bab ii landasan teori

 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
PLC (Programmable Logic Control)
Berdasarkan pada standar yang dikeluarkan oleh National Electrical
Manufacture Associaton (NEMA) ICS3-1978 part ics3-304, PLC didefinisikan
sebagai
berikut : “PLC adalah suatu peralatan elektronik yang bekerja secara
digital, memiliki memori yang dapat di program menyimpan perintah-perintah
untuk melakukan fungsi-fungsi khusus seperti logic, sequencing, timing, counting,
dan aritmatika untuk mengontrol berbagai jenis mesin atau proses melalui analog
atau digital input/output modules”. Di dalam PLC berisi rangkaian elektronika
yang dapat difungsikan seperti contact relay (baik NO maupun NC). Pada PLC
dapat digunakan berkali-kali untuk semua intruksi dasar selain intruksi output.
Gambar 2.1 Fungsi PLC
2.1.1 Sejarah PLC
PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an. Alasan utama
perancangan PLC adalah untuk menghilangkan beban ongkos perawatan dan
penggantian sistem kontrol mesin berbasis relai. Bedford Associates (Bedford,
MA) mengajukan usulan yang diberi nama MODICON (kepanjangan dari
Modular Digital Controller) untuk perusahaan-perusahaan mobil di Amerika.
Sedangkan perusahaan lain mengajukan sistem berbasis komputer (PDP-8).
MODICON 084 merupakan PLC pertama di dunia yang digunakan pada produk
komersil.
6
7
Saat kebutuhan produksi berubah maka demikian juga dengan sistem
kontrol-nya. Hal ini menjadi sangat mahal jika perubahannya terlalu sering.
Karena relai merupakan alat mekanik, maka, tentu saja, memiliki umur hidup atau
penggunaan yang terbatas, yang akhirnya membutuhkan jadwal perawatan
masa
yang ketat. Pelacakan kerusakan atau kesalahan menjadi cukup membosankan jika
banyak relai yang digunakan. Bayangkan saja sebuah panel kontrol yang
dilengkapi dengan monitor ratusan hingga ribuan relai yang terkandung pada
sistem kontrol tersebut. Bagaimana kompleks nya melakukan pengkabelan pada
relai-relai
tersebut.
Dengan demikian ‘pengontrol baru’ (the new controller) ini harus
memudahkan
para
teknisi
perawatan
dan
teknisi
lapangan
melakukan
pemrograman. Umur alat harus menjadi lebih panjang dan program proses dapat
di modifikasi atau dirubah dengan lebih mudah. Serta harus mampu bertahan
dalam lingkungan industry yang keras. Jawabannya? Penggunaan teknik
pemrograman yang sudah banyak digunakan (masalah kebiasaan dan pada
dasarnya bahwa ‘people do not like the change’) dan mengganti bagian-bagian
mekanik dengan teknologi solid state (IC atau mikroelektronika atau sejenisnya).
Pada pertengahan tahun 1970-an, teknologi PLC yang dominan adalah
sekuenser mesin-kondisi dan CPU berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901 dan
2903 cukup popular digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. mikroprosesor
konvensional kekurangan daya dalam menyelesaikan secara cepat logik PLC
untuk semua PLC, kecuali PLC kecil. Setelah mikroprosesor mengalami
perbaikan
dan
pengembangan,
PLC
yang
besar-besar
mulai
banyak
menggunakan-nya. Bagaimanapun juga, hingga saat ini ada yang berbasis pada
AMD 2903.
Kemampuan komunikasi pada PLC mulai muncul pada awal-awal tahun
1973. Sistem yang pertama adalah Modbus-nya MODICON. Dengan demikian
PLC bisa melakukan komunikasi dengan PLC lain dan bisa ditempatkan lebih
jauh dari lokasi mesin sesungguhnya yang dikontrol. Sekarang, kemampuan
komunikasi ini dapat digunakan untuk mengirimkan dan menerima berbagai
macam tegangan untuk membolehkan dunia analog ikut terlibat. Sayangnya,
8
kurangnya standarisasi mengakibatkan komunikasi PLC menjadi mimpi buruk
untuk protokol-protokol dan jaringan-jaringan yang tidak kompatibel. Tetapi
bagaimanapun juga, saat itu merupakan tahun yang hebat untuk PLC.
Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menstandarisasi komunikasi
dengan protokol otomasi
pabrik milik General Motor (General Motor’s
Manufacturing Automation Protocol (MAP)). Juga merupakan waktu untuk
memperkecil ukuran PLC dan pembuatan perangkat lunak pemrograman melalui
pemrograman simbolik dengan komputer PC daripada terminal pemrograman atau
penggunaan
pemrogram genggam (handheld programmer).
Seiring perkembangan teknologi, saat ini PLC telah mengalami
perkembangan luar biasa, baik dari ukuran, kepadatan komponen serta dari fungsi
fungsionalnya. Beberapa peningkatan perangkat keras dan perangkat lunak ini
diantaranya adalah :
1.
Ukuran semakin kecil dan kompak
2.
Jumlah input/output yang semakin banyak dan padat
3.
Waktu eksekusi program yang semakin cepat
4.
Pemrograman relative semakin mudah, hal ini terkait dengan perangkat
lunak pemrograman yang semakin user friendly
5.
Memiliki kemampuan komunikasi dan sistem dokumentasi yang
semakin baik
6.
Jenis intruksi atau fungsi semakin banyak dan lengkap
7.
Beberapa jenis dari tipe PLC dilengkapi dengan modul-modul untuk
tujuan kontrol kontinu. Misalnya modul ADC/DAC, PID, modul Fuzzv,
dan lain-lain
2.1.2 Prinsip Dasar PLC
Pada prinsipnya sebuah PLC melalui model input bekerja menerima datadata berupa sinyal dari peralatan input luar (external input device) dari sistem
yang dikontrol seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.2. Peralatan input luar
tersebut antara lain berupa saklar, tombol, sensor. Data-data masukan yang masih
berupa sinyal analog akan diubah oleh modul input A/D (analog to digital input
9
module) menjadi sinyal digital. Selanjutnya oleh prosesor sentral (CPU) yang ada
dalam PLC sinyal digital itu diolah sesuai dengan program yang telah dibuat dan
disimpan di dalam ingatan (memory). Selanjutnya CPU akan mengambil
keputusan
dan memberikan perintah melalui modul output dalam bentuk sinyal
digital. Sistem yang dikontrol oleh modul output D/A (digital to analog module)
antara lain berupa kontaktor, relay, solenoid, heater, alarm dimana nantinya dapat
digunakan untuk mengoperasikan secara otomatis sistem proses kerja yang
dikontrol tersebut.
2.1.3 Prinsip Kerja PLC
Perbandingan cara kerja PLC dengan sistem kontrol konvensional dapat
dilihat pada gambar 2.2 dan 2.3. Switch S1 dan S2 adalah push-button normally
open (NO), saat kedua switch tersebut ditekan, S1 akan mengalirkan arus ke L1
sedangkan S2 akan mengalirkan arus ke L2 pada gambar 2.2.
Pada gambar 2.3 komponen yang sama disambungkan ke PLC. Dari gambar
tersebut terlihat beberapa perbedaan yaitu switch tidak disambungkan secara
langsung ke lampu, tetapi melalui modul input PLC, sedangkan lampu
disambungkan ke modul output PLC. Input tidak berhubungan langsung dengan
output, tetapi keduanya dihubungkan oleh prosesor berdasarkan program logic
yang dimasukan.
Gambar 2.2 Hardwired sistem
10
Gambar 2.3 Sistem PLC
Dari segi operasional, switch dan lampu yang disambungkan langsung
secara sistem PLC adalah identik, perbedaannya terletak pada cara arus listrik
mengalir. Pada hardwired sistem arus listrik mengalir berasal dari suatu sumber
tegangan melalui switch menuju lampu melalui kawat penghantar ke lampu yang
bersangkutan, pada saat switch terbuka arus terputus dan lampu akan padam.
Pada sistem PLC, arus yang berasal dari sumber tegangan mengalir
melalui S1 dan S2 menuju input modul. Input modul akan mengirim sinyal ke
prosesor, tegangan dari switch terisolir dengan sinyal yang masuk ke prosesor,
pengisolasian ini mutlak diperlukan karena prosesor bekerja dengan tegangan dan
arus rendah. Prosesor menerima sinyal dari input modul pada saat switch tertutup,
dan akan mengirimkan sinyal yang sama ke output modul atas pengarahan dari
program. Program berfungsi untuk mengarahkan sinyal dari input modul yang
tersambung dengan S1. Semua kejadian ini berlangsung dalam orde mili detik.
Pada saat S2 tertutup, kejadian yang sama berlangsung akan tetapi kali ini sinyal
output prosesor dikirimkan ke output modul yang tersambung dengan L2.
2.2
PLC OMRON SYSMAC CP1L-L20DR-A
PLC OMRON SYSMAC CP1L adalah salah satu produk PLC dari Omron
yang terbaru. CP1L merupakan PLC tipe paket yang tersedia dengan 10, 14, 20,
30, 40 dan 60 buah I/O (input/output). Sistem input output nya berupa bit atau
lebih dikenal dengan PLC tipe relai karena hanya membaca masukan (input) dan
menghasilkan keluaran (output) dengan logika 1 atau 0.
11
Gambar 2.4 PLC Omron Sysmac CP1L-L20DR-A
2.2.1 Bagian-bagian dan Fungsi PLC Omron Sysmac CP1L
Gambar 2.5 Bagian-bagian PLC Omron Sysmac CP1L-L20DR-A
1. Memory cassette slot
Digunakan untuk memasang memori/memory cassette. Memory cassette
dapat digunakan untuk menyimpan cadangan program-program CP1L,
parameter, dan data memori. Memory cassette dapat digunakan untuk
menyalin data ke unit CP1L tanpa menggunakan program (software).
12
2. Peripheral USB port
Digunakan untuk melakukan koneksi pada computer. Computer dapat
digunakan untuk menjalankan program (programming) dan pengawasan
(monitoring).
3. Analog adjuster
Digunakan untuk menyesuaikan nilai pada area bantu/cadangan A642CH
dalam jangkauan 0 sampai 255. Digunakan untuk megubah timer dan
pengaturan utama tanpa menggunakan program (software).
4. External analog settings input connector
Menggunakan external input diantara 0 dan 10 volt, dan mengubah nilai
untuk area bantu/cadangan A643CH dengan nilai diantara 0 sampai 256.
Input ini tidak di isolasi.
5. DIP switches
Digunakan untuk mengatur write-permission pada memori pengguna,
transfer otomatis dari memory cassette, dan penggunaa tool bu.
6. Battery
Merawat internal clock dan RAM ketika power supply berada dalam
kondisi mati (off).
7. Operation indicators
Menunjukan status pengoperasian dari CP1L. menunjukan status seperti
status sumber, mode operasi, kesalahan (errors) dan status dari peripheral
USB.
8. Power supply, ground, and input terminal block
Digunakan untuk menyambungkan kabel power supply, ground line, dan
input lines.
9. Input indicators
Menyala ketika sambungan input menyala (on) kecuali untuk analog input
terminal.
10. Option board slot
Digunakan untuk menginstal RS-232C option board atau RS-422A/485
option board.
13

14/20 – point I/O sudah memiliki satu seri communication option board
yang sudah terinstal.
30/40/60 – point I/O sudah memiliki dua seri communication option board
yang sudah terinstal.
11. Expansion I/O unit connector
CP1L CPU units
Digunakan untuk menghubungkan unit-unit CP-series expansion I/O dan
unit-unit pengembangan lainnya.
 Unit-unit CP1L CPU
Unit-unit dari 14/20-point I/O dapat memiliki 1 unit pengembangan yang
tersambung. Unit-unit 30/40/60-point I/O memiliki hingga 3 unit
pengembangan yang tersambung. Dan unit-unit 10-point I/O tidak
memiliki unit pengembangan yang tersambung.
12. Output indicators
Akan menyala ketika kontak output terminal menyala (ON) kecuali untuk
analog output terminal.
13. External power supply and output terminal block
 External power supply terminal
Unit-unit yang menggunakan AC power supply yang memiliki 24VDC
external power supply terminal dengan kapasitas maksimum 300mA.
Terminal ini dapat digunakan menjadi sebuah kegunaan power supply
untuk peralatan yang digunakan (input device).
 Output terminals: Digunakan untuk menghubungkan sambungan
keluar (output lines).
14. DIN track mounting pin
Digunakan untuk memasang unit pada lintasan DIN (DIN Track).
15. Memory cassette
Digunakan untuk menyimpan data dari built-in flash memory. Masukan
pada slot kaset memory (memory cassette).
16. RS-232C option board
Masukan pada option board slot.
14
17. RS-422A/485 option board
Masukkan ke dalam option board slot.
18. LCD option board
Digunakan untuk mengawasi berbagai macam data dan perubahan dari
nilai sekarang atau pengaturan tanpa menghubungkan pada CX-
Programmer. Pengubah waktu yang spesifik dapat juga digunakan ketika
tidak disediakan oleh PLC.
19. Ethernet option board
Digunakan untuk menambahkan Ethernet port. Masukan ke dalam
Optional Board Slot
2.2.2 Spesifikasi PLC Omron Sysmac CP1L
Tabel 2.1 Spesifikasi PLC Omron Sysmac CP1L
Item
Supply
Voltage
Operating
Voltage
Range
Power
Consumtion
Inrush
Current
External
Power
Supply
AC Power
DC Power
AC Power
DC Power
AC Power
DC Power
AC Power
DC Power
Supply
Voltage
Output
Capacity
Insulation resistance
Dielectric Strength
CPU Units with
CPU Units with
20 I/O Points
30 I/O Points
100 to 240 VAC, 50/60 Hz
24 VDC
85 to 264 VAC
20.4 to 26.4 VDC
60 VV max
20 W max
60 A max
20 A max
24 VDC
300 mA: Use for input device only.
Cannot be used to drive outputs
(when the external power supply
provides an overcurrent or is short
circuited
20 MΩ min. (at 500 VDC) between
the external AC and protective earth
terminals
2,300 VAC 50/80 Hz for 1 min
between the external AC and
15
Noice
Immunity
Vibration Resistance
Shock Resistance
Ambient Temperature
Humidity
Atmosphere
Terminal Screw Size
Power Interrupt Time
CPU Unit
Weight
AC Power
DC Power
Expansion I/O Unit
Weight
Expansion Unit Weight
protective earth terminals, leakage
current: 10 mA max
Conform to IEC6100-4-5;2 KV
(power lines)
10 to 57 Hz, 0.075-mm Amplitude,
57 to 150 Hz, acceleration: 9,8 m/s2
in X, Y, and Z direction for 80
minutes each (time coefficient; 8
minutes x coefficient factor 10 = total
time 80 minutes
147 m/s2 three times each in X, Y,
and Z directions
Operating : 0 degree to 55 degree
celcius Storage : -20 degree to 75
degree celcius
10 % to 90 % (with condensation)
Must be free from corrosive gas
M3
Ac Power supply : 10 ms min.
DC power supply : 2 ms min. (A
power interrution occurs if power
falls below 85 % of the rated voltage
for longer than the power interrupt
time)
650 g max
700 g max
550 g max
600 g max
Units with 20 I/O points: 300 g max.
Units with 8 output points: 250 g
max. Units with 8 input points: 200 g
max.
Analog I/O units: 150 g max
Temperature sensor units: 250 g max
Combo bus I/O link units: 200 g max
2.2.3 Port Terminal Input Output PLC CP1L
Port pada PLC CP1L 20 I/O terdiri dari 12 buah terminal input yaitu dari
CIO 0.00 – 0.11. untuk port output-nya terdapat 8 buah terminal yaitu dari CIO
100.00 -100.07.
Pada port input terdapat dua buah terminal untuk masukan suplai AC PLN
yaitu pada terminal L1 dan L2/N. port input terhubung pada satu titik COM
16
(common). Masukan pada terminal COM dapat berupa polaritas + (positif) atau –
(negatif).
Gambar 2.6 Blok terminal masukan pada PLC CP1L 20 I/O
Pada port output terdapat 4 buah titik COM. Masing-masing COM
terhubung dengan titik output yang dibatasi dengan garis batas seperti terlihat
pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.7 Blok terminal keluaran pada PLC CP1L 20 I/O
17
Tabel 2.2 Pengaturan fungsi input menggunakan aturan PLC
Address
Wo Bit
rd Input operating settings
Normal Interrupt
Quick
Inputs
Inputs
respons
(See
inputs
note)
CIO
0
00
01
02
03
04
05
06
07
08
Normal
Inputs 0
Normal
Inputs 1
Normal
Inputs 2
Normal
Inputs 3
Normal
Inputs 4
11
---
---
---
---
---
---
---
Interrupt Quick
input 0
respons
input 0
Normal
Inputs 5
Interrupt
input 1
Quick
respons
input 1
Counter 1,
phase-Z/reset
input
Normal
Inputs 6
Interrupt Quick
input 2
respons
input 2
Counter 2,
phase-Z/reset
input
---
Normal
Inputs 7
Interrupt Quick
input 3
respons
input 3
Counter 3,
phase-Z/reset
input
---
Normal
Inputs 8
Interrupt Quick
input 4
respons
input 4
09
10
---
Origin
searches
origin
Operation settings: High-speed
searches
counters enable Phase-Z reset
enabled for
Two-phase
pulse
Single-phase
(differential phase
outputs
0
(Increment
x4, up/down, or
and
1
pulse input)
pulse/direction
Counter 0,
Increment
Conter 0, A phase,
--input
up, or count input
Counter 1,
Increment
Conter 0, B phase,
--input
up, or count input
Counter 2,
Increment
Conter 1, A phase,
--input
up, or count input
Counter 3,
Increment
Conter 1, B phase,
--input
up, or count input
Counter 0,
Counter 0, phasephase-Z/reset
Z reset input
--input
High-speed counters
Normal
Inputs 9
Normal
Inputs
10
Normal
Interrupt Quick
input 5
respons
input 5
---
Pulse output
0: Origin
input signal
Pulse output
1: Origin
input signal
-----
---
---
---
---
-----
Counter 1, phaseZ reset input
---
--Pulse output
0: Origin
proximity
input signal
Pulse output
18
Inputs
11
1: Origin
proximity
input signal
Tabel 2.3 Pengaturan fungsi output menggunakan intruksi dan aturan PLC
2.2.4 Metoda Pemrograman
Keuntungan utama dari penggunaan perangkat PLC adalah sifatnya yang
dapat diprogram (programmable). Perubahan fungsi serta tugas yang akan
dilakukan biasanya cukup dengan mengubah sedikit program yang ada. Perubahan
unit input/output diperlukan bila terjadi perubahan pada jenis proses peralatan
yang dikontrol.
Berdasarkan fungsi dari perangkat PLC secara keseluruhan. Ada beberapa
metoda penulisan program yang biasa digunakan untuk pada berbagai merek PLC,
yaitu Ladder Diagram (LD), Funtion Block Diagram (FBD), dan Instruction List
(IL), atau gabungan dari ketiga metoda tersebut. Tetapi untuk jenis PLC CP1L
hanya ada metoda menggunakan Ladder Diagram, Function Block, dan gabungan
dari kedua metoda tersebut.
19
2.2.4.1 Diagram Ladder
Sebuah diagram tangga atau ladder diagram terdiri dari sebuah garis
menurun ke bawah pada sisi kiri dengan garis-garis bercabang ke kanan. Garis
ada di sebelah sisi kiri disebut sebagai palang bis (bus bar), sedangkan garisyang
garis cabang (the branching lines) adalah baris intruksi atau anak tangga.
Sepanjang garis intruksi ditempatkan berbagai macam kondisi yang terhubungkan
ke intruksi lain di sisi kanan. Kombinasi logika dari kondisi-kondisi tersebut
menyatakan kapan dan bagaimana intruksi yang ada di sisi kanan tersebut
dikerjakan.
Contoh diagram tangga ditunjukan pada gambar 2.9.
Gambar 2.8 Contoh diagram tangga
Simbol-simbol yang digunakan dalam diagram tangga, yaitu:
1.
Load (LD) dan LOAD NOT (LDNOT)
Load
Load Not
Gambar 2.9 Simbol Load dan Load Not
20
Kondisi pertama untuk mengawali setiap pemrograman dari pergantian
garis anak tangga menggunakan instruksi load atau load not.
2.
AND dan AND NOT
And
And Not
Gambar 2.10 Simbol And dan And Not
Bila terdapat dua atau lebih kondisi terhubung serial dalam satu garis anak
tangga, maka kondisi yang pertama harus menggunakan intruksi load atau load
not, dan yang lainnya dengan intruksi and atau and not.
3.
OR dan OR NOT
OR
OR Not
Gambar 2.11 Simbol OR dan OR Not
Bila terdapat dua atau lebih kondisi terhubung paralel dalam satu garis
anak tangga, maka kondisi yang pertama harus menggunakan intruksi load dan
load not, dan kondisi yang lainnya dengan menggunakan instruksi or atau or not.
4.
Output dan Output Not
Out
Out Not
Gambar 2.12 Simbol Output dan Output Not
Intruksi output dapat digunakan untuk rancangan dimana output harus
aktif bilamana kondisi-kondisi normal di depannya terhubung. Intruksi output not
digunakan untuk rancangan dimana output harus tidak aktif bilamana kondisikondisi di depannya terhubung. Beberapa output atau output not yang terhubung
21
pararel pada satu garis anak tangga dapat diperlukan dengan intruksi output atau
output not yang berurutan.
5.
DIFU adalah intruksi untuk memberi trigger sesaat pada saat awal
DIFU (13) dan DIFD (14)
masukan ON. Perintah DIFU mempunyai sebuah masukan dimana DIFU akan
ON hanya sesaat pada awal masukan ON kemudian OFF tanpa menghiraukan
lamanya masukan ON. Saat masukan OFF DIFU tidak bereaksi apapun. DIFU
akan ON lagi setelah masukan OFF dan kemudian OFF.
DIFD adalah intruksi untuk memberi trigger sesaat pada saat awal
masukan OFF. Perintah DIFD mempunyai sebuah masukan dimana DIFD akan
ON hanya sesaat pada awal masukan ON kemudian OFF tanpa menghiraukan
lamanya masukan OFF. DIFD akan ON lagi setelah masukan ON dan kemudian
OFF.
DIFD (14)
DIFU (13)
Gambar 2.13 Simbol DIFU (13) dan DIFD (14)
6.
Timer
Timer adalah intruksi untuk menunda suatu proses. Timer mempunyai
sebuah masukan, dimana apabila masukan ON menghitung dan bila masukan OFF
timer reset. N menunjukan timer ke berapa (Tim 1, Tim 2, dst) dan SV adalah Set
Value dengan batasan antara 000.00 sampai dengan 999.9. apabila masukan ON
maka timer aktif dan mulai menghitung sesuai set value, setelah timer selesai
menghitung sampai angka set value terpenuhi maka timer akan ON, timer akan
OFF dan reset apabila masukan OFF. Untuk mengambil kondisi timer maka
dibuat diagram ladder seperti gambar di bawah. Timer akan OFF apabila masukan
kondisinya OFF sehingga timer reset. Timer menggunakan unit 100 ms (Hundred-
22
ms Timer). Fungsi lain dari timer adalah TIMH– High Speed Timer. Cara
kerjanya TIMH sama dengan TIM kecuali time basenya yang berbeda yaitu: 0,01
detik.
Gambar 2.14 Contoh intruksi timer
7.
Counter
Instruksi CNT merupakan salah satu instruksi counter down dari SV pada
saat kondisi ON untuk mengubah sinyal input dari kondisi OFF Ke ON sebagai
pemicu proses pencacahan. Masukan reset, angka counter, dan nilai set ( SV )
dapat diatur dalam program. Nilai set dapat diberikan antara 0000-9999. Fungsi
lain dari counter adalah CNTR (Reversible Counter). CNTR merupakan counter
up / down pada saat di beri sinyal input/pulsa. Simbol dari instruksi dasar counter
adalah sebagai berikut:
Gambar 2.15 Contoh intruksi counter
8.
Compare
Instriksi CMP digunakan untuk membandingkan dua buah data yang
output-nya menghasilkan GR (greater than), EQ (Equal) and LE (less than) flag
di dalam area SR. Simbol dari instruksi compare adalah sebagai berikut:
23
Gambar 2.16 Contoh intruksi compare
9.
Fungsi END
Intruksi end digunakan untuk menandai bahwa program telah selesai. CPU
melakukan scan dari awal hingga akhir program membentuk loop tertutup. Jadi
tanpa end maka program PLC tidak akan bekerja.
Gambar 2.17 Contoh intruksi end
2.2.4.2 Function Block Diagram (FBD)
Function block adalah elemen program dasar yang berisikan fungsi standar
proses yang sudah dirumuskan secara berkelanjutan. Ketika suatu function block
sudah dirumuskan, maka pengguna hanya cukup memasukan function block
kedalam program dan menetapkan I/O untuk menggunakan fungsi tersebut.
Sebagai standar suatu proses, function block tidak berisikan alamat yang
aktual, tetapi berupa variabel-variabel. Pengguna menetapkan alamat atau
kesatuan-kesatuan dalam variabel tersebut. alamat atau kesatuan ini dinamakan
parameter-parameter. Alamat-alamat tersebut digunakan oleh variabel-variabel itu
sendiri yang dialokasikan secara otomatis oleh CX-Programmer untuk tiap-tiap
program.
24
Gambar 2.18 Contoh program function block diagram
2.3
CX – Programmer Ver 9.3
Program CX Omron merupakan sebuah software pemrograman PLC untuk
membuat, memonitor, dan merubah dari berbagai program PLC Omron. CX
Programmer dapat dijalankan dengan standar minimal komputer prosesor 486
MHz dengan sistem operasi windows 7.
Berikut adalah tampilan dari CX Programmer Ver 9.3
Gambar 2.19 Tampilan CX - Programmer
25
Beberapa bagian utama CX- Programmer berikut fungsinya dapat dilihat
pada table berikut:
Tabel 2.4 Bagian dan Fungsi CX – Programmer
Nama
Bagian
Fungsi
Title Bar
Menunjukan nama file atau data tersimpan dan dibuat pada CX-
Programmer
Menus
Pilihan Untuk memilih Menu
Toolbar
Pilihan untuk memilih fungsi dengan menekan tombol. Select[view] 
Toolbar
Kemudian dapat memilh toolbar yang ingin ditampilkan.
Dapat membagi program kedalam beberapa blok. Masing masing blok
Section
dapat dibuat atau ditampilkan.
Project
Mengatur program dan data. Dapat membuat duplikat dari setiap elemen
WorkSpace
dengan melakukan Drag dan Drop diantara proyek yang berbeda atau
Project Tree
melalui suatu proyek.
Ladder Window
Layar sebagai tampilan atau membuat diagram ladder.
Output Window Menunjukan informasi error saat melakukan compile ( error check ).
 Menunjukan hasil dari pencarian kontak / koil didalam list form.
 Menunjukan detail dari error yang ada pada saat loading suatu proyek.
Status Bar
Menunjukan suatu informasi seperti nama PLC, status on line / offline,
lokasi dari cell yang sedang aktif.
Information
window
Symbol Bar
Menapilkan window yang menunjukan shortcut key yang digunakan pada
CX – programmer.
Menampilkan nama, alamat atau nilai dan comment dari symbol yang
sedang dipilih cursor.
2.4
Mini Circuit Breaker (MCB)
MCB adalah pengaman rangkaian yang dilengkapi dengan pengaman
thermis (bimetal) untuk pengaman beban lebih dan juga dilengkapi relai
elektromagnetik untuk pengaman hubung singkat. MCB banyak digunakan untuk
pengaman sirkit satu phasa dan tiga phasa. Keuntungan menggunakan MCB
sebagai berikut.
a. Dapat memutuskan rangkaian tiga phasa walaupun terjadi hubung singkat
pada salah satu phasanya.
26
b. Dapat digunakan kembali setelah rangkaian diperbaiki akibat hubung
singkat atau beban lebih.
c. Mempunyai tanggapan yang baik apabila terjadi hubung singkat atau
beban lebih.
Pada MCB terdapat dua jenis pengaman yaitu secara termis dan
elektromagnetis, pengaman termis berfungsi untuk mengamankan arus beban
lebih sedangkan pengaman elektromagnetis berfungsi untuk mengamankan jika
hubung singkat.
terjadi
Termis, prinsip kerjanya berdasarkan pada pemuaian atau pemutusan dua
jenis logam yang koefisien jenisnya berbeda. Kedua jenis logam tersebut dilas jadi
satu keping (bimetal) dan dihubungkan dengan kawat arus. Jika arus yang
melalui bimetal tersebut melebihi arus nominal yang diperkenankan maka bimetal
tersebut akan melengkung dan memutuskan aliran listrik
Magnetik, prinsip kerjanya adalah memanfaatkan arus hubung singkat
yang cukup besar untuk menarik sakelar mekanik dengan prinsip induksi
elektromagnetis. Semakin besar arus hubung singkat, maka semakin besar gaya
yang menggerakkan saklar tersebut sehingga lebih cepat memutuskan rangkaian
listrik dan gagang operasi akan kembali ke posisi off. Busur api yang terjadi
masuk ke dalam ruangan yang berbentuk pelat-pelat, tempat busur api dipisahkan,
didinginkan dan dipadamkan dengan cepat.
MCB dibuat hanya memiliki satu kutub untuk pengaman satu phasa,
sedangkan untuk pengaman tiga phasa biasanya memiliki tiga kutub dengan tuas
yang disatukan, sehingga apabila terjadi gangguan pada salah satu kutub maka
kutub yang lainnya juga akan ikut terputus.
27
Gambar 2.20 MCB 1 phasa dan 3 phasa
Pemilihan MCB ditentukan oleh beberapa hal, yaitu :
1. Standar yang berlaku. Contoh PUIL, SPLN, IEC, dll.
2. Kapasitas Pemutusan
Kapasitas pemutusan tidak boleh kurang dari arus hubung pendek
prospektif pada tempat instalasinya (PUIL pasal 3.24.4.3.1)
3. Arus Pengenal
4. Tegangan
Tegangan operasional pengenal pemutus tenaga harus lebih besar atau
sama dengan tegangan sistem.
Dibawah ini adalah gambar kurva pemutus sirkit thermal magnetic.
Gambar 2.21 Kurva standar operasi untuk pemutus sirkit termal-magnetik
28
Ir adalah arus nomimal mcb, sedangkan Im adalah arus hubung singkat minimum,
dan Icu adalah arus hubung singkat maksimum atau arus breaking capacity.
keterangan :
1. Actuator lever.
2. Actuator mechanism.
3. Contacts
4. Terminals
5. Bimetallic strip
6. Calibration screw.
7. Solenoid
8. Arc divider/extinguisher
Gambar 2.22 Konstruksi MCB
Berdasarkan penggunaan dan daerah kerjanya, MCB dapat digolongkan menjadi 5
jenis ciri yaitu :
1. Ciri Z (rating dan breaking capacity kecil), Digunakan untuk pengamanan
rangkaian semikonduktor dan trafo-trafo tegangan yang peka.
2. Ciri K (rating dan breaking capacity kecil), Digunakan untuk pengamanan
alat-alat rumah tangga (home-appliance).
3. Ciri G (rating besar), Digunakan untuk pengaman motor.
4. Ciri L (rating besar),Digunakan untuk pengaman kabel atau jaringan
5. Ciri H, Digunakan untuk pengaman instalasi penerangan bangunan.
2.5
Saklar Tunggal
Saklar adalah komponen listrik yang berfungsi sebagai pemutus dan
penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik pada rangkaian listrik
tertutup. Berbagai jenis saklar tersedia sesuai dengan fungsi, jenis dan cara
pemasangannya. Salah satunya adalah saklar tunggal yang digunakan untuk
menghidupkan dan mematikan satu buah atau satu kelompok beban listrik. Dalam
hal ini adalah beban penerangan atau lampu listrik sebagai simulator motor.
29
Gambar 2.23 Simbol saklar tunggal
2.6
Penghantar (Kabel)
Penghantar yang digunakan untuk instalasi listrik adalah penghantar yang
dilindungi
dengan isolasi atau disebut dengan kabel. Perkembangan penghantar
semakin pesat seiring berkembangnya bahan-bahan isolasi, sehingga banyak
bermunculan jenis penghantar baru. Untuk mempermudah identifikasi dari jenis
kabel yang ada, maka diadakan suatu penandaan dari huruf maupun angka. Kode
pengenal kabel yang sering digunakan adalah sebagai berikut :
N
: Kabel jenis standar, dengan tembaga sebagai penghantar
Y
: Isolasi PVC (poly vinil chlorid)
A
: Kawat tembaga pejal
Y
: Selubung PVC
F
: Kawat tembaga serabut
R
: Kawat baja bulat
NA
: Jenis kabel standar, dengan alumunium sebagai penghantar
re
: Penghantar kawat bulat
rm
: Penghantar bulat berkawat banyak
Contoh :
a. NYA 4 re 450/750 V
Menyatakan suatu kawat berisolasi untuk tegangan nominal
450/750 Volt. Berisolasi PVC, mempunyai penghantar tembaga
padat bulat dengan luas penampang nominal 4 mm2.
b. NYM 4 x 25 rm 500 V
30
Menyatakan kabel dengan empat inti untuk tegangan nominal 500
Volt, berisolasi dan berselubung PVC dan mempunyai penghantar
tembaga bulat yang dipilin dengan luas penampang nominal 25
mm2.
2.6.1 Standar Warna
Kabel listrik memiliki identifikasi kode warna yang dibuat sesuai standar.
Menurut PUIL 2000 tabel 7.2-1 Kabel dengan inti tunggal memiliki standar sesuai
2.5
tabel
Tabel 2.5 Standar warna kabel tunggal
No
1
2
3
4
5
6
Warna Selubung
Merah
Kuning
Hitam
Biru
Kuning - Hijau
Warna Lainnya
Penggunaan
Fasa R
Fasa S
Fasa T
Netral
Pentanahan
Kontrol
2.6.2 Jenis Penghantar yang Digunakan
a. Kabel NYA
Kabel NYA hanya memiliki satu penghantar berbentuk pejal, kabel ini
pada umumnya digunakan pada instalasi rumah tinggal. Dalam pemakaiannya
pada instalasi listrik harus menggunakan pelindung dari pipa union atau paralon /
PVC ataupun pipa fleksibel. Kabel NYA memiliki karakteristik sebagai berikut :
Tegangan nominal
: 400/690 (600)
Jumlah Inti
: 1
Luas penampang
: 0,5 – 400 mm2
Penggunaan
: Didalam pipa, diatas/didalam plesteran
31
Penghantar tembaga
Isolasi PVC
Gambar 2.24 Kabel NYA
b. Kabel NYAF
Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga
serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan
fleksibilitas yang tinggi. Adapun karakteristik dari kabel NYAF adalah:
Tegangan nominal
: 400/690 (600)
Inti
: Serabut
Luas penampang
: 0,5 – 400 mm2
Penggunaan
: Didalam pipa, diatas/didalam plesteran
Penghantar tembaga serabut
Isolasi PVC
Gambar 2.25 Kabel NYAF
32
c. Kabel NYM
Kabel NYM adalah kabel yang memiliki beberapa penghantar dan
memiliki isolasi luar sebagai pelindung. Konstruksi dari kabel NYM terlihat pada
gambar.
Penghantar dalam pemasangan pada instalasi listrik, boleh tidak
menggunakan pelindung pipa. Namun untuk memudahkan saat peggantian kabel
/dalam dinding / beton menggunakan selongsong pipa. Karakteristiknya yaitu:
Tegangan nominal
: 230/400 (300)
Jumlah Inti
: 1-5
penampang
Luas
: 1,5 – 35 mm2. Bila berinti tunggal hanya sampai 16 mm2
Penggunaan
: Didalam pipa, diatas/didalam plesteran,di atas kayu.
Gambar 2.26 Kabel NYM
2.6.3 Kemampuan Hantar Arus ( KHA )
Kemampuan Hantar Arus suatu kabel dapat dinyatakan sebagai
kemampuan maksimum kabel untuk dilalui arus secara terus-menerus tanpa
menyebabkan kerusakan pada kabel tersebut.
Menurut Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 pasal 5.5.3.1
penghantar sirkit akhir yang menyuplai motor tunggal tidak boleh mempunyai
KHA kurang dari 125% arus pengenal beban penuh. Untuk menentukan besarnya
KHA dapat menggunakan persamaan : KHA = 1,25 x In
Jika KHA telah diketahui maka untuk menentukan luas penampang dipilih
kabel yang memiliki nilai yang diatasnya (pada tabel 2.6). Untuk kabel daya
33
diperhatikan juga rating MCB yang dipilih. Jika nilai KHA masih dibawah rating
MCB, maka ditetapkan rating MCB sebagai nilai KHA minimal yang digunakan.
Dengan tujuan apabila terjadi gangguan, kabel masih dapat menghantarkan arus
sebelum
MCB memutuskan rangkaian.
Dibawah ini adalah tabel untuk menentukan luas penampang penghantar.
Diambil dari tabel 7.3-1 pada PUIL 2000.
Tabel 2.6 Cara untuk menentukan luas penampang penghantar
2.7
Fitting
Fitting atau dudukan lampu adalah suatu alat untuk menghubungkan
lampu
dengan
kawat-kawat
jaringan
listrik
secara aman.
Berdasarkan
pemakaiannya bentuk fitting terdapat beberapa macam, yaitu fitting tempel
34
(fitting duduk), fitting gantung, fitting bayonet, gabungan antara fitting dengan
stip kontak, dan lain-lain. Dibawah ini contoh fitting model tempel.
2.8
Gambar 2.27 Fitting model tempel
Lampu Pijar
Lampu pijar merupakan lampu yang menghasilkan cahaya dengan cara
memanaskan serabut pijar (filamen). Serabut pijar adalah kawat logam halus yang
mempunyai hambatan terhadap arus yang mengalir. Didalam serabut pijar inilah
tenaga listrik diubah menjadi panas dan cahaya. Bola lampu dibuat dari kaca yang
jernih, udaranya telah diambil dari bola sedemikian rupa hingga tinggal
menghabiskan bola lampu hampa udara tanpa terdapat zat asam lagi. Keadaan
seperti ini akan mencegah filamen terbakar habis.
Gambar 2.28 Lampu pijar
Jika bola lampu diisi dengan gas argon, maka gas argon itu akan mencegah
filamen menguap. Filamen yang menyala didalam tempat yang diisi gas argon
suhunya menjadi lebih tinggi, sehingga akan lebih banyak menghasilkan cahaya.
Untuk membaurkan cahaya yang kuat dan berpusat pada serabut pijar, banyak
lampu-lampu yang dibuat dari kaca buram seperti kaca putih susu atau kaca
berwarna. Jenis lampu ini biasanya dipilih dengan alasan untuk hiasan, misalnya
untuk lampu lantai, lampu meja, lampu taman, atau lampu dinding.
35
Selain lampu dengan kaca buram, ada pula lampu yang dilengkapi dengan lapisan
dari bahan pemantul (cermin). Lampu jenis ini dikenal dengan sebutan lampu
sorot atau spot light. Pemakaian lampu sorot banyak terdapat ditaman-taman,
atau ruang pameran.
etalase