(plc) dengan software unity dan vijeo citect

SIMULASI PENGONTROLAN RAMBU LALU LINTAS
MENGGUNAKAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)
DENGAN SOFTWARE UNITY DAN VIJEO CITECT
MURSYALLIM
105097003209
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2010
Abstrak
Sebuah programmable logic controller (PLC) atau pengontrol yang
dapat diprogram adalah komputer digital yang digunakan untuk
otomatisasi proses elektromekanis, seperti kontrol mesin pada jalur
perakitan pabrik, rides hiburan, atau perlengkapan pencahayaan. PLC
digunakan di banyak industri dan mesin. Tidak seperti komputer tujuan
umum, maka PLC dirancang untuk beberapa masukan dan pengaturan
output, suhu berkisar diperpanjang, kekebalan terhadap noise listrik, dan
ketahanan terhadap getaran dan dampak. Program untuk mengendalikan
operasi komputer biasanya disimpan dalam memori yang didukung baterai
atau non-volatile. Sebuah PLC adalah contoh dari sistem real time sejak
hasil output yang dihasilkan harus dalam menanggapi masukan dalam
kondisi waktu yang terbatas, operasi jika tidak akan menghasilkan
iii
Abstract
A programmable logic controller (PLC) or programmable
controller is a digital computer used for automation of electromechanical
processes, such as control of machinery on factory assembly lines,
amusement rides, or lighting fixtures. PLCs are used in many industries
and machines. Unlike general purpose computer, the PLC is designed for
multiple input and output arrangement, extended temperature ranges,
immunity to electrical noise, and resistance to vibration and impact.
Programs to control machine operation are typically stored in batterybacked or non-volatile memory. A PLC is an example of a real time system
since output result must be produced in response to input conditions
within a bounded time, otherwise unintended operation will result.
iv
KATA PENGANTAR
Assalaamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga
skripsi yang berjudul: Perancangan Simulasi Sistem Kontrol
Rambu
Lalu
Lintas
Menggunakan
Programmable
Logic
Controller (PLC) pada Software Untiy Pro XL 3.0 dan Vijeo
Citect V 7.0 dapat diselesaikan dengan baik.
Dalam pengerjaan tugas akhir ini, rintangan dan cobaan datang
silih berganti. Semua itu hampir membuat penulis patah semangat dan
menyerah untuk menyelesaikan skripsi ini. Tetapi semua itu dapat
penulis lalui berkat petunjuk dari Allah SWT dan berkat bimbingan,
bantuan dan dukungan, serta dorongan semangat dari berbagai pihak.
Untuk itu, dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih
dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada
1. Keluarga
yang telah
mendoakan, menyemangati dan
mendukung penulis siang dan malam.
2. Bapak Arif Tjahjono, S.T., M.Si., Dosen Pembimbing I
penulis, terima kasih atas pengertian dan bimbingan yang
sangat berharga.
3. Ibu Elvan Yuniarti, M.Si., Dosen Pembimbing II penulis,
terima kasih atas pengertian dan bimbingan yang sangat
berharga.
4. Sahabat seperjuangan Fisika Konsentrasi Instrument 2005
Saudara Rismal Bachri, Aris Zuhdi, Haykal, Adhie, dan
Taufik.
i
5. Direktur Utama PT. Gerindo Rika Gemilang (GRG) Bapak
Ir. Kamil Husein yang selalu memberikan motivasi dalam
segala hal selama berada dalam lingkungan kantor PT. GRG
6. Seluruh Staff karyawan Engineering dan Teknisi PT. GRG
mas Endang, pak Engkur, mas Dani, mas Wildan, mas Lupy,
mas Leksa, mas Wawan, pak Ugih, pak Iwan, mas Yudi, ibu
Nita, pa Ridwan dan juga saudara Surya kebersamaan kalian
membentuk pribadi penulis lebih baik dari sebelumnya.
7. Sahabat seperjuangan Fisika Konsentrasi Geofisika dan
Material 2005 Saudari Lusiyana, Isti’ana, Iil, Nurhadi, Aris
Krisnawan, Rangga, Syahrul, Andrian dan yang lainnya.
8. Sahabat seperjuangan Prodi Fisika semester terdahulu dan
semester bawah yang selalu membantu baik secara real
ataupun non real, khususnya kepada saudara suhandono aji,
saudari sheila, karima , dan ikrima terima kasih atas
kebersamaannya.
Semoga segala bantuan yang telah diberikan kepada penulis
dibalas oleh Allah SWT dengan pahala yang besar. Amin.
Penulis meminta maaf atas segala kesalahan yang penulis
perbuat baik selama proses pengerjaan skripsi ini hingga penulisan
skripsi ini. Kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis
harapkan untuk perbaikan dan kemajuan di masa mendatang. Terima
kasih.
Wassalaam mu’alaikum Wr. Wb.
Depok, 17 Desember 2010
Penulis
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..................................................................... i
ABSTRAK ........................................................................................ iii
ABSTRACT ...................................................................................... vi
DAFTAR ISI ..................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................ ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah .......................................................... 1
1.2.
Permasalahan Penelitian .......................................................... 2
1.3.
Tujuan Penelitian .................................................................... 2
1.4.
Batasan Penelitian .................................................................... 3
1.5.
Manfaat Penelitian .................................................................... 3
1.6.
Sistematika Penulisan ............................................................... 4
BAB II TEORI DASAR
2.1.
Sensor LDR .............................................................................. 6
2.2.
Element Sensing dan Tranmitter .............................................. 7
2.3.
Sistem Konversi Sinyal ............................................................ 8
2.4.
Sistem Bilangan ........................................................................ 8
v
2.5.
Gerbang Logika ........................................................................ 8
2.5.1. Gerbang Logika Dasar ........................................................ 9
2.5.2. Gerbang Logika Universal ................................................ 10
2.5.3. Kombinasi Gerbang Logika .............................................. 11
2.5.4. Latch ................................................................................. 12
2.5.5. Relay ................................................................................. 13
2.6.
Programmable Logic Controller (PLC) .................................. 13
2.6.1. Prinsip Kerja PLC ............................................................. 15
2.6.2. Model Pemrograman PLC ................................................ 19
2.7.
Perangkat Keras PLC dan Pendukungnya .............................. 20
2.7.1. Prosesor ............................................................................. 20
2.7.2. Unit Power Supply ............................................................ 21
2.7.3. Perangkat pemrograman ................................................... 21
2.7.4. Struktur dan Kapasitas Memori ........................................ 26
2.7.5. Organisasi dan interaksi Memori dengan
Sistem I/O ......................................................................... 26
2.8.
Koneksi Peralatan dengan Modul I/O
Diskret pada PLC ................................................................... 28
2.8.1. Jenis Input PLC ................................................................. 28
2.8.2. Input Tegangan DC ........................................................... 32
2.8.3. Input Tegangan AC ........................................................... 33
vi
2.8.4. Input Tegangan DC/AC .................................................... 34
2.8.5. Jenis Output PLC .............................................................. 35
2.9.
Peralatan/Sensor Tiga Terminal ............................................. 36
2.9.1. Sourching Sensor ................................................................ 36
2.9.2. Sinking Sensor .................................................................... 38
BAB III METODE PENELITIAN
3.1.
Waktu dan Tempat Penelitian ................................................ 39
3.2.
Bahan dan Peralatan Penelitian .............................................. 39
3.3.
Tahapan Penelitian ................................................................. 39
3.3.1. Kondisi-kondisi Rambu Lalu Lintas ................................. 41
3.3.2. Konsep dasar perancangan sistem
rambu lalu lintas tiga arah ................................................ 42
3.3.3. Perancangan Program ....................................................... 46
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Konsep Kerja LDR ................................................................. 59
4.2.
Perancangan program Unity Pro ............................................ 60
4.2.1. Pola Rambu Normal .......................................................... 61
4.2.2. Pola Rambu Kereta ........................................................... 66
4.2.3. Pola Rambu Padat ............................................................. 67
4.3.
Perancangan Program Vijeo Citect ........................................ 67
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan ............................................................................. 78
5.2.
Saran ....................................................................................... 78
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………... 79
LAMPIRAN ……………………………………………………….. 81
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Simbol operasi gerbang logika ................................... 10
Gambar 2.2. Gerbang logika universal ........................................... 11
Gambar 2.3. Skema dekoder dan enkoder ..................................... 11
Gambar 2.4. Ilustrasi rangkaian mekanik yang ekuivalen dengan
multiplexer dan demultiplexer ................................. 12
Gambar 2.5. Skema alur PLC ..................................................... 16
Gambar 2.6. Koneksi peralatan luar dengan
modul input ............................................................ 29
Gambar 2.7. Ilustrasi rangkaian internal yang menghubungkan setiap
terminal Input dengan terminal common .................. 30
Gambar 2.8. Rangkaian pada modul input PLC tipikal untuk jenis
masukan tegangan DC ................................................ 32
Gambar 2.9. Koneksi peralatan luar dengan modul input PLC jenis
input DC ................................................................ 33
Gambar 2.10.Rangkaian pada modul input PLC tipikal untuk jenis
masukan tegangan AC ............................................. 34
Gambar 2.11.Koneksi peralatan luar dengan modul input PLC jenis
input AC ................................................................ 34
ix
Gambar 2.12.Rangkaian pada modul input PLC tipikal untuk jenis
masukan tegangan AC/DC ......................................... 35
Gambar 2.13.Koneksi peralatan luar dengan modul input PLC jenis
input AC/DC .......................................................... 35
Gambar 2.14.Sensor jenis sourching/PNP ...................................... 37
Gambar 2.15.Sensor jenis sinkin/NPN .......................................... 38
Gambar 3.1. Bagan alur perancangan system rambu
lalu lintas ................................................................ 40
Gambar 3.2. Kondisi arah utara terbuka ......................................... 44
Gambar 3.3. Kondisi jalur kereta memotong jalur utara ................ 45
Gambar 3.4. Langkah memanggil program Unity Pro…................. 47
Gambar 3.5. Memulai program baru pada Unity Pro ..................... 48
Gambar 3.6. Pemilihan seri PLC ..................................................... 49
Gambar 3.7. Penamaan Project (penamaan sebuah program) ......... 49
Gambar 3.8. Tampilan sebuah PLC ............................................. 50
Gambar 3.9. Topological Address Module ................................... 51
Gambar 3.10.Module yang telah terisi .......................................... 52
Gambar 3.11.Tabel pengisian variable baik input
maupun output ......................................................... 52
Gambar 3.12.Pemilihan model pemrograman yang akan
digunakan .............................................................. 54
Gambar 3.13.Layar untuk pembuatan dengan model function block
diagram (FBD) ....................................................... 55
Gambar 3.14.Jendela
untuk
memanggil
gerbang-gerbang
atau
instruksi logika .......................................................... 55
Gambar 3.15.Pemanggilan program Vijeo Citect ........................... 56
Gambar 3.16.New Project Graphic ............................................. 57
Gambar 3.17.Penamaan New Project ........................................... 57
Gambar 3.18.Pemilihan tipe template Vijeo Citect ........................ 58
Gambar 3.19.Template Vijeo Citect ............................................... 58
Gambar 4.1. Penempatan Sensor LDR ......................................... 60
Gambar 4.2. Tampilan program yang digunakan dalam
Unity Pro ............................................................... 61
Gambar 4.3. Tampilan gerbang logika AND dan
funsinya .................................................................. 62
Gambar 4.4. Skema rangkaian reset PLC ....................................... 63
Gambar 4.5. Sistem setiap rambu dengan
beberapa gerbang logika .......................................... 65
Gambar 4.6. Kondisi dasar rambu
sebelum memulai ..................................................... 69
Gambar 4.7. Respon yang diberikan setelah menerima respon dari
sensor LDR .......................................................... 70
Gambar 4.8. Kondisi
keadaan
rambu
saat
kereta
melalui
persimpangan .............................................................. 71
Gambar 4.9. Kondisi
rambu
menjelang
akhir
kereta
melaju
persimpangan rambu ............................................... 72
Gambar 4.10.Keadaan untuk jalur utara terbuka kesegala arah baik
menuju barat maupun timur ....................................... 73
Gambar 4.11.Keadaan untuk jalur timur terbuka kesegala arah baik
menuju utara maupun barat ...................................... 74
Gambar 4.12.Keadaan hati-hati ................................................... 75
Gambar 4.13.Kesinergisan antara setiap
rambu lalu lintas ...................................................... 76
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Perkembangan teknologi yang sedemikian pesat khususnya
dibidang transportasi menyebabkan tingginya angka pertumbuhan
kendaraan bermotor. Peningkatan pertumbuhan kendaraan bermotor
dari tahun ke tahun ini semestinya harus diimbangi dengan sarana dan
prasana yang harus memadai untuk kelancaran laju dari kendaraan
bermotor tersebut, namun ternyata kondisi sarana dan prasarana yang
tersedia untuk para pengguna jalan pada umumnya tidak dapat
menyeimbangi laju pertumbuhan kendaraan bermotor, sehingga
menimbulkan berbagai maslah terutama kepadatan disetiap jalur
transportasi, khususnya kawasan jalur transportasi di ibu kota Jakarta.
Melihat fenomena tersebut maka perlu dilakukan suatu tindakan
untuk memecahkan atau bahkan mengurangi masalah yang terjadi
pada jalur transportasi. Pemecahan masalah ini diharapkan dapat
memperbaiki sarana dan prasana yang sesuai dengan jumlah kendaraan
bermotor yang ada, atau mengurangi laju kepadatan dengan jalan
pengaturan jalur kendaaraan yang baik dengan pengaturan sistem
rambu lalu lintas yang respon terhadap berbagai kondisi yang ada.
1
Oleh karenanya, menjadi sangat penting untuk dilakukan penelitian
tentang penerapan sistem kontrol rambu lalu lintas terutama untuk
mengurangi tingkat kepadatannya, dalam hal ini akan dibuat simulasi
dengan tiga jalur untuk kendaraan bermotor dan tambahan satu jalur
yang memotong salah satu jalur rambu lalu lintas dengan
menggunakan Programmable Logic Controller (PLC).
1.2.
Permasalahan Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya,
maka permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimanakah
merancang suatu sistem kontrol rambu lalu lintas tiga persimpangan
dengan permasalahan pada salah satu persimpangan terpotong oleh
jalur kereta yang dapat menyebabkan kondisi sistem rambu lalu lintas
terganggu bila kereta melaluinya dan kepadatan kendaraan bila dari
masing masing persimpangan tidak seimbang satu sama lainnya.
1.3.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membuat simulasi sistem kontrol
pada rambu lalu lintas di tiga arah persimpangan dengan berbagai
permasalahan dengan menggunakan software Unity Pro XL 3.0 dan
Vijeo Citect 7.0.
2
1.4.
Batasan Penelitian
Pada penelitian ini hanya dibatasi mengenai beberapa hal yang
terkait dengan sistem kontrol rambu lalu lintas ini, yaitu:
1. Persimpangan rambu lalu lintas hanya memiliki tiga
persimpangan dengan posisi dari arah utara, barat dan
timur.
2. Posisi jalur kereta berada pada posisi memotong jalur utara
dan sejajar dengan arah barat maupun timur.
3. Permasalahan hanya melingkupi sistem kontrol pada tiga
persimpangan yang hanya memiliki jalur untuk satu
kendaraan roda empat dengan pendeteksi kendaraan berupa
sensor LDR.
4. Pemprograman control menggunakan software Unity dan
Vijeo Citect.
1.5.
Manfaat Penelitian
Dengan
adanya
penelitian
ini
diharapkan
dapat
mengkondisikan suatu kepadatan kendaraan pada setiap persimpangan
jalur utama yang sering kali terjadi kemacetan, sehingga dapat
mengurangi
kemacetan
yang
berlarut-larut
dengan
berbagai
pengkondisian yang sesuai.
3
1.6.
Sistematika Penulisan
Pada tugas akhir ini penulis menyertakan lima bab antara lain :
BAB I Pendahulaun
Pada bab ini terdiri dari latar belakang,permasalahan
penelitian, tujuan penelitian, batasan penelitian, manfaat
penelitian dan sistematika penulisan
BAB II Dasar Teori
Pada bab ini teridiri dari teori sistem bilangan, gerbang logika,
Programmable logic Controller (PLC), dan sistem kendali.
BAB III Metode Penelitian
Metodologi Studi pemikiran menggambarkan variable yang
menjadi fokus studi penelitian, hubungan antar variable dan
alur studi penelitian. Kerangka pemikiran ini penulis
menyajikan sebuah gambar, bagan alir, atau sketsa yang
menggambarkan rencana studi penelitian.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Pada Pembahasan Studi Penelitian ini penulis menerangkan
segala sesuatunya yang berkaitan dengan Studi Penelitian yang
penulis kaji. Dari pemilihan judul, pengambilan konsep,
menyesuaiakan konsep kedalam simulasi, perancangan konsep
4
ke dalam simulasi lalu pembuatan program simulasi hingga
penyelesaian permasalahan - permasalahan simulasi.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan dan saran ini merupakan rangkuman utama dari
uraian-uraian yang dijelaskan pada BAB sebelumnya.
5
BAB II
Tinjauan Pustaka
2.1.
Sensor LDR
Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada
disekitar. Sensor yang terkenal untuk mendeteksi cahaya adalah sensor
LDR yaitu singkatan dari Light Dependent Resistor atau sensor yang
tergantung pada cahaya. LDR digunakan untuk merubah energi cahaya
menjadi energi listrik.
LDR merupakan sebuah sensor yang berbahan semikonduktor
yang dibuat dari cadmium selenoide dan timah sulfide. Sebuah Light
Dependent Resistor (LDR) terdiri dari sebuah piringan bahan
semikonduktor dengan dua buah elektroda pada permukaanya. LDR
tergantung pada cahaya, artinya nilai tahanannya akan berubah-ubah
bila terkena cahaya yang diterima.
Dalam gelap atau dibawah cahaya yang redup, bahan piringan
hanya mengandung elektron bebas dalam jumlah yang relatif sangat
kecil. Hanya tersedia sedikit electron bebas untuk mengalirkan muatan
listrik. Dengan kata lain, nilai tahanan bahan sangat tinggi.
Dibawah cahaya yang cukup terang, lebih banyak electron
yang melepaskan diri dari atom-atom semikonduktor ini. Terdapat
lebih banyak elektron bebas yang dapat mengalirkan muatan listrik.
6
Dalam keadaan ini, bahan bersifat sebagai konduktor yang baik.
Semakin
terang
cahaya
yang
mengenai
permukaan
bahan
semikonduktor LDR, maka semakin banyak pula elektron bebas yang
tersedia dan semakin rendah pula tahanan listrik bahan.
2.2.
Element Sensing dan Transmitter
Ada dua macam output sinyal sistem pengukuran, yaitu sinyal
elektrik dan pneumatik. Pemilihan sinyal pengukuran sangat
ditentukan oleh jenis controller yang akan dipakai, jika controller
yang akan dipakai jenis elektronik tentu akan menggunakan sinyal
elektrik dan juga sebaliknya bila controller pneumatic yang digunakan
tentu sinyal pneumatik yang digunakan.
Menerjemahkan sinyal sistem pengukuran dari sensing element
menjadi yang dapat dimengerti oleh controller, dibutuhkan sebuah unit
yang disebut transmitter. Sebagai standarisasi, sinyal yang keluar dari
transmitter, baik elektrik atau pneumatik dibuat hanya bekerja pada
standar skala tertentu. Untuk sinyal pneumatik, skala kerjanya 3-15 psi
atau sekitar 0,2 – 1 kg/cm2 dan untuk sinyal elektrik skala kerjanya ada
dalam dua bentuk, yaitu sinyal arus atau sinyal tegangan. Skala kerja
sinyal arus selalu 4 -20 mA atau sinyal 10 – 50 mA, dan skala kerja
tegangan yaitu 1 – 5 VDC atau 0 – 10VDC.
7
2.3.
Sistem Konversi Sinyal
Seperti yang sebelumnya bahwa pada dasarnya ada dua sistem
transmisi sinyal, yaitu sistem pneumatic dan sistem elektrik/elektronik.
Sistem transmisi elektronik kemudian terbagi lagi menjadi dua bagian,
yaitu transmisi analog dan transmisi elektronik digital. Kerja sistem
elektronik analog sama benar dengan kerja sinyal sistem pneumatik,
dimana bekerja dalam bentuk persentasi sinyal dari 0% sampai 100%.
2.4.
Sistem Bilangan
Banyak sistem bilangan yang umum digunakan pada piranti
digital, diantara yang biasa digunakan adalah sistem bilangan biner,
octal, decimal dan heksa decimal. Sistem bilangan yang paling mudah
diterapkan di dalam mesin digital adalah sistem bilangan biner (basis2) karena sistem tersebut hanya mengenal 2 keadaan dan kemudian
disimbolkan dengan dua angka yakni 0 dan 1. Dalam sistem biner
(Basis-2) mempunyai symbol angka (numeric) sebanyak 2 buah
symbol, yaitu 0 dan 1.
2.5.
Gerbang Logika
Hakekatnya rangkaian elektronika digital ialah menghasilkan
keluaran digital dari masukan digital. Dalam sistem biner hanya
diizinkan dua keadaan yang tegas berbeda. Dua keadaan tersebut bisa
berupa hidup-mati, terbuka-tertutup dan lain sebagainya.
8
Dengan demikian pada gerbang logika memenuhi aturan main
aljabar logika atau aljabar Boole atau sistem biner. Kenyataanya dalam
aljabar Boole hanya mengenal tiga operasi dasar yaitu OR, AND, dan
NOT.
2.5.1. Gerbang Logika dasar
Gerbang logika merupakan rangkaian elektronika yang
digunakan untuk membuat suatu keputusan logika. Ada beberapa
gerbang logika yang umum digunakan, yaitu AND, OR, NOT, NAND,
NOR, dan XOR. Gerbang NAND dan NOR disebut dengan gerbang
logika universal, sedangkan gerbang XOR (Exclusive-OR) merupakan
jenis gerbang logika lain yang dapat dibangun dari gerbang logika
AND, OR, dan NOT. Berikut ini gambar simbol operasi gerbang
logika dasar.
9
Y = A.B
Y = A+B
Y = A’
Gerbang AND
Gerbang OR
Gerbang NOT
Y = (A.B)’
Gerbang NAND
Y = (A+B)’
Gerbang NOR
Y = A⊕B
Gerbang XOR
Gambar 2.1. Simbol operasi gerbang logika dasar
Sebuah gerbang logika dapat terdiri dari beberapa input dan
sebuah output, dimana outputnya ditentukan jenis operasi logika yang
dilakukan oleh gerbang tersebut.
2.5.2. Gerbang Logika Universal
Gerbang NAND dan NOR disebut dengan gerbang logika
universal. Hal ini berarti bahwa semua gerbang logika dasar dapat
dibentuk dari kombinasi kedua gerbang logika universal. Berikut ini
gambar simbol operasi gerbang logika universal..
10
Gerbang NAND
Gerbang NOR
Gambar 2.2. Gerbang logika universal
Pembentukan gerbang logika dasar dari gerbang logika
universal dilakukan dengan menggunakan aturan pada aljabar
Boolean.
2.5.3. Kombinasi Gerbang Logika
Dekoder adalah rangkaian elektronika memiliki input lebih
banyak daripada output, dimana kode input dikonversi menjadi kode
output yang berbeda. Salah satu contoh decoder adalah dekoder N ke
2N. Sedangkan Encoder merupakan rangkaian yang memiliki operasi
kebalikan dari dekoder. Input pada encoder lebih sedikit dibandingkan
dengan output, misalnya pada encoder 2N ke N. Berikut ini gambar
skema decoder dan encoder.
Decoder
Encoder
Gambar 2.3. Skema dekoder dan encoder
11
Multiplexer (Mux) adalah rangkaian saklar digital yang
menghubungkan salah satu dari beberapa input ke output. Multiplexer
bekerja sebagai saklar multiposisi yang dikontrol secara digital,
dimana kode biner digunakan untuk menentukan posisi input yang
akan dihubungkan dengan output. Demultiplexer (Demux) merupakan
rangkaian yang memiliki operasi kebalikan dari multiplexer. Kode
biner pada demultiplexer digunakan untuk menentukan posisi output
mana yang akan dihubungkan dengan input. Berikut ini gamabr simbol
ilustrasi dari sebuah multiplexer dan demultiplexser.
Multiplexer
Multiplexer
Demultiplexer
Demultiplexer
Gambar 2.4. Ilustrasi rangkaian mekanik yang ekivalen
dengan multiplexer dan demultiplexer.
2.5.4. Latch
Gerbang logika adalah rangkaian elektronika yang digunakan
untuk membuat suatu keputusan logika. Ada beberapa gerbang logika
yang umum digunakan, yaitu AND, OR, NOT, NAND, dan NOR.
12
Gerbang NAND dan NOR disebut gerbang logika universal,
sedangkan gerbang XOR (Exclusive-OR) merupakan jenis gerbang
logika lain yang dapat dibangun dari gerbang logika AND, OR, dan
NOT.
Sebuah gerbang logika dapat terdiri dari beberapa masukan dan
sebuah keluaran, dimana keluarannya ditentukan jenis operasi logika
yang dilakukan oleh gerbang tersebut. Gerbang logika merupakan
rangkaian TTL (Transistor-Transistor Logic) dan CMOS yang
dibentuk dalam sebuah rangkaian terintegrasi (IC) untuk implementasi
rangkaian digital.
2.5.5. Relay
Didalam PLC terdapat element-element yang digunakan untuk
menyimpan data, yaitu bit-bit, dan menjalankan fungsi-fungsi relay,
yaitu data disambungkan dan diputuskan dan dapat menyambungkan
dan memutuskan perangkat-perangkat lain.
2.6.
Programmable Logic Controller (PLC)
Programmable pertama kali dirancang
oleh perusahaan
General Motor (GM) sekitar tahun 1968 untuk menggantikan control
relay pada proses sekuensial yang dirasakan tidak fleksibel dan
berbiaya tinggi. Pada saat itu, hasil rancangan telah benar-benar
13
berbasis komponen solid state dan memiliki fleksibilitas tinggi, hanya
secara fungsional masih terbatas pada kontrol-kontrol relai saja.
Seiring perkembangan teknologi solid state, saat ini PLC
mengalami perkembanganluar biasa, baik dari ukuran, kepadatan
komponen serta dari segi fungsionalnya. Beberapa peningkatan
perangkat keras dan perangkat lunak ini diantaranya adalah:
a. Ukuran semakin kecil dan kompak.
b. Jumlah input dan output yang semakin banyak dan padat.
c. Beberapa jenis dan tipe PLC dilengkapi dengan modul-modul
untuk tujuan kontrol kontinu, misalnya modul ADC/DAC, PID,
modul fuzzy, dan lain-lain.
d. Pemrograman relative semakin mudah. Hal ini terkait dengan
perangkat lunak pemrograman yang semakin user friendly.
e. Memiliki kemampuan komunikasi dan sistem dokumentasi
yang semakin baik.
f. Jenis instruktur/fungsi semakin banyak dan lengkap.
g. Waktu eksekusi program yang semakin cepat.
Berdasarkan jumlah input/output yang dimilikinya, secara
umum PLC dapat dibagi menjadi tiga kelompok besar:
1. PLC Mikro. PLC dapat dikategorikan mikro jika jumlah
input /ouput pada PLC ini kurang dari 32 terminal.
14
2. PLC Mini. Kategori ukuran mini ini adalah jika PLC
tersebut memiliki jumlah input/output antara 32 sampai 128
terminal.
3. PLC Large. PLC ukuran ini dikenal juga dengan PLC tipe
rack. PLC dapat dikategorikan sebagai PLC besar jika
jumlah input/output-nya lebih dari 128 terminal.
Fasilitas, kemampuan dan fungsi yang tersedia pada setiap
kategori tersebut pada umumnya berbeda satu dengan lainnya.
Semakin sedikit jumlah input/output pada PLC maka jenis instruksi
yang tersedia juga semakin terbatas.
Untuk menambah fleksibilitas penggunaan, terutama untuk
mengantisipasi perkembangan dan perluasan sistem control pada
aplikasi tertentu, PLC dengan ukuran mini dan besar umumnya
dirancang bersifat modular. Artinya, unit input/output PLC berupa
modul-modul yang terpisah dari rack atau unit CPU. Unit input/output
ini dapat berupa unit input/output diskret, atau modul-modul analog
seperti unit PID, A/D, D/A dan lain sebagainya.
2.6.1. Prinsip Kerja PLC
Programmable Logic Controller pada dasrnya adalah sebuah
komputer yang khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau
mesin. Proses yang dikontrol ini dapat berupa regulasi variable secara
15
kontinu seperti pada sistem-sistem servo, atau hanya melibatkan
control dua keadaan (On/Off) saja
Secara umum , PLC terdiri dari dua komponen penyusun utama
yaitu Central Processing Unit dan Sistem antar muka. Fungsi dari CPU
adalah mengatur semua proses yang terjadi di PLC. Ada tiga
komponen utama penyusun CPU ini yaitu Prosesor, Memori dan
Power Supply.
Interaksi antar komponen penyusun utama dengan ketiga
komponen penyusun CPU dapat dilihat sesuai dengan gambar 2.5
Perangkat
Pemrograman
Memori
Antarmuka
Input
Antarmuka
Prosesor
Output
Power Supply
Gambar 2.5. Skema alur PLC
16
1. Unit prosessor atau central processing unit (CPU) adalah unit
yang berisi mikroprosessor yang menginterpretasikan sinyalsinyal input dan melaksanakn tindakan-tindakan pengotrolan,
sesuai dengan program yang tersimpan didlam memori, lalu
mengkomunikasikan keputusan-keputusan yang diambilnya
sebgai sinyal-sinyal control ke antarmuka output.
2. Unit catu daya diperlukan untuk mengkonversikan tegangan
a.c. sumber tegangan rendah d.c. (5V) yagn dibutuhkan oleh
prosesor dan rangkaian-rangkaian di dalam modul-modul
antarmuka input dan output.
3. Perangkat pemrograman dipergunakan untuk memasukkan
program yang dibutuhkan ke dalam memori. Program tersebut
dibuat dengan menggunakan perangakat ini dan kemudian
dipindahkan ke dalam unit memori PLC.
4. Unit memori adalah tempat di mana program yang digunakan
untuk melaksanakan tindakan untuk melaksanakan tindakantindakan pengontrolan oleh mikroprosesor disimpan.
5. Bagian input dan output adalah antarmuka di mana prosesor
menerima informasi dari dan menkonsunsikan informasi
control ke perangkat-perangkat eksternal.
Pada dasarnya, operasi PLC ini relative sederhana: peralatan
luar dikoneksikan dengan modul input/output PLC yang tersedia.
17
Peralatan ini dapat berupa sensor-sensor analog, push button, limit
switch, motor starter, selonoid, lampu dan lain sebagainya.
Selama prosesnya, CPU melakukan tiga operasi utama: (1)
membaca data masukan dari perangkat lunak via modul, (2)
mengeksekusi program kontrol yang tersimpan di memori PLC, (3)
meng-update atau memperbaharui data pada modul output, dan ketiga
proses tersebut disebut sebagai scanning.
Secara teknis, program pada memori PLC yang digunakan
untuk mengontrol peralatan ini dibuat dan dimasukkan dengan
menggunakan
perangkat
pemrograman,
yaitu
unit
miniprogrammer/Console atau menggunakan komputer via perangkat
lunka yang menyertainya.
Dibandingkan dengan kedua perangkat pemrograman tersebut,
komputer dewasa ini lebih banyak digunakan dibandingkan dengan
Console. Pemanfaatan Console biasanya terbatas hanya untuk editing
program PLC saja. Hal ini sebenarnya terkait dengan kemudahan dan
pasilitas pemrograman dari kedua perangkat tersebut. Pemrograman
PLC dengan menggunakan Console biasanya dilakukan dengan
mengetikkan
baris-baris
symbol
program
pada
level
rendah
(menggunakan instruksi-instruksi mnemonic, seperti LD, NOT, dan
lain sebagainya), jika menggunakan komputer, program PLC dapat
dibuat langsung dengan menggunakan teknik standar pemrogramman
18
sekuensial, yaitu diagram ladder. Program yang telah dibuat
selanjutnya ditransfer ke PLC via modul kominikasi yang tersedia.
Perangkat lunak komputer untuk pemrograman PLC ini biasa juga
dilengkapi dengan fasilitas monitoring dan komunikasi.
2.6.2. Model Pemrograman PLC
Berkaitan dengan pemrograman PLC ini, sebenarnya ada lima
model atau metode yang telah distandarisasi penggunaanya oleh IEC
(International Electrical Commision):
1) List Instruksi (Instruction List) – pemrograman dengan
menggunakan
instruksi-instruksi
bahasa
level
rendah
(Mnemonic), seperti LD/STR, NOT, AND, dan lain
sebagainya.
2) Diagram Ladder (Ladder Diagram) – pemrograman berbasis
logika relay, cocok untuk persoalan kontrol diskret yang
input/output hanya memiliki dua kondisi On atau Off seperti
pada sistem control konveyor, lift dan motor-motor industry.
3) Diagram Blok Fungsional (Function Block Diagram) –
pemrograman berbasis aliran data secara grafis. Banyak
digunakan untuk tujuan control proses yang melibatkan
perhitungan-perhitungan kompleks dan akuisisi data analog.
19
4) Diagram Fungsi
Sekuensial (Sequensial Function Chart) –
metode grafis untuk memprogram terstruktur yang banyak
melibatkan langkah-langkah rumit, seperti pada bidang
robotika, perakitan kendaraan, Batch Control, dan lain
sebagainya.
5) Teks Terstruktur (Structured Text) metode
sebelumnya,
tidak seperti keempat
pemrograman
ini
menggunakan
statemen-statemen yang umum dijumpai pada bahasa level
tinggi (high level programming) seperti If/Then, Do/While,
Case, For/Next, dan lain sebagainya. Dalam aplikasinya,
model ini cocok untuk perhitungan-perhitungan matematis
yang kompleks, pemrosesan tabel dan data, serta fungsifungsi kontrol yang memerlukan algoritma khusus.
2.7. Perangkat Keras PLC dan Pendukungnya
Sebagaimana telah sedikit disinggung pada bab sebelumnya,
perangkat keras PLC pada dasarnya tersusun dari empat komponen
dasar yaitu: Prosesor, Power Supply, Memori dan Modul Input/Output.
Dalam hal ini, prosesor akan mengontrol peralatan luar yang
terkoneksi dengan modul output berdasarkan kondisi perangkat input
serta program ladder yang tersimpan pada memori PLC tersebut.
20
2.7.1. Prosesor
Fungsi utama sistem prosesor pada PLC adalah mengatur tugas
pada sistem PLC. Selain itu, pada sistem ini dilakukan operasi-operasi
matematis,
manipulasi data,
sebagainya.
Mikroprosesor
tugas-tugas
yang
diagnostic,
digunakan
PLC
dan
ini
lain
dapat
dikategorikan berdasarkan panjang atau ukuran jumlah bit dari regiterregister prosesor tersebut. Ukuran standar jumlah bit yang umum
adalah 8, 16, dan 32 bit. Semakin panjang ukuran jumlah bit, semakin
cepat pula proses yang terjadi pada PLC tersebut.
Tugas dasar PLC adalah membaca seluruh peralatan input serta
mengeksekusi program yang tersimpan di memori. Berdasarkan logika
program ini, PLC akan mengontrol perangkat output yang terhubung
dengan PLC. Setiap akhir scan, prosesor akan mengeluarkan sinyal
yang dinamakan sinyal end of scan (EOS).
Waktu yang dipergunakan untuk menyelesaikan satu kali scan
ini dinamakan waktu scan (scan time). Waktu scan adalah waktu total
yang di perlukan prosesor untuk mengeksekusi program dan
memperbaharui input/ouput-nya. Waktu scan ini secara umum
dipengaruhi oleh dua factor utama, yaitu:
•
Jumlah memori yang diperlukan oleh program PLC (jumlah
anak tangga pada diagram ladder).
21
•
Jenis instruksi yang digunakan dalam program PLC.
2.7.2. Unit Power Supply
Umumnya , power supply PLC ini membutuhkan tegangan
masukan dari sumber AC yang besarnya bervariasi antara 120 sampai
220 VAC. Hanya sebagian kecil PLC yang membutuhkan tegangan
input dari sumber DC (umumnya, besar sumber tegangan ini adalah
24VDC).
Power Supply PLC biasanya dirancang untuk dapat menolerir
variasi tegangan masukan antara 10 sampai 15 %. Jika batas variasi
tegangan masukan ini dilampaui maka umumnya power supply akan
mengeluarkan perintah ke CPU untuk mematikan sistem PLC. Secara
praktis, setiap power supply ini memiliki rating atau jumlah arus
maksimum yang masih dapat diberikan pada level tegangan tertentu.
Untuk kasus-kasus tertentu mungkin saja rating arus ini kurang
memenuhi kebutuhan sehingga kalau dipaksakan misalnya, akan
terjadi situasi undercurrent yang sering menyebabkan kesalahan
interminent yaitu kesalahan yang sukar dideteksi penyebabnya. Untuk
menghindari situasi undercurrent ini, kita dapat menambah power
supply lain khusus untuk kebutuhan sistem input/output PLC tersebut.
22
2.7.3. Perangkat Pemrograman
Pada dasarnya, PLC ini secara umum diprogram dengan
menggunakan instruksi-instruksi yang ralatif sejenis. Perbedaannya
terletak pada mekanisme untuk memasukkan program kedalam
memori PLC tersebut. Dalam hal ini ada dua perangkat pemprograman
yang biasa digunakan:
Miniprogrammer atau Console
Miniprogrammer atau dikenal juga manual programmer adalah
sebuah
perangkat
seukuran
kalkulator
saku
yang
berfungsi
memasukkan instruksi-instruksi program kedalam PLC. Umumnya,
instruksi-instruksi program dimasukkan dengan mengetikkan simbolsimbol ladder menggunakan mnemonic. Miniprogrammer dirancang
untuk kompatibel dengan dua atau lebih PLC dalam sebuah keluarga
PLC. selain digunakan untuk memasukkan program ladder, beberapa
jenis miniprogrammer juga dilengkapi fasilitas untuk memonitoring
dan tugas-tugas diagnostic.
Personal Computer
Berkaitan dengan arsitekturnya yang bersifat general pupose
dan sistem operasinya yang standar, umumnya vendor-vendor PLC
menyertakan perangkat lunak PC untuk mengimplementasikan
pemasukan program ladder, pengeditan, dokumentasi dan program
23
monitoring rela time PLC. banyak perangkat lunak tersebut dilengkapi
simulasi dengan symbol-simbol perangkat masukan dan keluaran
secara visual. Dalam perangkat lunak ini, masukan disimbolkan denga
tombol-tombol tekan secara visual, sedangkan keluaran disimbolkan
dengan lampu pijar. Dengan adanya salah satu fasilitas ini
pemrograman PLC menjadi lebih menarik dan sangat bermanfaat
untuk menguji program ladder sebelum ditransfer pada memori PLC.
Memori
Memori adalah area dalam CPU PLC tempat data serta program
disimpan dan dieksekusi oleh prosesor. Secara umum, memori dibagi
menjadi dua kategori yaitu volatile dimana pada memori ini data akan
hilang bila catu daya PLC mati, memori ini disebut juga dengan RAM
(Random Acces Memory), dan unvolatile yaitu data yang tersimpan
didalamnya tidak akan hilang walaupun catu daya PLC mati.
Sedangkan memori yang dikategorikan seperti unvolatile yaitu:
a. Read-Only Memory (ROM) : Jenis memori ini dirancang
untuk menyimpan program secara permanen. Secara
umum, PLC jarang sekali menggunakan ROM untuk
menyimpan
program-program
aplikasi
pengguna,
kecuali untuk aplikasi-aplikasi khusus yang program
aplikasinya tidak akan pernh diubah. Penggunaan ROM
24
dalam PLC umumnya digunakan untuk menyimpan bios
atau program eksekutif.
b. Programmable Read-Only Memory (PROM): memori
ini adalah salah satu jenis ROM, tetapi dapat diprogram
ulang dengan menggunakan alat pemrograman khusus.
Dalam PLC, memori jenis ini jarang sekali digunakan
untuk menyimpan program pengguna, umumnya hanya
digunakan untuk back-up program saja.
c. Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM):
Memori ini adalah sejenis PROM yang dapat diprogram
ulang setelah program yang sebelumnya tersimpan
dihapus dengan menggunakansinar ultraviolet.
d. Electrical Erasable Programmable Read-Only Memory
(EEPROM): merupakan memori nonvolatile yang
mempunyai RAM dalam fleksibilitaspemprogramnya.
Umumnya, PLC menggunakan memori jenis ini untuk
menyimpan program pengguna. Alasan utamanya
adalah kemudahan dalam mengubah program pada
memori tersebut, yaitu hanya dengan menggunakan
perangkat pemrogram PLC itu sendiri.
25
2.7.4. Struktur dan Kapasitas Memori
Memori PLC ini dapat dipandang sebagai array bit dua
dimensi. Sebuah bit dikatakan dalam keadaan On jika informasi yang
tersimpan bernilai 1 dan Off jika informasi yang tersimpan dalam
keadaan 0. Informasi On/Off yang tersimpan dalam sebuah bit ini
dikenal dengan status bit.
2.7.5. Organisasi
dan
Interaksi
Memori
dengan
Sistem
Input/Output
Memori PLC dipetakan menjadi dua bagian utama, yaitu
bagian Area Executive dan Area Aplikasi. Area Executive ialah
memori yang bersifat permanen. Pada area ini umumnya tersimpan
program BIOS PLC untuk mengatur keseluruhan operasi. Secara
umum, area memori ini tidak dapat dimanipulasi dan diakses oleh
pengguna PLC. sedangkan area Aplikasi ialah memori yang digunakan
untuk menyimpan data dan instruksi program pengguna. Area ini dapat
dibagi lagi menjadi beberapa bagian penting, diantaranya ialah:
a. Tabel Input
: Array input bit yang menyimpan status
masukan dari modul input PLC. jumlah bit pada tabel pada
dasarnya sama dengan jumlah input pada modul input PLC.
26
: Array bit yang menyimpan status sinyal
b. Tabel Output
control dari modul keluaran PLC. Jumlah bit pada tabel pada
dasarnya sama dengan jumlah output pada modul output PLC.
c. Bit-bit Internal
: Lokasi bit-bit internal ini berfungsi
menyimpan bit atau data koil-koil internal relay. Jika
prosesor mengevaluasi program kontrol dan sebuah internal
relay ter-energize, maka kontaktor-kontaktor referensinya
(kontaktor-kontaktor dengan alamat yang sama dengan koil
internal relay tersebut) akan berubah kondisinya. Jika
kontaktor tersebut NO maka kontaktor tersebut akan menutup
(closed), sedangkan jila NC, maka kontaktor tersebut akan
membuka (Open).
d. Bit-bit khusus :
Lokasi
pada
bit ini
digunakan
untuk
menyimpan bit-bit yang memiliki kekhususan (special), misal
bit yang selalu berubah setiap detiknya, bit yang nilainya
selalu nol, bit yang akan bernilai satu ketika scanning
pertama, dan seterusnya. Selain itu, pada bagian ini tersimpan
berbagai macam flag atau status operasi matematika dan
logika.
e. Register/Word : Lokasi ini digunakan untuk menyimpan data
dalam ukuran byte atau word. Nilai atau data yang tersimpan
pada area ini dapat berupa data masukan dari berbagai macam
27
sumber input, seperti input analog, thumbwheel switch, dan
lain sebagainya. Selain itu, lokasi ini digunakan untuk
menyimpan data output, misalnya untuk data seven segment,
meter amalog, control valve dan lain sebagainya. Lokasi pada
register ini juga digunakan untuk menyimpan data-data yang
berkaitan dengan timer dan counter (nilai preset).
f. Memori Program Pengguna : Lokasi ini digunakan untuk
menyimpan program kontrol PLC. Semua intruksi PLC yang
digunakan untuk mengontrol mesin atau proses disimpan pada
lokasi ini. Ketika PLC mengeksekusi program, prosesor
menginterpretasikan
informasi
dalam
memori
program
pengguna dan mengontrol data-data bit referensi pada tabel
data yang berkaitan dengan input/output real.
2.8.
Koneksi Peralatan dengan Modul Input/Output Diskret
pada PLC
Sistem
input/output
diskret
pada
dasarnya
merupakan
antarmuka yang mengkoneksikan Central Processing Unit (CPU)
dengan peralatan input/output luar. Lewat sensor-sensor yang
terhubung dengan modul ini, PLC mengindra besaran-besaran fisik
yang terasosiasi dengan sebuah proses atau mesin. Berdasasrkan status
28
dari input dan program yang tersimpan dimemori PLC, CPU
mengontrol perangkat luar yang terhubung dengan modul output.
2.8.1. Jenis Input PLC
Berkaitan dengan rangkain internal pada modul input PLC,
jenis dan level tegangan pada modul input/output umumnya telah
ditentukan oleh vendor pembuat PLC. Berikut ini merupakan jenis
input pada PLC yang umum dijumpai dipasaran:
• Input tegangan DC 12-24 Volt
• Inptu tegangan AC 200-240 Volt
• Input tegangan AC/DC 12-24 Volt
Push button
0
+
Power Supply
-
Temperatur switch
1
2
3
4
5
6
7
Com
Gambar 2.6. Koneksi peralatan laur dengan modul input
Pada umumnya, setiap terminal input pada PLC ini
memerlukan power supply luar untuk menyuplai arus yang digunakan
untuk operasi sensor yang terhubung maupun rangkain input itu
sendiri. Gambar 2.6. memperlihatkan cara mengkoneksikan peralatan
29
luar dengan sebuah modul input tegangan DC 24 volt. Dalam gambar
terlihat bahwa ada dua buah input: push button dan temperature switch
yang masing-masing bertipe NO. jika saklar-saklar ini dalam keadaan
terbuka maka tidak akan terjadi tegangan yang melintasi terminal input
ini relative terhadap terminal common (COM). Jika salah satu atau
kedua saklar ini tertutup maka akan timbul tegangan yang melintasi
terminal-terminal input tersebut. Hal ini dimungkinkan karena pada
kenyataannya ada rangkaian internal input dengan terminal common
(COM), sehingga akan terbentuk kalang tertutup antara terminal
positif dan terminal negative power supply. Jika saklar yang terhubung
pada terminal tersebut tertutup (on), hal ini akan seperti diilustrasikan
pada Gambar 2.6. (gamabr tersebut hanya memperlihatkan hubungan
dua buah port terminal saja, yaiut port 0 dan 1 dengan common).
Berikut merupakan ilustrasi tangkaian internal.
Pushbutton
0
+
Power Supply
-
Temperatur switch
1
2
3
4
5
6
7
Com
Gambar 2.7. Ilustrasi rangkaian internal yang
menghubungkan setiap terminal input dengan terminal common
30
Ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan ketika
memutuskan PLC dengan jenis input tegangan yang akan digunakan.
Beberapa
kelebihan
dan
kekurangan
yang
patut
dijadikan
pertimbangan di antaranya adalah:
a. Input tegangan DC umumnya membutuhkan tegeangan
yang
relative
kecil
sehingga
aman
dalam
penggunaanya.
b. Input tegangan DC dapat dikoneksikan pada banyak
peralatan input.
c. Input tegangan DC relative lebih cepat menanggapi
masukan dibandingkan dengan PLC jenis input
tegangan AC.
d. Sinyal
AC
lebih
kebal
terhadapa
gangguan
dibandingkan dengan tegangan DC.
e. Sumber
tegangan
AC
relative
lebih
murah
dibandingkan dengan sumber DC.
f. Sinyal AC sangat umum digunakan pada kebanyakan
perlatan otomatisasi.
31
2.8.2. Input Tegangan DC
Gambar berikut merupakan rangkaian listrik pada salah satu
port (terminal) modul input tegangan DC yang dapat dijumpai
padasebuah PLC tipikal beserta koneksinya dengan peralatan
masukan. Berikut meupakan rangkaian pada modul PLC
Push button
Input
Rangkaian
Internal
CPU
Com
Optocoupler
Indikator Input
Gambar 2.8. Rangkaian pada modul input PLC tipikal
untuk jenis masukan tegangan DC
Dari gambar, terlihat bahwa secra fisik rangkaian pada modul
ini terpisah dari rangkaian internal (CPU). Isolasi rangkaian ini
menggunakan optocoupler dengan dua buah diode pemancar yang
dipasang antiparallel. Hal ini dilakukan untuk tujuan felsibilitas
penyambungan terminal input dengan catu daya penggerak sensor atau
saklar yang terhubung. Dalam hal ini terminal comoon pada modul
dapat dihubungkan baik dengan polaritas yang lebih positif atau lebih
negative dari catu dayanya(Gambar 2.8. garis putus-putus pada
rangkaian
catu
daya
menunjukkan
alternatif
lain
pada
32
penyambungannya). Adapun pemasangan resistor dan kapasitor pada
rangkaian tersebut bertujuan untuk membatasi arus yang mengalir
serta berfungsi juga sebagai filtering.
Gambar 2.9. dibawah ini memperlihatkan koneksi yang dapat
dilakukan antara modul input PLC dengan peralatan luar berupa saklar
sederhana (Peralatan dua terminal).
0
1
2
3
4
5
6
7
Com
12-24 VDC
Gambar 2.9. Koneksi peralatan luar dengan modul input
PLC jenis input DC
2.8.3. Input Tegangan AC
Pada input tegangan AC ini juga menggunakan diode pemancar
yang dipasang antiparallel uanutk melewatkan arus bolak-balik ketika
sebuah terminal masukan terhubung dengan sumber tegangan AC,
seperti gambar 2.10. berikut:
33
Push button
Input
Rangkaian
Internal
CPU
Com
Optocoupler
Indikator Input
Gambar 2.10. Rangkaian pada modul input PLC tipikal untuk
jenis masukan tegangan AC
Koneksi peralatan luar dengan modul masukan dan sumber
penggerak dapat dilihat pada gambar 2.11. berikut:
0
1
2
3
4
5
6
7
C om
220 VA C
Gambar 2.11. Koneksi peralatan luar dengan
modul input PLC jenis input AC
2.8.4. Input Tegangan DC/AC
Rangkaian internal untuk PLC tipikal dengan sumber tegangan
jenis DC/AC ini hamir sama denganragnkaian internal modul PLC
jenis tegangan DC. Gambar 2.12 berikut merupakan rangkaian internal
modul PLC jenis AC/DC:
34
P u sh bu tton
In pu t
R a n gkaia n
In tern al
CPU
C om
O p tocou pler
In d ikator In p ut
Gambar 2.12. Rangkaian pada modul input PLC
tipikal untuk jenis masukan tegangan AC/DC
Besar tegangan untuk keperluan modul input ini umumnya
adalah 24 volt AC/DC. Pemasangan resistor pada modul ini
dimaksudkan untuk membatasi arus yang mengalir sebagai akibat
penutupan saklar atau sensor input. Gambar 2.13 memperlihatkan
koneksi yang mungkin dilakukan antara peralatan atau sensor luar
dengan modul input PLC ini.
0
1
2
3
4
5
6
7
Com
220 VAC/DC
Gambar 2.13. Koneksi peralatan luar dengan
modul input PLC jenis input AC/DC
2.8.5. Jenis Output PLC
Seperti halnya jenis input, ada tiga jenis output PLC yang juga
popular dipasaran:
35
•
Output Relay
•
Output Transistor
•
Output Triac
Dari ketiganya, output PLC jenis relay adalah yang palign
fleksibel penggunaannya karena dapat menggerakkkan beban AC
maupun DC, namun kelemahannya terletak pada tanggapan switchingnya yang relative lambat (sekitar 10 milidetik) dan mengalami
kerusakan setelah beberapa juta siklus switching. Untuk output PLC
jenis transistor, beban yang dapat dikontrol terbatas pada beban-beban
jenis DC saja, sedangkan Triac terbatas pada beban jenis AC. Untuk
kedua jenis output ini, besar arus yang bias dilewatkan umumnya
adalah 1A, dengan waktu respon kurang dari 1 milidetik.
2.9.
Peralatan/Sensor Tiga Terminal
Dalam banyak aplikasi pengontrolan di industry, digunakan
sensor-sensor tiga terminal seperti proximity switch, photo switch dan
lainsebagainya. Jenis sensor ini pada dasarnya adalah sensor jenis
transistor. Ada dua jenis yang banyak digunakan diantaranya ialah
Sourcing Sensor dan Sinking Sensor.
2.9.1. Sourcihng Sensor
Sensor jenis ini dikenal juga dengan nama sensor transistor
PNP. Hal ini dikarenakan pada dasarnya sensor ini merupakan
36
gabungan anatara detector dengan keluaran transistor PNP seperti
gambar berikut:
Phenomena Fisik
V+
V+
basis
output sensor
PNP
arus
Sensor/detektor
VV-
Gambar 2.14. Sensor jenis sourching/PNP
Cara kerja sensor ini ialah bila dalam keadaan normal masukan
tegangan basis pada transistor kurang lebih sebesar tegangan catu
positif, sehingga transistor berada dalam keadaan OFF. Jika terjadi
sebuah perubahan terhadap besaran yang diindranya, sensor ini akan
mengaktifkan basia dari transisitor keluaran (tegangan basis menjadi 0
volt). Hal ini menyebabkan transistor menjadi ON sehingga aka nada
arus mengalir dari emitter (catu positif) menuju keluaran sensor
(dengan alas an ini, sensor dikatakan sebagai sumber arus).
Untuk apliksai sederhana, keluaran sensor ini sebenarnya dapat
langsung digunakan untuk menggerakkan sebuah beban yang
37
dihubungkan secara langsung terhadap output sensor. Hal ini dapat
dilakukan asal beban yang dihubungkan tidak menyerap arus yang
melampaui kemampuan sensor tersebut.
2.9.2. Sinking Sensor
Gambar 2.15. berikut memperlihatkan rangkaian internal dati
sensor jenis sinking. Keluaran sensor ini adalah sensor jenis NPN .
Dalam keadaan normal, tegangan yang mencatu basis transistor berada
dalam keadaan OFF. Jika terjadi perubahan pada besaran yang
dideteksinya maka akan timbul tegangan basis yang besarnya kurang
lebih sebesar tegangan catu positif yang menyebabkan transistor
menjadi ON. Dengan sedemikian, arus dizinkan mengalir dari output
sensor ke catu negative sensor (sehingga sensor ini dikenal dengan
nama sinking sensor arus).
V+
V+
b as is
Sen sor/d etektor
output se nso r
NPN
a rus
VV-
Gambar 2.15. Sensor jenis sinkin/NPN
38
BAB III
Metode Penelitian
3.1.
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini berlangsung selama 10 bulan, dimulai dari bulan
februari tahun 2010 hingga sampai bulan November 2010, sedangkan
tempat penelitian dilakukan di PT. Gerindo Rika Gemilang dan
pengujian analisa dilakukan di LAB Terpadu UIN Syarif Hidatullah
Jakarta.
3.2.
Bahan dan Peralatan Penelitian
Perlengkapan untuk membantu penelitian ini memerlukan
beberapa alat dan bahan yang mendukung penelitian ini baik dari segi
software maupun hardware, diantaranya ialah sebuah perangkat PC,
Software Unity Pro XL V30 dan Vijeo Citect 7.
3.3.
Tahapan Penelitian
Berikut ini merupakan bagan diagram alur dari tahap awal
hingga tahap akhir dalam penelitan ini:
39
Penentuan Permasalahan
Rambu Lalu Lintas
Penentuan Konsep Pemetaan
Permasalahan Rambu Lalu
Lintas
Perhitungan Lalu Pembagian
waktu Setiap Rambu Lintas
Perancangan Aplikasi
Terhadap Sofrware
Perancangan Sistem Program
Penelitian menggunakan Unity Pro
Perancangan Sistem tampilan
Program Penelitian dengan
Vijeo Citect
Penentuan Variable
Pembuatan Grafik Rambu Lalu
Lintas
Perancangan Sistem Kontrol
dengan Function Block
Communication variable dari
Unity Pro ke Vijeo Citect
Pengujian Aplikasi sistem
dengan Grafik
(Unity dengan Vijeo)
Analisa
Kesimpulan
Gambar 3.1. Bagan Alur Perancangan Sistem Rambu Lalu Lintas
40
3.3.1. Kondisi-Kondisi Rambu Lalu Lintas
Kinerja rambu-rambu lalu lintas pada umunya mengikuti pola
yang tidak jauh berbeda antara satu rambu dengan rambu yang lainya,
padahal setiap rambu memiliki masalah masing-masing pada setiap
areanya baik secara konsep pengaturan rambu maupun tingkat
kepadatan kendaraan yang melewatinya. Rambu-rambu lalu-lintas
sering mengggunakan pola sistem silih bergatian antara jalur satu
dengan jalur lainya, contohnya ialah bila jalur utara terbuka kearah
timur, selatan maupun barat, maka jalur selatan dan timur tertutup ke
segala arah sedangkan untuk jalur barat menuju jalur utara terbuka
karena tidak mengganggu laju kendaraan dari jalur utara.
Selanjutnya ialah rambu untuk jalur arah utara menuju barat
tertutup namun jalur utara menuju selatan dan timur masih terbuka dan
membuka jalur selatan terbuka untuk menuju arah utara maupun barat,
sedangkan jalur dari arah barat dan timur tertutup untuk ke segala arah.
Berikutnya untuk jalur utara tertutup untuk kesegala arah, sebaliknya
untuk jalur selatan terbuka untuk ke segala arah baik kearah utara, barat
maupun timur dan jalur dari arah timur menuju kearah selatan terbuka
tanpa ada halangan. Jalur selanjutnya setelah dari jalur selatan ialah
jalur timur yang terbuka untuk kesegala arah dan untuk jalur barat,
41
selatan tertutup sedangkan untuk jalur utara terbuka namun hanya untuk
yang mengarah ke timur, sedangkan menuju kearah selatan tertutup
karena terhalang dengan jalur utama, rambu yang terbuka yaitu jalur
timur menuju kearah barat. Kemudian jalur dari timur yang menuju
kearah utara tertutup yang akhirnya dapat membuka jalur dari arah
barat menuju kearah timur namun untuk jalur utara menuju barat masih
tetap terbuka. Lalu kondisi selanjutnya ialah jalur dari arah barat yang
terbuka untuk kesegala arah sehingga jalur timur, utara dan selatan
tertutup namun jalur selatan yang menuju barat terbuka karena tidak
menghalangi laju rambu lalu lintas yang utama.
Pola rambu lalu lintas diatas umum digunakan pada
persimpangan–persimpangan yang silih berganti dengan pola –pola
yang sama seperti penjelasan diatas, walaupun ada beberapa yang
memiliki pola berbeda namun sistem kinerjanya tetap sama ataupun
tidak menyesuaikan sistem rambu lalu lintas dengan keadaan yang ada.
3.3.2. Konsep Dasar Perancangan Sistem Rambu Lalu lintas Tiga
Arah
Perancangan sistem rambu lalu lintas tiga arah ini tidak jauh
berbeda polanya dengan sistem rambu lalu lintas empat arah seperti
yang dijelaskan diatas, namun disini hanya ada tiga arah saja yaitu arah
utara, timur dan barat.
42
a. Kondisi Rambu
Pada rambu lalu lintas ini terdapat beberapa kondisi rambu lalu
lintas diantaranya ialah:
Merah
: Kondisi Berhenti atau stop, dimana
kendaraan dilarang untuk melanjutkan
laju kendaraannya.
Merah Kuning
: Kondisi bersiap-siap bagi kendaraan
yang sebelumnya berhenti untuk melaju
kearah tujuannya.
Kuning
: Kondisi bersiap-siap untuk berhenti
dimana lampu kuning nyala setelah dari
lampu hijau, jadi kendaraan yang sedang
melaju mendekati rambu ini bersiap-siap
untuk berhenti
Hijau
: Kondisi dimana kendaraan bebas untuk
menjalankan laju kendaraannya sesuai
dengan arah tujuannya.
43
b. Pola Rambu Lalu Lintas
Pada perancangan ini terdiri dari beberapa pola sistem rambu
lalu lintas yang satu sama lainnya bersinergis. Pola rambu lalu lintas
tersebut diantaranya ialah:
1.
Pola Normal
Pada pola normal ini sistem rambu lalu lintas bekerja seperti biasanya
seperti yang sebelumnya dijelaskan, dimana delay waktu untuk setiap
arah seimbang semua (Balance)
Gambar 3.2. Kondisi Arah Utara Terbuka
Sesuai dengan gambar 3.2. diatas merupakan salah satu permasalahan
yang terjadi pada kondisi normal. Hal ini juga terjadi pada kondisi
kepadatan tak seimbang, namun disini perbandingan lamanya waktu
sama untuk segala arah (Arah utara, barat maupun timur terbagi rata
untuk lamanya terbuka ataupun tertutup).
44
2.
Pola Kereta
Disini terdapat kondisi sistem rambu lalu lintas berpengaruh terhadap
kelajuan kereta karena disini jalur kereta merupakan suatu masalah
yang ditimbulkan. Dengan adanya jalur kereta yang memotong jalur
utara maka kondisi rambu harus disesuaikan antara laju kereta dan laju
kendaraan.
Gambar 3.3. Kondisi Jalur Kereta
Memotong Jalur Utara
Dengan penambahan satu permasalahan jalur kereta yang memotong
jalur persimpangan arah utara, rambu yang berjalan silih bergantian
maka rambu tersebut tidak sesuai lagi berjalan dengan sebelumnya bila
ada kerata melaluinya. Disini dapat di lihat bila suatu kereta melaju
maka jalur dari arah utara tertutup untuk kesegala arah, dan untuk dari
arah barat ke timur ataupun timur ke barat terbuka, namun tidak untuk
dari arah barat atau timur menuju kearah utara.
45
3.
Pola Padat
Kepadatan ini merupakan suatu masalah yang ditimbulkan, kepadatan
disini terbagi lagi menjadi tiga bagian yaitu:
a.
Padat Utara
: Keadaan dimana jumlah kendaraan pada arah
utara padat
b.
Padat Timur
: Keadaan dimana jumlah kendaraan pada arah
timur padat
c.
Padat Barat
: Keadaan dimana jumlah kendaraan pada arah
barat padat.
Keadaan ini tentunya delay waktu antar jalur berbeda dan kepadatan ini
yang akan memiliki delay lebih lama dari jalur lainnya.
3.3.3. Perancangan Program
Pada saat menentukan permasalahan dan menemukan solusi
konsep
permasalahan,
maka
langkah
yang
selanjutnya
yaitu
menuangkan solusi tersebut ke dalam program yang akan membantu
pemecahan penelitian. Pada langkah awal yang perlu pastinya ialah
meng-install program Unty Pro dan Vijeo Citect pada sebuah perangkat
PC ataupun Laptop yang sesuai karakternya baik dari segi Processor
ataupun RAM pada sebuah perangkat PC tersebut.
46
Berikut ini merupakan beberapa tahapan yang akan diutarakan
dalam perancangan sebuah program menggunakan Unity Pro:
a. Memanggil Program Unity
Berikut merupakan tampilan pada sebuah PC untuk memanggil
program Unity Pro:
Gambar 3.4. Langkah Memanggil Program Unity Pro
b. Memulai Program
Untuk memulai program Unity Pro yang pertama dilakuakan
ialah dengan Meng-Klik File dan klik New, seperti pada gambar
berikut:
47
Gambar 3.5. Memulai Program Baru pada Unity Pro
Hal ini
juga dapat dilakukan dengan mengarahkan kursor
kearah tools yang bergambar kertas putih tepat dibawah File
pada software Unity Pro.
c. Penentuan Karakter PLC
Pada langkah berikut ini merupakan penentuan karakter sebuah
PLC (seri PLC) yang akan digunakan, namun karena pada
penulisan ini merupakan simulasi maka PLC yang di gunakan
bebas namun sesuai dengan karakter PC. Pada penelitian ini
menggunakan sebuah PLC Quantum 140 CPU 651 50. Setelah
memilih maka tipe tersebut dipilih dan klik OK atau pun dengan
men-double klik pada tipe PLC tersebut, sesuai dengan gambar
3.6. berikut:
48
Gambar 3.6. Pemilihan Seri PLC
d. Penamaan Project
Sebelum memulai pembuatan program pada Unity Pro hal yang
paling penting ialah pemberian nama terlebih dahulu untuk
program yang akan dibuat, seperti biasa yaitu dengan meng-klik
File dan klik Save As, maka akan keluar tampilan sesuai dengan
gambar 3.7. berikut:
Gambar 3.7. Penamaan Project
(Penamaan Sebuah Program)
49
Pada gambar 3.7. terdapat kolom file name disini penulisan
sebuah nama projek atau nama programnya. Dan pada kolom
save in seperti umumnya merupakan suatu kolom yang akan
menyimpan program tersebut pada lokasi PC yang diinginkan
oleh user (pengguna). Setelah tahap ini selesai maka pada pojok
kiri atas nama projek tersebut akan tampak.
e. Menentukan Modul I/O dan Power Supply
Pada tahapan selanjutnya ialah menentukan modul I/O dan
Power supply sebuah PLC yaitu dengan men-daoble klik
configuration pada tabel Project Browser yang akan tampil
sebuah PLC seperti berikut:
Gambar 3.8. Tampilan sebuah PLC
Setelah PLC tersebut muncul maka langkah selanjutnya yaitu
mengisi modul-modul tersebut dengan I/O ataupun Power
supply. Umumnya power supply selalu ada pada modul paling
50
kiri atau sebelah kiri dari CPU PLC yang masih kosong.
Pengisian modul tersebut dengan mengarahakan kursor pada
modul yang akan digunakan lalu meng-klik kanan dan klik New
Device dan akan menampilkan tampilan topological address
modul (tipe alamat modul I/O atau Power Supply) seperti
gambar berikut:
Gambar 3.9. Topological Address Module
Kemudian arahkan kursor kea rah discreate dan klik tanda plus
sebelah kiri darinya atau dengan men-daoble klik pada kata
discreate, maka akan tampil tipe dari I/O PLC, baik digital
input, digital output, analog input atau analog output modul.
Lalu klik OK atau pun seperti biasa men-double klik. Maka
module sebelumnya akan berubah tampilan seperti gambar 3.10.
berikut:
51
Gambar 3.10. Module yang telah terisi
f. Pengisian Variable
Langkah berikutnya ialah memasukkan variable-variable yang
akan digunakan dalam program. Adapun caranya yaitu dengan
men-double klik Variables & instances pada kolom project
browser, maka akan tampil seperti berikut:
Gambar 3.11. Tabel Pengisian Variable
baik Input maupun Output
Pada tabel tersebut terbagi ke dalam beberapa kolom yang
pertama yaitu kolom name yaitu nama untuk variable itu
52
sendiri(penamaan bebas), lalu type yaitu karakter dari variable
tersebut, apa variable yang berupa variable time, booelan,
Ebooelan, string ataupun yang lainnya, namun pada penelitian
ini hanya focus terhadap karakter variable Ebool dan time.
Kolom selanjutnya ialah address alamat variable tersebut atau
lokasi dimana variable itu berada (Module Input atau Output).
Kolom Value yaitu kolom nilai variable setelah variable
tersebut telah bekerja satu dengan yang lainnya. Sedangkan
kolom description ialah penjelasan gambaran dari variable
tersebut.
g. Perancangan Program
Pada perancangan program ini ada tahapan awal yang perlu
dilakukan yaitu pemilihan model program seperti yang telah
dijelaskan pada BAB II. Adapun langkah tersebut ialah dengan
meng-klik tanda plus pada kata MAST dibawah sub Program
pada Kolom Project Browser dan lalu klik kanan section dan
klik new section, maka akan tampil jendela seperti gambar 3.12.
berikut:
53
Gambar 3.12. Pemilihan Model
Pemrograman yang akan digunakan.
Pada tampilan diatas tersebut terdapat kolom language yaitu
kolom untuk memilih model pemrograman yang digunakan, apa
itu berupa Instruction List, Ladder Diagram, Function Block
Diagram, Sequensial Function Chart, ataupun Structure Text.
Dalam penelitian ini hanya fokus pada Function Block Diagram
(FBD) dalam pembuatan programnya. Setelah pemilihan dan
memberi nama program maka akan menampilkan tampilan yang
sesuai dengan model program yang akan digunakan seperti
tampilan untuk membuat program FBD berikut:
54
Gambar 3.13. Layar untuk pembuatan dengan model
Function Block Diagram (FBD)
Setalah layar atau area telah tersedia maka disini perancangan
program logika yaitu dengan menggunakan gerbang-gerbang
logika OR, AND, NOT dan lain sebagainya. Pemanggilan
gerbang tersebut dengan mengklik kanan kursor yang telah
berada pada area tersebut dan klik FFB Input Assintance atau
dengan tekan Ctrl+I, maka akan menampilkan tampilan berikut:
Gambar 3.14. Jendela untuk memanggil
gerbang-gerbang atau instruksi logika
55
Setelah
tahapan
demi
tahapan
langkah
dalam
perancangan program dengan Untiy Pro, maka berikut
merupakan
tahapan
dalam
perancangan
tampilan
untuk
pengamatan yang lebih baik atau lebih mudah untuk dipahami
dalam poengamatan kontrol yaitu dengan perancangan grafik
dengan Vijeo Citect. Adapun adapun tahapannya adalah sebagai
berikut:
a. Memanggil Program Vijeo Citect
Pada umumnya sama halnya pada pemanggilan program
Unity Pro yaitu dengan meng-klik program tersebut yang
terdapat dalam partisi komputer seperti gambar di bawah
ini:
Gambar 3.15. Pemanggilan Program Vijeo Citect
Setelah memanggil Program maka akan muncul tampilan Vijeo
Citect Explore. Disini akan membuat page atau halaman baru
56
untuk perancangan grapik yang akan dibuat dan sesuai dengan
gambar 3.16. berikut:
Gambar 3.16. New Project Graphic
Tampilan yang akan muncul selanjutnya yaitu tabel untuk
penamaan new project seperti gambar 3.17. dibawah ini:
Gambar 3.17. Penamaan New Porject
Pemilihan tipe template untuk pembuatan grafik vijeo citect,
seperti gambar 3.18. berikut:
57
Gambar 3.18. Pemilihan Tipe Template Vijeo Citect
Berikut merupakan back ground template yang akan digunakan
dalam vijeo citect sesuai gambar 3.19. berikut:
Gambar 3.19. Template Vijeo Citect
58
BAB IV
Hasil dan Pembahasan
4.1.
Konsep kerja Sensor LDR
Prinsip kerjanya suatu sensor LDR ialah bila suatu sinar atau
cahaya mengenai permukaan yang kondusif dari LDR, maka
tahanannya menjadi lebih kecil dan arusnya menjadi lebih besar
sedangkan bila tidak ada cahaya yang mengenai permukaan maka nilai
tahanannya akan menjadi besar dari intensitas cahaya yang masuk pada
permukaan kondusif dari LDR.
Sebuah LDR dirangkaikan seri dengan satu resistor yang
nilainya dapat diubah dan satu resistor yang nilainya tetap.rangkaian
seri ini untuk pembagi tegangan. Saat LDR terkena cahaya tegangan
yang ada pada resistor R1 menjadi lebih besar karena tahanan pada R1
lebih besar dari tahanan LDR akibatnya transistor dalam keadaan
saturasi (jenuh), dan tegangan kolektor TR sebesar 0 Volt. Tegangan 0
Volt ini tidak menggerakkan SCR sehingga SCR dalam keadaan off
sehingga relay tidak bekerja.
Pada saat LDR tidak terkena cahaya maka tegangan yang ada
pada R1 menjadi kecil. Karena nilai tahanan pada LDR menjadi lebih
besar dari tahanan R1. Akibatnya transistor berubah menjadi cut off
59
(terputus) dan tegangan kolektor R1 (Vp) menjadi sama dengan Vcc.
Tegangan ini dapat mengerakkan SCR, sehingga SCR dalam keadaan
On (bekerja) dan dapat mengaktifkan relay. Cahaya yang masuk
menimbulkan tahanan keluar dan tegangan keluar yang besarnya
sebanding dengan junlah cahaya yang masuk. Berikut ini penerapan lokasi
sensor dan pemancar cahaya ditempatkan.
Gambar 4.1. Penempatan Sensor LDR
4. 2.
Perancangan Program Unity Pro
Setelah melakukan beberapa tahapan dalam perancangan
simulasi kontrol rambu lalu lintas, maka dalam perancangan tersebut
membuahkan hasil sebuah simulasi sesuai dengan pengharapan dalam
penelitian ini. Adapun perancangan-perancangan program tersebut
terbagi menjadi tiga bagian seperti yang telah dijelaskan pada bab
sebelulmnya. Berikut ini merupakan pembahasan dari hasil penelitian
simulasi perancangan program rambu lalu lintas, yaitu:
60
4.2.1. Pola Rambu Normal
Pada perancangan program simulasi rambu lalu lintas pada
keadaan normal ini dengan software Untiy Pro XL V30 dapat berjalan
sesuai dengan target yang diinginkan adapun skema program adalah
sebagai berikut:
Gambar 4.2. Tampilan program
yang digunakan dalan Unity Pro XL V30
Pada gambar tersebut terlihat garis yang berwarna hijau
menandakan tanda hidup untuk jalur yang terlewati. Dari konsep
persyaratan yang digunakan pada gerbang logika AND berfungsi seperti
dasar teorinya, yaitu mengijinkan bila kedua masukan bernilai 1 (garis
hijau), seperti pada gambar berikut:
61
Gambar 4.3. Tampilan gerbang logika AND dan fungsinya
Terlihat jelas bahwa ada dua keadaan yang dimunculkan dalam
gambar 4.3. yaitu untuk gerbang Logika AND yang ada di atas tidak
memberikan nilai 1 (garis merah) karena salah satu masukannya
bernilai 0. Pada gambar gerbang logika yang dibawah memberikan nilai
1 untuk keluarannya karena kedua masukan tersebut memberikan
nilai 1.
Pada pola ini sebelumnya membuat sistem pembalikan terlebih
dahulu yaitu yang berfungsi untuk mereset atau memutar kembalikan
sistem kembali ke awal lagi, sistem program yang dirancang adalah
sebagai berikut:
62
Gambar 4.4. Skema rangkaian reset PLC
Pada gambar 4.4. terdapat lima buah gerbang logika yaitu
sebuah gerbang OR, dua buah gerbang AND, sebuah gerbang RS dan
sebuah gerbang TP. Sesuai dengan teori sebelumnya setiap gerbang
tersebut memiliki fungsi masing masing pada sistem ini, yaitu:
OR
: Pada gerbang ini berfungsi untuk memberikan
masukan dari sumbernya yaitu dengan respon
dari sensor dan satunya dengan mengaktifkan
secara manual.
RS
: Pada gerbang ini berfungsi untuk mereset
kembali ke keadaan mula lagi.
AND pertama : Pada gerbang AND yang pertama ini berfungsi
untuk pencegahan bila ada suatu keadaan yang
63
tidak sesuai dan harus di tanggapi segera dengan
mematikan sistem rambu, oleh sebab itu pada
masukan tersebut diberikan NOT
terlebih
dahulu sebab keadaan mulanya tidak diberikan
nilai 1.
TP
: Pada gerbang ini berfungsi untuk mengatur
lamanya waktu pulsa yang akan digunakan,
pada sistem jeda waktu yang digunakan yaitu
selama satu menit (60 sekon).
AND kedua
: Pada gerbang yang terakhit ini atau gerbang
AND yang terakhir berfungsi untuk memberikan
syarat utama bila suatu suatu sistem tersbut
harus berjalan dengan tiga masukan utama yang
berpengaruh, masukan pertama yaitu masukan
yang berasal benar dari sensor, masukan kedua
yaitu berasal dari keluaran pada gerbang TP
yang dapat menghentikan sesaat pulsa tersebut,
masukan ketiga yaitu memberikan peluang bila
ada sesuatu keadaan yang perlu dilakukan sama
seperti halnya pada gerbang AND pertama.
64
(Masukan yang ketiga ini sama fungsinya
seperti pada masukan AND pertama namun
tidak pada aplikasinya, disini sistem benar-benar
mati pada saat harus dimatikan, namun tidak
bila pada AND pertama, dia hanya mematikan
sistemnya sedangkan untuk responnya masih
berjalan hingga pulsa tersebut habis sesuai
dengan TP yang diatur).
Pada setiap lampu pada rambu lalu lintas memiliki waktu dan
banyak atau seringnya lampu tersebut menyala pada setiap menitnya
adapun pemecahan permasalahnya dibahas pada rangkaian kombinasi
beberapa gerbang logika sesuai dengan rancangan sistem berikut:
Gambar 4.5. Sistem setiap rambu dengan beberapa gerbang logika.
65
Pada gambar tersebut memberikan gambaran syarat untuk dapat
menyalakan lampu, setiap lampu memiliki jumlah gerbang logika yang
berbeda karena disesuaikan dengan seringnya lampu tersebut menyala
dalam waktu satu menit. lampu KUT (Kuning Utara Timur) rambu
diatas memberikan dua syarat bila mau menyala dan memiliki dua kali
waktu menyala dalam waktu satu menit (60 sekon), dimana terdapat
gerbang TP dan TON yang berfungsi menyeting pengkondisiian waktu
setiap lampunya.
4.2.2. Pola Rambu Kereta
Pada perancangan program simulasi rambu lalu lintas ini terset
paling lama hanya mencapai 60 sekon, bila lamanya kereta untuk
melalui rambu tersebut melebihi waktu maka respon tersebut akan
mereset kembali dengan awal pola simulasi rambu kereta yaitu adanya
respon lampu hati-hati (kuning) kembali menyala walaupun sebelumnya
kereta masih berjalan jika dibawah 60 sekon program ini langsung
kembali merespon ke keadaan normal,namun jika diatas 60 sekon maka
ahrus menunggu sampai rangkaian kereta berakhir untuk selanjutnya
kembali ke keadaan normal ataupun keadaan yang sedang berjalan
sebelumnya. Begitu juga sebaliknya, karena rambu kereta ini terset
dalam waktu 60 sekon, maka respon bila kereta sudah jauh
meninggalkan rambu atau kereta dalam melalui rambu tersebut tidak
66
mencapai waktu 60 sekon atau pun kelipatannya maka respon untuk
kembali kekeadaan norma terjadi penundaan.
4.2.3. Pola Rambu Padat
Pada perancangan rambu ini juga terjadi hasil yang belum sesuai
dengan pengharapan target yang duharapkkan yaitu tidak adanya
pengkondisian pengontrolan sebelumnya pada jalur, sehingga keadaan
tidak sesuai sama sepertihalnya pada pola rambu kereta yaitu terjadinya
respon yang tak sesuai bila terjadi suatu respon pada keadaan yang tak
menentu sebelumnya seperti halnya bila suatu keadaan terbuka dari
salah satu arah dan hubungan langsung terhadap keadaan padat kurang
baik. Pada perancangan simulasi keadaan padat ini memberikan nilai
respon langsung yang akan membuka arah jalur yang padat tanpa
adanya kondisi pengontrolan sebelumnya baik pada jalur yang dibuka
maupun yang ditutup ke tahap keadaan rambu sebelumnya dan juga
pada setelah sensor tak memberikan masukan lagi, sama seperti itu
yaitu tak adanya tahapan penyesuain keadaan selanjutnya.
4.3.
Perancangan Program Vijeo Citect
Pada
perancangan
Simulasi
program
untuk
tampilan
memberikan hasil sesuai dengan target yang diharapkan yaitu program
berjalan dengan baik sesuai dengan instruksi –instruksi pada program
67
yang dirancang dalam program unity. Respon respon yang diberikan
dalam perancangan Vijeo Citect ini sama halnya dengan respon output
dari Unity Pro. Biasanya respon yang diberikan dari PLC langsung
diaplikasikan ke aktuator pada industry pada umumnya, namun
sebelumnya perlu adanya proses simulasi yang merupakan gambaran
actuator secara visual atau sering disebut sebagai HMI (Human
Machine Interface) dalam hal ini Vijeo citect merupakan salah satu
software yang berfungsi untuk melaksanakan tugas tersebut.
Perancangan HMI pada penelitian ini akan membahas dari segi
sistem masukan nilai yang diperoleh dari Unity Pro dan akan
dikonversikan ke HMI yang seperti telah dijelaskan sebelumnya.
Setelah gambaran ilustrasi yang sesuai dengan aktuator dibuat dalam
Vijeo Citect maka hal yang perlu diperhaitkan ialah penyusuaian kinerja
dari aktuator tersebut dengan respon- respon yang akan diberikan.
Penelitian ini memiliki satu aktuator yang digunakan yaitu aktuator
gerbang penghalang dan sistem kerja untuk actuator gerbang
penghalang ini berjalan sesuai dengan tanggapan respon yang
diinginkan pada sistem yang dibuat. Sedangkan untuk rspon respon
yang lainnya tetap juga berjalan sesuai dengan sistem keluaran yang
diberikan oleh program Unity Pro. Berikut ini merupakan beberapa
gambaran keadaan dasar dengan respon yang dilakukan bila terjadi
68
reaksi pada software vijeo citect 70 dan beberapa respon respon pada
saat berjalannya keadaan rambu lalu lintas pada penelitian ini dan juga
keadaan baik padat dengan keadaan normal sama sistemnya yang
membedakan hanya pengaturan nilai delay pada setiap rambunya.
Gambar 4.6. Kondisi dasar rambu sebelum memulai.
Pada gambar 4.6. merupakan keadaan dasar vijeo citect suatu
sistem control pada penelitian yang belum merespon nilai masukan dari
nilai Unity Pro. Keadaan ini merupakan keadaan rambu pada saat benar
benar mati dan tidak berfungsi sama sekali.
69
Gambar 4.7. Respon yang diberikan setelah
menerima respon dari sensor LDR
Gambar 4.7. diatas menunjukkan
bahwa nilai respon yang
diberikan terhadap sensor LDR berjalan dengan sistem yang dibuat
sebelumnya. Gerbang tertutup dan memberikan
lampu peringatan
(lampu kuning menyala) bahwa akan adanya kereta akan melewati
persimpangan tersebut.
70
Gambar 4.8. Kondisi keadaan rambu
saat kereta melalui persimpangan
Gambar 4.8. diatas merupakan gambaran HMI pada saat kereta
melalui persimpangan tersebut, pada rambu tersebut terlihat bahwa pada
rambu dari arah utara yang hendak menuju kearah barat maupun timur
berwarna merah yang menandakan dilarang untuk berjalan dan juga di
jaga dengan penutupan gerbang penutup jalur kereta. Sesuai dengan
gambar diatas bahwa hasil dari aplikasi pada program vijeo citect dari
Unity berjalan dengan baik.
71
Gambar 4.9. Keadaan rambu menjelang
akhir kereta melaju persimpangan rambu
Pada gambar 4.9. merupakan keadaan dimana timer delay untuk
kereta untuk melaju persimpangan tersebut mendekati akhir, namun
bila respon dari sensor masih memberikan nilai bahwa kererta masih
melaju pada persimpangan tersebut maka keadaannya akan kembali
keawal lagi (kembali ke keadaan seperti gambar 4.6). Pada rambu utara
lampu berwarna merah kuning menandakan bahwa rambu tersebut bila
sensor tidak memberikan tanggapan kembali maka sistem akan
dikembalikan kembali keadaan dasar sistem rambu lalu lintas yang
dimulai dengan terbukanya untuk jalur dari arah utara menuju kesegala
arah baik barat maupun timur dan lampu merah kuning merupakan
72
lampu peringatan untuk bersiap siap untuk melaju sesuai dengan konsep
rambu lalu lintas pada umumnya.
Sedangkan
berikut
ini
merupakan
beberapa
hasil
dari
perancangan program Unity Pro dengan Vijeo Citect. Keadaan normal
dan keadaan padat secara gambar tidak memberikan nilai perbedaan,
pada pembahasan ini hanya melihat perwakilan hasil kombinasi
keadaan pada penelitan rambu lalu lintas pada tiga persimpangan.
Gambar 4.10. Keadaan untuk jalur utara terbuka kesegala arah
baik menuju barat maupun timur.
Terlihat pada gambar diatas bahwa rambu utara berwarna hijau
dengan demikian maka kendaraan untuk menuju kearah barat maupun
timur bisa melaju dan juga untuk jalur dari arah barat menuju kearah
utara terbuka karena tidak menggangu laju kendaraan dari arah utara
73
yang hendak menuju timur maupun barat. Sedangkan untuk rambu dari
arah timur tertutup dan lampu berwarna merah.
Gambar 4.11. Keadaan untuk jalur timur terbuka kesegala arah
baik menuju utara maupun barat.
Sama seperti gambar sebelumnya bahwa salah satu arah dari
persimpangan terbuka untuk kesegala arah dan begitu pula untuk rambu
selain itu.
74
Gambar 4.12. Keadaan hati-hati
Berbeda dengan gambar sebelumnya, pada gambar 4.12 diatas
merupakan keadaan dimana kesinergisian antara lampu rambu lalu
lintas yang satu dengan yang lainya berjalan sesuai dengan tanggapan
keadaan selanjutnya.
75
Gambar 4.13. Kesinergisan antara setiap rambu lalu lintas
Gambar 4.13. merupakan kesinergisian lampu rambu lalu lintas
pada setiap persimpangannya. Untuk rambu utara memberika lampu
merah kuning menyala untuk kearah barat maupun timur yang
menandakan bahwa kendaraan yang berasal dari arah utara menuju arah
barat maupun timur bersiap-siap untuk melajukan kendarannya. Untuk
rambu timur sebelumnya memang untuk dari arah timur menuju utara
tertutup sehingga lampu rambu tersebut sudah berwarna merah, lampu
rambu timur barat sebelumnya memang berwana hijau maka dengan
respon ini rambu kuning menyala untuk menandakan bahwa kendaraan
yang melaju dari arah timur kearah barat akan tertutup. Begitu pula
dengan lampu rambu lalul lintas pada arah barat, namun untuk rambu
76
lalu lintas dari arah barat menuju utara tetap terbuka karena tidak
menghalangi laju kendaraan dari arah utara menuju barat maupun timur.
77
BAB V
Kesimpulan dan Saran
5.1.
Kesimpulan
Perancangan simulasi sistem rambu lalu lintas menggunakan
Programmable Logic Controller (PLC) pada software Unity Pro XL 30
dan Vijeo Citect 70 telah berfungsi dengan baik, dimana rambu respon
yang diterima pada sistem-sistem rambu lalu lintas ini telah berjalan
sesuai dengan target yang telah direncanakan, meskipun ada beberapa
permasalahan yang belum dapat terpecahkan terutama penyusuaian
pengkondisian dari keadaan normal ke keadaan adanya kereta yang
lewat atau ke keadaan kondisi lalu lintas yang padat. Penggunaan
software Unity sebagai pusat sistem dari kontrolnya dapat berjalan
sesuai dengan yang diharapkan dan juga kesinergian antara program
software Untiy dengan Vijeo Citect juga dapat berjalan sesuai dengan
konsep yang sesuai pada Unity Pronya.
5.2.
Saran
Pada penelitian ini memiliki beberapa kendala pada metode
function block yang terjadi sebelumnya, maka dengan demikian perlu
kiranya untuk penelitian selanjutnya menggunakan metode yang dapat
78
memahami
semua
pengontrolan
yang
akan
digunakan
untuk
menghasilkan pengontrolan yang lebih baik.
Penggunaan sensor LDR pada penelitian ini sekiranya kurang
layak dalam implementasi dalam kehidupan, yaitu banyaknya pengaruh
luar yang dapat mempengaruhi kinerja dari sensor LDR. Keterbatasan
sensor LDR mungkin dapat menjadi pertimbangan untuk penelitian
berikutnya dengan mempertimbangkan sensor-sensor lainya seperti Lux
Meter, Proximity, Limit Switch, dan lainnya.
79
DAFTAR PUSTAKA
A.C. Srivastava, Teknik Instrumentasi, Jakarta: UI-PRESS, 1987.
Botton, William, Programmable Logic Controller (PLC) Sebuah
Penghantar, Edisi Ketiga, Jakarta: Erlangga, 2003.
Depari,
Ganti, Keterampilan Elektronika Untuk Pemula, Edisi
Pertama, Bandung: Penerbit M2S, 2003.
DOE and DOE Contractors, DOE FUNDAMENTALS HANDBOOK
INSTRUMNETATION AND CONTROL VOLUME 2 OF 2,
U.S. : U.S. Department of Energy Washington DC, 1992.
Fraden, Jacob, HANDBOOK OF MODERN SENSOR PHYSICS,
DESIGNS and APLICATIONS, Third Edition, USA: AIP
PRESS,2003.
Millman, Jacob, Microelectronics, Digital and Analog Circuit System,
Mc. Graw Hill,1979.
Mismail, Budiono, Rangkaian Listrik, Edisi Pertama, Bandung:
Penerbit ITB, 1995.
Paul Albert, Malvino, Prinsip-Prinsip Elektronika, Buku Satu,
Jakarta: Salemba Teknik, 2003.
Petruzella, Frank D, Industrial Electronics, London: Mc. Graw Hill,
1996
79
Prihono, Jago Elektronika Secara Ototdidak, Jakarta: PT. Kawan
Pustaka, 2009.
Setiawan, Iwan. Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik
Perancangan Sistem Kontrol. Yogyakarta: ANDI, 2006.
Soedjono, Hartanto, Merakit Elektronika, Semarang: Effhar Offset,
2005.
Steve, Jhon, Data Acquisition for Instrumnetation and Control
Systems, Burlington: Newnes, 2003.
Zamidra, Efvy Z, Mudah Menguasai Elektronika, Surabaya:
Indah Surabaya, 2002.
80
LAMPIRAN MODULE PLC N TRANSMITTER
LAMPIRAN MODULE PLC N TRANSMITTER
LAMPIRAN MODULE PLC N TRANSMITTER