TUGAS AKHIR. Rancang Bangun Simulator Sistem Distribusi Pengolahan Air Minum Berbasis PLC

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR Rancang Bangun Simulator Sistem Distribusi Pengolahan Air Minum Berbasis PLC Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat Dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1) Disusun oleh : Nama : Efendy NIM : Jurusan : Teknik Elektro Program Studi : Teknik Tenaga Listrik Pembimbing : Ir. Budi Yanto Husodo, MSc PROGRAM STUDI TEKNIK TENAGA LISTRIK FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA 2007

2 LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini, Nama : Efendy NIM : Jurusan : Teknik Elektro Program Studi : Teknik Tenaga Listrik Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Demikian, pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya tanpa ada paksaan dari pihak manapun. Penulis, Efendy ii

3 LEMBAR PENGESAHAN Rancang Bangun Simulator Sistem Distribusi Pengolahan Air Minum Berbasis PLC Disusun oleh : Nama : Efendy NIM : Jurusan : Teknik Elektro Program Studi : Teknik Tenaga Listrik Pembimbing Menyetujui, Koordinator TA (Ir. Budi Yanto Husodo.MSc) (Ir. Yudhi Gunardi, MT) Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Elektro (Ir. Budi Yanto Husodo.MSc) iii

4 ABSTRAKS Programmable Logic Control (PLC) merupakan suatu sistem peralatan yang digunakan untuk mengontrol suatu peralatan atau sistem lainnya dengan menggunakan suatu rangkaian logika yang dapat diprogram sesuai dengan kebutuhan. Salah satu pengaplikasian dari PLC ini adalah sebagai kontrol Pengolahan Air Minum yang merupakan salah satu contoh dasar yang banyak dipakai. Kelebihan dari PLC yaitu mampu menggantikan sistem konvensional dalam hal pengaturan dan pengontrolan pompa air, disamping itu PLC mudah dioperasikan karena PLC menggunakan sistem operasi yang mudah dipahami. Kelebihan dari PLC yang lainnya adalah dapat menghemat tempat, komponen, rangkaian dan waktu operasional. Oleh sebab itulah dipilih PLC sebagai kontrol dari proses pengolahan air minum. Dengan menggunakan PLC kita dapat memonitor kerja dari proses pengolahan air minum dengan melihat pada layar monitor Personal Komputer. Dan jika terjadi kesalahan atau kerusakan maka dengan cepat dapat diketahui dan dapat segera memperbaikinya dengan memprogram ulang atau memperbaiki bagian program yang rusak tersebut. iv

5 KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT serta shalawat dan salam selalu tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, yang senantiasa melimpahkan rahmat dan hidayah-nya kepada penulis, serta dengan se izin-nya juga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana Starta Satu (S1) pada Fakultas Teknik Industri Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Tenaga Listrik Universitas Mercu Buana dengan mengambil judul Rancang Bangun Simulator Sistem Distribusi Pengolahan Air Minum Berbasis PLC. Penulis menyadari bahwa materi maupun cara penyajian skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, hal ini dikarenakan adanya keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang dimiliki penulis. Untuk itu penulis dengan segala kerendahan hati akan terbuka terhadap masukan-masukan, saran dan kritik yang sifatnya membangun guna perbaikan dan penyempurnaan skripsi ini. Pada kesempatan ini, perkenankanlah penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah memberikan bimbingan, bantuan, dukungan, saran serta doa kepada penulis hingga skripsi ini dapat terselesaikan. Pihak-pihak tersebut adalah : 1. Bapak Ir.Yenon Orsa,MT selaku Direktur PKSM Universitas Mercu Buana. 2. Bapak Ir.Budi Yanto Husodo,MSc selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Pembimbing Skripsi yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan serta semangat pada penulis. 3. Bapak Ir.Yudhi Gunardi,MT selaku Koordinator Tugas Akhir. 4. Kedua Orang Tua tercinta yang telah memberikan banyak cinta dan kasih sayang yang tak terhingga, dan memberi banyak bantuan baik moril maupun materiil. v

6 5. Kepada yang tercinta dan yang selalu ada di hati penulis, Iin Shery Dalina yang senantiasa memberikan dukungan, bantuan, perhatian doa dan cinta serta selalu menyertai setiap langkah penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Bapak Bersiap Ginting,ST (Dosen Politeknik Negeri Sriwijaya) yang telah memberi buku-buku referensi pendukung dalam pembuatan skripsi ini. 7. Bapak Ir.Setyawan Technical Engineer PT. Sinar Metrindo Perkasa yang telah membantu memberi pengarahan pada penulis. 8. Bapak B. Joko Mulyanto, Bapak Satiman, Bapak Saman yang membantu dalam pembuatan simulasi. 9. Seluruh staff dosen pengajar Jurusan Teknik Elektro Program Studi T. Tenaga Listrik PKSM Universitas Mercu Buana yang telah memberikan bantuan dan bimbingan. 10. Teman-teman PKSM angkatan 2005 antara lain Abdul Rojak, Suganda dan semua yang tidak dapat disebutkan namanya yang telah memberi support kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pihakpihak yang membutuhkan, baik sebagai bahan perbandingan ataupun mengaplikasikannya sebagai dasar penelitian lebih lanjut. Jakarta, Februari 2007 Penulis vi

7 DAFTAR ISI Halaman Judul... i Halaman Pernyataan... ii Halaman Pengesahan... iii Abstraks... iv Kata Pengantar... v Daftar Isi... vii Daftar Tabel... ix Daftar Gambar... x Bab I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Permasalahan Tujuan dan Manfaat Pembatasan Masalah... 3 Bab II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Programmable Logic Control (PLC) Perbandingan Konsep Dasar Kontrol PLC dan Konvensional Bagian bagian PLC CPU (Central Processing Unit) Input dan Output Device Memori Dasar Perencanaan Sistem Berbasis PLC Identifikasi Masalah Penentuan Input dan Output dari Rangkaian Kontrol Rangkaian Relay Pembuatan Leader Diagram (Diagram Tangga) vii

8 2.5 Perintah-perintah Dasar Pemograman Instruksi-instruksi dalam Pemograman PLC Operasi-operasi Pemograman Kontaktor Relay Elektromekanik Time Switch Lampu Indikasi (Pilot Lamp) Saklar dan Sensor Transformator Bab III RANCANG BANGUN 3.1 Deskripsi Kerja Diagram Blok Diagram Sistem Distribusi Pengolahan Air Minum dan Rangkaian Kontrol Diagram Rangkaian Kontrol Konvensional Diagram Rangkaian pada PLC Komponen dan Bahan dalam Pembuatan Simulator Komponen Bahan Pembuatan Simulator Menghubungkan Personal Computer dengan CPU PLC Bab IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Langkah Pengujian Analisa Sistem Kerja Rangkaian Bab V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran Daftar Pustaka Lampiran viii

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbandingan Konsep Dasar Kontrol PLC dan Konvensional... 7 Tabel 2.2 Spesifikasi Input Device... 9 Tabel 2.3 Spesifikasi Output Device... 9 Tabel 2.4 Hubungan antara Relay dengan PLC Tabel 2.5 Program AND Tabel 2.6 Program TIM Tabel 2.7 Fungsi Warna Pilot Lamp Tabel 4.1 Pengalamatan Input Tabel 4.2 Pengalamatan Output Tabel 4.3 Kode Mnemonic ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram Blok Prinsip Kerja PLC... 4 Gambar 2.2 Diagram Pengawatan Kontrol Konvensional (Elektromekanik)... 6 Gambar 2.3 Diagram Pengawatan Kontrol PLC... 6 Gambar 2.4 Sistem Hubungan I/O PLC... 8 Gambar 2.5 Diagram Tangga Dalam Dua Keadaan Gambar 2.6 Leader Diagram (Diagram Tangga) Gambar 2.7 Rangkaian TIM Gambar 2.8 Diagram waktu TIM Gambar 2.9 Diagram Tangga untuk LOAD dan LOAD NOT Gambar 2.10 Diagram Tangga untuk AND dan AND NOT Gambar 2.11 Diagram Tangga OR dan OR NOT Gambar 2.12 Instruksi Blok untuk AND LOAD Gambar 2.13 Instruksi Blok untuk OR LOAD Gambar 2.14 Instruksi Garis Bercabang Gambar 2.15 Rangkaian Diagram Penggunaan Temporary Relay (TR) Gambar 2.16 Memperpanjang Waktu ON timer dengan Counter Gambar 2.17 Rangkaian DIFU dan DIFD Gambar 2.18 Flow Chart Pengoperasian Pemograman PLC Gambar 2.19 Kontak-kontak Kontaktor Gambar 2.20 Kontaktor Gambar 2.21 Relay Elektromekanik Gambar 2.22 Time Switch Gambar 2.23 Lampu Indikasi (Pilot Lamp) Gambar 2.24 Tombol Tekan (Push Buttom) Gambar 2.25 Pressure Switch Gambar 2.26 Transformator x

11 Gambar 3.1. Gambar Perencanaan Sistem Distribusi Pengolahan Air minum Gambar 3.2 Gambar hubungan antara Komputer, PLC dan Simulator Gambar 3.3 Diagram Rangkaian Kontrol Konvensional Gambar 3.4 Diagram Rangkaian Kontrol pada PLC Gambar 3.5 Simulator Gambar 3.6 Hubungan Personal Computer ke CPU PLC Gambar 3.7 Tampilan untuk Memasuki Program Syswin Gambar 3.8 Tampilan Program Syswin Gambar 3.9 Tampilan Menu untuk Setting Type PLC Gambar 3.10 Tampilan Menu untuk mengatur komunikasi serial PLC Gambar 3.11 Tampilan Tombol pada saat PLC On-Line Gambar 3.12 Tampilan Mode dan Online Edit pada PLC Gambar 4.1 Ladder Diagram Gambar 4.2 CPU PLC CQM1 Omron Gambar 4.3 Hubungan Personal Komputer ke CPU PLC xi

12 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seiring dengan perkembangan teknologi yang meningkat dengan pesat, manusia telah berhasil mengembangkan teknologi untuk menciptakan berbagai alat guna mempermudah kegiatan manusia sehari-hari. Perkembangan teknologi ini banyak terjadi pada bidang elektronika khususnya dibidang semikonduktor yang membuka era baru dalam dunia industri. Dalam dunia mikroprosesor misalnya dikembangkan sistem komputer dan Programmable Logic Control (PLC) yang dapat bekerja sesuai dengan program computer. Komputer banyak digunakan dalam pengolahan data, sedang PLC banyak digunakan untuk suatu system pengontrolan dan pengaturan. PLC mampu menggantikan sistem konvensional dalam hal pengaturan dan pengontrolan, terutama pengontrolan electromotor, mesin atau suatu proses. Perangakat PLC mudah dioperasikan karena PLC menggunakan sistem operasi yang mudah dipahami. Suatu sistem pada sebuah industri yang menggunakan PLC dapat diatur tata urutan pekerjaannya dengan cepat, dengan merubah program sesuai dengan program apa yang dibutuhkan. Selain itu juga PLC juga dapat menghemat waktu pada saat suatu sistem yang sedang dalam perbaikan dimana cukup dengan memonitoring bagian mana yang mengalami kerusakan lalu segera memperbaikinya, selain itu juga PLC dapat menghemat tempat. Pada saat ini penggunaan perangkat PLC cenderung meningkat terutama diindustri yang berskala besar. Sedangkan pada industri berskala kecil, dalam hal ini pengolahan air minum cenderung menggunakan sistem control konvensional. Dengan alasan bahwa banyak kemudahan yang dapat dicapai seperti yang telah dijelaskan diatas, maka penyusun merancang dan merakit rangkaian kerja ari suatu operasi mesin dan diberi judul RANCANG BANGUN SIMULATOR SISTEM DISTRIBUSI PENGOLAHAN AIR MINUM BERBASIS PLC. 1

13 2 1.2 Permasalahan Pokok permasalahan dari pembuatan tugas akhir ini antara lain : a. Bagaimana merancang rangkaian kontrol sistem distribusi pengolahan air minum yang berbasis PLC. b. Bagaimana cara kerja rangkaian kontrol sistem distribusi pengolahan air minum berbasis PLC. 1.3 Tujuan dan Manfaat Adapun tujuan yang ingin dicapai penyusun dengan mengangkat PLC sebagai subjek tugas akhir untuk mengatur mesin pengolahan air minum adalah memberi penjelasan tentang PLC sekaligus memberikan contoh aplikasi dari PLC itu sendiri pada mesin pompa proses pengolahan air minum, dapat membandingkan keuntungan dalam hal menggunakan sistem pengontrolan PLC dengan sistem pengontrolan konvensional, memberikan informasi mengenai cara perancangan rangkaian kontrol konvensional untuk proses pengolahan air minum menjadi Leader Diagram untuk control menggunakan PLC, dan membantu serta mempermudah dalam pekerjaan manusia. Sedangkan manfaat yang akan dicapai dalam pembuatan tugas akhir ini adalah dapat mempermudah kita dalam pengawasan jalannya suatu sistem lewat komputer sehingga jika terjadi gangguan pada sistem tersebut bisa dengan cepat diketahui letak gangguannya dan dapat segera diperbaiki, meningkatkan effesiensi kerja dari mesin pengolahan air minum dan meningkatkan effesiensi melalui penekanan biaya.

14 3 1.4 Pembatasan Masalah Mengingat luasnya permasalahan yang muncul dalam penulisan tugas akhir ini, maka untuk mempermudah pemahaman agar didalam pembahasan tidak menjadi terlalu luas sehingga berakibat keluar dari pokok pembahasan. Sesuai dengan judul tugas akhir ini, maka penyusun hanya akan membahas mengenai perancangan Leader Diagram untuk kontrol sistem distribusi pengolahan air minum berdasarkan kontrol konvensional yang ada dengan menggunakan PLC OMRON Type CQM1 serta proses rancang bangun simulatornya.

15 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Programmable Logic Control (PLC) Programmable Logic Control atau PLC dapat diartikan sebagai pengontrolan terprogram. Pengontrolan dengan pemograman ini dimungkinkan karena PLC merupakan perangkat control dengan mikroprosessor sebagai komponen pengontrolannya. Pengertian lain PLC adalah suatu peralatan elektronik yang bekerja secara digital, memiliki memori yang dapat diprogram, menyimpan perintah-perintah untuk melakukan fungsi-fungsi khusus seperti logic, timing, counting dan aritmatik untuk mengontrol berbagai jenis mesin atau proses melalui analog atau digital input/output module. Jadi PLC bekerja dengan cara menerima data masukan dan mengolahnya sehingga menghasilkan keluaran yang bersifat logika yang dimanfaatkan untuk mengontrol kerja suatu sistem. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram dibawah ini. INPUT CENTRAL PROCESSING UNIT OUTPUT Gambar 2.1 Diagram Blok Prinsip Kerja PLC Input dalam hal ini dapat berupa saklar seperti tombol tekan, limit switch, sensor dan sebagainya. Data yang masuk berupa sinyal-sinyal analog, kemudian module input sinyal yang masuk diubah menjadi sinyal digital. Sinyal digital tersebut akan diolah CPU yang ada didalam PLC sesuai dengan program-program yang telah ditetapkan didalam memorinya, CPU akan mengambil keputusankeputusan tersebut dan akan dipindahkan ke module output, dimana sinyalsinyalnya diubah kembali menjadi sinyal-sinyal analog yang nantinya akan menggerakkan peralatan output. Peralatan outputnya dapat berupa relay, 4

16 5 kontaktor, indicator, alarm dan sebagainya yang nantinya akan menggerakkan atau mengoperasikan suatu system yang akan dikontrol. Sistem kontol yang menggunakan PLC mampu mengontrol mesin-mesin dengan daya guna dan ketelitian yang tidak tertandingi oleh system control konvensional yang menggunakan relay elektromekanis. Hal ini disebabkan PLC memenuhi sepuluh persyaratan utama yaitu : 1. Perangkat keras pengendali (Controller) harus dengan mudah dan cepat diprogram ulang oleh pemakai dengan sedikit kemungkinan mengganggu jalannya proses. 2. Semua komponen dalam sistim harus mampu beroperasi di industri tanpa dukungan peralatan bantu atau memerlukan persyaratan lingkungan tertentu. 3. Sistem yang dipakai harus dengan mudah dirawat dan diperbaiki, beberapa indikator dan peralatan bantu harus tersedia sebagai bagian dari sistem sehingga memudahkan dalam melacak kerusakan dan perbaikan kerusakan. 4. Perangkat keras sistem kontrol harus memakan tempat dan daya yang lebih kecil daripada sistem kontrol relay elektromekanis. 5. PLC harus mampu berkomunikasi dengan sistem pusat pengumpul data untuk keperluan pemantauan operasional. 6. Sistem kontrol dapat menerima catu daya AC standar melalui push buttom dan limit switch yang ada pada sistem. 7. Sinyal output PLC mampu menjalankan motor starter dan selenoide valve yang bekerja dengan catu daya AC, setiap keluaran mampu memutuskan dan mengalirkan arus sebesar 2A. 8. Perangkat keras sistem kontrol memiliki konfigurasi yang dapat dikembangkan dengan sedikit memungkinkan perubahan pada sistem. 9. Struktur memori yang terdapat didalam PLC harus dapat dikembangkan. 10. PLC harus mampu bersaing dengan sistem kontrol relay elektromekanis dari segi harga dan biaya pemasangan.

17 6 2.2 Perbandingan Konsep Dasar Kontrol PLC dan Konvensional Konsep dasar kontrol PLC dibandingkan dengan kontrol secara konvensional mempunyai beberapa perbedaan seperti rangkaian sebagai berikut : L S0 S0 S1 S1 K N K K K Gambar 2.2 Diagram Pengawatan Kontrol Konvensional (Elektromekanik) a. Diagram Kontrol N L K N L COM CPU COM S0 S1 b. Diagram Pengawatan Gambar 2.3 Diagram Pengawatan Kontrol PLC

18 7 Sementara itu perbandingan antara konsep dasar kontrol PLC dan konvensional dapat juga dilihat pada table berikut : Tabel 2.1 Perbandingan Konsep Dasar Kontrol PLC dan Konvensional KONVENSIONAL PLC Peralatan yang dikontrol Tujuan Khusus Tujuan Umum Skala kontrol Kecil dan Sedang Sedang dan Besar Mengubah/penambahan Sukar Mudah Pada spesifikasi Perawatan Sukar Mudah Ketahanan uji Tergantung design dan Sangat tinggi Manufaktur Effesiensi dari segi ekonomi Keuntungan pada operasi skala kecil Keuntungan pada operasi skala kecil, sedang, besar 2.3 Bagian bagian PLC CPU (Central Processing Unit) Central Processing Unit (CPU) berfungsi untuk mengambil intruksi dari memori, mengkodekannya dan kemudian mengeksekusikan intruksi tersebut. CPU akan menghasilkan sinyal kontrol, memindahkan data ke I/O port atau sebaliknya, melakukan fungsi aritmatik dan logika dan juga mendeteksi sinyal dari luar CPU. CPU bertugas menghubungkan peralatan input dan output. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.4. CPU pada umumnya terdiri dari 3 unsur utama, yaitu prosessor, sistem memori dan catu daya. Type CPU dapat berbeda untuk setiap merk, misalnya catu dayanya berada diluar CPU.

19 8 Peralatan Input : -Tombol -Saklar -Limit Switch Module Input CPU Module Output Peralatan Output: -Relay -Lampu -Kontaktor dengan Consule dengan Komputer Gambar 2.4 Sistem Hubungan I/O PLC Input dan Output Device Sistem Input atau output menyediakan suatu antarmuka antara komponenkomponen perangkat keras dalam area input atau output dengan CPU, dan melayani CPU sehingga dapat mengkomunikasikan sinyal-sinyal operasi melalui antar muka keluaran ke peralatan proses dibawah pengendaliannya. CPU mempunyai jalur perwakilan dan kendali yang dihubungkan dengan antar muka input dan output. Selama siklus waktu operasi, jalur-jalur ini menyediakan sinyal-sinyal yang mengendalikan transmisi informasi antara CPU / sistem memori dan sistem input atau output untuk setiap siklus waktu, sinyal-sinyal masukan diberikan register yang berhubungan akan diperbaharui. Selama perubahan ini berlangsung, perubahan isi register keluaran dipindahkan kerangkaian antar muka keluaran dibawah pengendalian dari jalur pewaktuan. Pada dasarnya sistem input output terdiri dari dua komponen, yaitu : - Rak input output - Module input output Pada hampir semua PLC, lokasi dari semua module yang disiapkan menyatakan alamat dari setiap peralatan yang terhubung. Sebuah modul biasanya terdiri dari delapan input output, dan sebuah rak yang harus menangani delapan modul oleh sebab itu standar jumlah titik dalam satu rak adalah 64.

20 9 a. Input Device Kehandalan dari system otomatis sangat tergantung pada kemampuan dari PLC untuk membaca dari variasi variasi tipe sensor otomatis dan input manual lainnya. Sensor otomatis dapat berupa Pressure Switch, Photoelectric Sensor dan lainnya. Sedangkan input manual dapat berupa push button, keypad, dan toggle switch. Tipe dari input sinyal dapat berupa ON / OFF logic ( input digital ) atau berupa input analog. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 2.2 Spesifikasi Input Device Tipe Input Item Spesifikasi Input Analog Input Voltage Input Impedance Input Current 24 VDC +10% / -15% : 2kΩ lainnya 4.7kΩ : 12 ma lainnya 5 ma Input Digital ON voltage OFF voltage Minimal 14.4 VDC Maximal 5.0 VDC ON delay Maximal 8 ms OFF delay Maximal 8 ms b. Output Device Output devices dapat berupa : motor, solenoid, relay, indicator, heater dan lain- lainnya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut ini : Table 2.3 Spesifikasi Output Devices Item Spesifikasi Tipe Output Semua jenis sinyal keluaran Max. switching Capacity 2A, 250 VAC (cos ϕ = 1) 2A, 24 VDC ( 4 A / Common ) Min. switching Capacity 10 ma, 5 VDC ON delay Maximum 15 ms OFF delay Maximum 15 ms

21 Memori Penulisan adalah merupakan bagian penyimpanan data di lokasi memori oleh suatu proses, sedangkan pembacaan adalah merupakan pengambilan data memori. Jumlah total digit biner yang dapat disimpan dalam memori ini disebut dengan kapasitas memori. Dalam PLC sistem memori terdiri dari memori untuk program eksekutif dan memori untuk program aplikasi kendali. Karena kebutuhan tempat dan pemakaian kedua memori berbeda maka tidak disimpan dengan cara yang sama. Program aplikasi harus ditempatkan pada medium penyimpanan yang bersifat sementara, karena program ini memerlukan perubahan pada saat diperlukan. Sedangkan program eksekutif memerlukan memori yang bersifat menyimpan yang tetap atau permanen yang isinya tidak dapat diubah. Hal-hal yang perlu diketahui dari memori PLC adalah : a. Organisasi Memori Setiap pabrik PLC menggunakan metode yang berbeda-beda untuk mengoperasikan informasi yang tersimpan didalam memori. Meskipun semua PLC mempunyai kesamaan dalam struktur memori seperti chip ROM dan RAM, tetapi lokasi tempat informasi disimpan dan metode yang digunakan oleh CPU ketika membaca data dapat bermacam-macam. Pengorganisasian memori meliputi sejumlah cara dari PLC untuk membagi memori yang digunakan dalam beberapa bagian/seleksi. Karena ROM (Read Only Memory) berisi informasi yang tidak dapat diubah, maka memori jenis ini merupakan bagian yang tetap. Memori aplikasi biasanya cukup fleksibel, tergantung dari seberapa banyak byte informasi yang akan dialokasikan untuk fungsi-fungsi khusus. Secara garis besar, semua memori dari prosesor PLC dibagi dalam tiga bagian besar, yaitu : - Tabel data - Program pemakaian - Area untuk menyimpan pesan

22 11 Bagian-bagian tersebut menyimpan informasi mengenai status peralatan masukan/keluaran, dan juga digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi program dan pesan. Setiap bagian ini mempunyai kemampuan untuk menyimpan sejumlah informasi. b. Struktur Memori Bagian dari susunan / struktur memori adalah : - Memori bit, meliputi : 1. Bit sistem 2. Bit I/O 3. Bit internal - Memori word, meliputi : 1. Data aplikasi 2. Program aplikasi 3. Konstanta aplikasi 4. Manajemen tasking, yang mengaktifkan Master Task bila suatu program hendak dijalankan 2.4 Dasar Perencanaan Sistem Berbasis PLC Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk melaksanakan operasi sistem yang berbasis PLC adalah sebagai berikut : Identifikasi Masalah Permasalahan yang dipecahkan harus dirumuskan dengan jelas agar dalam penyelesaian sebenarnya nanti tidak terjadi kekeliruan yang menyebabkan rancang ulang. Identifikasi masalah juga termasuk bagaimana cara kerja, sistem yang akan dibuat dan jenis atau jumlah input output yang ada. Selain itu juga rancangan kontrol harus dibuat sesederhana mungkin agar lebih mudah dalam memprogram, mengontrol, mengatasi gangguan yang terjadi serta menghemat pemakaian memori dari PLC.

23 Penentuan Input dan Output dari Rangkaian Kontrol. Jumlah input dan output dari rancangan kontrol harus disesuaikan dengan jumlah terminal yang tersedia pada PLC. Jumlah terminal input dan output dari tiap-tiap tipe PLC adalah berbeda, sehingga harus diusahakan jumlah komponen input dan output harus disesuaikan dengan keadaan yang dimiliki oleh PLC, tanpa merubah cara kerja dari rangkaian tersebut Rangkaian Relay Pada dasarnya PLC adalah komponen elektronika yang menggantikan fungsi dari relay-relay dengan kemampuan yang lebih luas dibanding dengan relay itu sendiri. Dengan kemampuan yang luas itu PLC dikembangkan sehingga dapat melakukan operasi aritmatik (perhitungan), konversi (perubahan) analog digital dan sebaliknya, membandingkan data dan menyelesaikan fungsi yang komplek. Dengan demikian konsep yang digunakan pada rangkaian relay-relay digunakan pula pada PLC. Berikut adalah hubungan antara relay dengan PLC. Tabel 2.4 Hubungan antara Relay dengan PLC Relay Kontak Koil Relay Input Output Bit PLC Pembuatan Leader Diagram (Diagram Tangga) Diagram tangga merupakan rangkaian garis tunggal yang tersusun vertikal dengan menggunakan simbol-simbol tertentu untuk menunjukkan bentuk dan fungsi rangkaian yang diinginkan. Seperti halnya rangkaian kontrol konvensional biasa, diagram tangga ini menunjukkan bentuk rangkaian yang diinginkan yang disusun menurut prinsip-prinsip logika dengan kriteria tertentu. Secara normal ada dua status yang berlaku dalam diagram tangga yaitu ON dan OFF. Status ON dicapai bila bit diberi sinyal tinggi dan status OFF dicapai

24 13 bila bit diberi sinyal rendah. Keadaaan sebaliknya akan terjadi bila kondisi NOT, artinya status akan ON bila diberi sinyal rendah dan OFF bila diberi sinyal tinggi. Kondisi Normal Kondisi NOT INSTRUKSI INSTRUKSI Instruksi On bila ON Instruksi On bila OFF Gambar 2.5 Diagram Tangga Dalam Dua Keadaan Saat menentukan peralatan yang dikontrol maka harus dipikirkan bagaimana hubungan rangkaian satu dengan yang lain. Berikut adalah contoh program pada rangkaian sederhana dengan dua input : Internal relay Output (External relay) Gambar 2.6 Leader Diagram (Diagram Tangga)

25 14 Sedangkan kode mnemonic nya adalah seperti terlihat pada tabel 2.5 Tabel 2.5 Program AND Alamat Instruksi Data 0000 LD OR AND NOT OUT LD OUT END (01) Keterangan Tabel 2.5 : Pertama program diawali dengan perintah LD, perintah ini adalah awalan logika dari busbar, serta OR dengan data program 2000 untuk mempertahankan internal relay tetap bekerja. Sedangkan kontak input yang dipakai pada perintah ini adalah kontak nomor dan Nomor kontak merupakan data program. Output koil 2000 on jika kontak input bekerja. Mala perintah berikutnya adalah AND NOT dengan data 0002, kemudian OUT Angka adalah nomor koil output dalam hal ini merupakan internal relay. Kemudian perintah LD dengan data untuk menjalankan OUT dengan data Terakhir adalah menutup program dengan perintah END (01).

26 Perintah-perintah Dasar Pemograman 1. LD dan OUT Perintah LD adalah awalan dari garis logika atau blok. Jika garis logika diawali dengan input NO (normally open), gunakan LD, sedangkan untuk output digunakan OUT. 2. AND Perintah AND digunakan untuk menghubungkan secara seri dua atau lebih input. 3. OR Perintah OR digunakan untuk menghubungkan secara paralel dua atau lebih input. 4. NOT NOT adalah kebalikan (invers) input, dengan kata lain digunakan pada kontak NC, inverse dari koil, kontak bantu koil, timer, dan counter. NOT dapat digunakan bersama-sama LD, OUT, And atau OR. 5. END END adalah menandakan program selesai. Jika akhir program tidak diberi perintah END (01), maka PC akan memberi tahu dengan pesan salah (error) NO END INST pada display. 6. Perintah Timer TM dan High Timer TIMH (15) TIM dan TIMH pada dasarnya sama yaitu berfungsi sebagai timer. Bedanya pada pengukuran waktu TIM mempunyai selang waktu yang panjang dibanding TIMH. TIM mempunyai pengukuran dalam unit 0,1 detik dengan pengesetan dari 000,0 sampai 999,9 detik. Sedangkan TIMH pengukuran waktunya pada unit 0,01 detik dengan pengesetan dalam batas 000,0 sampai 99,99 detik.

27 TIM #0250 TIM END(01) Gambar 2.7 Rangkaian TIM Tabel 2.6 Program TIM Alamat Instruksi Data 0000 LD TIM 00 # LD TIM OUT END (01) Dari program diatas bila input 0002 on, maka TIM 00 melaksanakan perhitungan waktu. Setelah mencapai nilai settingnya 0250 atau 25 detik maka kontak NO dari TIM 00 tersebut akan on dan mengaktifkan koil relay Jika input 0002 di off kan saat TIM melaksanakan perhitungan, maka TIM akan kembali ke setting awal. Pada saat kontak TIM sedang on input 0002 di off kan maka setting waktu TIM digunakan untuk ON delay atau OFF delay. Keadaan yang sama terjadi pada TIMH, perhatikan diagram waktu dari TIM. Input Output sec Gambar 2.8 Diagram waktu TIM

28 Instruksi-instruksi dalam Pemograman PLC 1. Instruksi Tangga Beberapa instruksi tangga adalah sebagai berikut : LOAD LOAD NOT INSTRUKSI INSTRUKSI Gambar 2.9 Diagram Tangga untuk LOAD dan LOAD NOT AND AND NOT INSTRUKSI Gambar 2.10 Diagram Tangga untuk AND dan AND NOT INSTRUKSI OR OR NOT Gambar 2.11 Diagram Tangga OR dan OR NOT

29 18 2. Instruksi Blok Instruksi blok ini ada dua macam yaitu AND LOAD dan OR LOAD. Instruksi dasar LD (load) adalah untuk memasukkan input yang dikehendaki sebagai awal dari diagram tangga. Sedangkan instruksi AND adalah untuk memasukkan input yang seri dengan input sebelumnya dan instruksi OR adalah memasukkan input yang paralel dengan input sebelumnya. Gabungan dari instruksi LD dengan AND serta OR akan menjadi suatu instruksi baru yaitu AND LD dan OR LD. AND LD dipergunakan untuk menghubungkan dua blok dalam rangkaian seri seperti terlihat pada gambar Instruksi OR LD digunakan untuk menghubungkan dua blok dalam rangkaian parallel seperti terlihat pada gambar INSTRUKSI Gambar 2.12 Instruksi Blok untuk AND LOAD INSTRUKSI Gambar 2.13 Instruksi Blok untuk OR LOAD

30 19 3. Instruksi Garis Bercabang Garis bercabang adalah sebuah garis terdiri dari dua instruksi atau lebih yang terletak setelah input. Contoh gambar dari instruksi garis bercabang dapat dilihat pada gambar titik cabang INSTRUKSI INSTRUKSI Diagram A titik cabang INSTRUKSI INSTRUKSI Diagram B Gambar 2.14 Instruksi Garis Bercabang Untuk titik percabangan pada diagram A dapat dilakukan langsung, tetapi untuk percabangan pada diagram B harus dilakukan dengan bantuan Temporary Relay (TR) yang merupakan relay bantu yang digunakan pada rangkaian yang mempunyai dua atau lebih percabangan dari relay output, timer dan counter. Diantara titik percabangan dengan relay output, timer atau counter terdapat kontak. Beberapa TR dapat digunakan sesuai dengan kebutuhan, akan tetapi tidak dapat melebihi dari jumlah yang ditetapkan pabrik. Dalam rangkaian, satu nomor TR hanya dapat digunakan sekali saja, sedangkan untuk nomor-nomor TR lainnya digunakan pada rangkaian lainnya secara berurutan.

31 TR INSTRUKSI INSTRUKSI Gambar 2.15 Rangkaian Diagram Penggunaan Temporary Relay (TR) 4. Instruksi Timer (TIM) Instruksi TIM dapat digunakan sebagai pewaktu delay ON juga sebagai rangkaian delay. Sebenarnya instruksi TIM adalah instruksi pengurangan dari pewaktu yang membutuhkan nomor dari timer (mulai dari 0 hingga nomor terakhir) yang ditentukan sesuai dengan tipe PLC dan nilai set (SV) yang berkisar dari 0000 sampai 9999 atau jika dikonversikan kedalam bentuk detik dibagi 10 sehingga dapat membentuk timer 0 sampai 999,9. 5. Instruksi Counter Instruksi counter adalah instruksi untuk menghitung pulsa yang masuk pada counter tersebut. Pada counter ada dua masukan yaitu masukan yang pertama untuk menghitung dan yang satu lagi untuk mereset counter untuk kembali ke posisi awal CNT 002 #0004 CNT 00 Gambar 2.16 Memperpanjang Waktu ON timer dengan Counter

32 21 6. Instruksi DIFU dan DIFD DIFU (13) singkatan dari Differentation Up dan DIFD (14) singkatan dari Differentation Down. Fungsi dari DIFU dan DIFD adalah untuk mengaktifkan suatu output dalam suatu scans time pada saat signal dimasukkan ataupun dilepas. DIFU dan DIFD sama dengan signal one shoot. Output DIFU akan ON satu scans time sinyal input ON, sedangkan DIFD akan ON dalam satu scans time sinyal input OFF DIFU(13) DIFD(14) Gambar 2.17 Rangkaian DIFU dan DIFD 2.7 Operasi-operasi Pemograman Operasi-operasi pemograman merupakan cara untuk memasukkan, menghapus dan menginsert serta seluruh kegiatan yang dilakukan oleh programmer untuk mengoperasikan PLC secara baik, benar dan sistematis. Dalam pembahasan ini, hanya dijelaskan mengenai pengertiannya saja. Adapun operasi-operasi pemograman tersebut sebagai berikut : 1. Menghapus data dan memori Sebelum memulai pemograman ke dalam PLC, maka PLC harus dalam keadaan kosong, sehingga seluruh data dan memori yang tersimpan di dalam PLC harus dihapus. Penghapusan semua data yang ada pada PLC hanya dapat dilakukan jika PLC pada mode program.

33 22 2. Penulisan alamat. Penulisan alamt dilakukan dalam empat digit desimal. Alamat-alamat ini biasanya akan muncul dan berubah secara otomatis apabila menekan step by step atau jika akan menulis tiap instruksi pada PLC. Penulisan alamat dapat dilakukan pada semua keadaan mode dari PLC. 3. Penulisan program Setelah semua data dan memori telah dihapus, langkah selanjutnya adalah memasukkan instruksi-instruksi ke dalam PLC. Hal ini hanya dapat dilakukan pada mode program. 4. Penyisipan dan penghapusan program Dalam memasukkan program ke dalam PLC, sering terjadi kesalahan, seperti halnya ada program yang tertinggal atau kesalahn pemasukan instruksi atau data. Bila hal ini terjadi, tidak perlu kita menghapus semua program yang ada dan mengulanginya kembali untuk memasukkannya dengan operasi insert atau delete. Pekerjaan ini hanya dapat dilakukan dengan mode program. 5. Memonitor kondisi operasi Operasi hanya dapat dilakukan pada saat PLC dalam keadaan mode RUN atau MONITOR. Pada keadaan ini kita dapat melihat kondisi tiap program pada saat dihubungkan dengan sistem yang dikontrol. Kondisi-kondisi tiap instruksi akan dapat diketahui status ON atau OFF daripadanya. 6. Pembacaan program Untuk melihat semua data yang ada di dalam PLC yang telah dimasukkan, maka dapat dilihat satu persatu baik secara maju maupun mundur. Pembacaan program ini dapat dilakukan pada setiap kondisi mode dari PLC 7. Mengecek program Pengecekan program dimaksudkan untuk memeriksa kebenaran dan kesalahan dari program yang telah dimasukkan. Apabila terjadi kesalahan program, maka akan muncul instruksi yang menyatakan alamat data-data yang terrjadi kesalahan. Operasi ini dapat dilakukan hanya pada mode program.

34 23 8. Memonitor data Operasi dimaksudkan untuk mengetahui status dari lokasi input output, internal relay, holding relay, timer dan lain-lain. Operasi ini dapat dilakukan pada semua kondisi mode PLC. Bila diwujudkan dalam suatu flow chart, maka pendekatan sistematik dalam pengoperasian pemograman akan terlihat seperti pada gambar berikut : Memahami syarat Sistem Kontrol yang diinginkan Hubungkan semua peralatan input dan output ke PC Gambar sistem umum dari sistem kontrol Periksa semua sambungan inpu dan output Daftar semua point Input dan Output ke point I/O yang bersangkutan dari PLC Test program dijalankan Pengeditan software Terjemahkan Flowchart ke Diagram Ladder Apakah program OK?? Tidak Memprogram Diagram yang telah didesain kedalam PLC Simpan program Ya Mengubah program agar sesuai Simulasikan program dan periksa software Semua program didokumen secara sistematik Tidak Apakah program OK?? Ya END Gambar 2.18 Flow Chart Pengoperasian Pemograman PLC

35 Kontaktor Kontaktor adalah suatu alat yang dipergunakan untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik yang bekerja berdasarkan gaya tarik yang ditimbulkan oleh kumparan magnet yang sebelumnya diberi input tegangan. Pada umumnya kontaktor terdiri dari 3 bagian, yaitu : a) Kontak utama b) Kontak Bantu c) Coil atau kumparan Kontak utama terdiri dari tiga buah kontak normal terbuka (Normally Open). Kontak ini digunakan untuk menghubungkan sumber tegangan dengan beban. Kontak Bantu terdiri dari kontak NO dan kontak NC. Kontak ini digunakan untuk mengontrol rangkaian lain atau sebagai rangkaian pengunci. Untuk memperjelas dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 2.19 Kontak-kontak Kontaktor Jika ada arus yang mengalir melalui kontaktor, maka kumparan akan bekerja dan menarik kontak- kontaknya. Pada saat kumparan magnet bekerja, maka kontak NO akan menutup dan kontak NC akan membuka. Antara kontak NO dan NC dibedakan dengan suatu nomor kode tertentu. Ini dimaksudkan untuk mempermudah dalam pemasangan maupun dalam pelacakan kesalahan apabila terjadi gangguan. Nomor kode tersebut dapat dibedakan sebagai berikut : a. 1,3,5 : kontak utama yang dihubungkan ke sumber. b. 2,4,6 : kontak utama yang dihubungkan ke beban. c. 53,54 : kontak Bantu jenis NO (Normally Open). d. 61,62 : kontak bantu jenis NC (Normally Close). e. A1, A2 : kontak coil.

36 25 Konstruksi sebuah kontaktor magnet dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 2.20 Kontaktor 2.9 Relay Elektromekanik Relay elektromekanik adalah relay magnet yang terdiri dari sebuah electromagnet dan sebuah tangkai bergerak yang disebut angker. Bilamana arus listrik mengalir dalam kumparan magnetnya, maka akan dibangkitkan suatu medan magnet yang lalu menarik tangkai angkernya yang dari besi ke teras magnet itu. Mata-mata kontaktor pada angker dan rangka relaynya kemudian menutup dan melengkapi sirkuit antara terminal- terminal A dan B. apabila magnet itu dimatikan pendayaannya, maka pegas baliknya mengembalikan angker ke posisi terbuka dan mata-mata kontaknya terbuka, sehingga terputuslah sirkuitnya antara terminal- terminal A dan B itu. Dalam gambar 2.21 hanya diperlihatkan suatu pasangan mata kontak, tetapi banyaknya pasangan mata kontak itu dapat saja dibuat lebih sesuai dengan kebutuhan sirkuitnya. Relay yang digambarkan disebelah kiri dapat disebut relay normal terbuka, karena kontaknya terbuka pada waktu tidak di beri tegangan. Relay yang disebelah kanan adalah relay normal tertutup, karena kontak- kontaknya tertutup bila mana relay tidak mendapat tegangan. Jika relay itu di beri tegangan, maka

37 26 angkernya tertarik ke magnet dan kontak- kontaknya membuka sehingga sirkuit antara terminal A dan B menjadi terputus. Gambar 2.21 Relay Elektromekanik 2.10 Time Switch Time switch adalah sejenis relay yang dirancang untuk beroperasi berdasarkan waktu yang dikehendaki. Relay ini mempunyai kontak Normally Close (NO) dan Normally Open (NO). Jumlah kontaknya tergantung dari jenis time switch itu sendiri. Berdasarkan prinsip kerjanya, time switch ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :

38 27 a. Time switch operasi lambat Time switch ini mempunyai penundaan waktu pada saat dioperasikan. Pada saat belitannya dialiri arus listrik, maka time switch ini masih membutuhkan waktu beberapa saat sebelum kontak- kontaknya bekerja. b. Time switch lepas lambat Time Switch ini mempunyai penundaan waktu pada saat pelepasan. Apabila aliran arus yang menuju belitannya terputus, maka kontak- kontak pada Time switch ini masih akan bekerja beberapa saat kemudian dan setelah itu terputus. Gambar 2.22 Time Switch Penundaan pada relay ini dapat diatur, sesuai dengan kebutuhan sebatas rentang waktu penundaan yang dimiliki oleh relay itu sendiri. Rentang waktu yang umum digunakan adalah dalam orde detik, menit atau jam Lampu Indikasi (Pilot Lamp) Lampu indikasi atau pilot lamp digunakan pada peralatan kontrol untuk menandai bekerja atau tidaknya suatu peralatan atau rangkaian. Jika lampu indikasi di pergunakan untuk mengindikasikan suatu peralatan yang sedang bekerja, maka lampu tersebut dipasang seri dengan kontak NO, sedangkan apabila lampu tersebut digunakan unutk mengindikasikan tidak bekerjanya suatu peralatan, maka lampu tersebut dipasang paralel dengan kontak NC pada rangkaian yang mengontrol peralatan tersebut.

39 28 Untuk membedakan fungsi dari lampu indikasi tersebut maka dipergunakan warna-warna yang berbeda. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada table dibawah ini : Tabel 2.7 Fungsi Warna Pilot Lamp Kondisi Peralatan ( Rangkaian ) Kondisi tidak normal ( beban lebih, bahaya dan sebagainya ) Hati- hati, perhatian Posisi siap mulai bekerja Peralatan berfungsi normal Warna Merah Kuning Hijau Putih Lampu indikasi tidak jauh berbeda dengan lampu penerangan biasa. Lampu ini mempunyai filamen dari wolfram, sebuah resistansi yang dipasang seri dengan wolfram tersebut. Lampu ini terdiri dari berbagai tegangan antara lain 48 volt, 220 volt dan 110 volt. Resistansi dipasang dengan tujuan untuk memperbesar thanan lampu itu sendiri. Lampu indikasi yang mempunyai tegangan 48 volt biasanya digunakan untuk rangkaian kontak dimana tegangan diturunkan dari 110 volt atau 220 volt menjadi 48 volt. Gambar 2.23 Lampu Indikasi (Pilot Lamp)

40 Saklar dan Sensor Saklar adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik. Dalam keadaan menutup mempunyai resistansi yang sangat kecil sehingga arus maksimum dapat mengalir menuju beban. Pada saat saklar terbuka maka resistansinya tak terhingga sehingga tidak ada arus yang mengalir menuju beban. Karakteristik saklar sangat diperlukan untuk melakukan pemilihan sesuai dengan kebutuhan agar dapat bekerja dengan baik. Beberapa faktor dalam pemilihan saklar antara lain : a. Kebutuhan mekanis b. Jenis saklar c. Tegangan maksimum d. Arus maksimum e. Resistansi saat terbuka dan saat tertutup Tombol Tekan (Push Buttom) Prinsip kerja dari tombol tekan ini hampir sama dengan saklar jenis togel yaitu penghubung tunggal, bedanya hanya jika saklar tekan jenis togel ditekan akan langsung mengunci sedangkan tombol tekan jika ditekan lalu dilepas maka posisinya akan kembali seperti semula, jadi hanya memberi impuls sesaat. Pada tombol tekan ini terdapat dua buah kontak yaitu kontak NO dan NC. Biasanya tombol tekan dikombinasikan dengan suatu relay atau kontaktor sehingga dapat memutuskan atau menghubungkan suatu rangkaian. Tombol tekan ini banyak sekali dipergunakan untuk mengontrol motor. Tombol yang normal direncanakan untuk berbagai type yang mempunyai kontak NO dan NC. Kontak NO akan menutup jika tombol ditekan dan kontak NC akan membuka bila ditekan. Tombol tekan ini banyak digunakan untuk start, stop dan membalik arah putaran motor dengan mengkombinasikannya dengan kontaktor.

41 30 Gambar 2.24 Tombol Tekan (Push Buttom) Pressure Switch Pressure switch adalah suatu saklar yang berkerja berdasarkan tekanan. Dalam perencanaan ini pressure switch dimanfaatkan untuk mendeteksi tekanan pada pipa distribusi, dengan kata lain pressure switch ini dimanfaatkan sebagai sensor bila tekanan dalam pipa bertambah maka kontak-kontaknya akan bekerja dan memberi sinyal terhadap pompa untuk bekerja. Input tekanan pada pressure switch ini dapat kita atur sesuai dengan kebutuhan. Gambar 2.25 Pressure Switch 2.13 Transformator Transformator adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi untuk mentransformasikan daya listrik dari satu system ke system yang lain yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik melalui suatu gandengan magnet berupa inti besi. Konstruksi transformator terdiri dari beberapa bagian yaitu : - Inti, terbuat dari lempengan-lempengan plat besi lunak atau baja silikon yang diklem menjadi satu.

42 31 - Belitan, terbuat dari tembaga yang letaknya dibelitkan pada inti dan bentuknya konsentrik atau spiral. - Sistem pendingin. (Biasanya pada transformator yang berkapasitas besar) - Bushing, berfungsi untuk menghubungkan rangkaian dalam dari transformator ke rangkaian luar. (transformator daya). Gambar 2.26 Transformator Dari jenis letak belitannya terdiri dari : - Transformator jenis inti (core type), belitan mengelilingi dari inti. Transformator jenis ini banyak digunakan untuk trafo dengan daya dan tegangan yang tinggi. - Transformer jenis cangkang (shell tye), inti mengelilingi belitan. Transformator ini banyak digunakan untuk transformator yang mempunyai daya kecil dan tegangan renda. Pada system tenaga transformator dipakai : 1. Transformator penaik tegangan (Step up) atau disebut dengan transformator daya, yaitu untuk menaikkan tegangan pembangkit menjadi tegangan transmisi. 2. Transformator penurun tegangan (Step Down) dapat dikategorikan dengan nama transformator distribusi, untuk menurunkan tegangan transmisi menjadi tegangan distribusi.

43 32 3. Transformator pengukuran (Instrument Transformer) digunakan untuk mengukur arus yang besar menjadi kecil arus yang kecil untuk keperluan pengukuran yang disebut transformer ukur arus (Current Transformer) dan untuk mengukur tegangan yang besar menjadi tegangan yang kecil untuk keperluan pengukuran yang disebut transformator ukur tegangan (Voltage Transformer).

44 BAB III RANCANG BANGUN 3.1 Deskripsi Kerja Sistem distribusi pengolahan air minum ini adalah bagian dari system pengolahan air bersih. Dengan menggunkan PLC maka analisa kerja dari sistem pengolahan air minum ini adalah sebagai berikut : Dengan menekan Push button START sistem ini akan bekerja mulai dari Pompa 1 (P1) yang bekerja memompa air dari sumber (yang disimulasikan sebagai bak 1) menuju bak penyaring pasir (Sand Filter). Bak penyaring pasir ini disimulasikan sebagai bak 2. Setelah bak tersebut sudah mencapai level middle (dengan menggunakan sensor Water Level Control), maka Pompa 2 (P2) akan bekerja memompa air dari bak 2 menuju bak penampungan sementara yang berfungsi mengendapkan pasir yang berasal dari bak 2 tadi. Bak ini disimulasikan sebagai bak 3. Pada saat air pada bak 3 mencapai level middle (dengan menggunakan sensor Water Level Control), Pompa 3 (P3) akan bekerja memompa air dari bak 3 menuju ke bak penyaringan unsur karbon aktif (Carbon Active Filter). Bak ini disimulasikan sebagai bak 4. Pada kondisi tersebut Pompa 1, Pompa 2 dan Pompa 3 akan terus bekerja berurutan secara otomatis. Pada saat sensor water level control pada bak 4 mencapai level penuh, maka Pompa 3, Pompa 2 dan Pompa 1 akan berhenti beroperasi secara berurutan pula, dan berarti juga bahwa bak 3 dan bak 2 sudah mencapai level penuh. Pompa 4 (P4) baru akan bekerja bila tekanan pada pipa distribusi telah mencapai setting yang telah ditentukan sebelumnya dengan menggunakan sensor Pressure Switch yang bekerja mendistribusikan air yang telah bersih dari bak 4 33

45 34 ke pemakai / konsumen. Dalam perancangan ini Pressure Switch disimulasikan dengan On / Off Switch. Pada saat Pompa 4 (P4) beroperasi, level air pada bak 3 pasti akan berkurang. Dengan mengoperasikan SW1 berarti mensimulasikan bahwa bak 4 dalam kondisi kosong dan memerintahkan Pompa 3 (P3) untuk bekerja mendistribusikan air dari bak 3 menuju ke bak 4. Selanjutnya untuk mengindikasikan bahwa bak 3, bak 2 dan bak 1 dalam kondisi kosong, disimulasikan dengan menekan SW2 untuk bak 3, SW3 untuk bak 2 dan SW4 untuk bak 1. Gambar 3.1. Gambar Perencanaan Sistem Distribusi Pengolahan Air minum

46 Diagram Blok Diagram blok merupakan diagram yang dimaksudkan untuk mengetahui dengan jelas proses dari pengoperasian suatu sistem. Adapun diagram blok hubungan antara komputer, PLC dan simulasi untuk perencanaan system distribusi pengolahan air minum adalah seperti terlihat pada gambar dibawah ini : CPU PLC SIMULATOR PERSONAL COMPUTER Gambar 3.2 Gambar hubungan antara Komputer, PLC dan Simulator 3.3 Diagram Sistem Distribusi Pengolahan Air minum dan Rangkaian Kontrol Diagram Rangkaian Kontrol Konvensional Adapun gambar rangkaian konvensional untuk perencanaan proses pengolahan air minum ini adalah sebagai berikut :

47 36 Gambar 3.3 Diagram Rangkaian Kontrol Konvensional Diagram Rangkaian pada PLC Diagram rangkaian dari pengaturan aplikasi PLC pada simulator proses pengolahan air ini adalah sebagai berikut : Gambar 3.4 Diagram Rangkaian Kontrol pada PLC

48 Komponen dan Bahan dalam Pembuatan Simulator Komponen. Adapun komponen dalam pembuatan simulator ini adalah sebagai berikut : 1. Power Supply 24 dan 12VDC Power supply ini digunakan untuk power supply input / output pada simulator. 2. Push Button Push button ini digunakan sebagai simulasi dari sensor Water Level Control (SW1 SW3) dan PB Start. 3. On / Off Switch On / Off switch ini digunakan sebagai simulasi sensor Pressure Switch (PS) dan SW4. 4. Mini Fan Mini fan ini adalah simulasi dari pompa air yang diberi kode P1 s/d P4 (bila ON berarti pompa dalam keadaan ON). 5. Pilot Lamp. Pilot Lamp ini adalah sebagai indikasi kondisi bak dalam keadaan penuh yang diberi kode PL1 s/d PL4 (bila ON berarti bak dalam keadaan kosong). 6. Fuse Fuse ini berfungsi untuk mengamankan rangkaian, apabila pada saat pengujian terjadi short maka fuse akan bekerja mengamankan peralatan. 7. Terminal Block Terminal Block digunakan sebagai tempat penyambungan wiring antara simulator dengan CPU PLC. 8. Kabel Kabel yang digunakan adalah jenis serabut dengan ukuran 1 dan 1,5 mm. 9. Schoen Kabel 10. Kabel Spiral dan Kabel Ties

49 Bahan Adapun bahan dan peralatan yang dibutuhkan dalam pembuatan simulator ini adalah sebagai berikut : 1. Box Ukuran 400x300x170 = 1 unit 2. Stiker untuk name plate = 1 lembar 3. Mesin Bor = 1 unit 4. Mur + baut = secukupnya 5. Solder Listrik + timah = 1 unit 6. Obeng dan Tang = 1 unit 7. CPU PLC OMRON CQM1 = 1 unit 8. Personal Computer = 1 unit 3.5 Pembuatan Simulator Adapun langkah-langkah dalam pembuatan simulator ini adalah sebagai berikut : 1. Menentukan tata letak mini fan, pilot lamp, push button, on/off switch pada box kemudian di bor sesuai dengan ukuran komponen-komponen tersebut 2. Meletakkan komponen-komponen tersebut sesuai dengan tata letak yang sebelumnya telah dibor. 3. Merancang sistem instalasi pada box yaitu instalasi atau wiring mini fan, pilot lamp, push button, on/off switch dengan menggunakan kabel dan menyoldernya. 4. Agar dapat memudahkan dalam koneksi nanti ke terminal input dan output pada CPU PLC, instalasi / wiring dari mini fan, pilot lamp, push button, on/off switch tersebut dihubungkan ke terminal block. 5. Membuat name plate pada box agar dapat memudahkan dalam pengoperasian dan pengamatan pada saat pengujian.

50 39 6. Melakukan pengecekan terakhir pada sistem wiringnya apakah sudah sesuai dengan gambar perencanaan dan siap untuk dihubungkan dengan power supply Gambar 3.5 Simulator 3.6 Menghubungkan Personal Computer dengan CPU PLC Adapun peralatan yang dibutuhkan untuk menghubungkan Personal Computer dengan CPU PLC adalah dengan menggunakan kabel penghubung RS232 seperti terlihat pada gambar dibawah ini : Gambar 3.6 Hubungan Personal Computer ke CPU PLC

51 40 Langkah awal yang harus dilakukan adalah untuk mengoperasikan simulasi ini dengan personal komputer adalah dengan memasuki program Syswin 3.4, caranya yaitu dengan memilih pernyataan-pernyataan seperti Start kemudian Program dan pilih Syswin 3.4. Apabila dilihat tampilannya pada personal komputer adalah sebagai berikut : Gambar 3.7 Tampilan untuk Memasuki Program Syswin 3.4 Pada saat memasuki program Syswin 3.4 maka akan tampil layar seperti gambar 3.8, dimana tampilan tersebut merupakan program Syswin 3.4 itu sendiri. Gambar 3.8 Tampilan Program Syswin 3.4

52 41 Setelah memasuki program ini maka langkah selanjutnya adalah memilih pernyataan File lalu pilih pernyataan New Project. Pada layar monitor akan ditampilkan text box lalu mulailah untuk setting type PLC yang akan kita gunakan. Seperti terlihat pada contoh setting gambar 3.9. Gambar 3.9 Tampilan Menu untuk Setting Type PLC Selanjutnya kita dapat melakukan pemograman sesuai dengan kontrol yang telah dibuat. Kemudian selanjutnya mengatur komunikasi serial antara Personal Komputer dengan PLC yaitu dengan memilih menu Project lalu pilih Communications. Maka akan tampil di layar monitor seperti gambar dibawah ini : Gambar 3.10 Tampilan Menu untuk mengatur komunikasi serial PLC

53 42 Setelah selesai membuat program yaitu berupa Ladder Diagram, selanjutnya kita melakukan koneksi dengan PLC dengan menggunakan perintah Online lalu pilih Connect. Setelah status PLC sudah terhubung dengan komputer (On-Line), tombol-tombol seperti terlihat pada gambar 3.11 dibawah ini akan aktif Gambar 3.11 Tampilan Tombol pada saat PLC On-Line Keterangan : 1. Communications Connect : untuk melakukan koneksi dengan PLC yang bersangkutan. 2. PLC Mode : untuk memilih mode kerja dari PLC yang bersangkutan, jika di klik akan muncul pilihan MONITOR, RUN, STOP/PRG 3. Monitoring : untuk melakukan monitoring kerja PLC melalui komputer, contoh tampilan terlihat pada gambar Online Edit : digunakan untuk penyuntingan ladder secara online Gambar 3.12 Tampilan Mode dan Online Edit pada PLC

54 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Langkah Pengujian Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam pengujian alat ini adalah sebagai berikut : 1. Menentukan pengalamatan Input / Output 2. Menyiapkan rangkaian kontrol konvensional yang telah dibuat dan nantinya akan diprogram kedalam bentuk Diagram Ladder ke CPU PLC dengan Personal Komputer. 3. Menyiapkan CPU PLC untuk dimasukkan data yang berupa Diagram Ladder. 4. Menyiapkan personal komputer yang berbasis windows dan mempunyai program Syswin 3.4 dan menghubungkannya dengan CPU PLC 5. Melakukan dan pengamatan dari pengujian. 1. Menentukan Pengalamatan Input / Output (I/O) Pengalamatan I/O digunakan untuk menganalisa sistem kerja rangkaian perbagian dari Ladder Diagram. Pengalamatan ini juga berguna untuk mempermudah didalam pemograman sehingga untuk memperbaiki kesalahan dari pemograman lebih mudah. Disamping itu pengalamatan ini juga berguna untuk mengetahui input dan output dari sebuah program. Tabel 4.1 Pengalamatan Input No. Input Peralatan 0000 Push Button Start 0001 On/Off Switch (Simulasi Pompa 4 ON) 0002 SW1 (Simulasi Bak 4 Kosong) 0003 SW2 (Simulasi Bak 3 Kosong) 0004 SW3 (Simulasi Bak 2 Kosong) 0005 SW4 (Simulasi Bak 1 Kosong) 43

55 44 Tabel 4.2 Pengalamatan Output No. Output Peralatan Pompa 1 / P1 (mini fan) Pompa 2 / P2 (mini fan) Pompa 3 / P3 (mini fan) Pompa 4 / P4 (mini fan) Indikasi Bak 4 kosong (PL1) Indikasi Bak 3 kosong (PL2) Indikasi Bak 2 kosong (PL3) Indikasi Bak 1 kosong (PL4) 2. Diagram Ladder dan Kode Mnemonic Pemograman dilakukan dengan menggunkan dua cara yaitu dengan pemograman Diagram Ladder atau dengan Kode Mnemonic. Program untuk simulasi Proses Pengolahan Air Minum ini adalah sebagai berikut : TIM KONTROL POMPA 1 PB.START TS3 R11 R R R1 TIM R10 TIM 000 TS1 # bcd TS9 TIM011 TS12 TIM014 TS15 KE A Gambar 4.1 Ladder Diagram

56 45 DARI A TIM000 TIM KONTROL POMPA 2 TS1 TS4 R11 R R R2 TIM007 R8 TIM 001 TS2 # bcd TS8 TIM010 TS11 TIM001 TIM KONTROL POMPA 3 TS2 TS5 R11 R8 R R3 TIM006 TS KONTROL OFF POMPA 4,3,2 R R4 TIM R R1 R4 002 TS3 # bcd SENSOR BAK 2 PENUH R TIM 003 TS4 SENSOR BAK 3 PENUH R1 # bcd TIM KE B 004 TS5 # bcd SENSOR BAK 4 PENUH Gambar 4.1 Ladder Diagram (lanjutan)

57 46 DARI B SIMULASI POMPA 4 PRESSURE SWITCH R TIM SIMULASI BAK 4 KOSONG SW1 TS6 R R6 TIM 006 TS7 # bcd TIM 005 TS6 # bcd TIM 007 TS8 # bcd TIM 008 TS9 # bcd TIM SIMULASI BAK 3 KOSONG SW2 TS10 R R7 TIM 010 TS11 # bcd TIM 009 TS10 # bcd TIM 011 TS12 # bcd TIM R7 TS13 R8 KE C R8 TIM 012 TS13 # bcd Gambar 4.1 Ladder Diagram (lanjutan)

58 47 DARI C TIM SIMULASI BAK 2 KOSONG SW3 TS14 R R9 TIM 014 TS15 # bcd TIM 013 TS14 # bcd TIM R9 TS16 R R TIM 015 TS16 # bcd SIMULASI BAK 1 KOSONG SW4 R POMPA 1 R P POMPA 2 R P R P POMPA POMPA 4 R R R R R11 R PL PL PL PL4 P4 INDIKASI BAK 4 KOSONG INDIKASI BAK 3 KOSONG INDIKASI BAK 2 KOSONG INDIKASI BAK 1 KOSONG Gambar 4.1 Ladder Diagram

59 48 Tabel 4.3 Kode Mnemonic Alamat Instruksi Simbol LD PBSTART OR R OR R OR TIM008 TS OR TIM011 TS OR TIM014 TS AND NOT TIM002 TS AND NOT R OUT R AND NOT R TIM 000 #0030 TS1 # LD TIM000 TS OR R OR R OR TIM007 TS OR TIM010 TS AND NOT TIM003 TS AND NOT R OUT R AND NOT R TIM 001 #0030 TS2 # LD TIM001 TS OR R OR TIM006 TS AND NOT TIM004 TS AND NOT R AND NOT R OUT R3

60 49 Alamat Instruksi Simbol LD NOT R LD R AND R AND R OR LD OR OR LD R OR R OUT R TIM002 #0150 TS3# TIM003 #0130 TS4# TIM004 #0110 TS5# LD PS OUT R LD SW OR R OUT TR0 AND NOT TIM005 TR0 TS OUT R TIM005 #0100 TS6# LD TR0 TIM006 #0010 TR0 TS7# TIM007 #0030 TS8# TIM008 #0050 TS9#0050

61 50 Alamat Instruksi Simbol LD SW OR R OUT TR0 AND NOT TIM009 TR0 TS OUT R TIM009 #0100 TS10# LD TR0 TIM010 #0010 TR0 TS11# TIM011 #0030 TS12# LD R OR R AND NOT TIM012 TS OUT R TIM012 #0060 TS13# LD SW OR R OUT TR0 AND NOT TIM013 TR0 TS OUT R TIM013 #0130 TS14# LD TR0 TIM014 #0010 LD TR0 TS15# LD R OR R AND NOT TIM015 TS OUT R TIM015 #0040 TS16#0040

62 51 Alamat Instruksi Simbol LD SW OUT R LD R OUT P LD R OUT P LD R OUT P LD R AND NOT R OUT P LD R OUT PL LD R OUT PL LD R OUT PL LD R OUT PL END

63 52 3. CPU PLC CQM1 OMRON Adapun CPU PLC yang dipakai adalah CPU PLC type CQM1 merk Omron dengan 15 Input dan 9 Output. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4.2. Gambar 4.2 CPU PLC CQM1 Omron 4. Menghubungkan Personal Komputer dengan CPU PLC Adapun peralatan yang diperlukan dalam proses menghubungkan Personal Komputer dengan CPU PLC adalah kabel komunikasi RS-232. Pada gambar 4.3 menunjukkan cara menghubungkan Pesonal Komputer dengan CPU PLC. Gambar 4.3 Hubungan Personal Komputer ke CPU PLC