Rabu, 01 Oktober 2014

PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)

Pengertian

Programmable Logic Controllers (PLC) adalah komputer elektronik yang mudah digunakan (user friendly) yang memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam .
Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah :
sistem elektronik yang beroperasi secara dijital dan didisain untuk pemakaian di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O dijital maupun analog .
Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut :
1. Programmable
menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.
2. Logic
menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain sebagainya.
3. Controller
menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.
PLC ini dirancang untuk menggantikan suatu rangkaian relay sequensial dalam suatu sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki pengetahuan di bidang pengoperasian komputer secara khusus. PLC ini memiliki bahasa pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program yang telah dibuat dengan menggunakan software yang sesuai dengan jenis PLC yang digunakan sudah dimasukkan.
Alat ini bekerja berdasarkan input-input yang ada dan tergantung dari keadaan pada suatu waktu tertentu yang kemudian akan meng-ON atau meng-OFF kan output-output1 menunjukkan bahwa keadaan yang diharapkan terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan yang diharapkan tidak terpenuhi. PLC juga dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang memiliki output banyak.
Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus.
Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:
1. Sekuensial Control
PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.
2. Monitoring Plant
PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator.
Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke CNC (Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan sebagainya.
Prinsip kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses yang dikendalikan lalu melakukan serangkaian instruksi logika terhadap sinyal masukan tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori lalu menghasilkan sinyal keluaran untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya.
 
*Bagian-Bagian PLC
> Alat Pemrograman
>PLC
>Alat Input
>Alat Autput
 
Alat Pemrograman
1.Catu Daya
Bagian PLC yang menyediakan tegangan dan arus yang diperlukan untuk PLC beroperasi.
2.CPU
Bagian PLC yang membaca, melakukan perhitungan, dan menjalankan satu demi satu intruksi program.
3.Memori Program dan Data
Bagian PLC yang digunakan untuk menyimpan progaram dan data saat proses berlangsung.
4.Alat Pemrograman
Alat yang digunakan untuk memasukan program ke dalam PLC, bisa berupa sebuah komputer atau konsol.
5.Port Pemrograman
Bagian PLC yang menerima program dari dari alat pemrograman untuk disimpan ke dalam memori.
6.
 
 
 
 
 
 
 
Pemanfaatan Programmable Logic Controller (PLC) dalam Dunia Industri
Perkembangan industri dewasa ini, khususnya dunia industri di negara kita, berjalan amat pesat seiring dengan meluasnya jenis produk-produk industri, mulai dari apa yang digolongkan sebagai industri hulu sampai dengan industri hilir. Kompleksitas pengolahan bahan mentah menjadi bahan baku, yang berproses baik secara fisika maupun secara kimia, telah memacu manusia untuk selalu meningkatkan dan memperbaiki unjuk kerja sistem yang mendukung proses tersebut, agar semakin produktif dan efisien. Salah satu yang menjadi perhatian utama dalam hal ini ialah penggunaan sistem pengendalian proses industri (sistem kontrol industri).

Dalam era industri modern, sistem kontrol proses industri biasanya merujuk pada otomatisasi sistem kontrol yang digunakan. Sistem kontrol industri dimana peranan manusia masih amat dominan (misalnya dalam merespon besaran-besaran proses yang diukur oleh sistem kontrol tersebut dengan serangkaian langkah berupa pengaturan panel dan saklar-saklar yang relevan) telah banyak digeser dan digantikan oleh sistem kontrol otomatis.

Sebabnya jelas mengacu pada faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi dan produktivitas industri itu sendiri, misalnya faktor human error dan tingkat keunggulan yang ditawarkan sistem kontrol tersebut. Salah satu sistem kontrol yang amat luas pemakaiannya ialah Programmable Logic Controller (PLC). Penerapannya meliputi berbagai jenis industri mulai dari industri rokok, otomotif, petrokimia, kertas, bahkan sampai pada industri tambang, misalnya pada pengendalian turbin gas dan unit industri lanjutan hasil pertambangan. Kemudahan transisi dari sistem kontrol sebelumnya (misalnya dari sistem kontrol berbasis relay mekanis) dan kemudahan trouble-shooting dalam konfigurasi sistem merupakan dua faktor utama yang mendorong populernya PLC ini.

Artikel ini mecoba memberikan gambaran ringkas tentang PLC ini dari sudut pandang piranti penyusunnya. Apakah Sebenarnya PLC itu? NEMA (The National electrical Manufacturers Association) mendefinisikan PLC sebagai piranti elektronika digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram sebagai penyimpan internal dari sekumpulan instruksi dengan mengimplementasikan fungsi-fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktuan, perhitungan, dan aritmetika, untuk mengendalikan berbagai jenis mesin ataupun proses melalui modul I/O digital dan atau analog.

PLC merupakan sistem yang dapat memanipulasi, mengeksekusi, dan atau memonitor keadaan proses pada laju yang amat cepat, dengan dasar data yang bisa diprogram dalam sistem berbasis mikroprosesor integral. PLC menerima masukan dan menghasilkan keluaran sinyal-sinyal listrik untuk mengendalikan suatu sistem. Dengan demikian besaran-besaran fisika dan kimia yang dikendalikan, sebelum diolah oleh PLC, akan diubah menjadi sinyal listrik baik analog maupun digital,yang merupakan data dasarnya.. Karakter proses yang dikendalikan oleh PLC sendiri merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan urut untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan. Dengan kata lain proses itu terdiri beberapa subproses, dimana subproses tertentu akan berjalan sesudah subproses sebelumnya terjadi. Istilah umum yang digunakan untuk proses yang berwatak demikian ialah proses sekuensial (sequential process). Sebagai perbandingan, sistem kontrol yang populer selain PLC, misalnya Distributed Control System (DCS), mampu menangani proses-proses yang bersifat sekuensial dan juga kontinyu (continuous process) serta mencakup loop kendali yang relatif banyak.
 
 
 

CONTOH APLIKASI

# Menambahkan LCD
Salah satu cara menghubungkan LCD dengan PLCmikro adalah dengan menggunakan LCD Serial.

Apa itu LCD serial? LCD Serial adalah LCD yang dapat menampilkan data yang diterimanya, di mana data tersebut dikirimkan melalui komunikasi serial. 

Mengapa menggunakan LCD Serial? Karena LDmicro telah menyediakan instruksi untuk komunikasi serial yang mudah penggunaannya, yaitu Insert Formatted String Over UART (untuk data terformat) dan Insert UART Send (untuk data byte).

Berikut langkah-langkah penambahan LCD pada PLCmikro untuk menampilkan data angka yang bertambah setiap detiknya:


1. Buat LCD serial
LCD Serial ini dapat dibuat sendiri dengan mudah. Gunakan Arduino Severino (mikrokontroler ATmega8) dan LCD biasa 16x2. Program Arduino Severino tersebut dengan program SerialDisplay, yang merupakan contoh program pada software Arduino. 

Download software Arduino di sini: http://arduino.cc/en/Main/Software. Setelah itu, ekstraks di komputer, dan jalankan software tersebut. Pilih menu File >> Examples >> LiquidCrystal >> SerialDisplay.

Tekan tombol Upload untuk memprogramnya. Namun sebelumnya, pastikan bahwa pilihan jenis Arduino (Board, di menu Tools) adalah Arduino NG or older w/ ATmega8 apabila menggunakan Arduino Severino. Dan juga pilih saluran port Arduino yang sedang digunakan (di menu Tools >> Serial port). Setelah semua dipilih, baru tekan tombol Upload, tunggu hingga muncul pesan Done Uploading, maka pemrograman selesai.

Setelah itu buat rangkaian untuk LCD serial seperti gambar berikut ini:

2. Buat Program komunikasi serial di LDmicro
Kemudian buat program di LDmicro seperti  berikut:


Program di atas dapat didownload di sini.

Atur UART baud rate komunikasi serial untuk program di atas sebesar 9600 (yaitu di menu Settings >> MCU parameters di software LDmicro). Setelah itu Compile program di atas sehingga menghasilkan file Hex, yang siap ditanamkan ke memori mikrokontroler. Gunakan software TinyBld untuk menanamkannya ke PIC16F877, atau software ARP Uploader untuk ATmega8.

3. Hubungkan PLCmikro dengan LCD Serial
Hanya dibutuhkan 3 buah kabel untuk penghubungan ini, yaitu kabel 5V, kabel Ground dan kabel data. Kabel data ini untuk PLCmikro PIC16F877, ada di kaki 25 (TX), sedangkan untuk PLCmikro ATmega8, ada di kaki 3 (TX). Sedangkan di LCD serial, kaki data ini dihubungkan dengan kaki no.2 (RX) AT mega8/ATmega328.

 
 
 
 

 # Pengecatan Otomatis
 
Diambil dari contoh soal lomba PLC Teknik Fisika ITB 2010 (http://lombaplc.tf.itb.ac.id/?p=27). Sistem Pengecatan Otomatis bekerja menyemprotkan dua warna dasar ke sebuah objek untuk mendapatkan suatu campuran warna tertentu. Sistem tersebut bekerja sebagai berikut:

  • Ketika tombol START ditekan maka LAMPU INDIKATOR menyala dan MOTOR CONVEYOR pembawa objek berjalan.
  • Ketika sensor LS1 ON atau mendeteksi objek, MOTOR CONVEYOR langsung OFF (LS1 di ON-kan kemudian di OFF-kan lagi, tetapi MOTOR CONVEYOR Berhenti) dan sistem langsung menyemprotkan warna HIJAU 2 kali. Lama setiap penyemprotan warna hijau ini adalah 2 dan 3 detik, dengan selang waktu antara penyemprotan pertama dan kedua adalah 2 detik
  • Setelah warna HIJAU di semprotkan 2 kali maka penyemprot warna merah langsung bekerja dan menyemprotkan warna MERAH 2 kali. Lama setiap penyemprotan warna merah ini adalah 3 detik dengan selang waktu penyemprotan pertama dan kedua adalah 1 detik
  • Setelah warna terakhir selesai disemprotkan maka langkah selanjutnya MOTOR CONVEYOR langsung ON lagi. Sampai sensor LS2 mendeteksi, MOTOR CONVEYOR berhenti. Begitu LS2 OFF, MOTOR CONVEYOR bergerak lagi sampai LS1 ON lagi.
  • Jika tombol STOP di tekan, sistem pengecatan masih terus berlangsung, pengecatan tidak boleh langsung berhenti, Sistem hanya boleh mati setelah LS2 ON.
Buat program diagram tangga untuk sistem ini dan simulasikan program tersebut secara software menggunakan simulator LDmicro dan secara hardware menggunakan PLCmikro.


 
 
# Lampu Dekorasi
6 buah lampu dekorasi, yaitu Y1, Y2, Y3, Y4, Y5 dan Y6 memiliki urutan penyalaan sebagai berikut
  1. Lampu Y1, Y3, Y5 akan menyala 1 detik lalu padam.
  2. Lampu Y2, Y4, Y6 akan menyala 1 detik lalu padam.
  3. Urutan 1 dan 2 di atas berulang sebanyak 5 kali.
  4. Lampu Y1 menyala 3 detik kemudian padam.
  5. Lampu Y2 menyala 2 detik kemudian padam.
  6. Lampu Y3 menyala 1 detik kemudian padam.
  7. Lampu Y4 menyala 3 detik kemudian padam.
  8. Lampu Y5 menyala 2 detik kemudian padam.
  9. Lampu Y6 menyala 1 detik kemudian padam.
  10. Semua lampu padam selama 1 detik.
Dua buah tombol X1 dan X2 disediakan. Ketika tombol X1  ditekan, maka urutan penyalaan di atas akan dimulai dan diulang sebanyak 3 kali baru kemudian semua lampu padam. Ketika tombol X2 ditekan, maka urutan penyalaan di atas dihentikan dan semua lampu padam. Buat program diagram tangga untuk aplikasi ini dan simulasikan program tersebut secara software menggunakan simulator LDmicro dan secara hardware menggunakan PLCmikro.


 
# Lampu Lalu Lintas
Buat program diagram tangga untuk mensimulasikan kontrol urutan pada lampu lalu lintas. Ketiga lampu, yaitu lampu merah, lampu kuning, dan lampu hijau harus menyala secara bergantian terus-menerus dengan aturan: lampu merah menyala selama 6 detik, lampu kuning menyala selama 2 detik, dan lampu hijau menyala selama 4 detik. Juga simulasikan program tersebut secara software menggunakan simulator LDmicro dan secara hardware menggunakan PLCmikro.




RANGKAIAN

Rangkaian PLCmikro tipe pertama (PIC 16F877)
 
 Model:
 
 
Foto:
 


 
Rangkaian PLCmikro tipe kedua (PIC 16F877)
 
Model:
 
 
 
Foto:
 
 
 
Rangkaian PLCmikro tipe ketiga (PIC 16F877)
 
Model:
 
 
 
Foto:
 
 
 
Rangkaian PLCmikro tipe keempat (Arduino Severino)
 
Foto:
 
 
 
 
 
 

 

SOAL

SOAL 1


Sebuah Troli bergilir hilir mudik mengangkut penumpang dari lokasi A ke B dan sebaliknya. Troli bergerak dari A ke B bila motor penggerak M1 hidup, dan dari B ke A ketika M2 hidup. Dua buah limit switch, LS1 dan LS2 ditambahkan untuk menghentikan troli bila sampai ke tepi lokasi. Troli akan berhenti selama 10 detik, sebelum bergerak kembali kea rah yang berlawanan. Sensor S1 bernilai 1


JAWABAN: