Programmable Logic Controller

Control Systems Service Center
Jurusan Teknik Elektro ITS
Pengantar
Programmable Logic Controller
Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng.
Jurusan Teknik Elektro ITS
Telp. 5947302 Fax.5931237
Email: [email protected]
Pelatihan PLC Dasar - 01
1
Objektif:
Flexible Automation
Ruang Lingkup Pengendalian
Tujuh Tahapan Penyusunan
Dasar Sistem Kontrol
Kategori Sekuensial
Peralatan dan Rangkaian
Sistem Bilangan
Gerbang Logika
Pelatihan PLC Dasar - 01
2
Area Effisiensi
Kecepatan dimana peralatan produksi dan line
produksi dapat di set untuk membuat suatu
produk.
Menurunnya biaya material dan upah kerja dari
suatu produk.
Meningkatnya kualitas dan menurunkan reject.
Meminimalkan downtime dari mesin produksi.
Menurunnya biaya peralatan produksi.
Pelatihan PLC Dasar - 01
3
PC sebagai Kontroler General-Purpose
Keunggulan :
perangkat general-purpose,
dapat menangani variasi tugas yang besar dan aplikasi
pengolah kata,
pemrograman tingkat tinggi, manipulasi data dan banyak
lagi lainnya.
Kelemahan :
kebutuhan sistem kontrol industri untuk kerja yang spesifik.
terbatas jumlah masukan dan keluaran (4 sampai 8 I/O)
keperluan compiling, running, pengujian dan perawatan
program dibatasi dalam jangkauan tegangan operasinya.
Pelatihan PLC Dasar - 01
4
PLC sebagai Kontroler Special-Purpose
Perangkat special-purpose
Keandalan yang tinggi
Pengendalian secara logika
Dapat mengeksekusi program yang sama jutaan kali
Dapat mengendalikan 64 sampai 512 I/O serta range
tegangan yang luas
Tidak memerlukan asesoris seperti monitor, keyboard
dan lain-lain
Pelatihan PLC Dasar - 01
5
Pengendali dengan Relay
Elemen Input :
Tombol tekan S1, S2, S3, S4
S2
S1
K1
K1
Elemen
Input
Elemen Proses:
Relai K1
S3
S4
Elemen
Proses
K1
Elemen
Output
H1
Elemen Output :
Lampu H1
Sambungan antara elemenelemen tersebut melalui
pengawatan.
Pelatihan PLC Dasar - 01
6
Pengendali dengan PLC
Elemen Input :
Tombol tekan S1, S2, S3, S4
Elemen
Input
S2
S1
S3
S4
Elemen Proses:
PLC
Elemen
Proses
Elemen
Output
Elemen Output :
Lampu H1
Sambungan antara elemenelemen input dan output tidak
melalui pengawatan, tetapi
melalui program.
H1
Pelatihan PLC Dasar - 01
7
Koneksi Pengendali dengan PLC
Pelatihan PLC Dasar - 01
Ruang Lingkup Pengendalian (1)
Sequence Control :
Conventional relay control logic
Timer dan Counter
Pengendalian otomatis/semiotomatis/manual pada suatu
mesin/proses
Sophisticated Control :
Operasi aritmatik
Penanganan informasi
Kontrol analog (temperatur, tekanan, dan lain-lain)
PID (proporsional, integral, derivatif)
Pengendalian motor servo
Pengendalian motor stepper
Pelatihan PLC Dasar - 01
9
Ruang Lingkup Pengendalian (2)
Supervisory Control :
Monitoring proses dan alarm
Diagnostik dan monitoring kesalahan
Interfacing dengan komputer (RS 232C dan RS422)
Interfacing dengan printer
Factory automation (FA) Network
Local Area Network
Wide Area
Pelatihan PLC Dasar - 01
10
7 Tahapan Penyusunan Sistem dg PLC
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Desain sistem
I/O assigment
Penulisan program
Programming
Editing
Monitoring
Penyimpanan program
Pelatihan PLC Dasar - 01
11
Sistem Kontrol Loop Terbuka/Tertutup
Loop Terbuka:
Desired
output
Kontroler
Control
signal
Aktuator
Actuating
signal
Plant
Plant
output
Loop Tertutup (dengan Feedback):
Desired
output
Error
signal
Control
signal
Kontroler
+
Actuating
signal
Aktuator
Plant
Plant
output
Sensor
Pelatihan PLC Dasar - 01
12
Sistem Pengaturan Loop Terbuka
Kebaikan:
Konstruksi sederhana dan mengurangi pemeliharaan.
Lebih murah
Tidak ada persoalan stabilitas
Cocok apabila output sulit diukur atau secara ekonomis tidak fisibel
Kekurangan :
Gangguan atau perubahan dalam kalibrasi menyebabkan kesalahan dan
output mungkin berbeda terhadap apa yang diinginkan
Untuk mempertahankan kualitas yang dibutuhkan pada output,
rekalibrasi (kalibrasi kembali) harus dilakukan dari waktu ke waktu.
Pelatihan PLC Dasar - 01
13
Sistem Pengaturan Loop Tertutup (1)
Kebaikan:
Dapat bekerja lebih cepat dibanding dengan manusia
Dapat bekerja dengan konsisten
Dapat bekerja dengan variabel lebih banyak dibandingkan dengan yang
dapat dipantau oleh manusia.
Dapat disetel untuk mencapai kinerja pengaturan optimal, dan setelah itu
sistem bekerja terus-menerus berdasarkan hasil penyetelan tersebut.
output
Sensitivitas yang lebih rendah dari ratio
terhadap variasi-variasi
input
dalam karakteristik sistem
Mengurangi efek nonlinieritas dan distorsi/gangguan
Memperbesar bandwidth sistem (bandwidth sistem adalah daerah/range
frekwensi dari input dalam mana sistem akan memberikan respons yang
memuaskan)
Pelatihan PLC Dasar - 01
14
Sistem Pengaturan Loop Tertutup (2)
Kekurangan :
Perlengkapannya lebih komplek dan lebih mahal
Instalasinya lebih sulit dan penyetelannya lebih kritis
Perawatan komponen dan peralatan lebih sulit, karena mencakup
komponen-komponen elektronik.
Perawatan peralatan memerlukan sumber daya manusia (SDM) yang
berpengetahuan lebih tinggi, dengan pelatihan yang lebih baik.
Terdapat satu kemungkinan saturasi dikarenakan satu gangguan sinyal
error; yaitu aktuator bekerja secara terus menerus sampai mencapai
batas kemampuan mekanis. Hal demikian dapat berlangsung bila terjadi
“sesuatu” didalam untai-tertutup yang menyebabkan sinyal error tetap
tinggi dan konstan.
Kecenderungan ke arah osilasi atau ketidakstabilan
Pelatihan PLC Dasar - 01
15
Kontrol Sekuensial
Kontrol sekuensial (kontrol berurutan) adalah
teknik pengontrolan yang digunakan untuk
mengatur suatu operasi yang saling terkait,
terhubung atau terencana (terjadwal).
Pelatihan PLC Dasar - 01
16
Contoh Illustrasi
Pelatihan PLC Dasar - 01
17
Contoh: Elevator Otomatis (1)
Seorang mengambil sangkar elevator ke lantainya dengan
menekan tombol pemanggil (naik/turun)
Sangkar yang terdekat dengan lantai pemanggil akan bergerak
dengan arah (naik/turun) menuju ke pemanggil
Pintu elevator secara otomatis terbuka setelah elevator berhenti
Orang tersebut menaiki elevator dan menekan tombol nomor
lantai yang dituju (tombol tujuan)
Pintu ditutup dan sangkar naik/turun ke lantai yang dituju, dan
akan berhenti pada lantai berikutnya jika ada panggilan
Pelatihan PLC Dasar - 01
18
Contoh: Elevator Otomatis (2)
• Kontrol kecepatan sangkar, untuk :
→ Memberikan percepatan yang sesuai hingga diperoleh kecepatan yang
konstan
→ Menjaga kecepatan konstan
→ Memberikan perlambatan yang sesuai untuk berhenti pada lantai yang
diinginkan dengan mulus
• Sangkar berhenti secara berurutan pada lantai yang diinginkan
penumpang di dalam sangkar
• Pintu akan terbuka lama, jika penumpang habis, kemudian
menutup dan tetap disitu sampai ada panggilan berikut.
Pelatihan PLC Dasar - 01
19
Kategori Kontrol Sekuensial
1.
Sistem melaksanakan urutan berikutnya jika
kondisi yang ditentukan sebelumnya terpenuhi
(conditional control)
2.
Sistem melaksanakan urutan berikutnya jika telah
mencapai waktu yang telah ditentukan (time
schedule control)
3.
Sistem di mana waktu pelaksanaan atau interval
waktu tidak penting, hanya urutan operasi yang
telah ditetapkan yang dipentingkan (executive
control).
Pelatihan PLC Dasar - 01
20
Contoh Kategori Kontrol Sekuensial: (1)
Contoh Kategori 1. Pada operasi elevator di atas,
untuk pergi ke lantai 30 dari lantai 2 dengan sangkar
elevator, harus memenuhi kondisi:
→
→
→
Tombol pemanggil ditekan pada lantai 2
Penumpang tidak melebihi kapasitas
Tombol tujuan dalam sangkar ditekan.
Contoh Kategori 2. Pada lampu lalu lintas, alat
pemain otomatis dan lain lain.
Pelatihan PLC Dasar - 01
21
Contoh Kategori Kontrol Sekuensial: (2)
Contoh Kategori 3. Sebagian besar dari kontrol posisi,
sebagai contoh jika benda kerja akan membentuk
diameter d1 dari posisi X ke Y dan diameter d2 dari X
ke Z, waktu pengerjaan atau interval tidak penting
karena kecepatan pengerjaan tergantung pada benda
kerja, tenaga mesin dan material alat-alat.
Pelatihan PLC Dasar - 01
22
Peralatan dan Rangkaian: Switch/Saklar
• Bagian yang menerima informasi untuk proses/plant
sebelum diberikan pada kontroler (saklar,
sensor/tranduser)
Pelatihan PLC Dasar - 01
23
Peralatan dan Rangkaian: Relay
Pelatihan PLC Dasar - 01
24
Rangkaian OR
Rangkaian yang kondisi keluarannya (output) akan aktif (ON),
jika kondisi salah satu masukan (input) aktif (ON)
Pelatihan PLC Dasar - 01
25
Rangkaian AND
Rangkaian yang kondisi keluarannya (output) akan aktif (ON),
jika kondisi kedua masukan (input) aktif (ON)
Pelatihan PLC Dasar - 01
26
Rangkaian NOT
Rangkaian yang kondisi keluarannya (output)
berlawanan dengan kondisi masukan (input) (ON)
Pelatihan PLC Dasar - 01
27
Rangkaian Self-Conservative
Rangkaian yang dapat mempertahankan kondisi ON meskipun
push-button hanya ditekan sekali lalu dilepas
Jos 131918366
Pelatihan PLC Dasar - 01
28
Rangkaian Inter-Locking
Rangkaian kontrol sekuensial
yang dirancang untuk
melindungi mesin dan piranti
serta keselamatan operator
dengan cara mengendalikan
operasi mesin dan piranti agar
berhubungan antara satu
dengan lainnya dengan
memakai titik kontak elektris
sehingga dapat terjadi urutan
operasi yang benar.
Pelatihan PLC Dasar - 01
29
Kontaktor Elektromagnetik
Pelatihan PLC Dasar - 01
30
Timer ON-delay
• Gambar rangkaian di bawah merupakan realisasi dari
operasi penundaan ON. Meskipun PB (push buttom)
ditekan, masih dibutuhkan tenggang waktu tertentu
yang telah ditentukan sebelum arus mengalir pada
beban.
Pelatihan PLC Dasar - 01
31
Timer OFF-delay
• Gambar rangkaian di bawah merupakan realisasi dari
operasi penundaan OFF. Meskipun PB (push buttom)
ditekan, masih dibutuhkan tenggang waktu tertentu
yang telah ditentukan sebelum arus ke beban diputus.
Pelatihan PLC Dasar - 01
32
Timer ON-delay pada Operasi Penundaan
• Saat PB ditekan, relay coil dan timer coil dapat arus.
Setelah mencapai setting interval timer contact ON,
sehingga beban menjadi ON.
Pelatihan PLC Dasar - 01
33
Timer ON-delay pada Tenggang Waktu Tetap
• Saat PB ditekan, relay coil, timer coil, dan beban dapat
arus. Hal ini dipertahankan oleh contact relay yang
dihubungkan secara self-conservative. Setelah
mencapai setting interval timer contact OFF, sehingga
relay coil OFF dan beban menjadi OFF.
Pelatihan PLC Dasar - 01
34
Sistem Bilangan Desimal
Cara penulisan bilangan yang lebih besar dari sembilan
Contoh bilangan 9876
Pelatihan PLC Dasar - 01
35
Sistem Bilangan Biner
Bilangan biner dinyatakan dalam nilai 0 atau 1.Cara
perhitungannya adalah sebagai berikut
Pelatihan PLC Dasar - 01
36
Sistem Bilangan Heksadesimal
Bilangan Hexadecimal merupakan Bilangan berbasis 16.
Bilangannya adalah 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.
Pelatihan PLC Dasar - 01
37
Gerbang Logika Dasar
Pelatihan PLC Dasar - 01
38
Gerbang Logika Tambahan
Pelatihan PLC Dasar - 01
39
Sistem Kontrol Proses
Pelatihan PLC Dasar - 01
40
Sistem Kontrol Proses
Pelatihan PLC Dasar - 01
41
Mesin Molding
Pelatihan PLC Dasar - 01
42