Dasar Teori

1. PLC ( Programmable Logic Control)

Berdasarkan pada standar yang dikeluarkan oleh National Electrical Manufacture

Association (NEMA) ICS3-1978 Part ICS3-304, PLC didefinisikan sebagai berikut :

“PLC adalah suatu peralatan elektronik yang bekerja secara digital, memiliki memori

yang dapat diprogram menyimpan perintah-perintah untuk melakukan fungsi-fungsi

khusus seperti logic, sequening, timing, counting, dan aritmatika untuk mengontrol

berbagai jenis mesin atau proses melalui analog atau digital input/output modules”.

2. Prinsip Kerja PLC

Pada prinsipnya sebuah PLC melalui modul input bekerja menerima data-

data berupa sinyal dari peralatan input luar (external input device) dari sistem yang

dikontrol seperti yang diperlihatkan pada gambar 3. Peralatan input luar tersebut

antara lain berupa sakelar, tombol, sensor. Data-data masukan yang masih

berupa sinyal analog akan diubah oleh modul input A/D (analog to digital input

module) menjadi sinyal digital. Selanjutnya oleh prosesor sentral (CPU) yang ada

di dalam PLC sinyal digital itu diolah sesuai dengan program yang telah dibuat dan

disimpan di dalam ingatan (memory).

Seterusnya CPU akan mengambil keputusan dan memberikan perintah

melalui modul output dalam bentuk sinyal digital. Kemudian oleh modul

output D/A (digital to analog module) dari sistem yang dikontrol seperti antara

lain berupa kontaktor, relay, solenoid, heater, alarm dimana nantinya dapat untuk

mengoperasikan secara otomatis sistem proses kerja yang dikontrol tersebut.

Gambar 2. Bagian-bagian blok PLC

3. Ladder Diagram/Diagram Tangga

Diagram Tangga merupakan bahasa teknik yang menggunakan simbol-

simbol dan keterangan-keterangan mengenai input dan output dalam

bentuk gambar diagram untuk mewakili fungsi kerja suatu proses dari sistem

yang dikontrol. Simbol-simbol yang digunakan dalam pemrograman PLC, yaitu :

Load dan Load Not

Gambar 3. Simbol Load dan Load Not

Bila terdapat dua atau lebih kondisi terhubung serial dalam satu garis anak tangga,

maka kondisi ini dapat di sebut sebagai and dan jika di- not-kan maka menjadi and

not.

Or dan Or Not

Gambar 4. Simbol OR dan OR NOT

Bila terdapat dua atau lebih kondisi terhubung paralel dalam satu garis anak

tangga, maka kondisi ini merupakan or sedangkan jika kondisi tersebut dibalik maka

menjadi or not.

Normal Terbuka dan Normal Terhubung

Gambar 5 Simbol Normally Open , Normally Close

Setiap instruksi harus didahului oleh bit operand kondisi normal terbuka atau

terhubung. Suatu kondisi disebut normal terbuka bilamana output bekerja atau aktif

ketika bit operand di depannya ON, dan disebut normal terhubung bilamana output

bekerja atau aktif ketika bit operand di depannya OFF.

Fungsi END

Gambar 6. Simbol END

Instruksi end digunakan untuk menandai bahwa program telah selesai. CPU

melakukan scan dari awal hingga akhir program mebentuk loop tetutup. Jadi tanpa

end maka program PLC tidak akan bekerja.

Output dan Output Not

OUT OUT NOT

Gambar 7. Simbol OUT dan OUT NOT

Instruksi output dapat digunakan untuk rancangan dimana output harus aktif

bilamana kondisi-kondisi normal di depannya terhubung. Instruksi output not

digunakan untuk rancangan dimana output harus tidak aktif bilamana kondisi-

kondisi normal di depannya terhubung. Beberapa output atau output not yang

terhubung paralel pada satu garis anak tangga dapat diperlakukan dengan instruksi

output atau output not yang berurutan.

DIFU ( 13 ) dan DIFD ( 14 )

DIFU adalah instruksi untuk memberi trigger sesaat pada saat awal

masukan ON. Perintah DIFU mempunyai sebuah masukan dimana DIFU akan ON

hanya sesaat pada awal masukan ON kemudian OFF tanpa menghiraukan lamanya

masukan ON. Saat masukan OFF DIFU tidak bereaksi apapun. DIFU akan ON lagi

setelah masukan OFF dan kemudian ON.

DIFD adalah instruksi untuk memberi trigger sesaat pada saat awal

masukan OFF. Perintah DIFD mempunyai sebuah masukan dimana DIFD akan ON

hanya sesaat pada awal masukan ON kemudian OFF tanpa menghiraukan lamanya

masukan OFF. DIFD akan ON lagi setelah masukan ON dan kemudian OFF.

Gambar 8. Simbol DIFU dan DIFD

TIMER

Timer adalah instruksi untuk menunda suatu proses. Timer mempunyai

sebuah masukan, dimana apabila masukan ON timer menghitung dan bila masukan

OFF timer reset. N menunjukkan timer ke berapa ( Tim 1, Tim 2 dst ) dan SV

adalah Set Value dengan batasan antara 000.00 sampai dengan 999.9. Apabila

masukan ON maka timer aktif dan mulai menghitung sesuai set value, setelah timer

selesai menghitung sampai angka set value terpenuhi maka timer akan ON, timer

akan OFF dan reset apabila masukan OFF. Untuk mengambil kondisi timer maka

dibuat diagram ladder seperti gambar dibawah. Timer akan OFF apabila masukan

kondisinya OFF sehingga Timer reset. Timer menggunakan unit 100 ms ( Hundred-

ms Timer ).

Gambar 9. Simbol Timer

4. Limit Switch

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang

berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push

ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan

tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit

switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan

perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan

dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak.

Simbol limit switch ditunjukan pada gambar berikut.

Gambar 10. Limit switch dan simbolnya

Limit switch umumnya digunakan untuk :

Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda

lain.

Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.

Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek.

Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada

batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau

penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut.

Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC

(Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan.

Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat seperti gambar di bawah.

Gambar 11. Konstruksi limit switch

5. Tombol Tekan (Push Botton)

Tombol tekan adalah bentuk saklar yang paling umum dari pengendali manual

yang dijumpai di industri. Tombol tekan NO (Normally Open) menyambung

rangkaian ketika tombol ditekan dan kembali pada posisi terputus ketika tombol

dilepas. Tombol tekan NC (Normally Closed) akan memutus rangkaian apabila

tombol ditekan dan kembali pada posisi terhubung ketika tombol dilepaskan.

Ada juga tombol tekan yang memiliki fungsi ganda, yakni sudah dilengkapi

oleh dua jenis kontak, baik NO maupun NC. Jadi tombol tekan tersebut dapat

difungsikan sebagai NO, NC atau keduanya. Ketika tombol ditekan, terdapat kontak

yang terputus (NC) dan ada juga kontak yang terhubung (NO). Bentuk tombol tekan

beserta simbolnya dapat dilihat pada gambar 1 di bawah ini.

Gambar 12. Bentuk tombol tekan (Push botton)

Gambar 13. Simbol saklar tekan (Push Botton)

Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan

maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai

stop (memberhentikan) dan kontak NO akan berfungsi sebagai start (menjalankan)

biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor – motor induksi untuk

menjalankan mematikan motor pada industri – industri.

6. Motor Stepper

Motor Stepper adalah sebuah perangkat pengandali yang menkonversikan bit-

bit menjadi posisi rotor. Motor stepper memiliki pin-pin input yang menjadi kutub-

kutub magnet di dalam motor. Bila salah satu pin diberi sumber tegangan, pin tersebut

akan mengaktifkan kutub di dalam magnet sebagai kutub utara dan kutub yang tidak

diberi tegangan sebagai kutub selatan. Dengan terdapatnya 2 kutub di dalam motor

ini, rotor di dalam motor yang memiliki kutub permanen akan mengarah sesuai

dengan kutub-kutub input. Kutub utara rotor akan mengarah ke kutub selatan

stator sedangkan kutub selatan rotor akan mengarah ke kutub utara stator. Pada motor

stepper terdapat berbagai macam tipe, antara lain unipolar, bipolar, Single-phase,

Multy-phase dan sebagainya. Skema umum motor stepper dapat dilihat seperti

gambar dibawah ini.

Gambar 14. Skema Motor Stepper

Gambar diatas menunjukkan penampang motor stepper dengan empat koil.

Setiap koil memiliki empat kondisi kutub. Bila kondisi satu yang aktif, posisi rotor

akan nampak seperti di atas. Bila kondisi bergeser ke dua, rotor akan berputar

ke kiri dengan sudut putar sesuai dengan jarak kondisi satu dan dua. Namun bila

setelah kondisi satu, kondisi empat yang aktif, rotor akan menuju ke koil dengan pin

empat paling dekat dengan pin satu dari kondisi sebelumnya. Hal ini menyebabkan

rotor berputar ke kanan dan seterusnya. Ketelitian sudut putar pada motor stepper

sebanding dengan banyaknya dan kondisi masukkannya. Pada kondisi seperti gambar

2.2, stepper dengan empat koil dan empat kondisi kutub dengan metode full step akan

mampu menghadap ke 16 sudut berbeda.

Ada dua tipe pengendalian dengan metode full step yaitu dengan

pembangkitan tunggal dan pembangkitan ganda. Untuk tipe pembangkitan

tunggal dapat dilihat lebih jelas pada tabel berikut.

Pada tabel karakteristik pembangkitan stepper dibawah (tabel 2.1) hanya ada

satu kondisi yang aktif. Misal koil satu aktif dan lainnya mati, maka rotor akan

menghadap ke kutub satu. Bila koil dua aktif, dan kutub lainnya off, rotor akan

menghadap ke kutub dua dan seterusnya. Untuk Pembangkitan motor stepper

dengan metode pembangkitan ganda dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 1. Karakteristik Stepper Pembangkitan Tunggal.

Pada Karakteristik Stepper Pembangkitan Ganda dua koil aktif bersamaan, dan

dua lainnya mati. Hal ini akan menyebabkan rotor menghadap diantara kutub yang

aktif. Misalkan untuk kondisi koil satu dan dua aktif, rotor akan menghadap ke titik

diantara kutub satu dan dua, dan seterusnya.

Tabel 2. Karakteristik Stepper Pembangkitan Ganda