Programmable Logic Controller

Transkripsi

1 Control Systems Service Center Jurusan Teknik Elektro ITS Pengantar Programmable Logic Controller Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng. Jurusan Teknik Elektro ITS Telp Fax

2 Objektif: Flexible Automation Ruang Lingkup Pengendalian Tujuh Tahapan Penyusunan Dasar Sistem Kontrol Kategori Sekuensial Peralatan dan Rangkaian Sistem Bilangan Gerbang Logika 2

3 Area Effisiensi Kecepatan dimana peralatan produksi dan line produksi dapat di set untuk membuat suatu produk. Menurunnya biaya material dan upah kerja dari suatu produk. Meningkatnya kualitas dan menurunkan reject. Meminimalkan downtime dari mesin produksi. Menurunnya biaya peralatan produksi. 3

4 PC sebagai Kontroler General-Purpose Keunggulan : perangkat general-purpose, dapat menangani variasi tugas yang besar dan aplikasi pengolah kata, pemrograman tingkat tinggi, manipulasi data dan banyak lagi lainnya. Kelemahan : kebutuhan sistem kontrol industri untuk kerja yang spesifik. terbatas jumlah masukan dan keluaran (4 sampai 8 I/O) keperluan compiling, running, pengujian dan perawatan program dibatasi dalam jangkauan tegangan operasinya. 4

5 PLC sebagai Kontroler Special-Purpose Perangkat special-purpose Keandalan yang tinggi Pengendalian secara logika Dapat mengeksekusi program yang sama jutaan kali Dapat mengendalikan 64 sampai 512 I/O serta range tegangan yang luas Tidak memerlukan asesoris seperti monitor, keyboard dan lain-lain 5

6 Pengendali dengan Relay Elemen Input S1 S3 S2 K1 K1 Elemen Input : Tombol tekan S1, S2, S3, S4 Elemen Proses: Relai K1 S4 Elemen Output Elemen Output : Lampu H1 Elemen Proses K1 H1 Sambungan antara elemenelemen tersebut melalui pengawatan. 6

7 Pengendali dengan PLC Elemen Input S1 S2 S3 S4 Elemen Input : Tombol tekan S1, S2, S3, S4 Elemen Proses: PLC Elemen Proses Elemen Output : Lampu H1 Elemen Output H1 Sambungan antara elemenelemen input dan output tidak melalui pengawatan, tetapi melalui program. 7

8 Koneksi Pengendali dengan PLC

9 Ruang Lingkup Pengendalian (1) Sequence Control : Conventional relay control logic Timer dan Counter Pengendalian otomatis/semiotomatis/manual pada suatu mesin/proses Sophisticated Control : Operasi aritmatik Penanganan informasi Kontrol analog (temperatur, tekanan, dan lain-lain) PID (proporsional, integral, derivatif) Pengendalian motor servo Pengendalian motor stepper 9

10 Ruang Lingkup Pengendalian (2) Supervisory Control : Monitoring proses dan alarm Diagnostik dan monitoring kesalahan Interfacing dengan komputer (RS 232C dan RS422) Interfacing dengan printer Factory automation (FA) Network Local Area Network Wide Area 10

11 7 Tahapan Penyusunan Sistem dg PLC 1. Desain sistem 2. I/O assigment 3. Penulisan program 4. Programming 5. Editing 6. Monitoring 7. Penyimpanan program 11

12 Sistem Kontrol Loop Terbuka/Tertutup Loop Terbuka: Desired output Kontroler Control signal Aktuator Actuating signal Plant Plant output Loop Tertutup (dengan Feedback): Desired output + - Error signal Kontroler Control signal Aktuator Actuating signal Plant Plant output Sensor 12

13 Sistem Pengaturan Loop Terbuka Kebaikan: Konstruksi sederhana dan mengurangi pemeliharaan. Lebih murah Tidak ada persoalan stabilitas Cocok apabila output sulit diukur atau secara ekonomis tidak fisibel Kekurangan : Gangguan atau perubahan dalam kalibrasi menyebabkan kesalahan dan output mungkin berbeda terhadap apa yang diinginkan Untuk mempertahankan kualitas yang dibutuhkan pada output, rekalibrasi (kalibrasi kembali) harus dilakukan dari waktu ke waktu. 13

14 Sistem Pengaturan Loop Tertutup (1) Kebaikan: Dapat bekerja lebih cepat dibanding dengan manusia Dapat bekerja dengan konsisten Dapat bekerja dengan variabel lebih banyak dibandingkan dengan yang dapat dipantau oleh manusia. Dapat disetel untuk mencapai kinerja pengaturan optimal, dan setelah itu sistem bekerja terus-menerus berdasarkan hasil penyetelan tersebut. output Sensitivitas yang lebih rendah dari ratio terhadap variasi-variasi input dalam karakteristik sistem Mengurangi efek nonlinieritas dan distorsi/gangguan Memperbesar bandwidth sistem (bandwidth sistem adalah daerah/range frekwensi dari input dalam mana sistem akan memberikan respons yang memuaskan) 14

15 Sistem Pengaturan Loop Tertutup (2) Kekurangan : Perlengkapannya lebih komplek dan lebih mahal Instalasinya lebih sulit dan penyetelannya lebih kritis Perawatan komponen dan peralatan lebih sulit, karena mencakup komponen-komponen elektronik. Perawatan peralatan memerlukan sumber daya manusia (SDM) yang berpengetahuan lebih tinggi, dengan pelatihan yang lebih baik. Terdapat satu kemungkinan saturasi dikarenakan satu gangguan sinyal error; yaitu aktuator bekerja secara terus menerus sampai mencapai batas kemampuan mekanis. Hal demikian dapat berlangsung bila terjadi sesuatu didalam untai-tertutup yang menyebabkan sinyal error tetap tinggi dan konstan. Kecenderungan ke arah osilasi atau ketidakstabilan 15

16 Kontrol Sekuensial Kontrol sekuensial (kontrol berurutan) adalah teknik pengontrolan yang digunakan untuk mengatur suatu operasi yang saling terkait, terhubung atau terencana (terjadwal). 16

17 Contoh Illustrasi 17

18 Contoh: Elevator Otomatis (1) Seorang mengambil sangkar elevator ke lantainya dengan menekan tombol pemanggil (naik/turun) Sangkar yang terdekat dengan lantai pemanggil akan bergerak dengan arah (naik/turun) menuju ke pemanggil Pintu elevator secara otomatis terbuka setelah elevator berhenti Orang tersebut menaiki elevator dan menekan tombol nomor lantai yang dituju (tombol tujuan) Pintu ditutup dan sangkar naik/turun ke lantai yang dituju, dan akan berhenti pada lantai berikutnya jika ada panggilan 18

19 Contoh: Elevator Otomatis (2) Kontrol kecepatan sangkar, untuk : Memberikan percepatan yang sesuai hingga diperoleh kecepatan yang konstan Menjaga kecepatan konstan Memberikan perlambatan yang sesuai untuk berhenti pada lantai yang diinginkan dengan mulus Sangkar berhenti secara berurutan pada lantai yang diinginkan penumpang di dalam sangkar Pintu akan terbuka lama, jika penumpang habis, kemudian menutup dan tetap disitu sampai ada panggilan berikut. 19

20 Kategori Kontrol Sekuensial 1. Sistem melaksanakan urutan berikutnya jika kondisi yang ditentukan sebelumnya terpenuhi (conditional control) 2. Sistem melaksanakan urutan berikutnya jika telah mencapai waktu yang telah ditentukan (time schedule control) 3. Sistem di mana waktu pelaksanaan atau interval waktu tidak penting, hanya urutan operasi yang telah ditetapkan yang dipentingkan (executive control). 20

21 Contoh Kategori Kontrol Sekuensial: (1) Contoh Kategori 1. Pada operasi elevator di atas, untuk pergi ke lantai 30 dari lantai 2 dengan sangkar elevator, harus memenuhi kondisi: Tombol pemanggil ditekan pada lantai 2 Penumpang tidak melebihi kapasitas Tombol tujuan dalam sangkar ditekan. Contoh Kategori 2. Pada lampu lalu lintas, alat pemain otomatis dan lain lain. 21

22 Contoh Kategori Kontrol Sekuensial: (2) Contoh Kategori 3. Sebagian besar dari kontrol posisi, sebagai contoh jika benda kerja akan membentuk diameter d 1 dari posisi X ke Y dan diameter d 2 dari X ke Z, waktu pengerjaan atau interval tidak penting karena kecepatan pengerjaan tergantung pada benda kerja, tenaga mesin dan material alat-alat. 22

23 Peralatan dan Rangkaian: Switch/Saklar Bagian yang menerima informasi untuk proses/plant sebelum diberikan pada kontroler (saklar, sensor/tranduser) 23

24 Peralatan dan Rangkaian: Relay 24

25 Rangkaian OR Rangkaian yang kondisi keluarannya (output) akan aktif (ON), jika kondisi salah satu masukan (input) aktif (ON) 25

26 Rangkaian AND Rangkaian yang kondisi keluarannya (output) akan aktif (ON), jika kondisi kedua masukan (input) aktif (ON) 26

27 Rangkaian NOT Rangkaian yang kondisi keluarannya (output) berlawanan dengan kondisi masukan (input) (ON) 27

28 Rangkaian Self-Conservative Rangkaian yang dapat mempertahankan kondisi ON meskipun push-button hanya ditekan sekali lalu dilepas Jos

29 Rangkaian Inter-Locking Rangkaian kontrol sekuensial yang dirancang untuk melindungi mesin dan piranti serta keselamatan operator dengan cara mengendalikan operasi mesin dan piranti agar berhubungan antara satu dengan lainnya dengan memakai titik kontak elektris sehingga dapat terjadi urutan operasi yang benar. 29

30 Kontaktor Elektromagnetik 30

31 Timer ON-delay Gambar rangkaian di bawah merupakan realisasi dari operasi penundaan ON. Meskipun PB (push buttom) ditekan, masih dibutuhkan tenggang waktu tertentu yang telah ditentukan sebelum arus mengalir pada beban. 31

32 Timer OFF-delay Gambar rangkaian di bawah merupakan realisasi dari operasi penundaan OFF. Meskipun PB (push buttom) ditekan, masih dibutuhkan tenggang waktu tertentu yang telah ditentukan sebelum arus ke beban diputus. 32

33 Timer ON-delay pada Operasi Penundaan Saat PB ditekan, relay coil dan timer coil dapat arus. Setelah mencapai setting interval timer contact ON, sehingga beban menjadi ON. 33

34 Timer ON-delay pada Tenggang Waktu Tetap Saat PB ditekan, relay coil, timer coil, dan beban dapat arus. Hal ini dipertahankan oleh contact relay yang dihubungkan secara self-conservative. Setelah mencapai setting interval timer contact OFF, sehingga relay coil OFF dan beban menjadi OFF. 34

35 Sistem Bilangan Desimal Cara penulisan bilangan yang lebih besar dari sembilan Contoh bilangan

36 Sistem Bilangan Biner Bilangan biner dinyatakan dalam nilai 0 atau 1.Cara perhitungannya adalah sebagai berikut 36

37 Sistem Bilangan Heksadesimal Bilangan Hexadecimal merupakan Bilangan berbasis 16. Bilangannya adalah 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. 37

38 Gerbang Logika Dasar 38

39 Gerbang Logika Tambahan 39

40 Sistem Kontrol Proses 40

41 Sistem Kontrol Proses 41

42 Mesin Molding 42