MAKALAH TENTANG DASAR PLC

CONTACT PERSON : MUHTADIR
0821-2451-3075 (Hp/WA)
021-8839-3519 (Telp/Fax)
muhtadirkadir@yahoo.com(Email)

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL (PLC)

1. Latar  Belakang PLC

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 .

                                                       

Pada industri, untuk meningkatkan kualitas dan produktivitas dari produk-produk yang dihasilkan maka diperlukan pengaturan proses kerja mesin-mesin industry yang meliputi pengontrolan mesin-mesin industru dan pengawasan atas kerja mesin-mesin industri tersebut

(monitoring). Pada umumnya proses pengontrolan suatu sistem dibangun oleh sekelompok alat elektronik, yang dimaksudkan untuk meningkatkan stabilitas, akurasi, dan mencegah terjadinya transisi pada proses produksi. Industri otomatis pada beberapa tahun yang lalu hanya

menggunakan papan elektronik sebagai sistem kontrol. Penggunaan papan elektronik ini membutuhkan banyak sekali interkoneksi di antara relay untuk membuat supaya sisem bekerja. Dengan kata lain, untuk menghubungkan relai-relai tersebut dibutuhkan kabel yang sangat banyak.

Jadi seorang ahli mesin harus membuat suatu rangkaian logika yang kemudian di implementasikan dalam bentuk relai. Relai yang dibutuhkan dalam perancangan tersebut

berjumlah ratusan dan skema yang dibuat dinamakan Ladder Schematic. Ladder Schematic menampilkan switch, sensor, motor, dan relai. Semua piranti elektrinik tersebut dihubungkan

menjadi satu. Salah satu masalah yang mungkin timbul adalah jikan salah satu relai rusak maka secara otomatis proses produksi akan berhenti dan hanya akan dapatdijalankan lagi jika relai tersebut telah selesai diperbaiki. Halini akan menyebabkan terjadinya ketidak efisien waktu

produksi.

Terkait dengan masalah ini maka muncullah sebuah piranti elektronik yang dapat dapat mengatasi semua masalah tersebut, yaitu yang dinamakan dengan PLC (Programable Logic Controller). Hanya dengan mengeksekusi program yang tersimpan dalam memori, PLC dapat memonitor status dari suatu sistem berdasarkan sinyal input yang masuk pada PLC. Dalam pengontrolan suatu proses yang sangat kompleks dimungkinkan untuk menggunakan lebih

dari 1 PLC. Saat ini, dengan semaikn berkembangnya teknologi, semakin banyak muncul PLC dengan merek yang berbeda-beda, seperti Omron, Siemens, LG, Mitsubishi, National, Festo, Sigma, dan lain sebagainya. Karena adanya berbagai keuntungan pada PLC inilah maka semakin banyak industri yang saat ini menggunakan PLC sebagai pusat dari

seluruh proses produksi mereka.

2. Sejarah PLC

PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an. PLC dibuat untuk mengurangi beban ongkos perawatan dan penggantian sistem kontrol mesin yang menggunakan relai.

Bedford Associates mengusulkan MODICON (Modilar Digital Controller) untuk perusahaan yang ada di Amerika. MODICON 084 merupakan PLC pertama yang digunakan pada produksi yang bersifat komersil. Semakin banyaknya kebutuhan dalam proses produksi menyebabkan system harus diubah-ubah. Apabila sistem yang digunakanmerupakan relai mekanik, tentu saja hal itu akan menjadi masalah yang besar. Selain masa penggunaanya terbatas,sistem juga membutuhkan perawatan yang cermat. Jikaterjadi kerusakan maka akan sangat sulit untuk

menemukannya. Oleh sebab itulah dibutuhkan pengontrolan yang memudahkan baik dalam perawatan maupun penggunaanya.

Pada tahun 70-an, teknologi PLC yang dominan adalahmesin sequencer dan CPU yang berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901 dan 2903 cukup populer digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. kemampuan komunikasi pada PLC muncul pada awal tahun 1973. Sistem yang pertama adalah Modbus dari MODICON. Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menyetandarisasi komunikasi dengan protokol milik General Motor (MAP). Pada tahun 1990-an dilakukan reduksi protokol baru dan mederenisasi lapisan fisik dari protokol-protokol yang

populer pada tahun 1980-an. Standart terakhir yaitu IEC 1131-3, berusaha menggabungkan bahasa pemograman PLC dibawah satu standart.

3 .Kelebihan PLC

Penggunaan PLC di dalam kehidupan sehari-hari dan dalam industri sudah menjadi suatu kebutuhan, terutama untuk menggantikan sistem pengkabelan (wiring) yang masih dipergunakan pada sistem sebelumnya. Para pengguna mulai mengalihkan perhatian kepada PLC karena banyak kelebihan maupun keuntujngan yang ditawarkan oleh sistem yang dapat diprogram kembali ini. Adapun kelebihan maupun keuntungan tersebut antara lain:

•  Fleksibel

Dahulu, penggunaan perangkat sistem kendalimembutuhkan banyak sistem pengolahan untuk masing-masing perangkat saja. Misalnya jika terdapat lima mesin maka dibutuhkan lima pengendali. Hal tersebut kini teratasi dengan menggunakan PLC. Cukup menggunakan sebuah PLC saja, banyak perangkat yang dapat dijalankan dengan programnya masing-masing. Sistem pengkabelan mulai dibenahi dan direduksi, semakin sedikit kabel yang digunakan dan ringkat/ sederhana. Tak perlu banyak ruang untuk menempatkannya.

• Harganya Lebih Murah

Jika kita melihat kembali kepada sisi fleksibilitasnya tentunya sudah menjadi jawaban, dimana harga yang dikeluarkan jauh lebih sedikit (murah) jika dibandingkan dengan menggunakan sistem sebelumnya. Ketika system lama (relay) masih banya menggunakan pengkabelan yang memakan banyak biaya, PLC menawarkan pengkabelan yang sederhana. Pengkabelan dapat dilakukan dengan jumlah yang banyak hanya dengan sebuah PLC, karena PLC mencakup relay, timer, counter, sequencer, dan beberapa fungsi yang dapat disesuaikan sesuai dengan kebutuhan.

•  Jumlah Kontak yang Banyak

Banyaknya kontak yang dimiliki sebuah PLC memberikan banyak kemudahan kepada pengguna. Tidak hanya dari segi finansial, tetapi juga sisi instalasi. Akan jauh lebih sederhana dan mudah jika dibandingkan dengan relay. Misalnya saja pada PLC-5, sebuah PLC keluaran Allen Bradley dengan jumlah kontak minimal 16-32 kontak, sementara itu relay menyediakan kontak sejumlah 4-8 kontak.

•  Dapat Melakukan Pemrograman, Pemrograman

Ulang dan Koreksi dengan Mudah PLC memiliki kelebihan dimana sistemnya dapat deprogram ulang secara cepat, proses produksi yang bercampurpun dapat diselesaikan dengan cepat. Bahkan ketika system sedang dijalankan. Bila salah satu sistem akan diubah atau dikoreksi, pengubahannya hanya dilakukan pada program yang terdapat di komputer, dengan waktu yang relative singkat, setelah itu baru didownload ke PLC. Jika dengan relay, diperlukan pengubahan pada pengkabelannya, waktunya akan sangat lama dan beresiko tinggi sehingga harus mematikan sistem yang sedang berjalan.

•  Metode Pemrograman Mudah dan Bermacam- macam

Banyak metode untuk membuat suatu program pada PLC.Seperti pada penjelasan pemrograman pada PLC, disebutkan bahwa terdapat banyak metode yangditawarkan untuk membuat suatu program pada PLC, diantaranya Ladder Logic Diagram, Mneumonic dan FunctionBlock Diagram. Setiap programer dapat memiih metodesesuai dengan kebutuhan dan kemampuan.

•  Menyederhanakan Komponen-Komponen Sistem Kendali

Dalam PLC juga terdapat timer, counter, relay dan komponen lainnya, sehingga tak lagi membutuhkan komponen-komponen tersebut sebagai tambahan. Penggunaan relay membutuhkan counter, timer atau komponen lain untuk perangkat tambahan.

• Keamanan Terjamin

Jika dilihat dari sisi keamanan, PLC tergolong perangkat yang luar biasa aman, dari segi dokumentasi, perangkat dan hal-hal mengenai program. PLC mempunyai system penguncian (lock), sehingga mengurangi dan dapat menghindarkan dari adanya pecurian dalam bentuk apapun.

•  Adanya Record Data dan Interface yang

Memudahkan Pengguna PLC dirancang untuk mampu menyimpan data-data yang diperlukan sesuai dengan kebutuhan dan program. Dimudahka dengan adanya interface yang dapat menampilkan proses, data maupun perbandingan ke dalam suatu perangkat komputer (PC) yang terhubung dengan PLC.

•  Sistem Terbaru dengan Wireless

Sistem terbaru dari PLC yaitu dengan menawarkan siste yang wireless dan dapat diakses oleh penggunanya dengan mudah dan jarak jauh. Tak harus masuk ke dalam kantor atau ruangan khusus.

• Upgrade Sistem dan Komponen Lebih Cepat

Pengguna dapat Menambahkan komponen-komponen kendali setiap saat dan tanpa memerlukan tenaga juga biaya yang besar seperti pada pengendali konvensional (relay). Dimudahkan juga dengan komponen yang tersedia dalam bentuk paket modul, pemasangan dapat dilakukan dengan cepat dan mudah.

4. Pengertian PLC

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 :

• Programmable

 menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yangdengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.

•  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.

• 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-output. 1 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.

6.  Fungsi dan Prinsip PLC

Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknyaPLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus.Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:

•  Sekuensial Control. PLC memproses input sinyal binermenjadi 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.
•  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.

Bahasa pemograman PLC

Terdapat lima tipe bahasa pemrograman yang bisa dipakai untuk memprogram PLC, meski tidak semuanya di-support oleh suatu PLC, yaitu antara lain :
1. Bahasa pemrograman Ladder Diagram (LD)
2. Bahasa pemrograman Instruction List (IL)/Statement List (SL)
3. Bahasa pemrograman Sequential Function Chart (SFC)/Grafcet
4. Bahasa pemrograman Function Block Diagram (FBD)
5. Bahasa pemrograman tingkat tinggi (high-level), contohnya Visual Basic

Penulis akan membahas bahasa pemrograman PLC yang paling populer digunakan dan paling mudah dipahami, yaitu Ladder Diagram, dengan menggunakan contoh rangkaian Interlock. Ladder Diagram mudah dipahami karena menggunakan pendekatan grafis, yaitu menggunakan simbol-simbol komponen elektromagnetik-mekanik relay (coil dan contact), blok-blok fungsi (function block), seperti timer, counter, trigger, kondisional, serta blok fungsi yang didefinisikan sendiri oleh programmer. Selain itu, karena Ladder Diagram menggunakan pendekatan grafis, maka programmer menjadi lebih mudah untuk melakukan troubleshooting pada program yang akan dijalankan pada PLC

7. Contoh Aplikasi PLC

PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya proses pengepakan, pananganan bahan, perakitan otomatis dan lain sebagainya.

• Eskalator Otomatis

Eskalator otomatis adalah eskalator yang secara otomatis akan ON ketika ada orang yang akan menaikinya. Dan akan secara otomatis OFF jika dalam periode waktu tertentu 

eskalator tidak mendeteksi adanya orang yang akan menaikinya.

Keterangan:

S1 - Sensor kedatangan penumpang

S2 - Sensor kepergian penumpang

MOTOR - Motor penggerak eskalator

Skenario

Jika S1 ON, maka MOTOR ON dan TIMER1 OFF

Jika S2 ON, maka TIMER1 ON

Jika TIMER1 ON, maka MOTOR OFF

Program

Rung 1. Jika S1 ON dan TIMER1 OFF, maka MOTOR ON. Nilai bit Output 010.00 (MOTOR) digunakansebagai pengunci (bit-locking)

Rung 2. Jika S2 ON, maka selama S1 OFF, kondisi Timer1_ON akan ON. Penggunaan instruksi DIFU(13) berfungsi untuk menyatakan bahwa prioritas S1 lebih tinggi dibandingkan S2. Dan bahwa TIMER1 harus OFF ketika S1 ON. Hal ini untuk mengantisipasi adanya kemungkinan S2 ON lebih lama dibandingkan dengan S1.

Rung 3. Selama nilai Timer1_ON = ON, maka TIMER1 ON. Jika nilai TIMER1 terpenuhi maka TIMER1 akan memutus rangkaian MOTOR sehingga eskalator akan berhenti berjalan.

Daftar pustaka

http://collegexspy.blogspot.com/

Regards Authors