PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM MONITORING PLC

Tugas Akhir - 2010
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM MONITORING PLC
(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) OMRON CP1H VIA ETHERNET
Wulansari Darawijaya¹, M.ary Murti², Leanna Vidya Yovita³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom
Abstrak
ABSTRAK Pada saat ini, sistem automasi industri menggunakan Programmable Logic Controller
(PLC) untuk mengontrol suatu mesin industri. PLC memiliki prosesor yang dapat diprogram,
sehingga memberikan keluaran sesuai dengan masukan yang diberikan. Dalam proses industri,
monitoring terhadap mesin industri harus dilakukan setiap saat. Keadaan mesin industri dapat
diketahui berdasarkan kondisi masukan dan keluaran PLC. Monitoring PLC dengan komputer
sebagai antarmuka dengan user menggunakan kabel serial dan kabel bus mempunyai
keterbatasan pada panjang kabel. Oleh karena itu, diperlukan suatu perancangan sistem
monitoring PLC via Ethernet agar monitoring PLC dapat dilakukan dari jarak jauh. Pada saat ini,
PLC sudah didukung oleh modul Ethernet sehingga monitoring PLC dapat dilakukan melalui
jaringan Ethernet. Salah satu jenis modul Ethernet yang dapat menghubungkan PLC via Ethernet
adalah jenis CJIW ETN-21. PLC OMRON CP1H dapat didukung oleh modul Ethernet jenis CJ1W
ETN-21 sehingga monitoring terhadap PLC OMRON CP1H dapat dilakukan secara on line via
Ethernet. Dalam tugas akhir ini, diimplementasikan sistem monitoring PLC OMRON CP1H via
Ethernet. Modul Ethernet yang digunakan oleh PLC OMRON CP1H agar terhubung dengan
jaringan Ethernet adalah CJ1W ETN-21. Sistem monitoring ini berbasis web sebagai antarmuka
user dengan PLC, sehingga kondisi masukan dan keluaran PLC dapat diakses dari jarak jauh. Dari
hasil implementasi ini, dapat diukur round trip time delay , throughput, dan packet loss antara
komputer dengan PLC. Dari hasil pengukuran yang telah dilakukan, didapatkan hasil bahwa
penambahan background traffic pada jaringan dan penambahan jumlah node yang mengakses
modul Ethernet CJ1W ETN-21 dapat meningkatkan round trip time delay antara komputer dengan
PLC dan mengurangi throughput. Background traffic dengan jenis paket UDP ternyata menambah
round trip time delay lebih besar dibandingkan dengan background traffic dengan paket TCP.
Packet loss mulai terjadi pada saat jaringan diberikan background traffic sebesar 96 %.
Kata Kunci : monitoring, PLC, jaringan, Ethernet.
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
Abstract
Nowadays, industrial automation system uses a Programmable Logic Controller (PLC) to control
an industrial machine. PLC has a programmable processor, so the output is in accordance with
the input given. In industrial processes, monitoring of industrial machinery has to be done at any
time. Industrial machine state can be detected under the condition of input and output PLC.
Monitoring PLC with a computer as an interface with the user using a serial cable and the bus
cable has the limitation on the length of the cable. Therefore, we need a monitoring system of
PLC via Ethernet that can be done remotely. At this time, the PLC has been supported by the
Ethernet module so that the monitoring of the PLC can be done through an Ethernet network.
One type of Ethernet module that can connect the PLC via Ethernet is a type CJIW ETN-21. PLC
OMRON CP1H can be supported by the Ethernet module CJ1W type ETN-21 so that the
monitoring of PLC OMRON CP1H can be done on line via Ethernet. In this Final Assignment, a
monitoring system of PLC OMRON CP1H via Ethernet was implemented. Ethernet modules used
by the PLC OMRON CP1H to connect with an Ethernet network was CJ1W ETN-21. The monitoring
system was based on web as user's interface with the PLC, so the condition of the PLC inputs and
outputs could be accessed remotely. From the results of this implementation, round trip time
delay between computer and PLC could be measured . From the results of measurements that
have been done, the result showed that the addition of background traffic on the network and
increment of nodes that accessed the Ethernet module CJ1W ETN-21 could increase the round
trip time delay between computer and PLC and decreased the throughput. Background traffic
with UDP packet had more round trip time delay than background traffic with TCP data. Packet
loss occurred while network has been giving 96% of background traffic.
Keywords : monitoring, PLC, network, Ethernet.
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
Bab I Pendahuluan
Institut Teknologi Telkom
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dalam bidang industri, Programmable Logic Controller (PLC) sering
digunakan sebagai sistem kendali. Sistem PLC mengintegrasikan berbagai
macam komponen yang berdiri sendiri menjadi suatu sistem kendali terpadu.
Salah satu aplikasi PLC dalam bidang industri adalah konveyor. PLC dapat
menggantikan
sistem
pengontrolan
dengan
elektromekanik
yang
menggunakan banyak relai. Dalam proses industri, monitoring terhadap mesin
industri harus dilakukan setiap saat. Keadaan mesin industri dapat diketahui
berdasarkan kondisi keluaran PLC.
Menurut National Electrical Manufacturing Assosiation (NEMA),
PLC adalah suatu perangkat elektronik digital dengan memori yang dapat
diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi yang menjalankan fungsifungsi spesifik seperti: logika, sekuen, timing, counting, dan aritmatika untuk
mengontrol suatu mesin industri atau proses industri sesuai dengan yang
diinginkan. PLC mampu mengerjakan suatu proses terus menerus sesuai
variabel masukan dan memberikan keputusan sesuai keinginan pemrograman
sehingga nilai keluaran tetap terkontrol.
Pemrograman pada PLC dapat menggunakan diagram ladder dan kode
mnemonic. Setiap peralatan input atau output yang terhubung pada I/O PLC
mempunyai alamat yang spesifik. Program yang dijalankan PLC membaca
data pada input, memproses data tersebut, lalu memberikan data ke alamat
output.
Pada saat ini, PLC sudah didukung oleh modul Ethernet sehingga
monitoring PLC dapat dilakukan secara on line via jaringan. Salah satu jenis
modul Ethernet yang dapat menghubungkan PLC via jaringan adalah jenis
CJIW ETN-21. Modul Ethernet CJ1W ETN-21 dapat menggunakan beberapa
protokol dalam jaringan sehingga aplikasi yang digunakan oleh user juga
semakin beragam. PLC Omron CP1H dapat didukung oleh modul Ethernet
Perancangan dan Implementasi Sistem Monitor
(Programmable Logic Controller) OMRON CP1H Via Ethernet
Fakultas Teknik Elektro
1
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
Bab I Pendahuluan
Institut Teknologi Telkom
jenis CJ1W ETN-21 sehingga monitoring terhadap PLC CP1H dapat
dilakukan secara on line via jaringan.
Oleh karena itu, diperlukan suatu perancangan sistem monitoring PLC
via jaringan agar monitoring PLC dapat dilakukan secara praktis. Dengan
monitoring PLC via jaringan, maka monitoring PLC dapat dilakukan dari
jarak jauh tanpa harus mendatangi tempat produksi.
1.2
Tujuan
Tujuan tugas akhir ini adalah untuk merealisasikan sistem monitoring
input output PLC Omron CP1H, baik itu analog maupun digital, via Ethernet
yang bersifat user friendly sehingga dapat diakses secara on line melalui
jaringan Ethernet. Selain itu, tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk
mengetahui performansi modul Ethernet CJ1W ETN-21, berupa round trip
time delay, throughput, dan packet loss ketika PLC dihubungkan dengan
jaringan dengan beberapa kondisi background traffic yang berbeda.
1.3
Perumusan Masalah
Masalah yang akan dirumuskan dalam perancangan sistem monitorinmg
PLC via Ethernet ini, meliputi:
1. Bagaimana konfigurasi jaringan PLC Omron CP1H agar bisa terhubung
via Ethernet.
2. Bagaimana sistem monitoring terhadap output dan input dari PLC Omron
CP1H.
3. Bagaimana kesesuaian data antara input dan output PLC yang diakses oleh
user via jaringan dengan keadaan input dan output pada memori PLC yang
sebenarnya.
4. Berapa lama waktu perubahan data tabel input dan output PLC yang
terbaca oleh program agar sesuai dengan kondisi input dan output pada
memori PLC yang sebenarnya.
5. Bagaimana performasi modul ethernet CJ1W ETN 21.
1.4
Batasan Masalah
Perancangan dan Implementasi Sistem Monitor
(Programmable Logic Controller) OMRON CP1H Via Ethernet
Fakultas Teknik Elektro
2
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
Bab I Pendahuluan
Institut Teknologi Telkom
Batasan-batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Dalam tugas akhir ini, channel input output
(CIO) digital PLC
terhubung ke plant yaitu konveyor.
2. Konveyor yang digunakan sudah tersedia, sehingga tidak membahas
tentang perancangan konveyor dengan menggunakan PLC.
3. Tidak membahas secara detail tentang cara kerja konveyor.
4. Channel input analog PLC terhubung dengan power supply dengan
rentang tegangan antara 1 sampai 5 Volt dan channel output PLC
terhubung dengan multimeter.
5. Sistem monitoring yang digunakan berbasis web.
6. Menggunakan PLC Omron CP1H dengan modul Ethernet CJ1W ETN 21.
1.5
Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai
berikut:
1. Studi pustaka
Studi literatur dengan mempelajari referensi, baik dari buku, maupun
artikel di internet yang berkaitan dengan topik PLC, Ethernet, dan
lapisan dalam jaringan komputer.
2. Perancangan dan realisasi sistem
Merealisasikan dari konsep dan teori yang
telah didapat.
Merealisasikan konfigurasi jaringan PLC via Ethernet dengan beberapa
skenario jaringan dan membuat sistem monitoring input output PLC
berbasis web.
3. Pengujian dan analisis performansi sistem.
Menganalisis performansi sistem monitoring yang telah dibuat dengan
beberapa skenario, yaitu penambahan jumlah node yang mengakses
PLC dan penambahan background traffic. Dari sistem yang telah
direalisasikan dapat diukur round trip time delay antara PLC dengan
komputer.
1.6
Sistematika Penulisan
Perancangan dan Implementasi Sistem Monitor
(Programmable Logic Controller) OMRON CP1H Via Ethernet
Fakultas Teknik Elektro
3
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
Bab I Pendahuluan
Institut Teknologi Telkom
Sistematika penulisan yang digunakan dalam tugas akhir ini:

BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini membahas mengenai latar belakang permasalahan, perumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, metode penyelesaian masalah
serta sistematika penulisan.

BAB II. DASAR TEORI
Bab ini membahas tentang teori konsep dasar dari PLC, pemrograman
pada PLC, jaringan komputer, dan teori lainnya yang menunjang untuk
kegiatan tugas akhir ini.

BAB III. PERANCANGAN SISTEM
Bab ini berisi perancangan sistem monitoring PLC omron CP1H via
Ethernet

BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
Bab ini berisi hasil pengujian dan analisa sistem yang telah dibuat.

BAB V. PENUTUP
Bab ini berisikan kesimpulan hasil analisis tugas akhir ini dan saran untuk
pengembangannya.
Perancangan dan Implementasi Sistem Monitor
(Programmable Logic Controller) OMRON CP1H Via Ethernet
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
4
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
Bab V Kesimpulan dan Saran
Institut Teknologi Telkom
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan dari hasil proses implementasi, pengujian, dan analisis maka
dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Sistem monitoring PLC OMRON CP1H pada tugas akhir ini merupakan
sistem monitoring berbasis web dengan script php yang bisa menampilkan
kondisi status I/O PLC setiap detik. Waktu monitoring yang bisa diakses
user maksimal adalah 25 menit terkhir dari waktu monitoring yang sedang
berlangsung.
2. Data kondisi status I/O PLC yang diperoleh sama dengan kondisi status I/O
PLC yang sebenarnya.
3. Penambahan jumlah node yang mengakses PLC akan menambah delay RTT
dari computer ke PLC, hal ini disebabkan karena adanya penambahan waktu
delay proses PLC karena adanya proses tunggu di buffer modul Ethernet
CJ1W ETN-21 terlebih dahulu. berbeda.
4. Adanya background traffic juga menambah delay RTT. Karena adanya
trafik jaringan yang padat, sehingga mempengaruhi delay propagasi.
Background traffic dengan paket UDP menambah delay RTT lebih besar
dibandingkan dengan background traffic dengan paket TCP>
5. Penambahan jumlah node yang mengakses PLC juga akan mengurangi
throughput dari PLC ke komputer karena jumlah paket yang dikirim dari
PLC ke komputer akan semakin berkurang seiring dengan penambahan
jumlah node yang mengakses.
6. Packet loss mulai terjadi pada saat jaringan diberikan background traffic
sebesar 96%.
5.2
Saran
Saran yang dapat diajukan untuk penelitian lebih lanjut adalah:
1. Konfigurasi jaringan menggunakan 2 jaringan yang berbeda sehingga PLC
bisa berkomunikasi antar jaringan.
Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
Bab V Kesimpulan dan Saran
Institut Teknologi Telkom
2. Konfigurasi jaringan menggunakan 2 PLC atau lebih dengan sistem master
slave dan komunikasi antar PLC menggunakan jaringan Ethernet.
3. Adanya pengujian untuk port UDP agar bisa dibandingkan performansi
sistem dengan menggunakan port TCP.
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
DAFTAR PUSTAKA
[1] Lumping, Ulf. Wireshark User’s Guide. Wireshark University.2004.
[2] Omron, “ CP1H CPU Operation Manual ” , 2005.
[3] Omron, “ CP1H CPU Unit Programming Manual ” , 2005.
[4] Omron, “ Ethernet Unit Constructions of Network ” , 2006.
[5] Omron, “ PLC Reporter User’s Manual” , 2005.
[6] Stallings,William. Data and Computer Communications. Prentice Hall,Inc.2000.
[7] Suhendar,Programmable Logic Controller.Graha Ilmu:Yogyakarta.2005
[8] http://www.Ndoware.com/apa-itu-PLC, diunduh tanggal 13 Oktober 2009
[9] http://www.Ndoware.com/komponen-penyusun-PLC, diunduh tanggal 13 Oktober
2009
[10] http://www.Ndoware.com/perancangan-sistematis-sistem-kendali-dengan
PLC
diunduh tanggal 13 Oktober 2009
[11] http://www.Ndoware.com/pemrograman-PLC-dengan-ladder, diunduh tanggal 13
Oktober 2009
Fakultas Teknik Elektro
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi