Programmable Logic Controller

Budi P, Susilo, S.Pd & Mishadin, S.Pd

SMK Wongsorejo Gombong

Overview PLC

Apa sih PLC itu ?

PLC merupakan suatu instrument yang digunakan untuk menggantikan rangkaian relay secara sekuensial untuk mengontrol suatu mesin

PLC dalam operasinya membutuhkan suatu input –dan tergantung dari keadaannya-akan menghasilkan suatu output dalam bentuk on/off

Illustrasi Pentingnya PLC

Misalkan pada suatu industri ketika saklar menyalakan suatu solenoid.

Dalam waktu 5 menit solenoid akan mati tanpa melihat status dari saklar

Diperlukan external timer

Perlu banyak external timer!!!

P L C

Terdapat 3 kata kunci :

-. Programmable

-. Logic

-. Controller

PLC = PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

• Programmable » menunjukkan kemampuannya dapat diubah-ubah

sesuai program yang dibuat dan kemampuan dalam hal memori

program yang telah dibuat.

• Logic » menunjukkan

kemampuannya dalam memproses

input secara aritmetrik (ALU), yakni

melakukan operasi negasi,

mengurangi, membagi, mengalikan,

menjumlahkan & membandingkan

• Controller » menunjukkan

kemampuannya dalam mengontrol

dan mengatur proses sehingga

menghasilkan keluaran yang

diharapkan.

Keuntungan PLC

Relatif murah untuk mengontrol sistem yang kompleks

Fleksibel dan dapat diaplikasikan untuk kontrol sistem yang beda dengan mudah dan cepat

Kemampuan menghitungnya dapat digunakan pada sistem yang kompleks

Keandalan komponen-komponennya memungkinkan PLC dapat beroperasi dalam waktu lama

Dapat diprogram dengan mudah Pengawatan sistem kendali PLC lebih

sedikit dan sederhana Modifikasi sistem dapat dilakukan dengan

mudah

Arsitektur PLC

Elemen-elemen PLC (1)

Input relays : elemen ini yang berhubungan dengan dunia luar.

Secara fisik elemen-elemen ini ada dan menerima sinyal input dari

switch, sensor dsb

Internal utility relay: elemen ini tidak ada secara fisik dan tidak

menerima sinyal input dari luar. Elemen ini merupakan elemen relay

simulasi di dalam PLC dan memungkinkan PLC mampu

menggantikan fungsi dari external relays.

Counter: elemen ini juga tidak ada secara fisik. Elemen ini

merupakan counter simulasi di dalam PLC, namun mampu untuk

melakukan fungsi perhitungan suatu sinyal.

Timer : elemen ini juga tidak ada secara fisik di dalam PLC namun

hanya merupakan timer simulasi dan diprogram agar mampu

melakukan perhitungan pada setiap kenaikan waktu.

Output relays (coils): elemen ini secara fisik ada dan berhubungan

dengan dunia luar. Elemen ini akan mengirimkan sinyal output PLC

yang merupakan sinyal on/off pada solenoid, lampu dsb.

Data storages: umumnya elemen ini merupakan register yang

berfungsi untuk menyimpan data baik data matematik maupun data

manipulasi dalam suatu PLC.

Elemen-elemen PLC (2)

Cara kerja PLC (1)

Cara kerja PLC (2)

Step 1: Check input status

Pertama PLC akan memeriksa/mengecek keadaan dari

setiap sinyal input yang diterimanya apakah dalam keadaan status on atau off. Dengan kata lain apakah sensor yang dihubungkan dengan input pertama dalam keadaan on atau off.

Step 2 : Execute programs

Tahap berikutnya adalah PLC akan melakukan eksekusi program yang telah diterimanya dalam satu waktu. Misalkan jika input 1 dalam keadaan on, maka output 1 harus juga dalam keadaan on.

Cara kerja PLC (3)

Step 3. Update output status

Bagian akhir dari urutan ini adalah PLC akan melakukan up-date terhadap status output. PLC akan melakukan update output berdasarkan sinyal input yang telah diterimanya dan eksekusi yang telah dilakukan berdasarkan programnya.

Relay (1)

Salah satu fungsi utama dari suatu PLC adalah menggantikan fungsi suatu relay.

Relay merupakan sakelar elektromagnetik.

Adanya relay memungkinkan PLC mampu mengoperasikan mesin dengan tegangan yang lebih besar.

Relay (2)

Sistem Bilangan Biner (1)

Sistem bilangan biner merupakan sistem bilangan yang digunakan pada operasi digital.

Sistem bilangan biner hanya melibatkan bilangan 0 dan 1.

Banyaknya bilangan biner yang digunakan dikenal dengan istilah bit.

Sistem bilangan biner beranalogi dengan logika on dan off pada kehidupan sehari-hari.

Konversi bilangan biner (1)

Bilangan biner ke bilangan desimal

1 0 0 1, maka konversi ke desimal dapat dilakukan dengan cara

1 x 20 = 10 x 21 = 00 x 22 = 01 x 23 = 8

------------------------ +9

Konversi bilangan biner (2)

Konversi bilangan desimal ke biner

Konversi bilangan desimal ke biner

92 ------ 1 (sisa) (LSB)

42 ------ 0 (sisa)

22 ------ 0 (sisa)

1 (MSB)

Maka sistem bilangan biner dapat dituliskan dari MSB → LSB, sehingga 1 0 0 1

Aljabar Boolean

Merupakan operasi bagi logika biner

Sangat bermanfaat dan berguna bagi

pengembangan logika dalam pemrograman PLC

Dikembangkan oleh James Bool (Irlandia)

Elemen dasar : AND, OR dan NOT

Elemen lain : NAND, NOR dan XOR

Tabel Aljabar Boolean

Tabel Aljabar Boolean 2

Tabel Aljabar Boolean 3

Konfigurasi PLC (1)

Konfigurasi PLC (2)

Processor (CPU)

Mounting rack

Input – output modules

Power supply

Programming unit

Konfigurasi PLC (3)

Open frame PLC

Konfigurasi PLC (4)

Shoebox Style PLC

Konfigurasi PLC (5)

Modularized PLC

Jenis PLC Lain

1. Allen Bradley PLC-5 (kode 1771/1785)

Jenis PLC Lain

2. Siemens

3. Mitsubishi

4. Festo

Jenis PLC Lain

5. Zelio

Jenis PLC Lain

6. Omron (CPM1A, CPM2A)

Input – Output PLC

Input PLC :– Switches

– Proximity switches

– Push bottom

– LVDT

– Potentiometer

Output PLC :– Solenoid valve

– Lights

– Motor stater

– Servo motor

– Contactor Magnet

1. Saklar/Switch

Adalah saklar yang dioperasikan dengan tombol-tombol otomatis, misalnya tekanan, suhu, posisi.

Jenisnya adalah: Saklar limit

Saklar mikro

Saklar thermostat

Saklar tekanan

Saklar level

2. Sensor

Sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan sering berfungsi untuk mengukur magnitute sesuatu.

Sensor merubah besaran mekanis, panas, kimia, sinar dll menjadi tegangan dan arus listrik

Sensor memegang peranan penting dalam sistem pengendalian proses pabrikasi moderen.

Jenis-jenis sensor

Sensor kedekatan (proximity sensor)

Sensor sinar

Sensor efek Hall

Sensor ultrasonik

Sensor tekanan

Sensor suhu

Sensor penyandi (encoder sensor)

Sensor kedekatan

(proximity sensor)

Adalah alat pilot yang mendeteksi adanya obyek tanpa kontak fisik

Sensor tersebut adalah alat elektronis solid state yang terbungkus rapat untuk melindungi terhadap pengaruh getaran, cairan, kimiawi, korosif yang berlebihan yang sering dijumpai di industri

Sensor kedekatan

(proximity sensor)-contd

Sensor ini dipakai jika :

Obyek yang dideteksi terlalu kecil

Diperlukan respon yang cepat

Obyek harus dirasakan melalui rintangan non logam seperti gelas, plastik, kertas karton

Lingkungan yang berbahaya

Penerapan PLC

Traffic light

Lift

Konveyor

Sistem pengemasan barang

Sistem pengaman gedung

Robot

Perakitan elektronik

Sistem pengiriman obat dan makanan di rumah sakit

Sistem Industri

Traffic light

Pemrograman PLC

Agar dapat menjalankan fungsinya maka PLC harus

diprogram.

Pemrograman PLC dilakukan dengan menggunakan

Diagram Ladder atau dalam Bahasa Mneumonic.

Pengetahuan tentang aljabar Boolean merupakan syarat

penting dalam memogram suatu PLC.

Pemrograman dapat dilakukan dengan menggunakan

portable programmer (hand held) atau menggunakan

komputer.

PLC dan programmer

Pengawat PLC

Diagram Ladder (1)

Diagram ladder/diagram tangga dapat dianggap sebagai

dua kutub tegangan yang saling terpisah.

Kedua kutub ini dihubungkan oleh masing-masing

cabang/anak tangga/rung.

Jika kedua kutub ini terhubung dengan benar maka akan

ada aliran listrik yang mengalir.

Diagram Ladder (2)

Diagram ladder terdiri atas sebuah garis intruksi

vertikal disebelah kiri yang disebut Bus bar, dan garis

intruksi bercabang yang disebut Rung, dimana

sepanjang garis intruksi ditempatkan kontak-kontak

yang mengendalikan/mengkondisikan intruksi lain

yang ada disebelah kanan.

Diagram Ladder (3)

Komponen utama:

load : input : : NO (normally open)

load : input : : NC (normally close)

coil : output : : relay

timer

counter

Diagram Ladder (2)

Beberapa yang perlu diperhatikan:

Penggunaan kontak hendaknya seminimal mungkin.

Arah aliran dari kiri ke kanan atau dari bus bar ke output (rung)

Usahakan tidak terjadi konflik sinyal

Diagram Ladder (3)

Salah : Benar :

0001

0004

0002

0003

0005

0501

0502

0001

0003

0002

0501

0004

0003

0005

0501

Bahasa/Kode Mneumonic

Diagram ladder Mneumonic

Instruksi LOAD (LD) dan LOAD NOT (LD NOT)

Kondisi pertama (instruksi eksekusi awal) yang

mengawali sembarang blok logika di dalam diagram

tangga berkaitan dengan instruksi LOAD (LD) atau LD

NOT. (LD NOT). Masing-masing instruksi ini

membutuhkan satu baris kode mnemonik, dimana

dalam diagram ladder disambung pada bus bar

sebelah kiri.

Instruksi AND dan AND NOT

Jika terdapat dua atau lebih kondisi yang dihubungkan

secara seri pada garis instruksi yang sama, maka

kondisi yang pertama menggunakan instruksi LD atau

LD NOT dan sisanya menggunakan instruksi AND

atau AND NOT.

Instruksi OR dan OR NOT

Jika dua atau lebih kondisi dihubungkan secara paralel, artinya

dalam garis instruksi yang berbeda kemudian bergabung lagi

dalam satu garis instruksi yang sama, maka kondisi pertama

terkait dengan instruksi LD atau LD NOT dan sisanya berkaitan

dengan instruksi OR atau OR NOT.

Kombinasi Instruksi AND dan OR

Jika instruksi AND dan OR dikombinasikan pada

diagram yang lebih rumit, mereka dapat dipandang

secara individual di mana tiap instruksi menampilkan

operasi logika pada kondisi eksekusi dan status bit

operand.

Instruksi OUT dan OUT NOT

Cara paling sederhana untuk meng-OUTPUT-kan kombinasi

kondisi eksekusi adalah dengan meng-OUTPUT-kan langsung

menggunakan instruksi OUTPUT dan OUTPUT NOT. Istruksi

ini digunakan untuk mengendalikan status bit operand sesuai

dengan kondisi eksekusi. Dengan instruksi OUTPUT, bit

operand akan ON selama kondisi eksekusinya ON dan akan

OFF selama kondisi eksekusinya OFF. Dengan instruksi

OUTPUT NOT, bit operand akan ON selama kondisi

eksekusinya OFF dan akan OFF selama kondisi eksekusinya

ON.

Instruksi END (01) Instruksi terakihir yang diperlukan untuk melengkapi suatu

program adalah instruksi END. Saat PLC menscan program, ia

mengeksekusi semua instruksi hingga instruksi END pertama

sebelum kembali ke awal program dan memulai eksekusi lagi.

Meskipun instruksi END dapat ditempatkan sembarang titik

dalam program, tetapi intruksi setelah instruksi END pertama

tidak akan diekseksekusi.

Nomor yang mengikuti instruksi END dalam kode mneumonik

adalah kode fungsinya, yang digunakan saat memasukkan

instruksi ke dalam PLC menggunakan konsol pemrogram.

Instruksi END tidak memerlukan operand dan tidak boleh ada

kontak ditempatkan pada garis instruksi yang sama. Jika dalam

program tidak ada instruksi END, program tersebut tidak akan

dieksekusi.

Instruksi END (01)