BAB II DASAR TEORI. Terdapat beberapa software HMI yang dikeluarkan oleh beberapa vendor antara lain, yaitu :

Transkripsi

1 BAB II DASAR TEORI Human machine interface (HMI) ditinjau sangat membantu kinerja manusia dalam mengendalikan dan memantau suatu sistem. Sistem ini menggunakan Wonderware, dimana HMI akan berkomunikasi dengan plant menggunakan DDE sebagai komunikasi data. Wonderware ini akan mengontrol dan memantau jalannya plant. Oleh karena itu, pada bab ini akan dibahas mengenai teori yang menunjang dalam pembuatan proyek akhir ini yaitu : HMI, PLC ALLEN BRADLEY, Wonderware, RSLogix 500, RsLinx, komunikasi serial RS-232, DDE sebagai komunikasi data, dan ladder diagram. II.1 HMI Human machine interface adalah sebuah interface atau tampilan penghubung antara manusia dengan mesin. HMI mempunyai fungsi sebagai berikut : Memonitor keadaan yang ada di plant Mengatur nilai pada parameter yang ada di plant Mengambil tindakan yang sesuai dengan keadaan yang terjadi Memunculkan tanda peringatan dengan menggunakan alarm jika terjadi sesuatu yang tidak normal Menampilkan pola data kejadian yang ada di plant baik secara real time maupun historical (trending history atau real time). Terdapat beberapa software HMI yang dikeluarkan oleh beberapa vendor antara lain, yaitu : Wonderware InTouch (yang akan digunakan) Siemens WinCC Schneider Vijeo Look Rockwell RSView

2 HMI menampilkan kejadian, peristiwa, ataupun proses yang sedang terjadi di plant secara nyata sehingga dengan HMI operator lebih mudah dalam melakukan pekerjaan. Biasanya HMI digunakan juga untuk memudahkan operator untuk memulai dan menghentikan operasi, serta memonitor jalannya sistem. II.2 PLC ALLEN BRADLEY II.2.1 Sejarah PLC Pada industri, untuk meningkatkan kualitas dan produktivitas dari produkproduk yang dihasilkan maka diperlukan pengaturan proses kerja mesin-mesin industri yang meliputi pengontrolan mesin-mesin industri dan pengawasan atas kerja mesin-mesin industri tersebut (monitoring). Pada umumnya proses pengontrolan suatu sistem dibangun oleh sekelompok alat elektronik, yang dimaksudkan untuk meningkatkan stabilitas, akurasi, dan mencegah terjadinya transisi pada proses produksi. Industri otomatis pada beberapa tahun yang lalu hanya menggunakan papan elektronik sebagai sistem kontrol. Penggunaan papan elektronik ini membutuhkan banyak sekali interkoneksi di antara relay untuk membuat supaya sisem bekerja. Dengan kata lain, untuk menghubungkan relayrelay tersebut dibutuhkan kabel yang sangat banyak. Jadi seorang ahli mesin harus membuat suatu rangkaian logika yang kemudian di implementasikan dalam bentuk relay. Relay yang dibutuhkan dalam perancangan tersebut berjumlah ratusan dan skema yang dibuat dinamakan Ladder Schematic. Ladder Schematic menampilkan switch, sensor, motor, dan relay. Semua piranti elektronik tersebut dihubungkan menjadi satu. Salah satu masalah yang mungkin timbul adalah jika salah satu relay rusak maka secara otomatis proses produksi akan berhenti dan hanya akan dapat dijalankan lagi jika relay tersebut telah selesai diperbaiki. Hal ini akan menyebabkan terjadinya ketidak efisien waktu produksi. Terkait dengan masalah ini maka munculah sebuah piranti elektronik yang dapat mengatasi semua masalah tersebut, yaitu yang dinamakan dengan PLC (Programable Logic Control). Hanya dengan mengeksekusi program yang tersimpan dalam memori, PLC dapat memonitor status dari suatu sistem berdasarkan sinyal input yang masuk pada PLC. Dalam pengontrolan suatu proses yang sangat kompleks dimungkinkan untuk menggunakan lebih dari 1 PLC. Saat ini, dengan semakin Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 6

3 berkembangnya teknologi, semakin banyak muncul PLC dengan merek yang berbeda-beda, seperti Omron, Siemens, Yokogawa, LG, Mitsubishi, Festo, Sigma, dan lain sebagainya. Karena adanya berbagai keuntungan pada PLC inilah maka semakin banyak industri yang saat ini menggunakan PLC sebagai pusat dari seluruh proses produksi mereka. Gambar 2.1 PLC ALLEN BRADLEY II.2.2 Kelebihan Dari PLC 1. Fleksibel Dahulu, penggunaan perangkat sistem kendali membutuhkan banyak sistem pengolahan untuk masing-masing perangkat. Misalnya jika terdapat lima mesin maka dibutuhkan lima pengendali. Hal tersebut kini teratasi dengan menggunakan PLC. Cukup menggunakan sebuah PLC saja, banyak perangkat yang dapat dijalankan dengan programnya masing-masing. Sistem pengkabelan mulai dibenahi dan direduksi, semakin sedikit kabel yang digunakan. Tak perlu banyak ruang untuk menempatkannya. Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 7

4 2. Harga yang Lebih Terjangkau Jika kita melihat kembali kepada sisi fleksibilitasnya tentunya sudah menjadi jawaban, dimana harga yang dikeluarkan jauh lebih sedikit (murah) jika dibandingkan dengan menggunakan sistem sebelumnya. Ketika sistem lama (relay) masih banyak menggunakan pengkabelan yang memakan banyak biaya, PLC menawarkan pengkabelan yang sederhana. Pengkabelan dapat dilakukan dengan jumlah yang banyak hanya dengan sebuah PLC, karena PLC mencakup relay, timer, counter, sequencer, dan beberapa fungsi yang dapat disesuaikan sesuai dengan kebutuhan. 3. Jumlah Kontak yang Banyak Banyaknya kontak yang dimiliki sebuah PLC memberikan banyak kemudahan kepada pengguna. Tidak hanya dari segi finansial, tetapi juga sisi instalasi. Akan jauh lebih sederhana dan mudah jika dibandingkan dengan relay. Misalnya saja pada PLC-5, sebuah PLC keluaran ALLEN BRADLEY dengan jumlah kontak minimal kontak, sementara itu relay menyediakan kontak sejumlah 4-8 kontak. 4. Dapat Melakukan Pemrograman, Pemrograman Ulang, dan Koreksi dengan Mudah PLC memiliki kelebihan dimana sistemnya dapat diprogram ulang secara cepat, proses produksi yang bercampurpun dapat diselesaikan dengan cepat. Bahkan ketika sistem sedang dijalankan. Bila salah satu sistem akan diubah atau dikoreksi, pengubahannya hanya dilakukan pada program yang terdapat di komputer, dengan waktu yang relatif singkat, setelah itu baru didownload ke PLC. Jika dengan relay, diperlukan pengubahan pada pengkabelannya, waktunya akan sangat lama dan beresiko tinggi sehingga harus mematikan sistem yang sedang berjalan. 5. Menyederhanakan Komponen-Komponen Sistem Kendali Dalam PLC juga terdapat timer, counter, relay dan komponen lainnya, sehingga tak lagi membutuhkan komponen-komponen tersebut sebagai tambahan. Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 8

5 II.3 Wonderware InTouch Pada industri banyak HMI engineer dan perusahaan lebih memilih menggunakan sebuah tools instan untuk membuat software HMI seperti Wonderware. Hal ini disebabkan perusahaan lebih memilih untuk menghemat waktu dalam pembuatan HMI, sedangkan dari sisi HMI engineer lebih dimudahkan dalam pembuatannya karena tools-tools grafik dan animasi sudah banyak tersedia di dalam HMI maker seperti Wonderware. Walaupun dari sisi harga Wonderware jauh lebih mahal ketimbang dengan harga lisensi pemrograman konvensional. InTouch telah digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi termasuk food processing, semiconductors, oil and gas, automotive, chemical, pharmaceutical, pulp and paper, transportation dan utilities. InTouch terdiri dari tiga komponen utama, yaitu : InTouch Application Manager, WindowMaker dan WindowViewer. InTouch Application Manager berfungsi untuk mengorganisasi aplikasi yang dibuat. Komponen ini juga berfungsi untuk mengkonfigurasi WindowViewer sebagai NT service, mengkonfigurasi Network Application Development (NAD) untuk client-based dan server-based architectures, dan mengkonfigurasi Dynamic Resolution Conversion (DRC). Lebih lanjut, DBDump dan DBLoad database utilities juga dijalankan dari Application Manager ini. Gambar 2.2 Wonderware InTouch Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 9

6 Komponen berikutnya, WindowMaker, adalah development environment. Dalam hal ini object-oriented graphic digunakan untuk menciptakan animasi serta touch-sensitive display windows. Tampilan windows ini dapat dihubungkan dengan sistem I/O dari perangkat industri dan aplikasi berbasis Microsoft Windows lainnya. Komponen ketiga, WindowViewer, merupakan runtime environment yang digunakan untuk menampilkan grafik windows yang telah dibuat di WindowMaker. WindowViewer mengoperasikan InTouch QuickScripts, menampilkan historical data logging dan reporting, memproses alarm logging dan reporting, dan dapat berfungsi sebagai client dan server untuk DDE ataupun SuiteLink communication protocols. InTouch merupakan suatu paket yang dapat dikonfigurasi dengan berbagai cara, tergantung pada kebutuhan aplikasinya. Variasi arsitektur yang dapat dilakukan pada oleh InTouch adalah : stand-alone application, client-based architecture, server-based architecture dan network application development. Dalam penyusunan sistem ini, arsitektur jaringan yang diterapkan adalah standalone application. Gambar 2.3 WindowViewer pada Wonderware InTouch Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 10

7 II.4 RSLogix 500 Perangkat lunak yang digunakan dalam pembuatan proyek ini adalah RSLogix 500. RSLogix 500 ini membantu user dalam membuat ladder diagram. Berikut adalah tampilan saat membuka project di RSLogix 500 : Gambar 2.4 RSLogix 500 Menu bar : Pilih fungsi dari tampilan menu click untuk memilih pada bar Icon bar : Icon bar memiliki banyak fungsi untuk proses program dan juga digunakan untuk test logic program anda. Online bar : Melihat status processor mode dan ketika anda melakukan online edits atau forces present. Anda dapat juga melihat communications driver dan node number. Project tree : Melihat semua folders and files Project anda. Anda dapat selalu click icon yang ada dan ketika click kanan pada mouse untuk menu yang digunakan hanya untuk icon yang dipilih Untuk contoh, jika anda click kanan mouse pada program file, anda melihat options untuk rename program file, open program file, hide the program file, atau properties dari program file. Status bar : Melihat status informasi saat program berjalan Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 11

8 Ladder view : Dimana tempat untuk membuat ladder atau edit ladder. Instruction toolbar : Tampilan instruction mnemonics pada categories table. Ketika anda click pada kategori tab instruction toolbar hanya merubah dan menampilkan kategori tersebut. Click pada instruction untuk menyisipkan instruksi tersebut pada ladder program. II.5 RSLinx Gambar 2.5 RSLinx RSLinx adalah sebuah program yang menyediakan komunikasi untuk aplikasi yang beragam. RSLinx support dengan Rockwell Software dan program Allen-Bradley, HMI, dan produk komponen software lainnya. RSLinx bisa mentransfer data dari dan ke PLC ALLEN BRADLEY menggunakan ALLEN BRADLEY communication devices seperti OCMK, KT atau modul 1770-KF2B. RSLinx support pada PLC ALLEN BRADLEY seri SLC-500, PLC-2, PLC-3, dan PLC-5, dalam satu paket. RSLinx merupakan sebuah paket komunikasi lengkap tanpa membutuhkan driver tambahan untuk dioperasikan. RSLinx merupakan sebuah driver yang memiliki 3 driver, yaitu: Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 12

9 Direct driver level access antara PLC dengan produk Rockwell Software lainnya. DDE (Dynamic Data Exchange) untuk akses ke seluruh software yang compatible dengan DDE Support OLE for Process Control (OPC) Tabel 2.1 Jenis Jenis Prosesor dan Driver yang terdapat pada RSLinx II.6 Komunikasi Serial RS-232 Komunikasi serial adalah salah satu metode komunikasi data di mana hanya satu bit data yang dikirimkan melalui seuntai kabel pada suatu waktu tertentu. Pada komputer pribadi, komunikasi serial yang digunakan misalnya pada standar komunikasi RS-232. RS-232 adalah standar komunikasi serial yang didefinisikan sebagai antarmuka antara perangkat terminal data (Data Terminal Equipment atau DTE) dan perangkat komunikasi data (Data Communications Equipment atau DCE) menggunakan pertukaran data biner secara serial. Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 13

10 Gambar 2.6 RS-232 Komunikasi RS-232 diperkenalkan Electronic Industries Association pada 1962 dan pada tahun Awalan RS pada RS-232 merupakan singkatan dari recommended standart yang berarti standart yang dianjurkan, karena selama ini dalam publikasi EIA tidak pernah memiliki ketetapan hukum yang mengharuskan untuk digunakan dalam dunia komunikasi data. Interfacing RS-232 menggunakan komunikasi asyncronous di mana sinyal clock tidak dikirimkan bersamaan dengan data. Setiap word data disingkronisasikan menggunakan sebuah start bit dan sebuah stop bit. Jadi, sebuah frame data terdiri dari sebuah start bit, diikuti bit-bit data dan diakhiri dengan stop bit. Jumlah bit data yang digunakan dalam komunikasi serial adalah 8 bit. II.7 DDE (Dynamic Data Exchange) DDE atau Dynamic Data Exchange yaitu sistem pertukaran data antara aplikasi dalam Windows. DDE memungkinkan dua aplikasi yang berjalan untuk berbagi satu set data. Sebuah contoh operasi DDE Server, ketika Mc. Excel spreadsheet ditampilkan ke dokumen Mc. Word. Dalam situasi ini Mc. Word adalah sebuah client dari DDE Server. Jika spreadsheet diupdate dalam Mc. Excel, keadaan baru akan terlihat pada tabel yang ditaruh pada dokumen Mc. Word. DDE Server tidak meng-kopi data dari satu aplikasi ke aplikasi yang lain, tapi memperbaharui kembali data yang baru diubah. Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 14

11 II.8 Ladder Diagram Ladder diagram adalah kumpulan simbol-simbol skematik yang khusus digunakan dalam dokumentasi industri. Disebut ladder diagram dikarenakan simbol-simbolnya tersusun seperti tangga dengan dua garis vertikal (menyimbolkan power supply) dan memiliki banyak rungs (garis horizontal) yang merepresentasikan rangkaian pengontrol. Kita dapat membuat suatu fungsi logika yang sederhana untuk mengendalikan suatu lampu menggunakan beberapa saklar. ladder diagram berikut merepresentasikan suatu rangkaian OR. Gambar 2.7 Ladder Diagram Pada gambar 2.7 lampu akan menyala jika saklar A atau saklar B dikontakkan. Kita juga dapat membuat ladder diagram untuk merepresentasikan suatu rangkaian AND seperti pada gambar 2.8. Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 15

12 Gambar 2.8 Ladder Diagram Logika untuk invers atau NOT direpresentasikan menggunakan normallyclosed contact seperti pada gambar 2.9. Gambar 2.9 Ladder Diagram Rangkaian pada gambar 2.9, lampu menyala saat saklar A tidak ditekan. Jika kita menggabungkan rangkaian OR dan invert maka akan diperoleh suatu rangkaian NAND seperti pada gambar Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 16

13 Gambar 2.10 Ladder Diagram Rangkaian pada gambar 2.10 lampu hanya akan menyala jika saklar A dan saklar B tidak ditekan. Jika salah satu saklar ditekan, maka lampu akan padam. Dengan prinsip yang sama, kita dapat membuat rangkaian NOR seperti pada gambar Gambar 2.11 Ladder Diagram Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 17

14 Adapun beberapa kondisi ladder diagram yang harus dipenuhi, yaitu: 1. Hanya ada satu cabang untuk setiap rung 2. Tiap output hanya digunakan satu kali dalam suatu program 3. Aliran dari kiri ke kanan 4. Hanya satu output terkoneksi ke suatu grup saklar 5. Tidak ada saklar yang ditempatkan di kanan dari suatu output 6. Semua saklar harus bekerja horizontal 7. Jumlah saklar pada setiap rung terbatas Dengan Plant Distribusi PLC FESTO 18