dapat diterima PLC. Peralatan output dapat berupa switch yang menggerakan lampu indikator,relai yang menyalakan motor atau peralatan lain yang dapat digerakan oleh sinyal output dari PLC.

III. KESIMPULAN (PENUTUP) 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. Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah :sistem elektronik yang beroperasi secara dijital dan didisain 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. PLC banyak digunakan dalam proses kerja yang memerlukan sistem kendali otomasi,misalnya dalam dunia industri ,pada mesin mesin industri dibutuhkan peragkat kendali yang sederhana namun dapat mengerjakan semua perintah perintah yang digunakan untuk melakukan proses produksi yang pastinya lebih ringkas dibanding menggunakan relay atau switch dalam jumlah yang banyak dan memerlukan ruang yang lebih. UCAPAN TERIMA KASIH Dengan selesainya penulisan makalah ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Adi Wasono, B.Eng, M.Eng. sebagai pembimbing yang dengan penuh kesabaran memberikan bimbingan selama pembuatan makalah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada orang tua yang telah mendoakan dan teman-teman yang sudah bersedia meluangkan waktunya serta pihak-pihak yang telah mendukung dalam pembuatan makalah ini.

REFERENSI [1] http://juare97.wordpress.com/2007/10/20/plcprogrammable-logic-controller/ [2] https://www.academia.edu/12000252/Makalah_PLC [3] http://id.wikipedia.org/wiki/Kontrol_logika_terprogram [4] http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/12/dasar-dasarplc.html