POLITEKNOLOGI VOL. 16 NO. 2 MEI 2017 MODUL LATIH MODBUS RS 485 Anwar, Gugun Rahmattulah 1, Hendrayudi 2 dan Tiara Eka 3 Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta, Kampus UI Depok Email : 1 Grahmatullah@ymail.com, 2 saputrahendrayudi@gmail.com, 3 tiaraekaariyanti@yahoo.com ABSTRACT This training module explains about application system which integration between PLC (Programmable Logic Controller), HMI (Human Machine Interface), and Variable Frequency Drive for controlling the speed of motor using protocol communication. The proccess of controlling system is PLC, and Variable Frequency Drive as a regulator of speed motor. Dispostion of speed motor is determined by Ladder Diagram PLC with function block communication and the data is sent by protocol communication. The communication between PLC and Variable Frequency Drive has function for writing and reading data or the status of work from Variable Frequency Drive. Data of Variable Frequency Drive will be copied to memory of PLC and then it will use for monitoring by HMI. Keywords : Function Block Communication, Setting Communication of Modbus, The Program of PLC ABSTRAK Modul latih ini menjelaskan tentang aplikasi sistem yang terintegrasi antara PLC (Programable Logic Controller), HMI (Human Machine Interface) dan Inverter dengan mengatur kecepatan motor menggunakan komunikasi modbus protocol. Sistem pengendali proses dalam sistem ini adalah PLC dan Inverter adalah sebagai pengatur kecepatan motor. Pengaturan kecepatan motor ditentukan berdasarkan pemrograman PLC yang dibuat dengan ladder diagram menggunakan blok fungsi komunikasi dan datanya dikirim melalui komunikasi protocol. Komunikasi antara PLC dan Inverter berfungsi untuk menulis dan membaca data-data atau status kerja dari inverter. Datadata inverter akan disalin kedalam memori PLC yang selanjutnya akan digunakan untuk proses monitoring oleh HMI. Kata kunci: Pemrograman PLC, Setting komunikasi modbus, Blok fungsi komunikasi PENDAHULUAN Jaringan komunikasi pada zaman sekarang sangat berkembang dengan cepat. Berbagai macam teknologi terus berkembang dengan pesat sesuai dengan keinginan para penggunanya, apalagi berkembangnya teknologi komunikasi yang selalu maju untuk pengguna. Dengan begitu pengguna dapat melakukan komunikasi secara praktis, dimanapun lokasi pengguna tersebut berada. Komunikasi dapat terjalin dengan baik di dalam area seperti gedung perkantoran, antar gedung hingga komunikasi dalam satu kota. Dengan memanfaatkan teknologi berbasis mikroprosesor untuk pengendalian sistem atau alat alat yang digunakan dalam produksinya. Salah satu dari banyaknya teknologi yang dimanfaatkan adalah penggunaan PLC (Programable Logic 117
Anwar dkk, Modul Latih Modbus... Controller). Penggunaan PLC sudah diaplikasikan di dunia industri. Hal ini berdasarkan pengendalian sistem yang mudah. Dan pada saat ini telah dikembangkan teknologi untuk monitoring kerja dari PLC tersebut yang dikenal dengan nama HMI (Human Machine Interface ). HMI merupakan sistem touch screen yang digunakan untuk mengawasi dan mengontrol sistem. Sebagai sarana komunikasi ini menggunakan komunikasi serial yaitu komunikasi modbus dimana komunikasi modbus ini menggunakan RS 485 dan RS 232. RS 485 digunakan untuk komunikasi antara PLC dengan Inverter dan HMI dengan Inveretr dimana inverter adalah alat yang berfungsi sebagai pengaturan kecepatan motor. RS 232 digunakan untuk komunikasi antara PLC dan HMI. pengujian komunikasi antar device dan pengujian ketepatan data, dimana pada pengujian ini dilakukan dengan melihat ketepatan data mengenai putaran dan slip motor antara device dengan beban (motor induksi 3 phasa). HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil pengujian yang telah dilakukan pada komunikasi modbus RS 485, didapat hasil sebagai berikut : a. Komunikasi Push Button Mode METODE PENELITIAN Metode penelitian menggunakan metode eksperimen dengan teknik pengambilan data melalui pengujian komunikasi pada modul latih. Terdapat dua metode penelitian, yaitu: 1. Mode Push Button 2. Mode Analog Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu tahap perancangan alat, penyusunan alat, dan pengujian alat. Perancangan Alat Alat dirancang sesuai dengan mode-mode operasi yang akan diuji. Perancangan ini dibutuhkan untuk pengolahan data hasil pengujian pada setiap mode. Gambar 1. Pengujian Mode Push Button Gambar 2. Tampilan program blok fungsi komunikasi HMI Inverter Penyusunan Alat Alat disusun sesuai dengan rancangan yang telah dibuat sebelumnya. Disesuaikan dengan dimensi masingmasing komponen. Pengujian Alat Alat diuji pada masing-masing mode dan dengan dua parameter yang diuji, yaitu Gambar 3. Lampu Indikator Menandakan Komunikasi Tterhubung dengan Baik 118
POLITEKNOLOGI VOL. 16 NO. 2 MEI 2017 45 186 1348 1350 0,15 50 207 1498 1500 0,13 Gambar 4. Lampu Indikator Menandakan Komunikasi Tidak Terhubung dengan Baik Analog Mode Gambar 5. Pengujian Analog Mode b. Ketepatan Data Pengujian Frekuensi dan Slip Frekuensi [Hz] Tabel 1. Pengujian Frekuensi dan Slip Tegangan pada HMI [V] Kecepatan Ukur Nr [rpm] Kecepatan Hitung Ns [rpm] Slip [%] 5 24 148,8 150 0,8 10 44 299,4 300 0,2 15 65 449,4 450 0,13 20 85 599,2 600 0,13 25 106 748,6 750 0,19 30 126 899,1 900 0,1 35 146 1048 1050 0,19 40 165 1198 1200 0,17 c. Komunikasi PLC Inverter Pada program blok fungsi komunikasi untuk memproses data nilai frekuensi, run command, acceleration time dan deceleration time menggunakan fungsi blok MOD0506 yang kemudian data tersebut akan diproses oleh inverter untuk menggerakan motor. Untuk pembacaan nilai output yang terjadi dari inverter maka digunakan fungsi blok MOD0306 yang berfugsi untuk membaca nilai-nilai dari inverter. Pada program ladder diatas nilai yang dibaca berupa nilai RPM, frekuensi, arus, dan tegangan yang dapat dimonitoring melalui screen HMI dengan menggunakan variable %MW karena data tersebut bersifat numeric atau analog. Gambar diatas menunjukkan bahwa frekuensi yang dimasukkan bernilai 10 HZ. Run command yang dimasukkan bernilai 2 artinya inverter bekerja secara forward dengan nilai kecepatan motor 300 RPM. Nilai tegangan yang terbaca adalah 44 Volt dengan nilai arus 14 ma. HMI Inverter Untuk mode HMI Inverter, jika tombol pada project tampilan HMI ditekan tetapi tidak ada respon, dan lampu indikator pada kiri bawah XGT Panel menyala merah, maka dapat dilihat setting parameter yang terdapat di Inverter. Apabila setting parameter pada inverter sudah benar tetapi lampu indikator masih menyala merah, periksa kembali kabel komunikasi RS-485 yang menghubungkan antara HMI dengan 119
Anwar dkk, Modul Latih Modbus... Inverter apakah sudah terhubung dengan baik atau tidak. PLC HMI Inverter Pada mode komunikasi PLC,HMI dengan Inverter yaitu komunikasi yang terjadi dimana HMI berperan sebagai Master yaitu memberi perintah dan menerima data dari slave, sedangkan PLC berperan sebagai proses pengendalian kerja inverter yang kemudian inverter akan menggerakan beban (motor). Pada mode komunikasi ini terdapat 2 deskripsi kerja yaitu : Mode Tombol dan Mode Analog. Pada mode tombol ini terdapat kesamaan dengan mode komunikasi antara PLC dengan Inverter yaitu pemasukan nilai data-data dilakukan dengan menggunakan fungsi MOVE yang berfungsi untuk memindahkan suatu data ke dalam data register yang diinginkan. Fungsi MOVE ini diaktifkan dengan menggunakan modul input (pushbutton) dan tombol pada screen HMI yang kemudian data tersebut akan dikirim ke blok fungsi komunikasi MOD0506. Untuk penekanan tombol input pada modul input (pushbutton) dan tombol pada screen HMI dapat dilakukan kapan saja saat motor sedang bekerja ataupun tidak. Setelah terbaca dan diproses oleh inverter maka untuk mengetahui ouput inverter dan beban (motor) digunakan blok fungsi komunikasi MOD0304, dimana blok fungsi komunikasi MOD0304 akan menerima data yang sudah di proses sehingga data tersebut dapat dimonitoring pada HMI dengan pengalamatan yang sama antara PLC dan HMI. Pada mode analog pemasukan nilai data register dilakukan dengan menggunakan fungsi Word to Usint yang berfungsi merubah data Word menjadi data Usint yang kemudian akan di proses oleh PLC. Fungsi Word to Usint ini diaktifkan dengan cara menginput data register yang berupa data decimal dengan menekan keypad pada screen HMI yang kemudian data tersebut akan terbaca dan diproses oleh PLC. Setelah itu PLC akan mengirmkan data register pada inverter melalui blok fungsi komunikasi MOD0506 yang kemudian beban (motor) akan bergerak sesuai data yang sudah diproses oleh inverter. Pada mode ini penginputan data dapat di input sesuai apa yang diinginkan melalui modul input maupun screen HMI. d. Ketepatan Data Pengujian Frekuensi Kecepatan [rpm] 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 750 600 450 300 150 1350 1500 1200 1050 900 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Frekuensi [Hz] Kecepatan Hitung Gambar 6. Grafik Kecepatan dan Frekuensi Berdasarkan data pada grafik dan tabel diatas, dapat kita ketahui bahwa perubahan nilai frekuensi berpengaruh terhadap nilai kecepatan putar motor, dimana semakin tinggi nilai frekuensi yang diberikan semakin tinggi pula nilai kecepatan motor. Dan terjadi perbedaan nilai kecepatan antara nilai hitung dan nilai pengukuran, hal tersebut terjadi karena terjadi slip pada motor. 120
POLITEKNOLOGI VOL. 16 NO. 2 MEI 2017 Pengujian Slip Motor Slip [%] 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Kecepatan [rpm] HMI-Inverter PLC-Inverter PLC-HMI-Inverter Gambar 7. Pengujian Slip Motor Pada ketiga percobaan diatas melalui mode PLC-Inverter, HMI-Inverter, dan PLC-HMI-Inverter perbedaan slip yang terjadi dari masing masing percobaan relatif kecil. Namun pada percobaan PLC- HMI-Inverter slip pada kecepatan 150 rpm besar dikarenakan pada mode gabungan tersebut menggunakan lebih banyak kabel untuk komunikasi antar perangkat. Kabel yang digunakan adalah kabel RS-485 dan RS-232, penambahan kabel RS-232 pada komunikasi gabungan mengurangi respon perintah yang diberikan sehingga timbul slip lebih besar pada percobaan tersebut. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Pengkomunikasian PLC Glofa G7M-DR30U dengan HMI XGT Panel dengan jalur komunikasi, menggunakan konfigurasi RS-232 & 485. 2. Pada proses komunikasi PLC Glofa G7M-DR30U dengan inverter menggunakan konfigurasi RS-485. 3. Apabila terjadi gangguan, tidak bisa jika hanya memeriksa dari satu kemungkinan penyebab saja. Harus periksakan kemungkinan penyebab lainnya. 4. Dengan menggunakan sistem komunikasi inverter dan PLC melalui komunikasi modbus, kita dapat mengatur status dan frekuensi kerja inverter berdasarkan program PLC tanpa harus menggunakan terminal input inverter. 5. Dengan menngunakan sistem komunikasi inverter dan HMI melalui komunikasi modbus, semua data tentang status inverter dapat dimonitor pada tampilan HMI. 6. Penggunaan komunikasi modbus RS-485 tidak mempengaruhi respon terhadap input yang diberikan ke perangkat. Saran 1. Pengaktifan blok fungsi komunikasi harus dilakukan secara bergantian agar tidak terjadi kesalahan pada transfer data. 2. Pembacaan dan penulisan data ke inverter harus menggunakan blok fungsi komunikasi. 3. Dalam mengintegrasikan perangkat lain harus diperhatikan komunikasi yang digunakan dan pendukungnya. DAFTAR PUSTAKA [1] Anonim. 2013. SV-iG5A User Manual 11th. Edition. Korea: Lsis. [2] LG Industrial System. 2011. Modbus Function Blok. Korea. http://eng.lsis.biz/support/downloadce nter.asp. [28 Juni 2011]. [3] Lsis. 2009. XGT Panel User s Manual. Korea : LSIS. 121
Anwar dkk, Modul Latih Modbus... [4] Siswoyo. 2008. Teknik Listrik Industri Jilid 2. Jakarta : Direktorat Pembinaan sekolah menengah kejuruan. [5] Sugiono, Djoko. 2014. Komunikasi Data Melalui RS232. VEDC Malang. http://www.vedmalang.com/pppptkbo emlg/index.php/menuutama/listrikelectro/ [24 Juli 2016] 122