RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN SMK JURUSAN TEKNIK MEKATRONIKA

Transkripsi

1 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN SMK JURUSAN TEKNIK MEKATRONIKA MELAKUKAN PENGOPERASIAN PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) Dirancang oleh : Abdullah Hajis ( ) (Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Perencanaan Pembelajaran) Dosen : Ir. Rusmono Pendidikan Teknik Elektronika 2012 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Jakarta 2014

2 ANALISIS PEMBELAJARAN A. Bidang Studi Keahlian : Teknologi dan Rekayasa B. Program Studi keahlian : Teknik Elektronika C. Kompetensi Keahlian : Teknik Mekatronika D. Standar Kompetensi : 16 Mengoperasikan PLC E. Kompetensi Dasar : 16.5 Melakukan Pengoperasian PLC F. Indikator : Menjelaskan pengertian, fungsi, Prinsip kerja, dan tipe PLC Menjelaskan system PLC Mengenal PLC Omron CPM1A Menjelaskan skema rangkaian kontrol Melakukan pengawatan PLC Menjelaskan langkah-langkah Pengoperasian CX-Programmer Menginstal dan membuat diagram ladder pada aplikasi CX-Programmer Mentransfer file diagram ladder dari Computer ke PLC Melakukan pengoperasian PLC Mengidentifikasi kerusakan PLC Tabel Taksonomi Knowledge Dimension Factual Conceptual Prosedural Meta-Cognitif Cognitif Process Dimension Remember Understand Apply Analyze Evaluate Create

3 Rumusan Tujuan Pembelajaran 1. Bila diberikan modul PLC, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat Menjelaskan pengertian, fungsi, prinsip kerja dan Tipe PLC dengan benar 95% benar. 2. Bila diberikan bagan system PLC, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat menjelaskan system PLC dengan benar 90%. 3. Bila diberikan data sheet PLC CPM1A, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat mengenal PLC dengan tingkat keberhasilan minimal 90%. 4. Bila diberikan skema rangkaian kontrol, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat menjelaskan skema rangkaian kontrol dengan tingkat pemahaman 95%. 5. Bila diberikan trainer PLC, bahan-bahan dan perkakas tangan, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat melakukan pengawatan PLC dengan benar 100%. 6. Bila diberi tutorial pengoperasian CX-Programmer, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat menjelaskan langkah-langkah pengoperasian CX-Programmer dengan tingkat pemahaman 100%. 7. Bila diberi sarana Personal Computer dan alat tulis, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat menginstal dan membuat diagram ladder pada aplikasi CX-Programmer dengan benar 90%. 8. Bila Personal Computer telah terhubung dengan system PLC, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat mentransfer file diagram ladder dari Personal Computer ke PLC dengan keberhasilan 100%. 9. Bila diberikan Trainer PLC, bahan-bahan dan alat-alat pendukungnya, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat melakukan pengoperasian PLC dengan tingkat keberhasilan 85%. 10. Bila Sistem PLC mengalami Trouble, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat mengidentifikasi Kerusakan PLC dan dapat memperbaikinya dengan tingkat keberhasilan 70%.

4 Peta Pembelajaran MELAKUKAN PENGOPERASIAN PLC Mengidentifika si kerusakan PLC Mengoperasik an PLC Mentransfer file diagram ladder dari computer ke PLC Melakukan pengawatan PLC Mnginstal dan membuat diagram ladder CX- Programmer Menjelaskan langkah2 pengoperasia n CX- Programmer Menjelaskan pengertian, fungsi, prinsip kerja dan tipe PLC Menjelaskan system PLC Mengenal PLC Omron CPM1A Menjelaskan skema rangkaian kontrol

5 Kisi-kisi Tes Tujuan Pembelajaran Menjelaskan pengertian, fungsi, prinsip kerja dan Tipe PLC Tes Esai Tes Obyektif Jumlah Total (%) ( ) C-1 (%) 12 % C-2 (%) 1 4 % Menjelaskan sistem PLC 8 % Mengenal PLC Omron 8 CPM1A % Menjelaskan skema rangkaian control Melakukan pengawatan PLC C-3 (%) 8 % C-4 (%) C-5 (%) C-6 (%) Jum lah ( ) Esai (%) 1 12 % Ob yek tif (%) 4 % 4 16 % 2 8 % To tal (%) Jum lah Soal ( ) Menjelaskan langkahlangkah pengoperasian CX- Programmer Menginstal dan membuat diagram ladder pada aplikasi CX-Programmer Mentransfer file diagram ladder dari computer ke PLC Melakukan Pengoperasian PLC 12 % 12 % 12 % Mengidentifikasi kerusakan 12 PLC % TOTAL 60 % 1 12 % 1 8 % 4 % 3 12 % 1 12 % 1 12 % % % % % 12 % 40 % 100 % Kriteria Penilaian & Bobot : 1. Tes Objektif 40% 2. Tes Essai 60%

6 Tes Objektif (per poin 3%) 1. Suatu PLC Omron mempunyai kode CPM1A 30 CD-R-D, berarti A. PLC model CPU yang mempunyai I/O 30 terminal, terminal outputnya berupa 8 relay, dan beroperasi pada tegangan arus searah B. PLC model CPU yang mempunyai I/O 30 terminal, terminal outputnya berupa 12 relay, dan beroperasi pada tegangan arus searah C. PLC model CPU yang mempunyai I/O 30 terminal, pin outputnya berupa 12 transistor NPNP, dan beroperasi pada tegangan arus bolak-balik D. PLC model CPU yang mempunyai I/O 30 terminal, pin outputnya berupa 8 transistor NPN, dan beroperasi pada tegangan arus searah 2. Abdha seorang siswa SMK, ia ingin membeli PLC bermerek Omron keluarga CPM1A, ia menginginkan output pada PLC bisa digunakan untuk mengontrol AC maupun DC tanpa menggunakan Relay Eksternal, dan ia hanya membutuhkan terminal 10 input dan 6 output serta beroperasi pada tegangan 24VDC. PLC yang berkode apakah yang paling tepat ia beli dengan mempertimbangkan biaya? A. CPM1A-10CDR-A C. CPM1A-30CDR-D B. CPM1A-20CDT-D D. CPM1A-20CDR-D 3. Secara umum fungsi PLC terbagi menjadi 2, yaitu: A. Kontrol Sekuensial & Monitoring Plant B. Kontrol Paralel & Monitoring system C. CNC & Kontrol Sekuensial D. Monitoring system & Monitoring Plant 4. Dibawah ini yang termasuk kedalam komponen input PLC adalah A. Timer, motor DC & Indicator Lamp C. PB, Limit Switch & Proximity Switch B. Kontaktor, Selenoid & PB D. Limit Switch, Heater & PB 5. Dibawah ini yang termasuk kedalam komponen 0utput PLC adalah A. Solenoid, motor DC, Push Botton C. valve, silinder, selenoid B. Heater, LDR, silinder D. relay, Limit Switch, Proximity switch Catu Daya 2. Central Control Unit 3. Mikrokontroller 4. Memori 5. CX-Programmer 6. PLC input Device 7. PLC output Device 8. Diagram Ladder

7 Dari data diatas, yang termasuk kedalam sistem hardware PLC adalah A. 1,3,4,6,7 B. 2,4,6,7,1 C. 3,1,2,4,8 D. 4,1,2,5,7 7. Alat yang berfungsi untuk menambahkan I/O, jika I/O yang ada pada kontrol unit tidak mencukupi kebutuhan adalah A. CCU C. PC B. Memory D. Expansion Unit 8. Bahasa yang dimiliki oleh setiap PLC adalah A. Bahasa C C. Bahasa Basic B. Mnemonic code D. Diagram Ladder 9. Berdasarkan diagram ladder diatas, pemrograman yang benar adalah pada nomor A. 4 C. 2 B. 3 D. 1

8 10. Rangkaian diatas merupakan rangkaian? A. Latch(rangkaian pengunci) C. Register B. Flip-Flop D. Buffer Essai (per poin 12%) 1. Jelaskan pengetahuan anda tentang PLC..! 2. Jelaskan cara kerja rangkaian control dibawah ini..! 3. Jelaskan alasan mengapa line diagram ladder pada nomor 1,2&3 dikatakan salah, sedangkan line pada nomor 4 dikatakan benar..! 4. Jelaskan langkah-langkah pengoperasian CX-Programmer..! 5. Jelaskan kelebihan menggunakan PLC!

9 Pembahasan Tes Objektif 1. Jawaban B (lihat tabel 1 & 2) 2. Jawaban D (lihat tabel 1 & 2) Tabel 1. Tabel Jawaban A (lihat modul hal. 1) Secara umum fungsi dari PLC adalah sebagai berikut : 1. Kontrol Sekuensial PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemprosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step / langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat. 2. Monitoring Plant PLC secara terus menerus memonitor suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut ke operator. 4. Jawaban C

10 Komponen Input 1. Push Botton 2. Limit Switch 3. Proximity Switch 4. Timer Komponen Output 1. Kontaktor 2. Motor DC 3. Indicator Lamp 4. Selenoid 5. Heater 5. Jawaban C Komponen Input 1. Push Botton 2. LDR 3. Limit Switch 4. Proximity Switch Komponen Output 1. Selenoid 2. Motor DC 3. Heater 4. Silinder 5. Valve 6. Relay 6. Jawaban B 1. Catu Daya : Sistem Hardware PLC 2. Central Control Unit : Sistem Hardware PLC 3. Mikrokontroller : Alat control yang berbeda fitur dengan PLC 4. Memori : Sistem Hardware PLC 5. CX-Programmer : Software PLC 6. PLC input Device : Sistem Hardware PLC 7. PLC output Device : Sistem Hardware PLC 8. Diagram Ladder : Bahasa pemrograman 7. Jawaban D (modul hal. 7) Expansion Unit Merupakan bagian yang berfungsi untuk menambahkan I/O jika I/O yang ada pada kontrol unit tidak mencukupi kebutuhan. Unit ekspansi ini sangat penting karena dalam perancangan program PLC industri besar sering membutuhkan I/O yang cukup banyak. Namun dalam kenyataanya I/O yang dimiliki oleh PLC sangat terbatas sehingga dibutuhkan tambahan I/O. Oleh karena itu ditambahkan unit ekspansi ini untuk menambah I/O sebanyak yang dibutuhkan selama jumlah I/O maksimum belum terlampaui. unit ekspansi ini tidak akan bekerja jika tidak ada unit kontrol. 8. Jawaban D Bahasa C : Bahasa pemrograman yang biasa dipalai untuk computer, Mikrokontroller dll. Mnemonic Code : Bahasa untuk PLC, tetapi tidak semua PLC bisa di program dengan bahasa ini Basic : sama dengan bahasa C Diagram Ladder : Bahasa pemrograman yang dimiliki oleh setiap PLC

11 9. Jawaban A (lihat modul hal. 12) Peraturan secara umum di dalam menggambarkan program ladder diagram adalah : 1. Daya mengalir dari rel kiri ke rel kanan 2. Output koil tidak boleh dihubungkan secara langsung di rel sebelah kiri 3. Tidak ada kontak yang diletakkan disebelah kanan output coil 4. Hanya diperbolehkan satu output koil pada ladder line 10. Jawaban A Rangkaian tersebut adalah rangkaian Latch (pengunci), kalau buffer adalah tempat penyimpanan pada memori (kurang tepat), kalau flip-flop lebih cenderung ada dua keadaan yang saling berlawanan, dan kalau register suatu keadaan yang aktif secara bergantian dan teratur. Pembahasan Essai 1. Lihat di modul 2. Cara kerja: Ketika PB1 (Push Botton 1) ditekan, maka K1 (koil Kontaktor 1) akan aktif. Dengan demikian kontak dari K1 dengan alamat yang sebelumnya dalam keadaan NO (Normally Open), akan berubah menjadi NC (Normally Close), sehingga arus dari line kiri dapat melewati kontak K1 (10.00), PB2 (0.01) hingga menuju koil K1 (10.00) dan akan terus memberi supply kepada koil Kontaktor tersebut. Dengan begitu koil kontaktor akan aktif terus, walaupun PB1 (Push Botton) ditekan dan dilepas kembali secara berulang-ulang, tetapi koil kontaktor akan non-aktif jika PB2 (0.01) yang berfungsi sebagai reset di tekan. 3. Peraturan secara umum di dalam menggambarkan program ladder diagram adalah : a. Daya mengalir dari rel kiri ke rel kanan b. Output koil tidak boleh dihubungkan secara langsung di rel sebelah kiri c. Tidak ada kontak yang diletakkan disebelah kanan output coil d. Hanya diperbolehkan satu output koil pada ladder line 4. Jawaban pada modul dari hal Jawaban pada modul dari hal. 29

12 Strategi Pembelajaran I G. Bidang Studi Keahlian : Teknologi dan Rekayasa H. Program Studi keahlian : Teknik Elektronika I. Kompetensi Keahlian : Teknik Mekatronika J. Standar Kompetensi : 16 Mengoperasikan PLC K. Kompetensi Dasar : 16.5 Melakukan Pengoperasian PLC L. Indikator : Menginstal dan membuat diagram ladder pada aplikasi CX-Programmer M. Waktu : 2 x 45 menit URUTAN KEGIATAN PEMBELAJARAN GARIS BESAR ISI A. PENDAHULUAN Pentingnya melakukan pengoperasian PLC untuk Dunia Usaha atau Dunia Kerja (DU/DI) -Deskripsi Singkat Banyak berbagai perbedaan jenis aplikasi diagram ladder, berbeda pula cara penggunaannya METODE MEDIA & ALAT WAKTU BELAJAR Berdo a Modul dan Ceramah LCD Ceramah Modul dan LCD -Relevansi & Manfaat Siswa dapat menginstal dan Ceramah Modul dan LCD -Tujuan Pembelajaran Bila diberi sarana Personal Ceramah Modul dan Computer dan alat tulis, dan LCD Siswa SMK kelas XII pemberian motivasi Jurusan Teknik Mekatronika dapat menginstal dan membuat diagram ladder pada aplikasi CX- Programmer dengan benar 90%. 10 menit B. PENYAJIAN Modul dan LCD Guru menejelaskan materi terkait cara menginstal dan Ceramah Dan Modul,PC dan LCD -Uraian membuat diagram ladder pada aplikasi CX- Programmer praktikum -Contoh dan Non Contoh Guru memberikan modul yang berisi penjelasan dan gambar, Ceramah dan diskusi Modul, PC dan LCD 20 menit 5 menit

13 -Latihan -Tes Formatif -Ringkasan C. PENUTUP -Umpan Balik -Tindak Lanjut sehingga siswa dapat berdiskusi dan dengan cepat memahami cara membuat diagram ladder pada aplikasi CX-Programmer Guru memberi latihan dengan Tanya jawab dan belajar berbasis masalah guna mengetahui kemampuan siswa/siswi setelah diberikan penjelasan dan pemecahan masalah secara bersama Guru memberikan soal pengembangan materi dengan panduan buku ajar guna mencapai tujuan dari instruksional mata pelajaran yang diberikan Guru memberikan ringkasan materi yang telah disampaikan Menjelaskan jawaban dari tes formatif dan memberikan pemecahan terhadap studi kasus yang telah diberikan Memberi himbauan kepada siswa yang telah memahami materi membuat diagram ladder untuk menjadi tutor sebaya temannya bagi temannya yang belum memahami materi tersebut. dan memberikan studi kasus seputar diagram ladder Tanya jawab dan belajar berbasis masalah Tes tulis ceramah Ceramah dan pemecahan masalah Ceramah Modul, PC dan LCD Modul dan LCD Modul dan LCD Modul dan LCD Modul dan LCD 5 menit 40 menit 10 menit

14 Strategi Pembelajaran II A. Bidang Studi Keahlian : Teknologi dan Rekayasa B. Program Studi keahlian : Teknik Elektronika C. Kompetensi Keahlian : Teknik Mekatronika D. Standar Kompetensi : 16 Mengoperasikan PLC E. Kompetensi Dasar : 16.5 Melakukan Pengoperasian PLC F. Indikator : Melakukan pengoperasian PLC N. Waktu : 2 x 45 menit URUTAN KEGIATAN PEMBELAJARAN GARIS BESAR ISI METODE MEDIA & ALAT WAKTU BELAJAR A. PENDAHULUAN Pentingnya melakukan pengoperasian PLC untuk Dunia Usaha atau Dunia Kerja (DU/DI) -Deskripsi Singkat Pentingnya siswa mempelajari pengoperasian PLC untuk mempersiapkan diri di jaman modern -Relevansi & Manfaat Banyak berbagai perbedaan jenis PLC, berbeda pula cara penggunaannya -Tujuan Pembelajaran Bila diberikan Trainer PLC, bahan-bahan dan alat-alat pendukungnya, Siswa SMK kelas XII Jurusan Teknik Mekatronika dapat melakukan pengoperasian PLC dengan tingkat keberhasilan 85%. Berdo a Ceramah Ceramah Ceramah Ceramah dan pemberian motivasi Modul dan LCD Modul dan LCD Modul dan LCD Modul dan LCD 10 menit B. PENYAJIAN Modul dan LCD Guru menejelaskan materi terkait cara membuat Ceramah Dan Tanya Modul dan LCD -Uraian rangkaian control, diagram jawab ladder, pengawatan dan melakukan pengoperasian PLC -Contoh dan Non Contoh Guru memberikan modul yang berisi penjelasan dan gambar, dan memberikan contoh, sehingga siswa dapat dengan Ceramah dan diskusi Modul, Trainer PLC, PC dan LCD 10 menit 5 menit

15 -Latihan -Tes Formatif -Ringkasan C. PENUTUP -Umpan Balik -Tindak Lanjut terampil melakukan pengoperasian PLC Guru memberi latihan dengan mengajarkan dan belajar berbasis masalah guna mengetahui kemampuan siswa/siswi setelah diberikan penjelasan dan pemecahan masalah secara bersama Guru memberikan soal pengembangan materi dengan panduan buku ajar guna mencapai tujuan dari instruksional mata pelajaran yang diberikan Guru memberikan ringkasan materi yang telah disampaikan Menjelaskan jawaban dari tes formatif dan memberikan pemecahan terhadap studi kasus yang telah diberikan Memberi himbauan kepada siswa yang telah memahami materi membuat diagram ladder untuk menjadi tutor sebaya temannya bagi temannya yang belum memahami materi tersebut. dan memberikan studi kasus seputar diagram ladder Praktikum dan belajar berbasis masalah Tes tulis ceramah Ceramah dan pemecahan masalah Ceramah Modul, trainer PLC, PC dan LCD Modul dan LCD Modul dan LCD Modul dan LCD Modul dan LCD 35 menit 20 menit 10 menit

16 Daftar Pustaka Fitri, N.F., 2013, Catatan Perencanaan Pembelajaran ( Tulisan tangan sendiri ), Universitas Negeri jakarta, Jakarta. Rusmono, 2012, Strategi Pembelajaran dengan Problem Based Learning itu Perlu, Penerbit Ghalia Indonesia, Jakarta WIB, senin, 1 juni 2014 httpwww.pacontrol.comdownloadomron-plc-programming.pdf WIB, senin, 1 juni WIB, senin, 1 juni WIB, minggu, 1 juni WIB, minggu, 1 juni WIB, minggu, 1 juni 2014 Totok Heru,TM., M.Pd.(Programmable Logic Controller.Staff UNY) WIB, minggu, 1 juni 2014 Basic of PLC Programming, MME Fall WIB, minggu, 1 juni 2014

17 MODUL SMK JURUSAN TEKNIK MEKATRONIKA MELAKUKAN PENGOPERASIAN PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) Dirancang oleh : Abdullah Hajis ( ) (Modul ini dibuat untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Perencanaan Pembelajaran) Dosen : Ir. Rusmono Pendidikan Teknik Elektronika 2012 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Jakarta 2014 A. Pengertian PLC

18 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 fungsifungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital maupun analog. 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 meng-off kan output-output. 1 menunjukkan bahwa keadaan yang diharapkan terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan yang diharapkan tidak terpenuhi. PLC juga dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang memiliki output banyak. B. Fungsi PLC Fungsi dan kegunaan dari PLC dapat dikatakan hampir tidak terbatas. Tapi dalam prakteknya dapat dibagi secara umum dan khusus. Secara umum fungsi dari PLC adalah sebagai berikut : 3. Kontrol Sekuensial PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemprosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step / langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat. 4. Monitoring Plant PLC secara terus menerus memonitor suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut ke operator. Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke CNC (Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan input ke

19 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. C. 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. D. Tipe PLC Pada masa kini PLC dibagi menjadi beberapa tipe yang dibedakan berdasarkan ukuran dan kemampuannya. Dan PLC dapat dibagi menjadi jenis-jenis berikut: 1. Tipe compact Ciri ciri PLC jenis ini ialah : a. Seluruh komponen (power supply, CPU, modul input output, modul komunikasi) menjadi satu b. Umumnya berukuran kecil (compact) c. Mempunyai jumlah input/output relatif sedikit dan tidak dapat diexpand d. Tidak dapat ditambah modul modul khusus Berikut ini contoh PLC compact dari Omron. Gambar 1. Sumber : OMRON, Programmable Controllers, (OMRON : 2004) 2. Tipe modular Ciri ciri PLC jenis ini ialah : a. Komponen komponennya terpisah ke dalam modul modul Berukuran besar.

20 b. Memungkinkan untuk ekspansi jumlah input /output (sehingga jumlah lebih banyak). c. Memungkinkan penambahan modul modul khusus Berikut ini contoh PLC modular dari Omron. Gambar 2. Sumber : OMRON, Programmable Controllers, (OMRON : 2004) E. Arsitektur PLC Gambar 3. Arsitektur PLC

21 F. Sistem PLC Gambar 4. Sistem PLC 1. Catu Daya Sistem PLC memerlukan dua catu daya. Satu untuk keperluan peralatan output, sedangkan satunya untuk catu daya modul-modul PLC itu sendiri yang menggunakan arus DC. Arus DC ini diperoleh dari rangkaian terintegrasi atau transistor. Jika sistem catu daya menggunakan IC TTL dapat dihasilkan tegangan 5 Volt, tetapi jika menggunakan IC CMOS tegangan yang didapat akan dapat bervariasi dalam 3 sampai 18 Volt. 2. Central Control Unit Central Control Unit merupakan unit pusat pengolahan data yang digunakan untuk melakukan proses pengolahan data dalam PLC. CCU merupakan sebuah mikroprosesor. Mikroprosesor terdiri atas Arithmatic and Logic Unit (ALU), unit kontrol dan sejumlah kecil memori unit yang sering disebut register. Tugas dari ALU adalah untuk melakukan operasi aritmatika (penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan sebagainya) dan logika (operasi OR, AND, NOT, dan sebagainya). 3. Memori Program yang dijalankan mendapat perhatian khusus selama proses operasi dan karenanya perlu suatu memori yang disebut memori program yang dapat dibaca oleh prosesor. Pemilihan memori program harus didasarkan atas pertimbangan pertimbangan sebagai berikut : Harus cukup sederhana dan mudah untuk memodifikasi atau membuat program baru.

22 Keamanan terjamin, dalam hal program tidak akan berubah terhadap interferensi listrik atau bila listrik padam. Harus cukup cepat atau tidak ada delay untuk operasi dengan prosesor. Terdapat tiga jenis memori yang sering digunakan, yaitu RAM, EPROM, dan EEPROM.). Macam-macam Memori RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang cepat dan bersifat volatile (data akan hilang bila arus listrik mati). RAM digunakan sebagai memori utama dalam PLC, dapat dibaca dan ditulisi. Untuk menjaga terhadap tegangan listrik yang mati, biasanya RAM dilengkapi dengan baterai yang tahan bertahun-tahun. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) adalah jenis memori yang cepat dan juga murah harganya, sama dengan memori RAM hanya saja EPROM bersifat non volatile, artinya isi memori ini tetap ada walaupun supply tegangan hilang. Untuk keparluan modifikasi program maka memori ini harus dikosongkan isinya melalui penyinaran dengan sinar ultraviolet. Karena begitu kompleksnya proses penghapusan untuk pemrograman ulang bahkan meskipun harganya murah, orang cenderung memilih RAM. EEPROM Adalah memori yang mirip dengan memori EPROM, hanya saja untuk proses penghapusannya menggunakan arus listrik. 4. Komponen Input dan Output PLC Fungsi dari sebuah modul input adalah untuk mengubah sinyal masukan dari sensor ke PLC untuk diproses dibagian CCU. Sedangkan modul output adalah kebalikannya, mengubah sinyal PLC kedalam sinyal yang sesuai untuk menggerakkan aktuator. Dari modul input dan output kita dapat menentukan jenis suatu PLC dari hubungan antara CCU dengan output, yaitu compact PLC dan modular PLC. Compact PLC adalah bila input modul CCU dan output modul dikemas dalam suatu wadah. Modular PLC bila modul input, modul output dan CCU dikemas secara tersendiri. a. Fungsi Komponen Input Mendeteksi sinyal masukan. Mengatur tegangan kontrol untuk batas tegangan logika masukan yang diijinkan. Melindungi peralatan elektronik yang sensitive terhadap tegangan luar. Menampilkan sinyal masukan tersebut.

23 b. Komponen input PLC Gambar 5. contoh komponen input PLC c. Fungsi Komponen Output Mengatur tegangan kontrol untuk batas tegangan logika yang diijinkan. Melindungi peralatan elektronik yang sensitif terhadap tegangan luar. Memberikan penguatan pada sinyal output sebelum dikeluarkan sehingga cukup kuat untuk menggerakkan aktuator. Memberikan perlindungan terhadap arus hubung singkat dan pembebanan lebih (Over load).

24 d. Komponen output PLC Gambar 6. contoh komponen output PLC 5. Expansion Unit Merupakan bagian yang berfungsi untuk menambahkan I/O jika I/O yang ada pada kontrol unit tidak mencukupi kebutuhan. Unit ekspansi ini sangat penting karena dalam perancangan program PLC industri besar sering membutuhkan I/O yang cukup banyak. Namun dalam kenyataanya I/O yang dimiliki oleh PLC sangat terbatas sehingga dibutuhkan tambahan I/O. Oleh karena itu ditambahkan unit ekspansi ini untuk menambah I/O sebanyak yang dibutuhkan selama jumlah I/O maksimum belum terlampaui. unit ekspansi ini tidak akan bekerja jika tidak ada unit kontrol. G. Mengenal PLC CPM1A 1. Konfigurasi Terminal

25 Gambar 7. Terminal CPM1A Gambar 8. RS-232C

26 2. Memahami arti kode PLC CPM1A Gambar 9. Tabel Konfigurasi I/O CPU dan Expansion Gambar 10. CPM2A CPU

27 Berikut adalah penjabaran kode PLC: Gambar 11. Expansion CPM1A & CPM2A Gambar 12. Penjabaran kode PLC Omron CPM1A

28 3. Contoh Pengawatan PLC CPM1A Gambar 13. Contoh pengawatan PLC H. BAHASA PEMROGRAMAN Terdapat banyak pilihan bahasa untuk membuat program dalam PLC. Masing-masing bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian tergantung dari sudut pandang kita sebagai user / pemprogram. Pada umumnya terdapat 2 bahasa pemprograman sederhana dari PLC, yaitu pemprograman diagram ladder dan bahasa instruction list (mnemonic code). Diagram Ladder adalah bahasa yang dimiliki oleh setiap PLC. 1. Membuat Diagram Ladder Diagram Ladder menggambarkan program dalam bentuk grafik. Diagram ini dikembangkan dari kontak-kontak relay yang terstruktur yang menggambarkan aliran arus listrik. Dalam diagram ladder terdapat dua buah garis vertical dimana

29 garis vertical sebelah kiri dihubungkan dengan sumber tegangan positip catu daya dan garis sebelah kanan dihubungkan dengan sumber tegangan negatip catu daya. Program ladder ditulis menggunakan bentuk pictorial atau simbol yang secara umum mirip dengan rangkaian kontrol relay. Program ditampilkan pada layar dengan elemen-elemen seperti normally open contact, normally closed contact, timer, counter, sequencer dll ditampilkan seperti dalam bentuk pictorial. Dibawah kondisi yang benar, listrik dapat mengalir dari rel sebelah kiri ke rel sebelah kanan, jalur rel seperti ini disebut sebagai ladder line (garis tangga). Peraturan secara umum di dalam menggambarkan program ladder diagram adalah : 1. Daya mengalir dari rel kiri ke rel kanan 2. Output koil tidak boleh dihubungkan secara langsung di rel sebelah kiri 3. Tidak ada kontak yang diletakkan disebelah kanan output coil 4. Hanya diperbolehkan satu output koil pada ladder line Dari penjelasan diatas dapat dipresentasikan dengan bahasa ladder sebagai berikut: Gambar 14. Contoh dan non-contoh Diagram Ladder Diantara dua garis ini dipasang kontak-kontak yang menggambarkan kontrol dari switch, sensor atau output. Satu baris dari diagram disebut dengan satu rung. Input menggunakan symbol (kontak normally open) dan / (kontak normally close). Output mempunyai symbol [ ] yang terletak paling kanan. 2. Prinsip-prinsip Diagram Ladder PLC

30 Untuk memperlihatkan hubungan antara satu rangkaian fisik dengan ladder diagram yang mempresentasikannya, lihatlah rangkaian motor listrik pada gambar dibawah ini. Motor dihubungkan ke sumber daya melalui 3 saklar yang dirangkai secara seri ditambah saklar over load sebagai pengaman. Motor akan menyala bila seluruh saklar dalam kondisi menutup. Gambar 15. rangkaian start stop motor 3. Memori Circuit (Latch) atau Rangkaian Pengunci Rangkaian yang bersifat mengingat kondisi sebelumnya seringkali dibutuhkan dalam kontrol logic. Pada rangkaian ini hasil keluaran dikunci (latching) dengan menggunakan kontak hasil keluaran itu sendiri, sehingga walaupun input sudah berubah, kondisi output tetap. Perhatikanlah gambar dibawah ini: Gambar 16. Rangkaian pengunci (Latch) Cara kerja: Ketika PB1 (Push Botton 1) ditekan, maka K1 (koil Kontaktor 1) akan aktif. Dengan demikian kontak dari K1 dengan alamat yang sebelumnya dalam keadaan NO (Normally Open), akan berubah menjadi NC (Normally Close), sehingga arus dari line kiri dapat melewati kontak K1 (10.00), PB2 (0.01) hingga menuju koil K1 (10.00) dan akan terus memberi supply kepada koil Kontaktor tersebut. Dengan begitu koil kontaktor akan aktif terus, walaupun PB1 (Push Botton) ditekan dan dilepas kembali secara berulangulang, tetapi koil kontaktor akan non-aktif jika PB2 (0.01) yang berfungsi sebagai reset di tekan. I. Langkah-langkah Mengoperasikan Aplikasi CX-Programmer

31 1. Instalisasi Program Cx-Programmer V8.1 Pilih Semua fasilitas lalu Klik NEXT Klik Finish, Program CX Programmer telah terinstal. Dalam preview instalasi program ini dipersingkat, karena pada tahap menginstal ini cukup mudah, hanya meng-klik next dan next. 2. Menjalankan Program Cx-Programmer

32 klik Icon CX Programmer Tampilan awal program Klik new program Buat program dengan nama latihan atau apa saja, Lalu pilih device type CS1G- H dengan CPU 24, saya memilih type ini karena type PLC ini dapat kita simulasikan dan akan di bahas pada bab berikutnya, untuk type network pilih eternet dikarenakan kecepatan data yang cepat, bila sudah selesai klik ok untuk memulai program.

33 Title Bar : Menunjukan nama file yang akan di save i CX- Programmer Menu : Untuk memilih menu item Tolbar : Berisi tools untuk mengedit ladder, View dan menu standar lainnya. Project Tree : Mengatur program dan data, dapat mencopy program atau dapat drag dan drop untuk di copy antara project yang berbeda atau yang sama Ladder Windows : Layar untuk menulis dan mengedit program ladder Status Bar : Menunjukan Status PLC Online/Ofllene, nama PLC dan lokasi Active Sel Output windows : Menampilkan Error compilling, menapilkan pencarian contact dan menapilkan error ketika program sedang berjalan. Informasion Windows : Menampilkan shortcut program, informasi ini dapat di Hide atau unhide symbol Bar : Menampilkan nama address atau nilai suatu contact atau coil dari penunjukan kursor. 3. Instalasi Program CX-Simulator Program CX-Simulator merupakan program untuk simulasi CX-Programmer, instalasi program CX-Simulator sering mengalami kegagalan karena program sering bentrok dengan program CX Server yang merupakan program yang harus di instal dahulu sebelum CX-Simulator. Untuk bisa menjalankan program CX-Simulator harus menginstal program CX-Server terlebih dahulu, program CX-Server terdapat pada program waktu instal program CX-Programmer. Klik pada setup.exe program CX-Simulator.

34 Klik Next untuk Instal program CX-Simulator Masukan serial number yang benar. Klik Next dan Klik Finish. Konfigurasi Cx Simulator Dengan Cx Programmer

35 Sebelum kita membuat program kita terlebih dahulu mengkonfigurasi sofware untuk dapat disimulasikan pada CX-Simulator, karena CX-simulator ini ada beberapa konfigurasi yang tidak boleh berbeda dengan konfigurasi CX Programmer. Langkah-langkah konfigurasi : 1. Jalankan program CX-Simulator untuk menjalankan program yang akan di simulatorkan Klik Ok untuk membuat Create new PLC Klik Next Pilih type CPU CS1G-CPU42, Klik Next

36 klik Next dengan configurasi tertulis Klik Next untuk virtuall communication Klik Next

37 Klik Finish untuk mengakihiri configurasi Setelah konfigurasi selesai klik connect untuk mendapatkan network address dan node address 2. Jalankan program CX-Programmer dan buka new project dengan dengan konfigurasi sebagai berikut, kita pilh type CPU CS1G karena CX Simulator hanya support CS1GH.

38 3. Setelah konfigurasi CX-simulator kemudian setting address network untuk dapat komunikasi antara simulator dengan PLC di CX-Programmer

39 Apabila telah settting PLC kita akan coba membuat sebuah program sederhana untuk mencoba menjalankan apakah simulator telah berkerja. Setelah sobat membaca postingan sebelumnya tentang bagaimana mengiinstal dan konfigurasi simulator kita akan mencoba membuat rangkaian sederhana mengunakan. Program Ladder Program ladder merupakan program yang implementasi dari wiring kontrol konvensional, apabila anda terbiasa merancang kontrol konvensional, maka untuk memahami program ladder tidak akan mengalami kesulitan, malah bisa dikatakan program ladder lebih gampang karena kita tidak memikirkan jumlah kontak dan jumlah relai untuk mengkontrol. Langkah-langkah pembuatan program : 1. Jalankan program CX-Programmer dan CX-Simulator yang telah terkonfigurasi seperi postingan sebelumnya. 2. Tampilan dasar program. Klik Connect untuk menccoba konfigurasi sesuai dengan simulator.

40 Layar berubah berwarna abu-abu bila konfigurasi sesuai. Apabila tampil pesan berikut perlu di teliti apakah type PLC sudah sesuai dengan CX-Simuator dan program CX-Simulator sudah di jalankan atau network address CX-Programmer tidak sesuai dengan CX-Simulator. Pesan berikut terjadi apabila Network type tidak sesuai dengan CX- Programmer.

41 Pesan Berikut apabila type CPU PLC tidah sesuai dengan CPU CX- Simulator. Setelah anda berhasil komunikasikan PLC dengan Simulator, kita akan mencoba membuat program sederhana. Buat sebuah kontak NO (Normaly Open) dan beri nama Start dengan alamat input PLC yaitu 0.00 Buat kontak NC sebagai Stop dengan alamat input 0.01 Buat sebuah Output pada akhir ladder, beri alamat pada 10.00

42 Beri alamat untuk membuat rangkaian interlocking. Apabila rangkaian sudah terbuat kita akan mencoba simulasi program Klik OK untuk mendownlod Program, Symbol dan Comment Klik Yes Klik Ok

43 Untuk mengetahui sesuai atau tidaknya program kita force input dengan nilai 1 Rangkaian Terkunci untuk mematikan force stop dengan nilai 1. Dengan Dasar rangkaian diatas anda dapat berimprovisasi membuat rangkaian yang lebih komplex dan mencoba intruksi-intruksi lainnya. Sudah tau khan cara-cara bikin program terus simulasi, sekarang kita akan belajar intruksi dasar CX-Programmer dari Timer dan Counter disini saya ajarkan step-by step bagi pemula bagaimana caranya cara cepet mempelajari sofware PLC yang pada dasarnya semua sama aja, cuma bagaimana trik kita supaya cepet ngerti. Perlu diperhatikan untuk menulis program tiap-tiap PLC mempunyai standard masing-masing untuk mengetahui lihat di HELP, seperti cara berikut : Ketika mo mencari intruksi timer saya mengalami kesulitan standarnya penulisan, untuk itu klik detail

44 Dari Instruction Help kita tau bagaimana cara penulisan yang benar, pada layar Edit Instruction terdapat 2 operand untuk timer number dan nilai waktu timer, untuk timer no masukan angka 1 dan nilai timer #100 Apabila output berkerja set value dari timer mnghitung mundur, kontak T000 berkerja apabila nilai timer mencapai angka 0. Berikutnya buat intruksi counter dengan nilai hitungan 10 Input 0.02 untuk menghitung mundur nilai dari set value, input 0.03 untuk mereset set value counter C000 adalah output counter apabila bernilai 0 maka ON Setelah selsai membuat program maka download program dan simulasikan. Untuk merubah alamat secara cepat kita dapat merubah address selagi kita online, seperti dibawah ini.

45 J. Kelebihan PLC 1. Simple dalam bentuk dan ukurannya Dengan menggunakan sistem kontrolplc maka hanya dibutuhkan box control dengan size yang lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan sistem control relay. 2. Mudah dalam proses pemakaiannya Karena menggunakan sistem control yang terprogram, maka perangkaian untuk semua device I/O hanya dilakukan sekali dan susunan diagram garis sistem kontrolnya sangat mudah untuk dirangkai walaupun oleh seorang pemula sekalipun. 3. Menghemat waktu modofikasi Perubahan alur control tidak merubah rangkaian I/O pada PLC karena hanya merubah program saja, sedangkan pada control relay harus merubah rangkaian kabel yang sangat rumit dan memakan waktu lama.dalam aktualnya sebuah sistem kontrol tidak bisa dituangkan dalam sebuah program jadi yang dijamin akan berjalan sebagaimana mestinya, tetapi membutuhkan trial dan error sampai dicapai sebuah hasil program yang memuaskan, hanya dengan merubah program saja tentu perubahan menuju sistem kontrolyang memuaskan tidak terlalu rumit. Jika menggunakan kontrol relay dengan sistem kontrol yang komplexs bisa dipastikan tidak akan mungkin bisa mengejar schedule yang telah ditetapkan untuk mencapai system control yang memuaskan. 4. Fleksibel Sistem control PLC sangat Flexible terhadap perubahan dan modifikasi sitem yang dikontrolnya, bahkan penambahan I/O atau device sangat memungkinkan tergantung dari persyaratan hardware PLC itu sendiri. Bahkan PLC mampu link

46 dengan system lain yang memenuhi persyaratan tertentu seperti robot, touch panel dan aplikasi program computer. 5. Mudah dalam pemeliharaan dan penemuan masalah Karena tidak tergantung pada relay, maka pemeliharaannya terbatas pada terminal I/O, backup data, battery dan pengkondisian suhu dimana PLC ditempatkan. Untuk kontrol relay maka harus dilakukan secara rutin inspeksi terhadap semua relay yang terpasang karena mudah sekali terganggu dengan adanya polusi logam ringan yang sering menutupi kontak-kontak relay, pelacakan terhadap trouble yang terjadi juga sangat mudah karena bisa dimonitoring lewat computer. 6. Ekonomis Untuk mengontrol mesin-mesin yang melibatkan servo motor, timer bertingkat, counter bertingkat, robot, touch panel, data register, dan sejenisnya maka penggunaan PLC sangat ekonomis dibandingkan dengan menggunakan kontrolkonvensional yang kadang- kadang tidak sanggup untuk mengontrol sistem yang kompleks.

47 Rangkuman 1. Pengertian : PLC merupakan suatu piranti basis kontrol yang dapat diprogram bersifat logik, yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang dijumpai pada sistem control proses konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya. Dengan kata lain, PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrument keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati. Programmable Menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan leluasa mengubah program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat. Logic Menunjukkan kemampuannya dalam memproses input secara aritmatik (ALU), yaitu melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, dan negasi. Controller Menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan. 2. Fungsi PLC A. Sekuensial control. PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC mengontrol agar setiap langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat. B. Monitoring Plant. PLC secara kontinyu memonitor status sistem dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol, serta menampilkan pesan tersebut pada operator sistem. 3. Tipe PLC a. Tipe compact Ciri ciri PLC jenis ini ialah : Seluruh komponen (power supply, CPU, modul input output, modul komunikasi) menjadi satu Umumnya berukuran kecil (compact) Mempunyai jumlah input/output relatif sedikit dan tidak dapat diexpand Tidak dapat ditambah modul modul khusus b. Tipe modular Ciri ciri PLC jenis ini ialah : Komponen komponennya terpisah ke dalam modul modul Berukuran besar. Memungkinkan untuk ekspansi jumlah input /output (sehingga jumlah lebih banyak). Memungkinkan penambahan modul modul khusus

48 4. Sistem PLC a. Catu Daya b. Central Control Unit c. Memori d. Modul Input dan Modul Output e. Expansion Unit 5. Diagram Ladder Diagram ladder adalah salah satu bahasa yang digunakan untuk pemrograman PLC Bentuk bahasa program diagram ladder persis dengan rangkaian control, sehingga kita bisa dengan mudah membuatnya.

49 Referensi WIB, senin, 1 juni 2014 httpwww.pacontrol.comdownloadomron-plc-programming.pdf WIB, senin, 1 juni WIB, senin, 1 juni WIB, minggu, 1 juni WIB, minggu, 1 juni WIB, minggu, 1 juni 2014 Totok Heru,TM., M.Pd.(Programmable Logic Controller.Staff UNY) WIB, minggu, 1 juni 2014 Basic of PLC Programming, MME Fall WIB, minggu, 1 juni 2014