aplikasi proggrammable logic controller - website...

Otomasi Sistem dengan PLC - 01 11

AplikasiProggrammable Logic Controller

Pengantar Otomasi dan strategi Kontrol

Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng.Jurusan Teknik Elektro FTI ITS

Telp. 5947302 Fax.5931237Email: [email protected]


Objektif:Perkembangan Sistem KontrolDefinisi dan IstilahKontrol OtomatisLetak PLC pada Sistem Kontrol


Latar Belakang

kebutuhan kontroler yang dapat dioperasikan dengan mudah (kompak, sederhana);

tahan terhadap getaran dan noise; bentuk tidak terlampau rumit (plug in) dan modular,

memudahkan penggantian/penambahan; level sinyal dan hubungan input output standar; menggunakan bahasa program yang mudah dimengerti; mudah diprogram ulang di peralatan (programmable); mempunyai kemampuan fungsi internal seperti timer, counter

dan shift register.


Konsep Sistem Kontrol yang Ideal(dilontarkan oleh kelompok insinyur dari General Motors tahun 1968)

mudah diprogram dan diprogram ulang, jika mungkin dalam peralatan dapat mengubah langkah operasinya;

mudah dirawat dan diperbaiki, lebih disukai dalam bentuk modul plug in;

handal dalam lingkungan plant; lebih kecil daripada relay yang ekuivalen; murah, kuat dan terpadu dengan panel dalam penggunaan.


Watt’s flyball governor (1769)


Sejarah Perkembangan (1)James Watt (1769) --> governor sentrifugal untuk kontrol kecepatan mesin uap.

Minorsky (1922) --> kontrol otomatis untuk pengemudian kapal, dan menunjukkan bagaimana stabilitas dapat ditentukan dari persamaan diferensial sistem.

Hazen (1934) --> memperkenalkan servomekanik untuk kontrol posisi, membahas disain servomekanik relai yang mampu mengikuti perubahan input dengan kesalahan kecil.

Pertengahan 1950, mulainya digunakan komputer sebagai alat bantu kontrol proses, tapi saat itu harga komputer masih sangat mahal dan kecepatan prosesnya masih lambat.


Sejarah Perkembangan (2)Tahun 1968, tenaga teknik General Motor mulai memperkenalkan konsep komputer yang mudah diprogram

Tahun 1969 bentuk riil dari dari perangkat keras berupa CPU untuk kontroller dengan instruksi logika, 1 Kbyte memori dan 128 titik I/O.

Tahun 1974 dikenalkan penggunaan beberapa prosesor untuk fungsi timer, counter, dan arithmetic process.

Tahun 1976 dikenalkan sistem kontrol dengan I/O jarak jauh.

Tahun 1980 dikenalkan modul-modul intelligent untuk input analog maupun digital, output analog maupun digital, dan komunikasi antar kontroler.


Istilah dan Definisi (1)Plant : suatu peralatan atau obyek fisik yang harus dikontrol.

Proses : suatu operasi yang harus/akan dikontrol.

Sistem : suatu gabungan komponen yang bekerja bersama-sama (bekerjasama) dan melaksanakan suatu tujuan tertentu.

Gangguan (disturbance) : suatu sinyal (internal maupun eksternal) yang cenderung merugikan keluaran (output) sistem.

Kontrol Umpan balik (feedback control) : suatu operasi, dimana dengan adanya gangguan, cenderung mengurangi perbedaan antara output sistem dan input referensi.


Istilah dan Definisi (2)Sistem Kontrol Umpan balik (feedback control system) : sistem yang cenderung mempertahankan suatu hubungan yang telah ditentukan antara output sistem dan input referensi dengan membandingkan keduanya dan menggunakan perbedaannya sebagai sinyal kontrol.

Servomekanik : suatu sistem kontrol umpan balik dalam mana outputnya merupakan posisi (mekanis), kecepatan (mekanis), atau percepatan (mekanis). Pada umumnya outputnya diharapkan dapat mengikuti perubahan inputnya.

Sistem Regulasi Otomatis (Automatic Regulating System) atau regulator : suatu sistem kontrol umpan balik dalam mana input referensi atau output yang diinginkan adalah konstan atau berubah perlahan-lahan terhadap waktu dan dalam mana tugas utama adalah untuk mempertahankan output sistem pada harga yang diinginkan dengan adanya gangguan.


Istilah dan Definisi (3)Sistem Kontrol Proses (process control system) : sistem regulasi otomatis dalam mana outputnya adalah suatu variabel seperti temperatur, tekanan, aliran, level cairan atau pH.

Sistem Kontrol Loop Tertutup (closed loop control system) : sistem kontrol dalam mana sinyal output mempunyai efek langsung tehadap sinyal kontrol (control action).

Sistem Kontrol Loop Terbuka (open loop control system) : sistem kontrol dalam mana outputnya tidak mempunyai efek langsung terhadap sinyal kontrol.


Istilah dan Definisi (4)

Sistem Kontrol Adaptif (adaptif control system) : sistem kontrol yang mempunyai kemampuan beradaptasi dalam keadaan bebas.

Sistem Kontrol dengan Penalaran (learning control system) : sistem kontrol yang mempunyai kemampuan untuk menalar.

Sistem Kontrol Numerik (numerical control system) : sistem kontrol gerak dari komponen mesin dengan menggunakan angka-angka.

Sistem Kontrol dengan Komputer (computer control system) : sistem kontrol yang melibatkan komputer sebagai bagian dari loop pengatur (estimasi parameter, statistik, …)


Open Loop/Closed Loop SystemsA control system is an interconnection of components. Each component is represented by a block in a diagram.Open Loop

Closed Loop (Feedback system)

Sensor

Desiredoutput

+-

Errorsignal

Controller Plant

Actuatingsignal

Controlsignal

Plantoutput

Actuator

Desiredoutput

Controller Plant

Actuatingsignal

Controlsignal

Actuator

Plantoutput


Sistem Kontrol Loop Terbuka

Kebaikan:Konstruksi sederhana dan mengurangi pemeliharaan.Lebih murahTidak ada persoalan stabilitasCocok apabila output sulit diukur atau secara ekonomis tidak fisibel

Kekurangan :Gangguan atau perubahan dalam kalibrasi menyebabkan kesalahan dan output mungkin berbeda terhadap apa yang diinginkanUntuk mempertahankan kualitas yang dibutuhkan pada output, rekalibrasi (kalibrasi kembali) harus dilakukan dari waktu ke waktu.


Sistem Kontrol Kecepatan


Sistem Kontrol Loop Tertutup

Kebaikan:Ketelitian lebih baik (kualitas produksi lebih baik).Sensitivitas yang lebih rendah dari ratio terhadap variasi-variasi dalam karakteristik sistemMengurangi efek nonlinieritas dan distorsi/gangguanMemperbesar bandwidth sistem (bandwidth sistem adalah daerah/range frekwensi dari input dalam mana sistem akan memberikan respons yang memuaskan)

Kekurangan :Konstruksi lebih rumit dan pemeliharaan lebih mahalLebih mahalKecenderungan ke arah osilasi atau ketidakstabilan.

inputoutput


Contoh 1: Pemanas RuanganIf temperature inside the house is below the desired temperature, furnace turns on until the temperature inside the house is slightly higher than the desired temperature

If temperature inside the house is above the desired temperature, furnace turns off until the temperature inside the house is slightly lower than the desired temperature

temperaturesensor

Desiredtemp.

+-

Errorsignal

gain house

heatGas valvesignal

temp.

furnace


Contoh 2: Cruise ControlIf the vehicle speed is lower than the desired speed the controller acts on the throttle to increase speed

If the vehicle speed is higher than the desired speed, the controller acts on the throttle to reduce speed

speedometer

Desiredspeed

+-

Errorsignal

controller vehicle

tractionforce

throttle speed

engine


Energyinput

Processundercontrol

Actuator Actualoutput

Powerinterface

Transmission

Sensor

Transmission

Signalconditioner

Controller Process variable(actual output)

Set point(desired output)

Diagram Sistem Pengaturan Otomatis


Sistem Kontrol Posisi


Sistem Kontrol Numerik


Sistem Kontrol Proses


PLC pada Sistem Konveyor


Mesin Molding


Definisi

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

PC = Programmable Controller (UK)PLC = Programmable Logic Controller (USA)PBS = Programmable Binary System (Swedia)


Kedudukan PLC


Rangkaian Konvensional

dan

PLC


7 Tahapan menyusun kontrol dg PLC

1. Desain sistem2. I/O assigment3. Penulisan program4. Programming5. Editing6. Monitoring7. Penyimpanan program

aplikasi proggrammable logic controller - website...

Documents