Program Studi D3 Teknik Elektro FTI ITS Pelatihan PLC Mitsubishi Q-Series (Tingkat Dasar) Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng. Jurusan Teknik Elektro FTI ITS Telp. 5947302 Fax.5931237 Email: jos@ee.its.ac.id Pelatihan PLC Dasar - 01 1
Objektif: Pengantar PLC Arsitektur PLC Pelatihan PLC Dasar - 01 2
Referensi Pengantar PLC Buku Pustaka: [1].."Mitsubishi Programmable Logic Controller Training Manual Q-series Basic Course (for GX Developer), SH(NA)-080617ENG-A(0601)MEE, Mitsubishi Jan., 2006. [2].."PLC: Beginner Guide, W353-E1-05, OMRON- Corporation, 1997. [3].."Q Series Introduction, Presentasi Bagian Marketing PT. Autoteknindo Sumber Makmur, Jakarta 2007. Pelatihan PLC Dasar - 01 3
Effisiensi untuk Meningkatkan Pelayanan Meningkatkan kualitas (Quality), Meminimkan Harga (Cost), Pengiriman produk (Delivery) yang sangat cepat sehingga tidak ada waktu tunggu, Keamanan dan keselamatan kerja (Safety) bagi pekerja sangat tinggi sehingga tidak rawan kecelakaan, Mengurangi operasi-operasi manual yang bisa membahayakan operator bahkan menimbulkan kematian dan beberapa aspek vital lainnya. Pelatihan PLC Dasar - 01 4
Sejarah Perkembangan Programmable Logic Controller pertama kali dikembangkan oleh General Motor tahun 1968; Sistem kontrol ini digunakan untuk mengganti sistem relay control yang banyak digunakan dalam proses permesinan, pengepakan, material handling, assembly terotomasi dan sebagainya; Menurut IEC61131 part 1, pengertian PLC merupakan sistem elektronik yang beroperasi secara digital, menggunakan programmable memory untuk internal storage yang berorientasi kepada user, untuk melakukan fungsi khusus seperti logic, sequencing, timing, arithmetic; sehingga cocok digunakan pada proses yang berulang-ulang. Pelatihan PLC Dasar - 01 5
Panel Kontrol Mesin dengan Relay Pelatihan PLC Dasar - 01 6
Panel Kontrol dengan PLC Pelatihan PLC Dasar - 01 7
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 Pelatihan PLC Dasar - 01
Panel Kontrol Mesin Robot Pengangkat Pelatihan PLC Dasar - 01 9
Sistem Kontrol dengan PLC Pelatihan PLC Dasar - 01 10
Peralatan Input Pelatihan PLC Dasar - 01 11
Peralatan Output Pelatihan PLC Dasar - 01 12
Hubungan PLC dg Peralatan I/O Pelatihan PLC Dasar - 01 13
Diagram Fungsional PLC Pelatihan PLC Dasar - 01 14
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 Pelatihan PLC Dasar - 01 15
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 Network Pelatihan PLC Dasar - 01 16
Tahapan Sistem dengan PLC 1. Desain Sistem 2. I/O Assigment 3. Penulisan Program 4. Programming 5. Editing 6. Monitoring 7. Penyimpanan Program Pelatihan PLC Dasar - 01 17
Hardware Penyusun PLC CPU Perangkat Pemrograman Power Supply Sistem Input Output Komunikasi dan Ekspansi Pelatihan PLC Dasar - 01 18
Bagian-bagian CPU CPU terdiri dari tiga komponen utama: Processor Memory Power Supply Pelatihan PLC Dasar - 01 19
Interaksi Fungsional CPU PLC dg I/O Pelatihan PLC Dasar - 01 20
Perkembangan PLC Modular Pelatihan PLC Dasar - 01 21
Concept of MELSEC (Q series) Q Series is now established Intelligently (and intentionally) designed for easy migration Huge performance, flexibility, and TCO advantages The automation platform of the future Pelatihan PLC Dasar - 01 22
High Performance Model QCPU 5 types available: Q02/Q02H/Q06H/Q12H/Q25HCPU High-speed program processing (LD = 0.034µs) Large capacity extended memory up to 32M bytes memory card Upto 8192 control I/O points including remote I/O Large capacity programs up to 252k steps Expandable of up to 64 I/O slots Including USB and RS232 programming ports Multiple CPU capability Pelatihan PLC Dasar - 01 23
Mitsubishi Tipe Compact Mitsubishi Melsec FX 2N-32MR pada Filling Lithos Pelatihan PLC Dasar - 01 24
Processor Scan Proses yang secara alami dilakukan PLC, yaitu proses untuk membaca semua perangkat input lapangan dan melakukan control program yang menurut logic yang telah terprogram, mematikan dan menyalakan perangkat lapangan. Waktu yang dibutuhkan sekali proses scan dinamakan scan time. Pelatihan PLC Dasar - 01 25
Proses Scan Time Memeriksa kondisi semua input baik yang benar maupun yang salah di dalam lokasi yang disebut I/O image table. Membaca instruksi dan data dari semua bagian memori dan menjalankan pekerjaan berdasarkan instruksi-instruksi tersebut. Melakukan diagnosa internal. Mengirim dan menerima informasi dari perangkat pemrograman. Mengatur semua output agar sesuai dengan informasi terbaru. Pelatihan PLC Dasar - 01 26
Graphic Programming Console (GPC) Perangkat GPC ini bentuknya mirip dengan laptop. Pelatihan PLC Dasar - 01 27
Handheld Programming MicroLogix 1000 Dimensi 4,72 x 3,15 x 1,57 Jumlah titik I/O 16 titik Saluran komunikasi RS-232 Pelatihan PLC Dasar - 01 28
Perangkat Pemrograman dg PC Dibutuhkan perangkat lunak sebagai pelengkap pemrogramannya. Misal: CX Programming pada PLC Omron, WinCC pada PLC Siemens, RS Logic pada PLC Allen Bradley, dan GX Developer pada PLC Mitsubishi Pelatihan PLC Dasar - 01 29
Memori PLC Sistem memori PLC dibagi berdasarkan tugas yang diberikan: Executive Memory adalah lokasi memori untuk menyimpan kumpulan program secara permanen yang merupakan instruksi software, yaitu relay instruction, block transfer, dan math instruction. Lokasi memori ini tidak tersedia bagi pemakai tetapi memori ini yang menjalankan sistem Application Memory adalah lokasi memori untuk menyimpan kumpulan user program (program pemakai), yaitu area yang menyimpan ladder diagrams, timers, dan data-data yang telah terkumpul. Pelatihan PLC Dasar - 01 30
Tipe Memori PLC (1) ROM (Read Only Memory) ROM di rancang untuk menyimpan secara permanen yang telah fixed. Isinya masih bisa di uji dan dibaca tetapi tidak bisa di ubah, ROM tidak memerlukan back up power untuk menjaga memorinya. Executive program biasanya disimpan di ROM. RAM (Random Access Memory) RAM dikenal sebagai read write memori dan dirancang supaya informasi dapat ditulis dan dibaca dari lokasi manapun. Ada 2 jenis RAM, Volatile dan Nonvolatile. Volatile memerlukan battery back-up kalau power hilang sedangkan nonvoltile RAM akan menjaga programmnya meskipun power hilang. Pelatihan PLC Dasar - 01 31
Tipe Memori PLC (2) PROM (Programmable Read Only Memory) Memori ini biasanya digunakan untuk program yang diyakini benar untuk sistem kontrol dengan PLC. Jika dibutuhkan perubahan algoritma pada sistem kontrol tersebut, maka PROM harus diganti (diupload) dengan program baru. PROM bisa dipergunakan sebagai backup permanen user program. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) Memori ini mirip PROM, tetapi masih dapat dihapus dengan dengan membuka jendela di bagian atas IC dengan disinari UV selama beberapa menit. EPROM bisa dipertimbangkan sebagai alat penyimpanan semi permanen sehingga akan menyimpan sebuah program secara permanen sampai dirasakan perlu adanya perubahan. Pelatihan PLC Dasar - 01 32
Tipe Memori PLC (3) EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) Memori ini mirip EPROM, tetapi cara penghapusannya lebih fleksibel. Cara penghapusan pogram dengan memberikan tegangan kedua kaki-kaki (pinpin) memori untuk proses burning. Hal ini berarti bahwa tipe memori ini bisa dipakai berulang. Pelatihan PLC Dasar - 01 33
Macam Perangkat I/O Perangkat Input dan Output ini secara garis besar terdiri dari: Perangkat Digital Input (DI) Perangkat Digital Output (DO) Perangkat Analog Input (AI) Perangkat Analog Output (AO) Perangkat untuk Komunikasi (serial/paralel) Pelatihan PLC Dasar - 01 34
Komponen Digital I/O (contact) Perangkat hanya menghasilkan kondisi biner dengan pengolah sinyal berupa : Contact Output : Komponen untuk mengeluarkan sinyal adalah relay. Umumnya untuk beban arus yang relatif besar. Supply beban bisa AC/DC. Kecepatan respon rendah. Ada contact bounch, menyebabkan ada noise. Pelatihan PLC Dasar - 01 35
Komponen Digital I/O (SSR) Solid State Output (SSR) Komponen yang digunakan solid-state Beban AC: outputnya menggunakan SCR. Respons lebih cepat dari contact output, dan lebih rendah dari transistor output. Beban DC: outputnya menggunakan Transistor. Respons sangat cepat untuk beban arus kecil. Frekwensi kerja cukup tinggi. Pelatihan PLC Dasar - 01 36
Komponen Digital I/O (SSR-beban DC) Sinyal output pada beban DC dapat berupa : Output Tegangan: memberikan sinyal tegangan sebagai output dan tahanan beban harus cukup tinggi dengan konsumsi arusnya kecil. Output Arus: mengolah sinyal arus (source/sink). Beban yang bekerja pada I/O-nya ada: current source (PNP) : arus diberikan kebeban, beban dihubungkan keterminal output dan negatip catudaya. current sink (NPN) : arus ditarik dari beban, beban dihubungkan keterminal positip catudaya dan terminal output. Pelatihan PLC Dasar - 01 37
Blok Rangkaian Pengaman AC/DC Pelatihan PLC Dasar - 01 38
Arus pada Modul DC Input Arus dari peralatan luar (mis. sensor) masuk ke modul DC input. Bagi peralatan luar berfungsi sebagai source, sedang modul DC input sebagai sink. Arus dari modul DC input ke peralatan luar (mis. katup). Bagi modul DC input berfungsi sebagai source, sedang peralatan luar sebagai sink. Pelatihan PLC Dasar - 01 39
Modifikasi Sensor Sink menjadi Source Melakukan perubahan modul sink ke source bisa dilakukan dengan menggunakan rangkaian berikut untuk arus I out 50 ma. Pelatihan PLC Dasar - 01 40
Modul Digital Output Pada modul ini tegangan yang digunakan bisa AC dan atau DC. Tegangan output yang mampu diolah: 12-48 Volt AC/DC 120 Volt AC/DC 230 Volt AC/DC contact (relay) Isolated output 5-50 Volt DC (sink/source) Pelatihan PLC Dasar - 01 41
Modul A/D Modul ini mengolah sinyal analog dari perangkat luar (sensor) ke sinyal digital. Sinyal input yang bisa diolah berupa arus dan atau tegangan seperti : 4 hingga 20 ma 0 hingga 5 Volt DC 0 hingga 10 Volt DC -10 hingga +10 Volt DC Pelatihan PLC Dasar - 01 42
Modul D/A Modul ini mengolah data bit dari CPU ke perangkat luar (aktuator, motor, katup), atau representasi digital ke analog. Sinyal output yang dihasilkan berupa arus dan atau tegangan seperti : 4 hingga 20 ma 0 hingga 5 Volt DC 0 hingga 10 Volt DC -10 hingga +10 Volt DC Pelatihan PLC Dasar - 01 43
Modul Simulator PLC Q-Series DA-OUTPUT MITSUBISHI MELS EC Q61P Q02HCPU Qx42 QY42P Q64AD Q62DA QD 62 POWE R SUPLLY CPU MOD UL INPUT MODUL OUTP UT A/D D/A GX-DEVE LOPER SLOT KOS ONG SLOT KOS ONG AD-INPUT Y6F-Y60 Y5F-Y50 Y4F-Y40 AD-INPUT POWER X3F-X30 X2F-X20 Y76 Y75 Y74 Y70 Y73 Y72 Y71 Y70 PULSE X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0 FUSE Pelatihan PLC Dasar - 01 44
Pemrograman dan Tipe Data IEC61131-3 menetapkan lima bahasa pemrograman: Representasi gambar/simbol, dapat berupa Ladder Diagram (LAD) Diagram Blok Fungsi (Function Block Diagram / FBD) Urutan Chart Fungsi (Sequential Function Chart / SFC) Tabel perintah, dapat berupa Daftar Instruksi (Statement List / STL) Teks Terstruktur (Structured Text / ST) Pelatihan PLC Dasar - 01 45
Tabel Bahasa Pemrograman IEC61131 Language Abbrev. Type Application best suited for Ladder logic diagram (LD) Graphical Discrete control Function Block Diagram (FBD) Graphical Continuous control Sequential Function Chart (SFC) Graphical Sequencing Statement List (STL) Textual Similar to ladder diagrams Structured Text (ST) Textual Complex logic, computations Sumber: http://www.iica.org.au/letters/iec1131.html http://www.isagraf.com/about/about1.htm Pelatihan PLC Dasar - 01 46
Bagian Pertama Selesai Pelatihan PLC Dasar - 01 47