programmable logic controller - te.ugm.ac.idte.ugm.ac.id/~enas/schneider/twido - handout/01....

BASIC PLC TWIDO

PENGANTAR PLC(Programmable

Logic Controller)

Schneider Electric Automation Business

PLC

• Programmable Logic Controller diperkenalkan pertama kali pada1969 oleh Richard E.Morley yang merupakan pendiri ModiconCorporation.Modicon adalah kependekan dari Modular Digital Controller

• Pemrograman– Dahulu: divais pemrograman hanya untuk merek spesifik PLC.– Sekarang: PC dengan software berbasis windows.

Schneider Electric Automation Business

Diagram Blok Dasar Kotak Hitam (Black Box)

Schneider Electric Automation Business

PLC (Programmable Logic Controller) ?

• Merupakan “komputer khusus” untuk aplikasi di industri, digunakan untuk memonitor & mengontrol proses industriuntuk menggantikan hard-wired control (rangkaianrelay/kontaktor) dan memiliki bahasa pemrogramansendiri.

• Berbeda dengan Personal Computer, dalam PLC sudahdilengkapi unit input-output digital yang bisa langsungdihubungkan ke perangkat luar (switch, sensor, relay, dll) bahkan ada yang sudah memiliki ADC/DAC built-in.

Schneider Electric Automation Business

Inside a PLC

CR

IsolationBarrierIsolation

Barrier

CentralProcessor

Unit(CPU)

MEMORYprogram data

HighVoltage

HighVoltage

Low Voltage

AC Power Supply

Output

Circuits

or

CommunicationsPort

Input

Circuits

DC Power Supply

Schneider Electric Automation Business

Perbedaan Utama antara PLC & Komputer

• Perbedaan utama antara PLC dan komputer:PLC dirancang untuk instalasi dan perawatan olehteknisi elektrik industri yang tidak harus mempunyaiskill elektronika tinggi.

• Troubleshooting dalam PLC disederhanakan:• Fault indicators• Run / Stop indicators• Input / Output status indicators

Schneider Electric Automation Business

Hard-wired Control

• Sebelum ditemukan PLC, tugas pengontrolan dilakukanoleh kontaktor dan relai yang dirangkai bersama dengankabel.

• Rangkaian harus didesain dan digambar dulu, kemudianmenetapkan spesifikasi dan instalasi pengkabelannya.

• Teknisi harus mengerjakan pemasangan danpengkabelan sesuai gambar teknik tersebut.

• Jika salah dalam mendesain atau ada modifikasi, designer dan teknisi harus merombak dan mengerjakaninstalasi lagi.

Pemborosan waktu dan biaya

Schneider Electric Automation Business

Contoh hard-wired Control

PB1 PB2

RELAY COIL

RELAY CONTACTS LAMP

(A) Schematic Diagram

Hard-wired relay type of control

Schneider Electric Automation Business

Kemampuan PLC

• PLC menggantikan logika dan pengerjaan sirkitkontrol relay yang merupakan instalasilangsung.

• Rangkaian kontrol cukup dibuat secarasoftware. Pengkabelan hanya diperlukan untukmenghubungkan peralatan input dan output.

• Hal ini mempermudah dalam mendisain danmemodifikasi rangkaian, karena cukup denganmengubah program PLC.

Schneider Electric Automation Business

Contoh Sistem Kontrol dengan PLC

Input

Schneider Electric Automation Business

Contoh Aplikasi PLC (1)

• Manufaktur otomotif• Pabrik semen• Pengendali lift/elevator• Pengairan/irigasi• Pengendali pembangkit listrik• Penggilingan (mesin giling)• Pengontrol lampu lalu lintas• Sistem keamanan• Pengendali robot• Pabrik minuman ringan• dll

Schneider Electric Automation Business

Contoh Aplikasi PLC (2)

Schneider Electric Automation Business

Contoh Aplikasi PLC (3)

Schneider Electric Automation Business

Typical Applications - Network

☺Level 0 : Devices- Pushbutton / simplesensors

☺Level 0.5 : I/O- Intelligent devices

☺Level 1 : Control- Peer to peer coordination

- HMI displays

☺Level 2 : Hosts- Recipe data downloads

- Production data uploads

- Application programming and management

Schneider Electric Automation Business

Apa yang Dapat Dikerjakan PLC ? (1)

1. Sequence Control :- pengganti relay control logic- timers/counters- pengganti pengendali yang berupa papan

rangkaian elektronik- pengendali mesin dan proses

Schneider Electric Automation Business

2. Sophisticated Control :- arithmatic operations (+,-,x,:)- information handling- analog control (suhu, tekanan,dll)- PID controller- servo-motor control- stepper-motor control

Apa yang Dapat Dikerjakan PLC ? (2)

Schneider Electric Automation Business

3. Supervisory Control :- process monitoring & alarm- fault diagnostic & monitoring- interfacing with computer (RS232)- printer/ASCII interfacing- factory automation networking- LAN

Apa yang Dapat Dikerjakan PLC ? (3)

Schneider Electric Automation Business

Memory

• Seperti halnya sistem komputer, memory PLC terdiriatas RAM dan ROM.

• Kapasitas memory antara satu PLC dengan yang lain berbeda-beda tergantung pada type dan pabrikpembuatnya.

• Beberapa pabrik menyatakan ukuran memorydalam byte, ada juga yang kilobyte, dan ada pula yang dinyatakan dengan jumlah intruksi yang dapatdisimpan.

Schneider Electric Automation Business

RAM

• Program yang ditulis umumnya disimpan dalam RAM yang ada di dalam PLC sehingga dapat diubah/dieditmelalui programming unit.

• Kerugian penyimpanan di RAM adalah program dandata akan hilang ketika power supply mati.

• Untuk mengatasi hal ini, RAM dapat diback-up denganbattery lithium, sehingga meskipun power supply mati, program dan data tidak hilang.

• Umumnya bila battery tidak rusak, program dan data bisa disimpan selama 5 tahun.

Schneider Electric Automation Business

ROM

• Supaya program dalam RAM bisa dieksekusiharus ada ‘Operating System’ PLC.

• Operating system ini dibuat oleh pabrik pembuatPLC yang disimpan dalam ROM dan hanya dapatdibaca oleh processor.

• Dalam beberapa PLC tidak menggunakan ROM tapi EPROM atau EEPROM.

• Pengguna dapat juga menyimpan program disebagian tempat di EEPROM atau dikenalsebagai Flash Memory.

Schneider Electric Automation Business

Input Unit

• Mendeteksi ketika sinyal diterima dari sensor.

• Mengkonversi sinyal input menjadi leveltegangan yang bisa diterima processor.

• Mengisolasi PLC dari fluktuasi tegangan atauarus sinyal input.

• Mengirim sinyal ke indikator input PLC sehingga bisa diketahui input mana yang sedang menerima sinyal.

Schneider Electric Automation Business

Contoh Input

Limit switch

Proximity sensor

Photo-electric sensor

Schneider Electric Automation Business

Output Unit

• Output unit pada PLC juga berfungsi sebagai interfaceterhadap peralatan luar.

• Output PLC bertindak sebagai switch terhadap power supply untuk mengoperasikan peralatan output (misal : pilot lamp, relay, dll)

• Komponen yang biasa dipakai PLC sebagai bagianoutput unit adalah relay untuk AC/DC, TRIAC untuk AC saja, dan Transistor atau FET untuk DC saja.

Schneider Electric Automation Business

Contoh Output

Lampu indikator

Motor starter

Relay

Schneider Electric Automation Business

Bahasa Pemrograman

Ada 4 metode / type bahasa pemrograman yang bisadipakai, meski tidak semua disupport oleh suatu PLC.

1. Ladder Diagram languages (LD)2. Instruction List languages (IL) / Statement List (SL)3. Sequential Function Chart (SFC) / Grafcet languages4. High-level languages : biasanya Visual Basic

Schneider Electric Automation Business

• Ladder Diagram dan Instruction List adalah yang paling umumdan populer dipakai.

• Ladder diagram relatif paling mudah dipahami karena secaraumum simbol yang digunakan mirip dengan gambar dalamrangkaian relay/kontaktor.

• Secara logika, listrik mengalir dari rel/garis di kiri ke rel/garis dikanan.

• Jalur dari kiri ke kanan ini dikenal dengan istilah Ladder-line.• Instruction List mirip seperti listing perintah dalam assembler.• High-level languages yang paling populer digunakan adalah BASIC

yang sekarang menjadi Visual Basic.• Karena yang paling umum dan disupport oleh semua PLC adalah

Ladder, nantinya hanya dibahas Ladder Diagram (LD).

Mengapa Ladder Diagram (LD) ?

Schneider Electric Automation Business

Konsep Pemrograman PLC

• Menggunakan cara berpikir logika (benar/salah, 1/0)

• Program berdasarkan hubungan/fungsi antara input dan output

• Proses eksekusi program PLC adalah sekuensial(proses scanning)

• Pengalamatan I/O dan memory adalah aspekpenting dalam pemrograman.

Schneider Electric Automation Business

Pemilihan PLC

Pemilihan PLC diturunkan dari

kebutuhan aplikasi

Perhatikan batasan kemampuan PLC

Inventarisasi jenis sinyal/tegangan yang

ditangani (analog/digital, AC/DC)

Schneider Electric Automation Business

Batasan Pemilihan PLC

• Jumlah dan jenis input

• Jumlah dan jenis output

• Jumlah memory yang tersedia

• Kecepatan

• Komunikasi antar PLC

• Cara/teknik pemrograman

Schneider Electric Automation Business

Pendekatan Sistematikdalam Mendesain Sistem dengan PLC (1)

1. Memahami kebutuhan sistem kendali yang diinginkan.

2. Menyusun flowchart sistem kendalinya.3. Mendaftar semua input & output yang berhubungan

dengan terminal I/O PLC.4. Menterjemahkan flowchart ke ladder diagram.5. Memprogram desain ladder diagram ke PLC.6. Simulasi program dan debug software.

Schneider Electric Automation Business

7. Jika masih bermasalah, kembali edit program.8. Bila sudah OK, hubungkan semua perangkat input

dan output.9. Cek semua koneksi input dan output.10. Tes program dengan menjalankannya.11. Jika terjadi trouble, edit kembali.12. Bila sudah OK, simpan program ke PLC.13. Jangan lupa, dokumentasikan semua gambar dan

program yang dibuat

Pendekatan Sistematikdalam Mendesain Sistem dengan PLC (2)

Schneider Electric Automation Business

Keuntungan Menggunakan PLC dalamOtomatisasi

Waktu implementasi proyek lebih cepatMudah dalam modifikasiKalkulasi biaya proyek lebih akuratMemerlukan waktu training lebih pendekPerubahan disain lebih mudah (dengan software)Aplikasi kendali yang luasPerawatan mudahReliabilitas tinggiRelatif tahan terhadap kondisi lingkungan yang buruk

Schneider Electric Automation Business

Panel Pengendali Sebelum Menggunakan PLC :

Schneider Electric Automation Business

Panel Pengendali Setelah Menggunakan PLC :

Schneider Electric Automation Business

PLC vs Smart Relay

PLC → Twido Modular & Compact Smart Relay → Zelio

Schneider Electric Automation Business

Perbedaan antara PLC dan Smart Relay

PLC :1. Dapat melakukan fungsi-fungsi aritmatik.2. Dapat melakukan operasi-operasi pemindahan

memory.3. Dapat melakukan fungsi-fungsi yang komplek seperti :

sequence, LIFO, FIFO, PWM, dll.

Smart Relay :Hanya dapat melakukan fungsi-fungsi logika danbeberapa fungsi dasar seperti timer dan counter.