JOB 1

JOB 1

LADDER DIAGRAM UNTUK OPERASI LOGIKA PLC

CAPAIAN PEMBELAJARAN

Capaian Pembelajaran Umum

Mahasiswa memiliki ilmu pengetahuan, memiliki keterampilan dan mempunyai sikap kerja yang diperlukan untuk mengidentifikasi, menjelaskan karakteristik dan menjalankan program atau Ladder Diagram untuk fungsi-fungsi logika AND, OR, NOR, NAND, NOT, dan XOR.

Mahasiswa mampu mengembangkan Ladder Diagram yang melibatkan penggunaan rela internal, latching, Timber, counter, dan peranti penanganan data PLC.

Capaian Pembelajaran Khusus

Mampu memahami dasar-dasar unit rancang bangun PLC

Mampu memasukkan dan menjalankan program dasar di PLC

Mampu membuat program atau Ladder Diagram (LD) dari suatu masalah sederhana

Mampu menganalisa dan menyimpulkan program dasar di PLC

Pendahuluan

Pengontrol Secara Umum

Kontroler secara umum yaitu untuk mempertahankan kondisi yang diinginkan dalam sistem fisis dengan mengatur variabel tertentu dalam sistem. Lihatlah contoh berikut:

Gambar 1 Pengontrolan Secara Umum

Orang yang mengendarai mobil seperti yang ditunjukkan oleh gambar di atas. Supir harus memiliki tujuan atau objektif. Pertama-tama supir harus menentukan lokasi dari mobil di jalan, dengan menggunakan mata untuk melihat posisi mobil di jalan kemudian supir juga harus memperhitungkan keadaan agar mobil tetap pada posisi yang diinginkan di jalan dan akhirnya supir haruslah mengubah posisi obi dengan menggunakan setir. Dengan menggunakan cara tersebut, supir bisa menjaga mobil tetap berada pada posisi yang diinginkan.

Sistem Terkontrol Mikroprosesor

Dengan sebuah mikroprosesor, kita dapat mempergunakan sistem kontrol dasar yang sama untuk segala situasi dengan memanfaatkan sebuah sistem berbasis mikroprosesor dan menuliskan sebuah program yang menginstruksikan mikroprosesor untuk memberikan reaksi pada setiap sinyal input dari, misalnya switch, dan menghasilkan output yang dibutuhkan, misalnya motor atau katup.

Adapun bentuk programnya sebagai berikut :

Jika Switch A menutup,

Berikan output ke rangkaian motor

Jika Switch B menutup,

Berikan output ke rangkaian katup

Dengan mengubah instruksi pada program, kita dapat menggunakan sistem mikroprosesor yang sama untuk berbagai aplikasi kontrol.

Programmable Logic Controller (PLC)

Definisi PLC

Definisi PLC menurut NEMA (National Electrical Manufacturers Association) adalah peralatan elektronik yang bekerja secara digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram untuk menyimpan instruksi internal guna menerapkan fungsi-fungsi khusus, seperti logic, sequencing, pengukuran waktu, perhitungan secara analog atau digital, berbagai jenis mesin atau proses.

PLC dirancang untuk dioperasikan oleh para engineer yang hanya memiliki sedikit pengetahuan mengenai komputer dan bahasa pemrograman.

Gambar 2 Skematis Cara Kerja PLC

Programmable Logic Controller (PLC) pertama muncul di General Motors Holden pada tahu 1968

Pada dasarnya dirancang untuk menggantikan sistem logika yang menggunakan relay ( pengetahuan tentang rangkaian sistem logika dan rela tetap merupakan dasar yang sangat penting serta diperlukan untuk pemrograman dengan PLC.

Keuntungan PLC dibanding dengan sistem logika konvensional terutama adalah mudah/dapat diprogram, fleksibel, dan dapat dihandalkan.

Karakteristik PLC

Karakter PLC sebagai alat pengoptimal dari tugas-tugas pengontrolan dan pengoperasian di dalam lingkungan industri :

Kokoh dan dirancang untuk tahan getaran, suhu kelembaban dan kebisingan

Antarmuka untuk input-output telah tersedia secara built-in di dalamnya.

Mudah diprogram dan menggunakan sebuah bahasa pemrograman yang mudah dipahami, yang sebagian besar berkaitan dengan operasi-operasi logika dan penyambungan.

Hardware pada PLC

Umumnya PLC memiliki 5 komponen dasar :

Prosessor (CPU) merupakan unti yang berisi mikroprosesor yang menginterpretasikan sinyal-sinyal input dan melaksanakan tindakan pengontrolan, sesuai dengan program Yat tersimpan dalam memori, lalu mengomunikasikan keputusan yang diambil sebagai sinyal kontrol ke antarmuka output.

Catu Daya, diperlukan untuk mengonversikan tegangan AC menjadi sumber tegangan rendah DC (5 Vdc) yang dibutuhkan oleh prosesor dan modul rangkaian antarmuka I/O.

Perangkat pemrograman digunakan untuk memasukkan program yang dibutuhkan ke dalam memori. Program yang dibuat dengan menggunakan perangkat ini lalu dipindahkan ke dalam unit memori PLC.

Memori merupakan tempat menyimpan program yang digunakan untuk melaksanakan tindakan pengontrolan oleh mikroprosesor.

Bagian Input-Output adalah antarmuka Diana prosesor menerima informasi dari dan mengomunikasikan informasi kontrol ke perangkat eksternal.

Gambar 3 Sistem PLC

Bahasa Pemrograman PLC

Berdasarkan Standar Internasional IEC-61131-3, bahasa pemrograman PLC ada 5 macam yaitu :

Ladder Diagram (LD)

Function Block Diagram (FBD)

Sequential Function Chart (SFC)

Structure Text (ST)

Instruction List (IL)

Tidak semua PLC support kelima bahasa pemrograman di atas. Ada yang hanya support LD saja, ada juga yang support LD, FBD, SFC, ST tergantung dari PLC yang kita pakai.

Berikut bahasa pemrograman yang digunakan oleh beberapa merek PLC :

Allen bradley PLC-5 & SLC-500 : Ladder Diagram (LD)

Allen bradley Logix 5000 family : Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), Sequential Function Chart (SFC), Structure Text (ST)

Omron CX-Programmer V.8.1 : Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), Sequential Function Chart (SFC)

Schneider : Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), Sequential Function Chart (SFC)

Siemens : Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), Sequential Function Chart (SFC), Instruction List (IL)

Macam-macam bahasa program yang ditetapkan oleh (International Electrotecnic Commission) IEC61131-3 adalah sebagai berikut :

Ladder Diagram (Diagram Tangga)

Ladder diagram adalah bahasa pemrograman yang dibuat dari persamaan fungsi logika dan fungsi-fungsi lain berupa pemrosesan data atau fungsi waktu dan pencacahan. Ladder diagram terdiri dari susunan kontak kontak dalam satu grup perintah secara horizontal dai kiri ke kanan, dan terdiri dari banyak grup perintah secara vertikal. Contoh dari Ladder Diagram ini adalah: kontak Normally Open, kontak Normally Close, output coil, pemindahan data garis vertikal paling kiri dan paling kanan diasumsikan sebagai fungsi tegangan, bila fungsi dari Group perintah menghubungkan dua garis vertikal tersebut maka rangkaian perintah akan bekerja.

Function Block Diagram (FB/FBD)

Function block diagram adalah suatu fungsi-fungsi logika yang disederhanakan dalam gambar blok dan dapat dihubungkan dalam suatu fungsi atau digabungkan dengan fungsi blok lain.

Seperti SFC, FBD adalah bahasa grafis yang memungkinkan pemrograman dalam bahasa lain (tangga, daftar instruksi, atau teks restruktur) yang akan bersarang di dalam FBD dalam FBD, program muncul sebagai blok elemen yang dihubungkan bersama-sama dengan cara yang menyerupai diagram rangkaian. FBD yang paling berguna dalam aplikasi yang melibatkan tingkat tinggi informasi / data flow antara komponen kontrol, seperti kontrol proses.

Statement List (STL)

Adalah bahasa program jenis tingkat rendah mirip dengan bahasa Assembly. Instruksi yang dibuat berupa susunan sederhana menuju ke operan yang berupa alamat atau register.

Structured Text (ST) atau Structure Language (SCL)

Teks restruktur merupakan bahasa tingkat tinggi yang dapat memproses sistem logika ataupun algoritma dan memungkinkan pemrosesan sistem lain. Perintah umumnya menggunakan IF...THEN...ELSE, WHILE...DO, REPEAT...UNTIL, dan lain-lain.

Sequential Function Chart (SFC)

Bahasa program yang dibuat dan disimpan dalam chart. Bagian-bagian chart memiliki fungsi urutan langkah, transisi dan percabangan. Tiap step memiliki status proses dan bisa terdiri dari struktur yang berurutan.

Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan yaitu :

Perangkat komputer

1 buah

Modul PLC

1 buah

Software GMWIN

1 buah

Kabel penghubung/Banana

Secukupnya

Langkah-Langkah dalam menggunakan Program GMWIN 4.0

Hidupkan komputer

Pilih program GMWIN 4.0 pada menu start.

Gambar 4 Tampilan Menu Start untuk memilih program GMWIN 4.0

Akan tampil

Gambar 5 Tampilan Awal pada GMWIN 4.0

Kemudian pada menu bar pilih new project

Gambar 6 Tampilan Menu Bar untuk New Project

Kemudian akan tampil menu seperti gambar di bawah ini, kemudian isi project name dan kemudi pilih GM6.

Gambar 7 Tampilan Project Name untuk memilih GM6

Setelah di klik next maka akan muncul menu seperti di bawah ini.

Gambar 8 Tampilan setelah memilih GM6

Setelah data di isi, klik next maka akan muncul menu seperti gambar di bawah ini. Pilih LD untuk pemrograman ladder diagram.

Gambar 9 Tampilan untuk memilih LD

Selanjutnya klik finish, maka secara bersamaan menu project akan muncul seperti gambar di bawah ini.

Gambar 10 Tampilan setelah memilih LD

Setelah itu kita membuat ladder diagram sesuai dengan Bob berikut :

Indikasikan input 1 dan 2 pada switch yang diinginkan, begitu pula dengan outputnya. Program :

Lampu 1 akan menyala bila sakar 1 ON dan mati bila OFF

Lampu 2 akan menyala bila sakar 2 OFF dan mati bila ON

Lampu dan sakar diandaikan suatu kondisi dalam suatu proses dalam mesin.

Gambar 11 Kontak lampu On-Off

Setelah gambar sudah dirangkai pastikan sudah dalam keadaan Online dan connect agar rangkaian dapat terhubung ke PLC. Hubungkan kabel jumper ke PLC untuk mengaktifkan PLC. Berikan aksi pada switch yang telah ditentukan sebagai input, sesuai dengan gambar rangkaian di atas.

Setelah selesai membuat ladder diagram sebelum mengconnect ke PLC kita harus mengcompilenya terlebih dahulu hal ini dilakukan untuk mengonversikan ladder diagram keluaran digital. Dapat dilihat seperti gambar di bawah ini.

Gambar 12 Tampilan saat mengcompile ladder diagram

Selanjutnya setelah proses compile telah selesai maka proses koneksi bisa dijalankan. Dapat dilihat seperti gambar di bawah ini.

Gambar 13 Tampilan untuk menjalankan program

Setelah itu klik menu connect+write+run+monitor+on pada menu bar Online maka proses pengconnectkan dimulai.

Gambar 14 Tampilan Proses Pengconnectkan Program

Selanjutnya.

Gambar 15 Tampilan tahap 1 setelah mengconnectkan program

Selanjutnya.

Gambar 16 Tampilan tahap 2 setelah mengconnectkan program

Selanjutnya.

Gambar 17 Tampilan proses pengconnectkan program

Selanjutnya.

Gambar 18 Tampilan akhir proses pengconnectkan

Setelah selesai maka akan muncul dialog box seperti di atas. Klik OK maka secara otomatis komputer dan PLC sudah terhubung.

Selanjutnya lakukan pengetesan terhadap percobaan ladder diagram yang telah dibuat catat hasil percobaan yang telah dibuat.

Setelah selesai melakukan percobaan maka kita harus menstopkan jalannya proses pada PLC dan baru mendisconnectnya. Hal ini dilakukan agar tidak terjadi kerusakan.

Amati hasil dari ladder diagram tersebut.

Analisa dan simpulkan hasil ladder rangkaian sederhana tersebut.

Analisa

Pada percobaan pertama, yaitu Ladder Diagram untuk gerbang logika PLC, kami mengerjakan dua gerbang logika dasar yaitu gerbang OR dan juga NOR.

Dari percobaan ini diketahui bahwa PLC dapat bekerja secara digital menerapkan fungsi gate logic. Praktek plc ini sendiri didukung dengan penggunaan aplikasi GM WIN 4.0 pada komputer.

Ketika menggambarkan ladder diagram pada lembar kerja GM WIN, yang diperhatikan pada percobaan yang kami lakukan yaitu pada saat memasukkan simbol keterangan atau alamat input PLC yang akan digunakan.

Gerbang logika yang kami coba adalah gerbang OR, yang disimulasikan dengan menggunakan Ladder diagram dengan persamaan A+B=X. Yang berarti nilai output akan berlogika 1 apabila salah satu atau semua input nya berlogika 1. Kita dapat menentukan input dan output mana yang akan digunakan pada plc tersebut. Input yang digunaka pada plc ini adalah I sedangkan output adalah Q.

Dan pada percobaan gerbang logika kedua:

Adalah NOR, plc akan disimulasikan dengan Ladder diagram dengan persamaan

A+B=X

A . B=X

Gerbang NOR mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin tinggi (1) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan rendah (0). Jadi gerbang NOR hanya mengenal sinyal masukan yang semua bitnya bernilai nol.

Terdapat tombol switch yang berwarna merah pada plc dapat digunakan untuk mengindikasikan posisi (0) atau (1).

Kesmipulan:

PLC didefinisikan sebagasi suatu perangkat elektronik digital dengan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi yang menjalankan fungsi-fungsi 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. - National Electrical Manufacturing Assosiation (NEMA)Pada PLC yabng diguanak pada peaktek percobaan adalah PLC LG, didapatkan input dengan masukan dengan simbol I sedangkan output dengan simbol Q.

PLC dapat digunakan untuk dioperasikan pada gerbang logika dasar seperti OR dan NOR.

Setiap input dan output memiliki alamat dan nomor urutan khusus yang digunakan selama membuat program untuk memonitor satu persatu aktivitas input dan output di dalam program. Indikasi urutan status dari input output, hal ini dimaksudkan untuk memudahkan pengecekan proses pengoperasian input atau output dari plc itu sendiri.

DAFTAR PUSTAKA

https://pintarinternet.files.wordpress.com/2011/11/ebookplcv7.pdf diakses pada: Senin, 23 Maret 2015.