Sunday, June 12, 2011

penjelasan PLC

Pendahuluan

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 digital 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.
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.
3. Shutdown System
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.

Teorinya

Programmable Logic Controller (PLC) pada dasarnya dirancang untuk menggantikan sistem logika yang menggunakan relay dan panel control logika yang menggunakan hard-wired dengan peralatan solid-state. Oleh karena itu hingga saat ini pengetahuan tentang rangkaian sistem logika dan relay tetap merupakan dasar yang sangat penting serta diperlukan untuk pemrograman dengan PLC. Keuntungan PLC dibanding dengan sistem logika konvensional terutama adalah mudah/ dapat diprogram, fleksibel, dan dapat dihandalkan.
            Programmable Logic Controller (PLC) menguji status input dan meresponnya, melakukan pengendalian proses, dan memberikan hasil pengendalian ke keluaran. Kombinasi dari data input dan output mengacu kepada logikanya. Beberapa kombinasi logika akan selalu dibutuhkan sebagai rencana pengendalian atau program pengendalian. Program pengendalian ini tersimpan dalam memory. Program tersebut secara periodik tertentu dijalankan oleh mikroprocessor.

Latar Belakang Programmable Logic Controller (PLC)
Programmable Logic Controller (PLC) pertama muncul di General Motors Holden pada tahun 1968 dengan garis-garis pedoman sbb:
-       Pemrograman harus mudah dan harus siap diubah dilokasi
-       Mudah merawat dan memperbaikinya lewat pemakaian plug yang ada di dalam modul dengan indikasi/ petunjuk status atau keadaan.
-       Mampu menerima 120 V AC signal input dari peralatan yang ada di lapangan
-       Output mampu mengoperasikan 120 V AC, 2 Amp.
-       PLC lebih dapat dipercaya dari pada relay atau timer
-       Mengurangi besarnya ukuran yang diperlukan untuk peralatan pengatur
-       Memory harus dapat dikembangkan hingga 4000 memory element
-       Hardware dapat dikembangkan
-       PLC harus dapat mengirim informasi ke komputer sentral.
-       Biaya harus lebih murah dari yang sistem yang konvensional
Dan pada tahun 1969 PLC pertama diinstalasi, dan ini dapat membuktikan perbaikan yang sangat besar dibandingkan dengan sistem logika yang berbasis relay. Dan peralatan ini (PLC) mudah untuk diinstalasi dan diprogram dan menggunakan tempat yang tidak besar dan juga lebih dapat dipercaya dibanding dengan sistem yang berbasis relay. Ada dua faktor besar dalam perancangan awal PLC sehingga menjadikan mereka sukses. Pertama adalah banyaknya digunakan komponen solid-state dan rangkaian elektronik, dan juga digunakannya modul-modul yang didesain untuk standar industri. Dan kedua adalah bahasa pemrograman yang dipilih menggunakan logika ladder listrik. Dan sekarang PLC berkembang sangat luas dan digunakan untuk berbagai industri yang sangat mementingkan melakukan otomatisasi terhadap proses yang berjalan.

Definisi PLC
Programmable Logic Controller (PLC) merupakan alat listrik dan elektronik yang dapat diprogram untuk mengontrol berbagai fungsi secara berurutan pada mesin-mesin atau sistem listrik. PLC mengumpulkan informasi melalui input, memeriksa program, kemudian mengatur output sesuai dengan hasil yang diperoleh sebelumnya, seperti yang terlihat pada Gbr skematik
Definisi PLC menurut NEMA (National Electrical Manufacturer's Association) adalah: Peralatan elektronik yang bekerja secara digital yang menggunakan memory yang bisa diprogram untuk menyimpan instruksi internal guna menerapkan fungsi-fungsi khusus, seperti logic, sequencing, pengukuran waktu, penghitungan, dan aritmatik, untuk mengontrol modul-modul input/ output secara analog atau digital, berbagai jenis mesin atau proses. Komputer digital yang digunakan untuk mengerjakan fungsi-fungsi controller yang dapat diprogram dianggap termasuk di dalam bagian ini.





  


Sistem pengendalian pada PLC


Programmable Logic Controller (PLC) akan menguji status/ nilai dari inputnya, dan memberikan respon untuk mengontrol proses atau mesin melalui outputnya. Kombinasi dari data input dan output mengacu kepada program logikanya. Beberapa kombinasi logika digunakan untuk menghasilkan perencanaan kontrol atau program. Perencanaan kontrol/ program disimpan dalam memory, dan pada periode waktu tertentu program tersebut di-scan oleh processor, biasanya menggunakan mikroprocessor, untuk memperhitungkan perintah sequensial. Periode untuk mengevaluasi program dari PLC disebut sebagai “scan time”. Jadi langkah kerja dari PLC yang dilakukan adalah memonitor masukan (variabel keadaan), melakukan evaluasi sesuai dengan hukum-hukum logika kendali yang sudah diprogram, kemudian menghasilkan keluaran kontrol untuk dihubungkan dengan peralatan keluaran dan kemudian berulang sesuai dengan scan time yang ada. Secara skematis dapat dilihat pada Gbr diatas.

Perangkat Keras PLC

Perangkat utama dalam PLC adalah:
Processor
Memory
Input/ Output (Interface)
Power Supply
Baterai Backup
Input diterima dari sensor (misalnya: relay, pulsa, transmitter (untuk signal analog) akan direkam dalam memori, untuk kemudian diproses sesuai dengan program kerja yang telah direncanakan sebelumnya (bekerja sesuai program yang telah dibuat) oleh prosessor, kemudian melalui Output, hasil yang diperoleh adalah perintah ke peralatan keluaran (misalnya: untuk On/Off pompa, untuk On/ Off selenoid Valve).  Skematis sistem pada PLC dapat dilihat pada Gbr dibawah ini:
Pada PLC berskala kecil (PLC mikro), bagian-bagian dari PLC dikonstruksikan pada sebuah papan rangkaian elektronik yang tidak terlalu luas, sedangkan pada PLC yang berskala sedang dan besar, sistem PLC dikonstruksikan dalam bentuk modular. Cara ini sangat memudahkan dalam pengembangan, instalasi, perawatan, serta trouble shooting-nya. Dan dari kapasitas memory, PLC ukuran kecil umumnya mempunyai kapasitas memory yang tidak besar dan tetap, yaitu berkisar antara 300 hingga 1000 instruksi. Dan untuk PLC yang besar ada yang dapat dikembangkan dalam kapasitas memory-nya.

Processor
            Processor yang biasanya dilakukan oleh Central Processing Unit (CPU) (mikroprocessor) pada PLC bertugas melakukan kontrol serta pengawasan terhadap seluruh operasional kerja dari PLC. Termasuk juga melakukan kerja sesuai dengan program kerja yang telah disimpan dalam memori, dan melakukan  transfer informasi melalui internal bus antara CPU (central Processing Unit), memory, dan I/O juga dibawah kontrol CPU. Dan kecepatan/ ritme kerja dari CPU diatur dan dikendalikan oleh suatu generator yang disebut clock diluar dari CPU. Frekuensi dari clock sangat bervariasi tergantung dengan tipe dari CPU yang digunakan. Dan dari clock ini juga dilakukan sinkronisasi kerja dari seluruh elemen dalam sistem PLC.
Mikroprocessor dapat didefinisikan sebagai pengumpul element rangkaian digital yang dihubungkan secara bersamaan untuk membentuk unit pengolah informasi. Pada Gbr block diagram dibawah ditampilkan blok diagram mikroprocessor yang mempunyai lima element yang penting adalah sebuah clock sistem yang berfungsi untuk mensingkonisasi respon dari komponen-komponen sistem, memory program yang digunakan untuk menyimpan program yang akan dieksekusi, memory data digunakan untuk menyimpan data-data proses, I/O port yang digunakan untuk menghubungkan dengan peralatan eksterior, dan Central Processing Unit (CPU) yang digunakan untuk melakukan operasi perhitungan berdasarkan program yang terdapat pada memory program. Sebagai contoh apabila ingin dilakukan penjumlahan dari angka-angka, maka angka-angka akan disimpan dalam memory data, program penjumlahannya disimpan pada memory program, dan proses penjumlahannya dilakukan di CPU dan hasilnya dimasukkan ke memory data. 
 
Blok Diagram M
Memory
            Semua PLC menyimpan program kerjanya dalam suatu memory elektronik (chip memory) untuk keamanan kerja, sering juga dalam PLC terdapat battery back-up yang berfungsi untuk menjaga program kerja yang tersimpan dalam memori (RAM) supaya tidak hilang pada saat terjadi gangguan pada power supply.
            Elemen-elemen memory menyimpan bagian-bagian data yang disebut bit. Setiap bit mempunyai dua kemungkinan keadaan, yaitu 1 atau 0, ON atau OFF, Benar atau Salah dan sebagainya. Unit memory biasanya disimpan dalam bentuk IC (Integrated Circuit) yang berjumlah dalam ribuan byte (1 byte=8 bit) yang disingkat K, dimana 1Kbyte = 1024 Byte. Dan setiap produk dari suatu perusahaan biasanya mempunyai spesifikasi jumlah memory sendiri-sendiri. Memory dapat diklasifikasikan dalam dua tipe, yaitu volatile dan nonvolatile memory.
- Volatile Memory
Volatile memory adalah suatu memory yang datanya akan hilang apabila semua power supply operasinya mati/ lost, sebagai contohnya adalah RAM (Random Access Memory). Tetapi volatile memory sangat mudah dalam memasukkan dan mengganti program/ datanya. Oleh karena itu pada kebanyakkan PLC menggunakan memory ini dan untuk keamanan datanya digunakan baterai back-up, yang berfungsi untuk mensupply power ke memory apabila power induk gagal/ mati. Dan baterai yang digunakan biasanya bertipe rechargeable, jadi apabila power induk pada posisi normal baterai tersebut dapat di-charge kembali.
Pada PLC, memory yang sering dilakukan perubahan, yang berupa volatile memory terbagi menjadi dua, yaitu program memory dan data memory. Program memory digunakan untuk menyimpan program kerja, yaitu berupa program pengendalian. Dan data memory diperlukan untuk menyimpan data dan status Input/ Output (Interfacing Information), menyimpan data/ informasi untuk fungsi-fungsi internal (timer, Counter, dll). Data memory karena digunakan untuk berbagai data, maka data memory tersebut sebenarnya masih terbagi dalam berbagai tipe-tipe data.

-  Non Volatile Memory
Non volatile memory akan menjaga isi program bahkan apabila semua operating powernya hilang, dan pada hampir semua kasus memory tersebut tidak dapat diubah, ini merupakan memory yang mengontrol sistem pengoperasian PLC. Yang termasuk Non volatile memory adalah Read Only Memory (ROM), Programmable ROM (PROM), Erasable Programmable ROM (EPROM), dan Electrically Erasable ROM (EEROM)

Peta Memory (Memory Map)
Pada PLC terdapat peta memory (memory map), yaitu berupa susunan memory pada PLC. Peta memory ini digunakan untuk menampilkan lokasi dari sistem memory dan memory aplikasi. Contoh dari peta memory dapat dilihat pada Gbr peta memory, yang terdiri dari: executive, processor work area, input/ output table, data table, dan user program. Biasanya programmer tidak dapat mengakses executive dan processor work area, memory ini disebut memory sistem. Dan data table, user program dan input/ output image table digunakan oleh programmer untuk merancang system pengendalian. Oleh karena itu memory ini disebut sebagai memory aplikasi (application memory). Dan memory pada PLC, sebenarnya dapat dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu: sistem memory, aplikasi memory, dan tabel input/ output.
 Contoh Peta Memory

Memory Aplikasi menyimpan instruksi-instruksi program pengendalian dan data-data  I/O yang digunakan CPU untuk melakukan fungsi pengendalian. Contoh dari memory aplikasi dapat dilihat pada Gbr peta memori dibawah. Memory aplikasi dapat dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu data table dan user program. Semua data tersimpan dalam data table dan untuk instruksi programnya disimpan dalam user program. 

 Contoh dari Peta Memory Aplikasi

Data table terbagi dalam empat area, yaitu: data storage register, input image table, output image table, dan internal storage bits.
Data storage Register, biasanya terdiri dari tiga tipe data, yaitu input register, holding register, dan output register. Input register akan digunakan untuk menyimpan data-data analog dari lapangan yang telah diubah menjadi data digital atau data-data digital (bukan data diskret) yang berasal dari luar. holding register digunakan untuk menyimpan nilai-nilai variabel yang dibangkitkan oleh instruksi-instruksi program, yaitu seperti dari timer, counter. Dan output register digunakan untuk menyimpan signal analog atau signal digital yang akan dikeluarkan oleh PLC. Signal tersebut dapat dikirim ke analog meter, control valve, atau tampilan LED alphanumeric.
Input Image Table digunakan untuk menyimpan input dari lapangan/ field yang berupa status dari input diskret. Jadi tabel ini berhubungan dengan modul diskret input. Jika input dari lapangan ON, maka tabel yang berhubungan dengan input tersebut akan ON (1) dan jika inputnya menjadi OFF, maka tabel tersebut akan OFF (0). Tabel ini akan selalu melihat kondisi di lapangan, sehingga apabila kondisi di lapangan berubah, maka data pada tabel tersebut juga berubah.
Output Image Table digunakan untuk menyimpan keluaran dari signal diskret, yang akan dikirim ke output diskret, yaitu berupa modul output diskret. Harga-harga pada Output Image Table ditentukan dari hasil perhitungan yang dilakukan pada CPU (Central Processing Unit) berdasarkan pada program yang ada dan data-data dari bagian inputnya.
Internal Storage Bits juga disebut internal output, internal coil, atau internal control bit. Internal storage bit digunakan untuk menyimpan data output yang tidak dikeluarkan ke lapangan tetapi digunakan untuk kepentingan pemrograman.
Peta memory ini untuk setiap produk PLC tidak sama, yaitu dari pembagiannya dan pemberian nama-nama area. Tetapi semua peta memory mempunyai fungsi yang sama, yaitu memetakan memory kedalam area-area, sehingga akan dapat mempermudah dalam identifikasi data-data pada PLC (terutama untuk input dan output).

Input/ Output
            Pada umumnya PLC bekerja dengan informasi data dan keluarannya yang dinyatakan dalam bentuk tegangan listrik, arus listrik, dan saklar (switch). Dan signal (isyarat) yang digunakan dapat berbentuk signal disket dan analog. Dan untuk tegangan dan arus listrik yang digunakan pada PLC cukup bervariasi tergantung keperluan dari user. Bagian Input/ Output dimaksudkan bekerja sebagai ‘interface’, yaitu untuk menghubungkan instrument di lapangan dengan PLC. Contoh rangkaian internal untuk interface input & output diskret dapat dilihat pada Gbr berikut

 
Modul Diskret Input (120 Volt AC Isolated Input Module - IC693MDL230)
 
Modul Diskret Input
(24 Volt AC/DC Pos/Neg Logic Input Module - IC693MDL241)

Untuk blok diagram dari input & output analog dapat dilihat pada Gbr dibawah


dan untuk contoh rangkaian internal untuk interface input & output analog dapat dlihat pada Gbr gbr dibawah ini



 to be continue

1 comment:

http://www.youtube.com/watch?v=EAQAfV0H87E&feature=related

Loading...

Follow by Email

jam kerja

jam kerja
bekerja sambil belajar

Total Pageviews