PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER Suatu Programmable Logic Control (PLC) pada dasarnya adalah suatu program yang dihubungkan dengan peralatan input output (I/O) yang berupa relay (solid state relay). Program tersebut mengendalikan PLC, sehingga bila ada suatu peralatan input ON, maka PLC memberikan suatu tanggapan terhadap suatu perubahan input tadi. Tanggapan ini biasanya berupa isyarat pada terminal outputnya. Peralatan input dapat berupa sensor photolistrik, tombol pada panel, saklar pembatas (limit switches), atau setiap peralatan input yang bisa memberikan isyarat masukan pada PLC. Sedangkan peralatan output, dapat berupa solenoid, saklar yang mengaktifkan lampu, relay yang memutar motor atau setiap peralatan yang dapat digerakkan oleh isyarat output PLC. Pada awalnya PLC adalah suatu sistem kendali yang berbasis relay. Sistem ini merupakan untai terintegrasi yang mengambil alih tugas-tugas peralatan seperti relay, timer dan counter. Pada operasi yang sebenarnya PLC mengikuti operasi yang serupa dengan bila peralatan tersebut (relay dan sebagainya) masih berada ditempatnya. Tetapi PLC juga mempunyai kapasitas seperti komputer dan mempunyai fleksibilitas dan reliabilitas yang lebih baik dibanding dengan sistem relay. Tetapi sebagian besar istilah untuk menjelaskan simbol dan konsep datang dari istilah komputer misalnya and, or mnemonic dsb. Di dalam otak (CPU=Central Processing Unit) dapat dibayangkan seperti kumpulan ribuan relay. Akan tetapi bukan berarti didalamnya terdapat banyak relay dalam ukuran yang sangat kecil. Di dalam PLC berisi rangkaian elektronika digital yang dapat difungsikan seperti contact NO dan contact NC relay Keunggulan PLC dibandingkan dengan konvensional kontrol panel Sistem PLC: 1. Wiring lebih sedikit. 2. Spare part mudah. 3. Maintenance relatif mudah. 4. Pelacakan kesalahan sistem lebih sederhana. 5. Konsumsi daya relatif rendah. 6. Dokumentasi gambar lebih sederhana dan mudah dimengerti. 7. Modifikasi sistem lebih sederhana dan cepat. Konvensional kontrol panel: 1. Wiring lebih komplek. 2. Spare part relatif sulit. 3. Maintenance membutuhkan waktu yang lama. 4. Pelacakan kesalahan membutuhkan waktu yang lebih lama. 5. Konsumsi daya listrik relatif tinggi. 6. Dokumentasi gambar lebih banyak. 7. Modifikasi Sistem membutuhkan waktu yang lama. Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 1

Keuntungan menggunakan PLC 1. Lama pengerjaan untuk sistem baru design ulang lebih singkat. 2. Modifikasi sistem mungkin tanpa tambahan biaya jika masih ada spare I/O. 3. Perkiraan biaya suatu sistem design baru lebih pasti. 4. Relatif mudah untuk dipelajari. 5. Design sistem baru mudah dimodifikasi. 6. Aplikasi PLC sangat luas. 7. Mudah dalam maintenance. 8. Sangat handal. 9. Standarisasi sistem kontrol lebih mudah diterapkan. 10. Lebih aman untuk teknisi. Konfigurasi Sebuah PLC 1. Power Supply: Unit ini berfungsi untuk memberikan sumber daya pada PLC. Modul ini sudah berupa Switching Power Suply. 2. CPU (Central Processing Unit): Unit ini merupakan otak dari PLC. Disinilah program akan diolah sehingga sistem kontrol yang telah kita rancang bekerja seperti yang kita inginkan. CPU PLC Omron sangat bervariasi macamnya tergantung pada masing-masing tipe PLC-nya. 3. Memory Unit : RAM, EPROM, EEPROM 4. Input Unit Digital input : Input point digital Analog Input: Input point linear DC 24 V input 0-10V DC AC/DC 24 V input -10V DC +10V DC AC 220 V input 4-20 ma DC 5. Output Unit Digital Output : Output point digital Analog Output: Relay Output 0-10V DC AC 220 V Output (Solid State) -10V DC 10V DC DC 24 V Dynamic Output 4-20 ma DC 6. Peripheral Handled Programming Console LSS software for PC Sistematika merancang suatu sistem dengan PLC 1. Mempelajari sampai mengerti betul urutan kerja (sequence) sistem tersebut. 2. Membuat flowchart dari sistem tersebut. 3. Membuat daftar semua input dan output terhadap I/O points dari PLC. 4. Menerjermahkan flowchart ke diagram ladder dan disesuaikan dengan daftar I/O yang telah dibuat. 5. Memeriksa program jika masih ada kesalahan. 6. Mentransfer program ke memori PLC. Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 2

Untuk mencapai pekerjaan yang diinginkan suatu PLC memerlukan suatu urutan perintah ladder yang biasa disebut dengan Ladder Diagram Programming. Diagram ladder terdiri dari sebuah garis vertical kekiri dan cabang-cabang mendatar. Pada garis mendatar terdapat kondisi-kondisi dan diakhiri dengan instruksi diujung kanan. Kondisi-kondisi menentukan kapan dan bagaimana instruksi dieksekusi. Kondisi tanpa garis diagonal disebut kondisi normal,dan kondisi dengan garis diagonal disebut dengan kondisi invers. Angka diatas kondisi menunjukkan bit operan untuk instruksi. Diagram ladder dapat dilambangkan sebagai berikut: 00631 2520 Instruksi 0031 Normal Inverse Instruksi Instruksi 1. Kondisi normal adalah ON bila bit operannya ON, dan OFF bila bit operannya OFF. 2. Kondisi invers adalah ON bila bit operannya OFF, dan OFF bila bit operannya ON. 3. Biasanya kondisi normal menyatakan sesuatu akan terjadi bila bitnya ON, kondisi invers adalah sebaliknya. Instruksi-instruksi Dasar PLC 1. Instruksi LD dan LDNOT Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu system control hanya membutuhkan satu kondisi logic saja dan sudah dituntut untuk mengeluarkan satu output. Dalam bentuk diagram ladder perintah tersebut dapat digambarkan sebagai berikut: A Load Instruction A Load Not Instruction 2. Instruksi AND dan ANDNOT lnstruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol membutuhkan lebih dari satu kondisi logic yang harus terpenuhi semuanya untuk Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 3

mengeluarkan satu output, Dalam bentuk diagran ladder perintah tersebut digambarkan sebagai berikut 0 0 AND AND NOT Bila suatu instruksi terletak pada suatu garis mendatar, maka yang pertama adalah yang berhubungan dengan perintah LD atau LDNOT dan berikutnya berhubungan dengan perintah AND atau ANDNOT. Bila digambarkan diagramnya adalah 0 00100 8 Instruksi LD AND NOT AND 3. Instruksi OR dan ORNOT Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan satu output. Bila beberapa kondisi terletak pada garis terpisah secara paralel (seperti tergambar berikut ini) maka kondisi pertama saja yang berhubungan dengan instruksi load (LD) dan sisanya berhubungan dengan instruksi OR atau OR NOT. 0010 LD Instruksi OR LR 0010 OR Kombinasi antara AND dan OR. Kombinasi ini dapat digambarkan sbb: Instruksi 0020 4. OUT dan OUTNOT Instruksi ini untuk mengeluarkan output jika semua kondisi logika ladder diagram terpenuhi (OUT,) dan tidak terpenuhi (OUTNOT). Dalam bentuk diagram ladder digambarkan sbb Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 4

OUT OUTNOT 5. SET dan RESET Instruksi SET adalah seperti instruksi OUT. Akan tetapi pada instruksi SET, bit yang menjadi operand-nya akan bersifat latching (mempertahankan kondisinya). Artinya bit-nya akan tetap dalam kondisi ON walaupun kondisi inputnya sudah OFF. Untuk mengembalikannya ke kondisi OFF harus digunakan instruksi RESET. Instruksi ini hanya berlaku untuk PLC Sysmac C-Series tipe baru seperti CQM1, C200H, C20OHS, C20OHX/HE/HG, CV-Series. Dalam bentuk diagram ladder: SET XXXXX 0001 RESET XXXXX 6. ANDLOAD ANDLD Instruksi ini digunakan untuk kondisi logika ladder diagram khusus seperti berikut ini: 0002 0001 0003 Dalam mnemonic ditulis sbb: LD 0 OR 1 LD 2 OR NOT 3 AND LD 7. OR LOAD OR LD Instruksi ini digunakan untuk kondisi logika ladder diagram khusus seperti berikut ini: 0002 0001 0003 Dalam mnemonic ditulis sbb LD NOT 0 AND 2 LD 1 OR 3 OR LD Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 5

8. Instruksi untuk Ladder diagram yang bercabang (branching instruction) Instruksi ini bermanfaat ketika dijumpai ladder dengan banyak titik percabangan. Dalam hal ini diperlukan tambahan instruksi untuk titik percabangan tersebut yaitu dengan menggunakan TR bit. Instruksi ini diperlukan sebab untuk ladder diagram yang bercabang logikanya berubah lain daripada umumnya. Logika bit-nya, telah dipindahkan kebagian kanan titik percabangan secara semu. TR 0 0001 Instruksi 1 0002 Instruksi 2 Dalam mnemonic ditulis sbb: LD 0 OUT TR 0 AND 1 Instruksi 1 LD TR 0 AND 2 Instruksi 2 9. Interlocks IL(02) dan Interlocks Clear ILC (03) Interlocks IL (02) dan Interlocks Clear ILC (03) merupakan satu pasang instruksi, jika ada interlocks, maka harus ada instruksi penutupnya yaitu interlocks clear. Ladder Diagram yang berada di dalam wilayah instruksi IL (02) dan ILC (03) tidak akan bekerja jika IL (02) belum bekerja. Instruksi ini dapat menggantikan ladder diagram yang ada titik percabangannya seperti pada instruksi no 8, sehingga ladder diagram menjadi lebih sederhana. Untuk kasus sama dengan contoh pada instruksi no 8, diperoleh diagram ladder sbb: 0001 0002 Instruksi 1 Instruksi 2 Instruksi 2 ILC (03) Dalam mnemonic ditulis sbb: LD 0 IL (02) LD 1 Instruksi 1 LD 2 lnstruksi 2 ILC (03) Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 6

10. Instruksi JUMP [JMP(04) XY] dan JUMP END [JME(05)XX] Logika instruksi ini mirip dengan logika pada instruksi Interlocks IL (02) dan Interlocks Clear ILC (03). Bedanya, jika kondisi logika untuk instruksi JMP (04) sudah OFF, kondisi logika output diagram ladder yang berada di antara instruksi JMP (04) dan JME (05) yang mempunyai logika 1 (ON) akan tetap ON (latching), walaupun kondisi input logikanya sudah OFF. Instruksi JMP (04) bisa dilakukan berulang-ulang dengan nomor BCD (Binary Code Decimal) yang sama dan satu nomor BCD untuk JME(05). Jadi tidak boleh ada nomor BCD yang sama untuk instruksi JME (05). Keterangan 0001 0002 0003 0005 0004 JMP (04) 05 Instruksi 1 JMP (04) 05 Instruksi 2 Instruksi 3 JME (05) 11. KEEP KEEP(11) Instruksi ini berfungsi untuk mempertahankan kondisi ouput untuk tetap ON walaupun input dalam kondisi OFF. Logika input harus diumpankan ke titik SET dari instruksi KEEP (11). Untuk mereset output adalah dengan titik reset dari instruksi KEEP (11). Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada illustrasi di bawah ini: 0002 S 0003 R KEEP (11) BIT Mnemonic: LD 2 LD 3 KEEP(11) BIT 12. TIMER (TIM) dan COUNTER (CNT) Timer Counter pada PLC berjumlah 512 buah yang bernomor TC 000 sampai dengan TC 511 (tergantung tipe PLC). Jika suatu nomor sudah dipakai sebagai timer /counter, maka nomor tersebut tidak boleh dipakai lagi sebagai Counter. Jadi dalam satu program tidak boleh ada nomer Timer/Counter yang sama. Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 7

Nilai Timer/Counter pada PLC bersifat countdown (menghitung mundur) dari nilai awal yang ditetapkan oleh program. Setelah hitungan mundur tersebut mencapai angka nol, maka contact NO Timer/Counter akan ON. Timer mempunyai batas antara sampai dengan 9999 dalam bentuk BCD dan dalam orde 100 ms. Sedangkan untuk counter mempunyai orde angka BCD dan mempunyai batas antara sampai dengan 9999. Dalam diagram ladder dapat digambarkan sebagai berikut TIM N SV N= Nomer TC SV= Set Value CP R CNT N SV CP=Pulsa R=Reset Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 8

Sistem Kendali Berbasis PLC Pengendali Traffic Light A. Tujuan 1. Membiasakan membuat program dengan Console Programmer 2. Perancangan sistem traffic light adaptif B. Alat 1. PLC Omron Sysmac CPM1 Training Kit Berikut ini akan dilakukan penggunaan PLC Omron Sysmac CPMI Training Kit untuk mengendalikan modul Traffic Light. Pemrograman dituliskan dengan menggunakan Programming Console 027. Lampu-lampu pada modul Traffic Light disambungkan dengan output Omron Sysmac CPMI Training Kit pada channel sbb: Utara Timur Selatan Barat Merah 1003 1006 1101 1000 Kuning 1004 1007 1102 1001 Hijau 1005 1100 1103 1002 Petunjuk Cara Penggunaan Console Programmer. 1. Aktifkan Console Programmer dengan mengarahkan kunci pada Console Programmer pada posisi PROGRAM. Kemudian, buka Password, Password yang digunakan adalah dengan menekan tombol MONTR, kemudian CLR, lalu MONTR kembali. 2. Tuliskan Mnemonic Ladder diagram kedalam Console Programmmer, cara mengisikannya seperti terdapat pada controh Tabel 1. Setiap baris Mnemonic yang dituliskan akhiri dengan ENTER. 3. Setelah selesai mengisikan data Mnemonic pada Console Programmer, maka pindahkan kunci pada Console Programmer pada posisi RUN. 4. Aktifkan saklar pemicu pada modul PLC (dalam hal ini saklar 00), dan lihat hasil program anda. 5. Bila terjadi kesalahan, pergi ke baris yang mau diperbaiki, dan langsung tuliskan baris program baru (timpa) pada baris program lama, kemudian tekan ENTER. 6. Jika panah atas dan panah bawah tidak bias bergerak, maka isikan Password kembali. Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 9

Percobaan 1 Program Menyalakan Lampu Kuning Berkedip Pada Keempat Jalur Program ladder berikut mendemonstrasikan cara menulis program dengan Programming Console. Program ini membuat keempat lampu kuning yang terpasang di output channel: 1004, 1007, 1102,1101. Data Mnemonik untuk program ladder diatas ditunjukkan table berikut ini : 0 1 T002 TIM 001 #0010 T002 TIM 002 #0020 T001 01004 T001 01007 T001 01102 T001 01101 Keterangan: 0 dan 1 adalah saklar masukan eksternal (diaktifkan manual). Saklar 0 adalah saklar pemicu. Sedangkan saklar 1 adalah saklar emergency yang digunakan untuk menghentikan kerja traffic light sewaktu-waktu. Kerja TIM 001 dan TIM 002 diatur oleh T002 dan saklar 2000. Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 10

Data Mnemonik untuk program ladder ditunjukkan tabel berikut ini: Address Instruksi Data Keterangan LD 0 OR AND NOT 1 OUT LD AND NOT TIM 002 TIM 001 # 0010 LD AND NOT TIM 002 TIM 002 # 0020 LD AND NOT TIM 001 OUT 1004 LD AND NOT TIM 001 OUT 1007 LD AND NOT TIM 001 OUT 1102 LD AND NOT TIM 001 OUT 1001 END(001) Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 11

Timing Diagram Percobaan 1. 1 0 2000 10 TIM01 20 TIM02 01004 01007 01104 01001 Keterangan: Daerah yang diarsir berarti lampu menyala. Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 12

Percobaan 2 Program Menyalakan Lampu (Merah, Kuning, Hijau) Satu Jalur 0 1 T002 T002 TIM 001 #0001 TIM 002 #0050 T001 T003 TIM 003 #0030 01002 01002 T004 01002 TIM 004 #0010 01001 01001 TIM 005 #0020 T005 01001 01002 01100 TUGAS : Susun program ini dalam ladder diagram pada laporan sementara, dan gambarkan timing diagramnya dalam laporan resmi. Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 13

Percobaan 3 Program Menyalakan Lampu (Merah, Kuning, Hijau) Dua Jalur TUGAS : Susun program ini dalam ladder diagram. Dalam Laporan resmi, gambarkan timing diagram-nya. Address Instruksi Data Keterangan LD 00 OR 0 AND NOT 01 OUT 0 Percobaan 4 Program Menyalakan Lampu (Merah, Kuning, Hijau) 4 Jalur TUGAS : Susun program ini dalam ladder diagram pada laporan sementara, dan gambarkan timing diagramnya dalam laporan resmi. Percobaan 5 Buatlah Program Menyalakan Lampu (Merah, Kuning, Hijau) 4 jalur Dengan Sensor di Setiap Jalur TUGAS : Jika sensor di salah satu jalur aktif, maka Lampu Hijau pada jalur bersangkutan akan hidup 4 kali lebih lama (Modifikasi percobaan 4). Susun program ini dalam ladder diagram pada laporan sementara, dan gambarkan timing diagramnya dalam laporan resmi. Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM 14