BAB I SISTEM KONTROL Kata kontrol sering kita dengar dalam pembicaraan sehari-hari. Kata kontrol disini dapat diartikan "mengatur", dan apabila kita persempit lagi arti penggunaan kata kontrol dalam teknik listrik adalah : Suatu peralatan atau kelompok peralatan yang digunakan untuk mengatur fungsi suatu mesin untuk menetapkan tingkah laku mesin tersebut sesuai dengan yang diinginkan. Sistem yang mempunyai kemampuan untuk melakukan start, mengatur dan memberhentikan suatu proses untuk mendapatkan output sesuai dengan yang diinginkan disebut " Sistem Kontrol ". Dan pada umumnya sebuah sistem kontrol adalah merupakan suatu kumpulan peralatan electric / electronic, peralatan mekanik, atau peralatan listrik lainnya yang digunakan untuk menjamin stabilitas, transisi yang halus serta akurasi sebuah proses. Setiap sistem kontrol memiliki tiga element pokok, yaitu : input, proses, dan output. Pada umumnya input berasal dari transducer. Transducer ini adalah suatu alat yang dapat merubah kuantitas fisik menjadi sinyal listrik. Beberapa contoh dari tranducer diantaranya dapat berupa : tombol tekan, sakelar batas, termostat, straingages, dsb. Tranducer ini mengirimkan informasi mengenai kuantitas yang diukur. Proses didalam sistem kontrol ini dapat berupa rangkaian kontrol dengan menggunakan peralatan kontrol yang dirangkai secara listrik. Dan ada pula yang menggunakan peralatan kontrol dengan sistem pemrograman yang dapat diperbaharui atau lebih populer disebut dengan nama PLC ( Programmable Logic Controller ). Pada kontrol dengan sistem pemrograman yang dapat diperbaharui, program kontrol disimpan dalam sebuah unit memori dan memungkinkan atau dapat merubah program yang telah ditulis sebelumnya, yaitu dengan cara melakukan pemrograman ulang sesuai dengan yang diinginkan. Tugas dari bagian proses adalah memproses data yang berasal dari input dan kemudian sebagai hasilnya adalah berupa respon (output). TNA 1
Sinyal yang berasal dari bagian proses ini berupa sinyal listrik yang kemudian dipakai untuk mengaktifkan peralatan output seperti : motor, solenoid, lampu, katup, dsb. Dengan menggunakan peralatan output ini kita dapat merubah besaran / kuantitas listrik ke dalam kuantitas fisik. A. KONTROL LOOP TERBUKA Sistem kontrol loop terbuka adalah merupakan suatu proses dalam suatu sistem yang mana variabel input akan berpengaruh pada output yang dihasilkan. Gambar berikut ini menunjukan blok diagram dari sistem loop terbuka, yang mungkin dapat membantu anda dalam memahami sistem kontrol tersebut. Jika kita lihat dari blok diagram, pada sistem kontrol loop terbuka di sini tidak ada informasi yang diberikan ke peralatan kontrol yang berasal dari peralatan output (variabel yang dikontrol), sehingga tidak dapat diketahui dengan tepat apakah output yang diinginkan sesuai dengan keinginan atau tidak. Terutama apabila terjadi gangguan dari luar yang dapat mempengaruhi output. Oleh karena itu pada sistem ini akan terjadi kesalahan yang cukup besar oleh karena tidak adanya koreksi. Gangguan Setting Peralatan Control System Yang Di kontrol ( proses ) Output Variable Gambar 1. Block Diagram Kontrol Loop Terbuka TNA 2
B. KONTROL LOOP TERTUTUP Kontrol loop tertutup adalah sebuah proses yang mana variabel yang dikontrol secara terus menerus disensor kemudian dibandingkan dengan kuantitas referensi. Adapun variabel yang dikontrol ini dapat berupa hasil pengukuran seperti misalnya pengukuran temperatur, kelembaban, posisi mekanik, kecepatan putaran, dsb. Kemudian hasil pengukuran tadi diumpan balikan ke pembanding ( comparator ). Pembanding ini dapat berupa peralatan mekanik, listrik / elektronik, atau pneumatik. Pada alat pembanding ini antara kuantitas referensi dengan sinyal sensor yang berasal dari variabel yang dikontrol dibandingkan, dan sebagai hasilnya adalah sinyal kesalahan. Sinyal kesalahan ini hasilnya bisa positif atau negatif, secara matematis sinyal kesalahan ini seperti ditunjukan pada persamaan dibawah. Error = harga hasil pengukuran variabel yang dikontrol - set point Gangguan Setting Peralatan Control System Yang Di kontrol ( proses ) Output Variable Sensor Umpan balik Gambar 2. Block Diagram Kontrol Loop Tertutup TNA 3
Apabila kita lihat gambar blok diagram, maka pada blok peralatan kontrol dapat berupa peralatan yang dapat bekerja secara mekanik, listrik / elektronik, ataupun pneumatik, yang mana pada blok ini menerima sinyal kesalahan dan menghasilkan sinyal output yang kemudian diberikan pada bagian proses untuk memperbaiki kesalahan sampai hasil / produk betul-betul sesuai dengan yang diinginkan atau kesalahan sama dengan nol. Demikian mekanisme sistem kontrol tertutup, dan mekanisme tersebut bekerja secara terus-menerus (berkelanjutan). TNA 4
BAB II MENGENAL PLC A. PENGERTIAN PLC PLC ( PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ) adalah suatu peralatan control yang tercipta dari hasil perpaduan antara teknologi computer solid state dan tradisional sequence controller control manual. Secara khusus PLC adalah special purpose yaitu computer yang dirancang khusus untuk mengoperasikan suatu masalah tertentu yang berhubungan dengan pengontrolan atau pengendali dan masalah kerja mesin atau proses dalam suatu industri. Menurut NEMA ( National Electrical Manufacturesers Association ) memberi pengertian PLC yaitu Suatu peralatan listrik yang beroperasi digital dengan menggunakan programmable memory untuk penyimpanan instruksi-instruksi internal sebagai pengganti kerja dari peralatan yang mempunyai fungsi spesifik, seperti :logic, sequence, timer, counter, dan aritmatichs, untuk mengontrol kerja dari mesin-mesin atau proses, melalui modul input output secara analog digital. 1 ) Pada dasarnya PLC mempunyai fungsi untuk menggantikan kerja relay - relay mekanik dan timer, tetapi karena adanya keunggulan dari peralatan mikroprosesor yang membangun perangkat keras dari PLC, maka PLC dapat melakukan operasi-operasi aritmatik, mengkonversikan data analog ke digital atau dari digital ke analog, membandingkan data dan dapat menyelesaikan masalah-masalah control yang bersifat kompleks. TNA 5
PLC beroperasi dengan cara memeriksa input dari sebuah proses guna mengetahui statusnya kemudian sinyal input ini diproses berdasarkan instruksi logika yang telah diprogram dalam memori. Antarmuka ( interface ) yang terpasang di PLC memungkinkan PLC dihubungkan secara langsung ke actuator atau transducer tanpa memerlukan relay. Untuk menyesuaikan dengan keadaan kerjanya, maka PLC dirancang untuk dapat beroperasi pada lingkungan industri yang berdebu dan tingkat polusi yang tinggi, dengan perubahan suhu 0 o C sampai 60 o C dan kelembaban relative antara 0% sampai 95%. 2 ). Karena dengan menggunakan PLC banyak keuntungan yang sangat mempengaruhi proses produksi di perusahaan. Adapun keuntungan dengan menggunakan PLC adalah : 1. Lebih murah biaya dibandingkan system control yang menggunakan banyak relay ( control manual ). 2. Lebih mudah dalam pemprograman dan dapat dengan mudah diubah rangkaian sistemnya. 3. Lebih aman, praktis, dan handal dari rangkaian control manual. 4. Mempunyai prinsip seperti computer. 5. Lebih mudah dalam melacak gangguan rangkaian control yang dibuatnya. TNA 6
B. PRINSIP KERJA PLC Prinsip kerja dari PLC secara umum adalah menerima sinyal sinyal analog dari peralatan Input luar yang berupa : saklar, tombol tombol, overload, sensor, dan lain lain. Sinyal analog ini oleh modul input akan dirubah menjadi sinyal sinyal digital. Pada sistem yang akan dikontrol mempunyai sinyal sinyal / pulsa dalam tiap input dan output, baik berupa sinyal analog maupun sinyal digital. Sinyal sinyal digital ini akan diolah oleh unit pemproses utama yaitu Central Processing Unit ( CPU ), sesuai dengan perintah program yang telah ditetapkan atau diprogram pada memory. Selanjutnya CPU akan mengambil keputusan keputusan yang kemudian akan dipindahkan ke modul Output masih berupa sinyal sinyal digital. Input Devices P L C Sistem Yang dikontrol Output Devices Gambar 1. Block diagram Prinsip Kerja PLC Modul Output akan merubah sinyal sinyal digital menjadi sinyal sinyal analog. Sinyal sinyal analog inilah yang menggerakkan relay relay atau kontaktor, yang merupakan peralatan output luar. Peralatan output luar ini yang nantinya akan menggerakkan mesin mesin atau sistem yang dikontrolnya. Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa sistem yang akan dikontrol diterima oleh input devices dalam bentuk sinyal analog yang selanjutnya TNA 7
dikirimkan ke PLC untuk dirubah dalam bentuk sinyal digital. Setelah diolah oleh PLC kemudian dikeluarkan kembali dalam bentuk sinyal analog melalui output device. C. PERANGKAT KERAS PLC Pada dasarnya perangkat keras yang dimiliki oleh sebuah PLC adalah sama dan tidak jauh berbeda dengan perangkat keras yang dimiliki oleh Personal Computer ( PC ). Akan tetapi memiliki perbedaan dalam pembagian unit unitnya. Dalam perangkat keras dari PLC ini mempunyai tiga bagian utama dan besar, yaitu : 3 ) Bagian Input Output ( I / O ). Processor. Programming Devices. Bagian bagian tersebut mempunyai fungsi dan tugas masing masing dalam setiap pengoperasian dari PLC tersebut. D. SISTEM PENUNJANG PLC LAINNYA Selain perangkat keras, PLC juga mempunyai perangkat penunjang lainya yang juga penting dalam sistem pengoperasiannya. Perangkat atau sistem penunjang ini merupakan bagian terluar dari PLC yang menghubungkan dengan rangkaian ataupun interkoneksi program yang ada di PLC. Selain itu juga mempunyai bagian Unit Catu Daya atau Power Supply yang akan menghidupkan untuk sistem operasional PLC tersebut. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa PLC hampir mempunyai kesamaan dengan Personal Computer dalam hal perangkat perangkat yang ada padanya. Sehingga membuat kita harus lebih faham tentang komputer dulu ( pengoperasiannya ) sebelum kita menjadi programmer PLC yang sebenarnya. TNA 8