PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)
A. Farhan Aqil Syauqi (16010016), 2T1, Teknik Tekstil, Politeknik STTT
Bandung
Email:
[email protected]
Abstrak
Pada praktikum kali ini, kita akan membuat sebuah rangkaian dan
membuat program pada PLC. Pengertian PLC ini adalah elemen sistem
kendali berbasis mikroprosessor yang sistem pengendaliannya dapat di
program sesuai kebutuhan. Pada perancangan PLC ini memiliki alasan
utama yaitu untuk menghilangkan ongkos perawatan dan penggantian
sistem kontrol mesin berbasis relay. Pembuatan program PLC ini dapat
dilakukan melalui komputer dengan software yang sesuai merk dan jenis
programable logic controller yang digunakan.
I. PENDAHULUAN
Kehadiran PLC sangat dibutuhkan terutama untuk dunia industri karena
dapat menggantikan sistem pengkabelan yang sebelumnya masih digunakan
dalam mengendalikan suatu sistem. Keuntungan menggunakan PLC
diantaranya fleksibel, pengoreksian dan perubahan kesalahan sistem
lebih mudah dalam waktu yang relatif singkat. Jika tidak menggunakan
PLC, misalnya relay sehingga perubahannya dilakukan dengan cara
mengubah sistem pengkabelan. Cara ini akan memakan waktu lama. Harga
PLC lebih murah dan mampu menyederhanakan banyak pengkabelan
dibandingkan dengan sebuah relay. Maka harga dari sebuah PLC lebih
murah dibandingkan dengan harga beberapa relay yang mampu melakukan
pengkabelan dengan jumlah yang sama dengan sebuah PLC.
AI. TUJUAN
- Memahami input output dari Programable logic controller (PLC)
- Memahami pengetahuan dasar tentang Programmable Logic
Controller (PLC).
- Memahami bahasa pemograman pada Programmable Logic Controller
(PLC).
- Mengetahui bagian-bagian dari Programable logic controller
(PLC)
BI. DASAR TEORI
Programmable Logic Controller (PLC) 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
Fungsi dan kegunaan dari PLC dapat dikatakan hampir tidak terbatas.
Tapi dalam prakteknya dapat dibagi secara umum dan khusus.
1. Fungsi Umum
Secara umum fungsi dari PLC adalah sebagai berikut :
1. Kontrol Sekuensial
Memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk
keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini
PLC menjaga agar semua step / langkah dalam proses sekuensial
berlangsung dalam urutan yang tepat.
2. Monitoring Plant
Memonitor 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 ke operator.
2. Fungsi Khusus
Sedangkan secara khusus, PLC mempunyai fungsi sebagai pemberi masukan
(input) ke CNC (Computerized Numerical Control) untuk kepentingan
pemrosesan lebih lanjut. CNC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan
lebih mahal harganya jika dibandingkan dengan PLC. Perangkat ini,
biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja,
moulding dan sebagainya.
Berdasarkan namanya, konsep PLC adalah sebagai berikut :
1.Programmable
Programmable ini menunjukkan kemampuan memori untuk menyimpan program
yang telah dibuat dengan mudah diubah kegunaannya.
2.Logic
Logic ini menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik
seperti menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, AND, OR, dan
lain sebagainya.
3.Controller
Controller ini menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur
proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.
Jenis- jenis PLC apabila dilihat berdasarkan ukuran dibedakan menjadi
dua tipe, yaitu:
a.Tipe Compact
PLC tipe compact disebut juga sebagai mikro PLC. Karena dilihat dari
bentuknya pada tipe compact seluruh komponen (power suplai, CPU, modul
input- output menjadi satu dan umumnya PLC ini berukuran kecil, serta
mempunyai modul input-output yang relatif sedikit dan jumlah analog
expansion modul input-output nya terbatas.
b. Tipe Modular
Komponen utama (power suplai, CPU, modul input-ouput) PLC tipe modular
terdapat didalam modul yang terpisah-pisah, PLC ini memiliki ukuran
yang besar sehingga memungkinkan memiliki jumlah input-output yang
lebih banyak.
Secara umum PLC terdiri dari Power Suplai, CPU (Prosessor dan memori),
dan modul input output.
1. Power suplai
Power suplai berfungsi sebagai penyedia daya bagi PLC, bisa berupa
tegangan AC (misal 120/ 240 V) atau tegangan DC (misal 24 V). PLC juga
mempunyai power suplai internal yang dapat digunakan untuk menyediakan
daya bagi modul input-output PLC.
2. CPU
CPU merupakan otak dari sebuah PLC, CPU berfungsi untuk melakukan
komunikasi dengan console atau komputer, interkoneksi dengan komponen-
komponen PLC yang lain, menscan program serta mengatur input dan
output dari sistem yang sudah dibuat. CPU dilengkapi dengan indikator
run dan stop program serta status dari input dan output.
3. Modul Input Output
Modul input dan output pada sebuah PLC berfungsi sebagai penghubung
dengan komponen luar, untuk PLC modular modul input dan output nya
terpisah dari CPU tetapi untuk PLC compact modul input dan outputnya
sudah jadi satu dengan CPU. Semakin banyak input dan output sebuah PLC
akan semakin besar atau komplek program yang dapat kita buat, akan
tetapi ukuran PLC akan semakin besar pula.
Dalam industri-industri yang ada sekarang ini, kehadiran PLC sangat
dibutuhkan terutama untuk menggantikan sistem wiring atau pengkabelan
yang sebelumnya masih digunakan dalam mengendalikan suatu sistem.
Dengan menggunakan PLC akan diperoleh banyak keuntungan diantaranya
adalah sebagai berikut:
Ø Fleksibel
Pada masa lalu, tiap perangkat elektronik yang berbeda dikendalikan
dengan pengendalinya masing-masing. Misal sepuluh mesin membutuhkan
sepuluh pengendali, tetapi kini hanya dengan satu PLC kesepuluh mesin
tersebut dapat dijalankan dengan programnya masing-masing.
Ø Perubahan dan pengkoreksian kesalahan sistem lebih mudah
Bila salah satu sistem akan diubah atau dikoreksi maka pengubahannya
hanya dilakukan pada program yang terdapat di komputer, dalam waktu
yang relatif singkat, setelah itu didownload ke PLC-nya. Apabila tidak
menggunakan PLC, misalnya relay maka perubahannya dilakukan dengan
cara mengubah pengkabelannya. Cara ini tentunya memakan waktu yang
lama.
Ø Jumlah kontak yang banyak
Jumlah kontak yang dimiliki oleh PLC pada masing-masing coil lebih
banyak daripada kontak yang dimiliki oleh sebuah relay.
Ø Harganya lebih murah
PLC mampu menyederhanakan banyak pengkabelan dibandingkan dengan
sebuah relay. Maka harga dari sebuah PLC lebih murah dibandingkan
dengan harga beberapa buah relay yang mampu melakukan pengkabelan
dengan jumlah yang sama dengan sebuah PLC. PLC mencakup relay, timers,
counters, sequencers, dan berbagai fungsi lainnya.
Ø Pilot running
PLC yang terprogram dapat dijalankan dan dievaluasi terlebih dahulu di
kantor atau laboratorium. Programnya dapat ditulis, diuji,
diobserbvasi dan dimodifikasi bila memang dibutuhkan dan hal ini
menghemat waktu bila dibandingkan dengan sistem relay konvensional
yang diuji dengan hasil terbaik di pabrik.
Ø Observasi visual
Selama program dijalankan, operasi pada PLC dapat dilihat pada layar
CRT. Kesalahan dari operasinya pun dapat diamati bila terjadi.
Ø Kecepatan operasi
Kecepatan operasi PLC lebih cepat dibandingkan dengan relay. Kecepatan
PLC ditentukan dengan waktu scannya dalam satuan millisecond.
Ø Metode Pemrograman Ladder atau Boolean
Pemrograman PLC dapat dinyatakan dengan pemrograman ladder bagi
teknisi, atau aljabar Boolean bagi programmer yang bekerja di sistem
kontrol digital atau Boolean.
Ø Sifatnya tahan uji
Solid state device lebih tahan uji dibandingkan dengan relay dan
timers mekanik atau elektrik. PLC merupakan solid state device
sehingga bersifat lebih tahan uji.
Ø Menyederhanakan komponen-komponen sistem kontrol
Dalam PLC juga terdapat counter, relay dan komponen-komponen lainnya,
sehingga tidak membutuhkan komponen-komponen tersebut sebagai
tambahan. Penggunaan relay membutuhkan counter, timer ataupun komponen-
komponen lainnya sebagai peralatan tambahan.
Ø Dokumentasi
Printout dari PLC dapat langsung diperoleh dan tidak perlu melihat
blueprint circuit-nya. Tidak seperti relay yang printout sirkuitnya
tidak dapat diperoleh.
Ø Keamanan
Pengubahan pada PLC tidak dapat dilakukan kecuali PLC tidak dikunci
dan diprogram. Jadi tidak ada orang yang tidak berkepentingan dapat
mengubah program PLC selama PLC tersebut dikunci.
Ø Dapat melakukan pengubahan dengan pemrograman ulang
Karena PLC dapat diprogram ulang secara cepat, proses produksi yang
bercampur dapat diselesaikan. Misal bagian B akan dijalankan tetapi
bagian A masih dalam proses, maka proses pada bagian B dapat diprogram
ulang dalam satuan detik.
Ø Penambahan rangkaian lebih cepat
Pengguna dapat menambah rangkaian pengendali sewaktu-waktu dengan
cepat, tanpa memerlukan tenaga dan biaya yang besar seperti pada
pengendali konvensional.
Selain keuntungan yang telah disebutkan di atas maka ada kerugian yang
dimiliki oleh PLC, yaitu:
Ø Teknologi yang masih baru
Pengubahan sistem kontrol lama yang menggunakan ladder atau relay ke
konsep komputer PLC merupakan hal yang sulit bagi sebagian orang
Ø Buruk untuk aplikasi program yang tetap
Beberapa aplikasi merupakan aplikasi dengan satu fungsi. Sedangkan PLC
dapat mencakup beberapa fungsi sekaligus. Pada aplikasi dengan satu
fungsi jarang sekali dilakukan perubahan bahkan tidak sama sekali,
sehingga penggunaan PLC pada aplikasi dengan satu fungsi akan
memboroskan (biaya).
Ø Pertimbangan lingkungan
Dalam suatu pemrosesan, lingkungan mungkin mengalami pemanasan yang
tinggi, vibrasi yang kontak langsung dengan alat-alat elektronik di
dalam PLC dan hal ini bila terjadi terus menerus, mengganggu kinerja
PLC sehingga tidak berfungsi optimal.
Ø Operasi dengan rangkaian yang tetap
Jika rangkaian pada sebuah operasi tidak diubah maka penggunaan PLC
lebih mahal dibanding dengan peralatan kontrol lainnya. PLC akan
menjadi lebih efektif bila program pada proses tersebut di-upgrade
secara periodik.
IV. METODE EKSPERIMEN
4.1 Alat dan Bahan
- PLC trainer Siemens S7-200
- Kabel penghubung untuk PLC
- PC atau laptop
- USB/ PPI Multi-Master Cable
4.2 Skema Percobaan
Gambar 1. Rangkaian Percobaan
Gambar 2. Ladder Diagram Percobaan pada Network 1 dan 2
Gambar 3. Ladder Diagram Percobaan pada Network 3, 4, dan 5
4.3 Cara Kerja
- Lakukan pengecekkan sumber tegangan yang akan digunakan untuk
praktikum
- Buat ladder diagram sesuai dengan rangkaian yang diberikan
dengan melalui aplikasi
- Sambungkan kabel USB dari PC ke rangkaian PLC
- Download network yang sudah diterjemahkan
- Lalu pastikan network sudah sesuai dengan rangkaian yang
diberikan
- Sambungkan kabel penghubung dari output ke buzzer, output ke
sensor, output ke DC 24V, output ke traffic light, buzzer ke DC
24V
- Dan jalankan sesuai rangkaian yang sudah di program pada PLC.
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 4. Rangkaian PLC sesuai rangkaian yang diberikan.
Gambar 5. Gambar Kabel Penghubung ke traffic light
Pada praktikum PLC ini, praktikan diminta untuk membuat rangkaian
secara manual. Pada saat praktikum, pastikan untuk mengecek sumber
tegangan yang akan digunakan, agar tidak terjadi kesalahan dan sesuai
dengan prosedur. Ubahlah rangkaian tersebut kedalam ladder diagram
terlebih dahulu pada aplikasi Siemens S7-200 dengan memasukan input
dan output yang telah ditentukan. Jika ladder diagram sudah dibuat,
sambungkan pada laptop dengan hardware PLC kemudian ladder diagram
disimpan (save) dan download network ladder diagram diagram yang
sudah dibuat dan pastikan sesuai dengan rangkaian yang sudah dibuatkan
dan pastikan input, output, NC dan NO-nya juga benar. Sumber tegangan
yang digunakan adalah 24 V. Langkah selanjutnya adalah memasang kabel
output ke traffic light. Untuk memastikan rangkaiannya sesuai atau
tidak akan terlihat pada lampu. Jika benar maka nanti lampunya akan
menyala dan jika salah maka lampu traffic light-nya tidak akan
menyala. Cara untuk menyalakan lampu traffic light-nya agar menyala
adalah dengan menekan tombol input I0.1 keatas dan kebawah dan amati
lampu menyala atau tidak. Kemudian, lampu tersebut akan menyala selama
10 detik karena timer yang digunakan adalah 10 ms dan PT nya 1000
karena agar menyala selama 10 detik maka 1000 x 10 = 10000ms/1000 = 10
detik. Jika sudah berhasil menyala traffic light, tambahkan kabel
sambungkan dari output ke buzzer, dari output ke sumber tegangan DC
24V dan dari buzzer ke sumber tegangan DC 24V. Ketika semuanya sudah
terpasang dengan benar, nyalakan input 1/I0.1 dan langsung matikan
kembali, maka lampu pada traffic light akan menyala dan buzzer pun
akan berbunyi selama 10 detik kemudian lampu dan timer buzzer pun akan
berhenti menyala. Lakukan untuk input kedua/I0.2 dan lakukan hal yang
sama seperti cara input pertama. Namun jika diamati dengan seksama,
pada saat input dimatikan timer pada buzzer tetap menyala, itu
dikarenakan adanya self holding. Jenis self holding yang dipakai pada
praktikum kali ini adalah push button.
VI. KESIMPULAN
Pada dasarnya PLC ini memang dirancang untuk menggantikan suatu
rangkaian relay yang sebelumnya masih digunakan dalam mengendalikan
suatu sistem. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat
dioperasikan, dan dikendalikan oleh orang yang tidak memiliki
pengetahuan di bidang pengoperasian komputer. Setelah melakukan
praktikum membuat rangkaian dengan menggunakan PLC dapat disimpulkan
bahwa menggunakan PLC lebih mudah dan lebih otomatis. Namun saat
membuat ladder diagram cukup sulit karena harus memahami alur
rangkaian. Hal tersebut bisa dilihat dari tingkat ketelitian yang
dibutuhkan pada saat praktikum. 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. PLC juga dapat diterapkan untuk
pengendalian sistem yang memiliki output banyak.
VII. DAFTAR PUSTAKA
1. Dion. (2017) Retrieve October 28, 2017, from
http://dionlabs.blogspot.co.id/2017/08/pengantar-
mekatronika- tekstil.html
2. Iebhe (2017) Putra, B.P(2014) Retrieve October 29, 2017, from
http://ndoware.com/apa-itu-plc.html
3. Putra, B.P(2014) Retrieve October 29, 2017, from
http://bagaspermana15.blogspot.co.id/2014/10/materi-
plc.html
-----------------------
- Rapikan penulisan ( font, spasi, paragraf).
- Jelaskan secara detail cara kerja rangkaian ladder diagram dengan
menunjukkan aliran arus pada ladder tersebut lengkap dengan
menyebutkan kode yang digunakan.
