MODUL AJARPRAKTIKUM PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

KODE: 609319A

Penyusun:

Lilik Subiyanto, ST. MT.

(NIP. 19690130 199702 1 001)

Ryan Yudha Adhitya, S.ST., M.T.

Noorman Rinanto, S.T., M.T.

(NIP. 19761014 201212 1 002)

PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMASI

JURUSAN TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2015

Modul Praktikum PLC

1

PENDAHULUAN

PLC ( Programmable Logic Controller) merupakan perangkat pengendali

yang umum digunakan di dunia industri, PLC bekerja berdasarkan urutan atau

tahapan proses yang diberikan (sequential programming). Bahasa pemrograman

PLC diantaranya STL (Statement List) sama seperti bahasa C, LAD (Ladder

Diagram) dan FBD (Function Block Diagram). Arsitektur PLC dibedakan menjadi

dua jenis yaitu tipe compact dan tipe modular. tipe compact seringkali

diaplikasikan untuk mesin – mesin skala kecil sedangkan tipe modular umumnya

digunakan untuk industri proses dimana jumlah sensor dan aktuator yang

dikendalikan dalam jumlah yang besar. PLC yang tersedia di laboratorium

otomasi dan robotika adalan PLC tipe modular, dengan struktur sebagai berikut :

Expansion I/O

Gambar 1. Struktur PLC tipe modular

Secara berturut – turut dari kiri adalah PS (Power Supply), CPU (Central

Processing Unit) PLC dan expansion I/O. PS berfungsi untuk mengkonversi

tegangan bolak balik menjadi tegangan searah, didalamnya terdapat rectifier atau

penyearah dan kapasitor. PS berperan penting untuk mendistribusikan supply

internal untuk CPU dan expansion I/O.

CPU (Central Processing Unit) merupakan “otak” dari PLC didalamnya

terdapat mikroprosessor dengan clock speed rata – rata lebih dari 500 MHz

berfungsi untuk mengeksekusi program. CPU untuk masing – masing vendor atau

produsen PLC memiliki berbagai macam tipe dengan kelebihan bawaannya.

Seperti omron ; untuk PLC tipe CJ1M CPU 21 dan 22 mempunyai fasilitas HSC

(High Speed Counter) untuk pembacaan sensor dengan counter speed yang cepat

PS CPU

Modul Praktikum PLC

2

seperti rotary encoder, PWM (Pulse Width Modulation) yang mampu

mengeluarkan sinyal berupa pulsa dimana jumlah pulsa dan kecepatan frekuensi

keluaran pulsa dapat diatur contoh aplikasinya untuk pengaturan posisi motor

servo. Sedangkan untuk CJ1M CPU 11 tidak support untuk fasilitas HSC dan

PWM tetapi CPU ini dilengkapi dengan fasilitas komunikasi ethernet yang

berfungsi mengirimkan dan menerima data dari dan menuju kontroller PLC yang

lain. Untuk mendownload maupun uploading program dari PC disediakan port

komunikasi serial RS-232 dan mini/micro USB (untuk tipe terbaru).

I/O expansion adalah modul tambahan yang dapat disertakan setelah

modul CPU, modul ini dapat berupa modul input digital, output digital, modul

analog dan modul komunikasi. Pada pertemuan 1 – 9 fokus modul pembelajaran

adalah memahami algoritma, pemrograman dan aplikasi pada PLC Omron, untuk

minggu 10 – 16 fokus modul pembelajaran adalah PLC Siemens. Berikut adalah

rincian pertemuan minggu 1 sampai dengan minggu 16 :

1. Algoritma pemrograman.

2. Pengalamatan (addressing) dan memori.

3. Pengenalan software PLC Omron (CX-One) dan Instruksi dasar (NO, NC,

Holding Circuit, Timer dan Counter).

4. Instruksi Menengah (Move, Compare, Aritmatik, Shift Register).

5. Wiring kabel komunikasi serial PC - PLC

6. Kontrol digital dan contoh aplikasi.

7. Pemrograman analog dan contoh aplikasi.

8. Pemrograman HMI dan contoh aplikasi.

9. Evalusi Tengah Semester.

10. Pengenalan software siemens (TIA Portal Step 7 Professional 2011).

11. Simulator PLC Siemens.

Modul Praktikum PLC

3

12. instruksi dasar.

13. instruksi menengah.

14. aplikasi kontrol digital.

15. pemrograman dengan modul digital to analog converter.

16. evaluasi akhir semester

Modul Praktikum PLC

4

PERTEMUAN 1Algoritma Pemrograman

Sebelum memulai pemrograman, programmer harus terlebih dahulu

memahami urutan proses dari sistem yang akan dibangun. Untuk memudahkan

pemahaman aliran proses dari sebuah sistem dapat menggunakan bantuan

flowchart atau diagram alir. Contoh : aliran proses pembuatan teh panas, berikut

adalah flowchart pembuatan teh panas.

Gambar 2. Flowchart proses pembuatan teh panas

Melalui flowchart si programmer, engineer, atau pihak manajemen dapat

mengetahui urutan proses dari sebuah sistem.

Modul Praktikum PLC

5

Untuk contoh kasus pada gambar 2 pembuatan teh panas diawali dengan

memasukkan air pada wadah, karena proses ini memberikan masukan variabel

berupa air ke dalam sistem oleh karena itu blok diagramnya berupa jajar genjang.

Langkah selanjutnya adalah menyalakan api dan memasak air selama 5 menit,

karena proses tersebut berupa kata kerja tanpa ada masukan variabel maka simbol

blok diagramnya berupa persegi. Langkah berikutnya adalah pengambilan

keputusan berupa simbol belah ketupat, simbol ini digunakan apabila terdapat

pengambilan keputusan yang menghasilkan dua atau lebih alternatif, pada contoh

gambar 2 adalah berupa kalimat tanya yang berisi “apakah sudah 5 menit?” maka

muncul 2 alternatif jawaban yaitu “ya” dan “tidak”, jika tidak maka proses

kembali menuju blok memasak air dan menunggu air dimasak selama 5 menit dan

jika iya, dapat diasumsikan bahwa air sudah matang dan siap untuk dituangkan ke

dalam cangkir untuk kemudian ditambahkan gula dan teh dan dihidangkan.

Soal 1 : siapkan selembar kertas, gambarkan sebuah flowchart sistem yang

sederhana dan didalamnya terdapat minimal dua pengambilan keputusan! Jelaskan

flowchart tersebut (tugas kelompok untuk 2 anak)

Modul Praktikum PLC

6

PERTEMUAN 2Pengalamatan (Addressing) dan memori (OMRON)

Setelah mengetahui aliran proses yang akan dibangun maka si programmer

harus mengetahui alokasi atau jumlah sensor dan aktuator yang digunakan.

Karena jumlah tersebut menentukan berapa banyak modul ekspansi (expansion

I/O) dan pengalamatan (addressing). Masing – masing modul memiliki kapasitas

maksimum, untuk modul ID211 (input digital) misalnya, mempunyai kapasitas 16

channel masukan atau dapat diartikan modul tersebut dapat membaca 16 sensor

digital sekaligus seperti proximity, limit switch atau push button. Sama halnya

dengan modul ID, modul OC 211 (output digital) mempunyai 16 channel keluaran

yang dapat mengaktifkan aktuator digital berupa relay, motor DC, selenoid valve

maupun lampu. Sehingga dari kapasitas masing – masing modul tersebut dapat

kita tentukan berapa banyak modul berdasarkan kebutuhan sensor dan aktuator.

Tipe atau jenis memori PLC untuk omron terbagi menjadi beberapa

memori diantaranya :

CIO (Common Input Output) : alamat memori yang digunakan untuk

special I/O dan expansion I/O

DM (Data Memory) : alamat memori untuk menyimpan nilai hasil

perhitungan aritmatik, bersifat retentive (menyimpan nilai bilangan

terakhir saat PLC dalam keadaan mati berbeda dengan CIO dimana nilai

bilangan secara otomatis terhapus saat PLC dalam keadaan mati).

W (Work Area Memory) : alamat memori bantu.

Memori pada PLC menggunakan satuan bit, dimana untuk satu alamat word

memiliki resolusi 16 bit atau setara dengan 65.535 desimal atau FFFF dalam

hexadesimal.

Modul Praktikum PLC

7

Gambar 3. Pengalamatan Modul digital

Misalkan PLC disusun seperti gambar 3, urutan dari kiri ke kanan PS, CPU,

ID211, dan OC211, karena modul tersebut memiliki kapasitas 16 channel atau

setara dengan 16 bit maka berdasarkan urutan dapat ditentukan alamat word untuk

modul ID dimulai dari 0.xx, karena 16 bit sehingga pengalamatan bit dimulai dari

0.00 sampai dengan 0.15. modul OC dimulai dari alamat word 1.xx dengan alamat

bit dari 1.00 sampai dengan 1.15.

Alamat word untuk modul digital dihitung setelah CPU PLC, modul ke – 1

setelah CPU dimulai dari 0.xx, modul ke – 2 dimulai dari 1.xx, modul ke – 3

dimulai dari 2.xx begitu seterusnya sampai kemampuan maksimum CPU. Untuk

CPU 21/22/11 mampu mengendalikan ± 10 modul digital sekaligus dengan clock

speed optimum.

Soal 2 : apabila sebuah mesin packaging membutuhkan 10 buah proximity, 5

buah push button, 12 lampu, 20 relay, 3 selenoid valve dan 6 motor DC berapa

banyak modul input dan output digital yang dibutuhkan? Gambarkan struktur

modul dan bagaimana pengalamatannya? (tugas individu).

PS CPU 21

CJ1M

ID211 OC211

0.00 s/d 0.15 1.00 s/d 1.15

Modul Praktikum PLC

8

PERTEMUAN 3Pengenalan software CX one dan instruksi dasar

Dalam paket pembelian software CX One ada berbagai macam sub software

dengan fungsi dan kegunaan masing – masing, diantaranya :

CX Programmer : berfungsi untuk merancang, mendownload dan

mengupload program PLC dengan bahasa pemrograman menggunakan

ladder, statement list dan function block diagram.

CX Designer : berfungsi untuk mendesain Human Machine Interface.

CX Integrator : berfungsi untuk setting komunikasi antar PLC.

Gambar 4. Software CX Programmer

Modul ini akan membahas terlebih dahulu penggunaan software CX Programmer.

Modul Praktikum PLC

9

Gambar 5. Membuat project baru

Untuk membuat project baru dapat dilakukan dengan memilih menu file

kemudian new project, anda akan diminta untuk memilih tipe PLC dan jenis

komunikasi untuk mengkases PLC tersebut. Misalkan PLC yang akan digunakan

adalah PLC CJ1M CPU 21, untuk setting sistem komunikasi serial menggunakan

RS 232 ada dua pilihan disini yaitu menggunakan jenis komunikasi SYSMAY

WAY dan TOOLBUS. Keduanya merupakan sistem komunikasi serial sinkron,

untuk PLC tipe lama seperti CS1G, CQM, dan CPM menggunakan komunikasi

SYSMAC WAY, sedangkan TOOLBUS untuk PLC tipe terbaru seperti CJ1M

dan CJ2M. Perbedaannya hanya pada setting dip switch pada unit CPU. Apabila

dip switch no.5 pada posisi “ON” default setting pada PLC adalah TOOLBUS,

sedangkan apabila keseluruhan dip switch pada posisi “OFF” setting pada PLC

adalah SYSMAC WAY.

Modul Praktikum PLC

10

Gambar 6. Setting dip switch unit CPU

Setelah menentukan tipe CPU dan setting komunikasi, selanjutnya akan

tampil window utama, pada menu sebelah kiri window merupakan keterangan

project. Program berupa ladder diagram dapat kita letakkan pada section yang ada

didalam project. Jumlah section dapat ditambah sesuai dengan kebutuhan

programmer. Tidak ada batasan rung atau jumlah baris di setiap section tetapi

umumnya programmer merancang ladder diagram ke dalam beberapa section

untuk memudahkan pada saat troubleshooting program, sehingga ketika terjadi

kesalahan pemrograman atau troubleshooting lapangan dapat dilihat pada masing

– masing section.

Gambar 7. Main window and section

Modul Praktikum PLC

11

Software cx programmer sudah terintegrasi dengan simulator ladder diagram,

untuk menggunakan simulator tersebut pertama rancang terlebih dahulu program

ladder diagram sederhana, misalkan hubungkan penggunaan kontaktor normally

open (NO) secara seri dengan coil seperti pada gambar 8.

Gambar 8. Contoh ladder diagram

Untuk meletakkan kontaktor, coil maupun instruksi tertentu dapat dipilih pada

simbol – simbol yang tersedia pada menu bagian atas (lingkaran warna merah

gambar 8). Saat menggunakan kontaktor maupun coil anda akan diminta untuk

memasukkan alamat bit terlebih dahulu dan keterangan / comment pada kolom

selanjutnya, sesuaikan alamat bit dan keterangan seperti gambar 8. Setelah

program selesai dirancang pada umumnya programmer mencoba atau menguji

ladder diagram yang telah dirancang menggunakan simulator sebelum pada

akhirnya ladder diagram tersebut didownload kedalam PLC. Untuk merubah

mode offline ladder diagram menjadi mode online (work online simulator) dapat

dilakukan dengan dua cara yaitu shortcut (ctrl+shift+w) atau melalui menu yang

tersedia pada gambar 9.

Gambar 9. Work online simulator

Modul Praktikum PLC

12

Pilih menu simulation kemudian work online simulator. Tunggu sampai jendela

ladder diagram berubah warna dari mode offline menjadi mode online.

Gambar 10. mode online

Alamat bit pada kontaktor dapat dimodifikasi dengan nilai 1 “logika high” atau

nilai 0 “logika low” dengan klik kanan pada kontaktor kemudian pilih set on atau

off. Untuk lebih praktis arahkan kursor ke kontaktor tekan enter, ubah value 1

untuk set bit on dan value 0 untuk set bit off,

Gambar 11. set bit

Berikut adalah hasil simulasi untuk kondisi set on dan off

Gambar 12. Set bit on (atas), set bit off (bawah)

Modul Praktikum PLC

13

3.1 Holding Circuit / Interlock

Contoh kasus 1 : apabila push button 1 ditekan kemudian dilepas lampu 1

aktif, dan lampu 1 mati ketika push button 2 ditekan, bagaimana program

laddernya?

Langkah pertama adalah addressing, menentukan alamat dari sensor dan aktuator.

Jumlah push button = 2 dan lampu =1, modul input diletakkan pada slot ke 1 dan

modul output slot ke 2. Sehingga alamat untuk input dan output pada kasus

tersebut adalah :

Push button 1 : 0.00

Push button 2 : 0.01Lampu 1 : 1.00

Pertama gunakan kontaktor NO (Normally Open) dengan alamat 0.00

(push button 1), coil dengan alamat 1.00 (lampu 1) dan kontaktor NO dengan

alamat yang sama dengan output yaitu 1.00 sebagai fungsi or yang diletakkan

persis dibawah alamat 0.00. Rangkaian seperti ini disebut holding circuit atau

interlock, sehingga lampu 1 akan aktif ketika pertama kali mendapatkan sinyal

atau pulsa high dari push button 1, dan tidak akan mati walaupun push button 1

dilepas kembali. Hal ini dikarenakan coil mendapatkan arus dari kontaktor NO

yang berada dibawah sebagai fungsi or. Untuk mematikan lampu tersebut dapat

digunakan kontaktor NC (Normally Closed) dengan alamat 0.01 (push button 2)

yang diletakaan setelah 0.00 untuk memutus arus dari kontaktor NO yang berada

di bawah.

Modul Praktikum PLC

14

Gambar 13. Ladder diagram contoh kasus 1

3.2 Instruksi Timer

Timer pada PLC dipakai untuk menggantikan fungsi timer eksternal, timer

pada omron bersifat on delay timer dapat diartikan timer akan bekerja atau mulai

menghitung apabila sinyal yang masuk ke instruksi timer bersifat kontinyu. Untuk

menggunakan instruksi timer pilih simbol instruction block atau ketikkan “ i ”.

kemudian anda akan diminta untuk memasukkan instruksi yang akan dipakai.

Format penulisan instruksi timer adalah :

TIM 0000 #10, dengan keterangan :

TIM : instruksi timer

0000 : initial value (0000 – 9999)

#10 : timer value (#10 = 1000ms = 1s)

Rancanglah ladder diagram seperti pada gambar 14.

Modul Praktikum PLC

15

Gambar 14. Instruksi Timer

T0000 merupakan kontaktor yang akan aktif ketika timer value bernilai = 0 (timer

selesai menghitung). T0000 bisa digunakan untuk mengaktifkan aktuator.

3.3 Instruksi Counter

Instruksi counter ini bersifat dikrit, nilai counter value akan berkurang

apabila menerima masukan berupa sinyal diskrit. Berikut adalah format penulisan

untuk instruksi counter :

CNT 0000 #5, dengan keterangan :

CNT : instruksi counter

0000 : initial value (0000 – 9999)

#5 : counter value

Gambar 15. Instruksi Counter

Modul Praktikum PLC

16

Sama halnya seperti timer, kontaktor C0000 akan aktif hanya ketika counter value

bernilai = 0 (instruksi counter menerima sinyal diskrit sebanyak lima kali).

Counter value dapat dikembalikan atau reset dengan memberikan sinyal high pada

line counter ke 2.

Gambar 16. Shortir botol

Soal 3 : gambar 16 adalah contoh sistem shortir botol, sistem akan berjalan ketika

PB 1 ditekan. Konveyor 1 aktif dan apabila proximity 1 mendeteksi adanya botol

konveyor 1 berhenti kemudian botol akan diisi dengan air mineral selama 5 detik.

setelah 5 detik konveyor 1 kembali berjalan. Jika proximity 2 mendeteksi 5 botol

telah berlalu maka konveyor 1 kembali non aktif dan operator memasukkan botol

– botol tersebut kedalam kardus, konveyor 1 berjalan kembali setelah opertor

menekan tombol PB 1. Rancanglah ladder diagram beserta penjelasan masing –

masing sub program (tugas kelompok).

Modul Praktikum PLC

17

PERTEMUAN 4Instruksi menengah (move, compare, aritmatik dan shift register)

Setelah memahami instruksi dasar selanjutnya adalah instruksi menengah

(intermediate).

4.1 instruksi move

Instruksi move digunakan untuk menggandakan atau copy nilai bilangan

dari satu alamat memori ke alamat memori yang lain. Penggunaannya cukup

mudah berikut format penggunaan instruksi move :

MOV D0 D1

Misalkan D0 telah terisi nilai &100 (100 desimal, simbol “&” adalah penanda

bahwa nilai yang dimasukkan berupa bilangan desimal sedangkan “#” adalah

penanda bilangan heksadesimal), dengan demikian nilai tersebut akan digandakan

atau copy ke alamat D1. Gambar 17 adalah contoh ladder diagram penggunaan

instruksi MOV.

Gambar 17. Instruksi MOV

4.2 Instruksi compare

Sesuai dengan namanya compare, instruksi ini digunakan untuk

membandingkan dua atau lebih variabel. Pemakaian instruksi ini secara umum

digunakan bersamaan dengan coil atau mov. Ada dua tipe instruksi compare disini

yaitu CMP dan dengan memasukkan operator kondisi secara langsung. Untuk

pemakaian masing – masing instruksi, apabila yang akan dibandingkan hanya dua

Modul Praktikum PLC

18

variabel saja maka kita dapat menggunakan instruksi CMP. sedangkan jika

membandingkan lebih dari dua variabel, pemrograman akan lebih efisien dengan

memasukkan operator kondisi secara langsung. Berikut format penggunaan

instruksi CMP :

CMP D0 D1

Format tersebut membandingkan nilai yang ada di dalam memori D0 dengan nilai

di dalam alamat D1. Karena berkaitan dengan perbandingan, tentu ada beberapa

kondisi yang dipakai, untuk itu pemakaian instruksi CMP tidak dapat berdiri

sendiri. Instruksi ini dibantu dengan kontaktor sesuai tujuan perbandingan itu

sendiri. Ada berbagai kontaktor bantu yang dapat digunakan diantaranya :

P_EQ = Equal Flag, merupakan kondisi “sama dengan”

P_NE = Not Equal Flag, merupakan kondisi “tidak sama dengan”

P_LE = Less Equal Flag, merupakan kondisi “kurang dari sama dengan”

P_LT = Less Than Flag, merupakan kondisi “kurang dari”

P_GE = Greater Equal Flag, merupakan kondisi “lebih dari sama dengan”

P_GT = Greater Than Flag, merupakan kondisi “lebih dari”

Contoh penggunaan instruksi CMP terdapat pada gambar 18.

Jika membandingkan lebih dari dua variabel maka dapat kita gunakan operator

kondisi secara langsung berikut adalah beberapa contoh format penggunaan dan

cara pembacaannya :

= D0 D1 (apakah nilai D0 sama dengan nilai D1?)

>< D0 D2 (apakah nilai D0 tidak sama dengan D2?)

<= D1 D2 (apakah nilai D1 kurang dari sama dengan D2?)

< D2 D3 (apakah nilai D2 kurang dari D3?)

>= D3 D1 (apakah nilai D3 lebih dari sama dengan D1?)

Modul Praktikum PLC

19

> D1 D3 ( apakah nilai D1 lebih dari D3?)

Dari ke enam contoh penggunaan operator kondisi tersebut, dapat diamati bahwa

akan lebih efisien membandingkan lebih dari dua variabel dengan berbagai

kondisi menggunakan operator kondisi secara langsung, gambar 19.

Gambar 18. Instruksi CMP

Gambar 19. Operator Kondisi

Modul Praktikum PLC

20

Soal 4 : gambar 20 adalah sistem pengepakan dengan 1 konveyor utama dan tiga

sub konveyor yaitu konveyor A konveyor B dan konveyor C. Konveyor utama

aktif apabila PB 1 ditekan dan nonaktif apabila PB 2 ditekan. Apabila berat kardus

hasil pembacaan sensor load cell berada di kisaran 50 – 100 kg maka kardus

diarahkan ke konveyor A (selector bernilai 100), jika dikisaran 101 – 150 kg maka

kardus diarahkan ke konveyor B (selector bernilai 010), diluar kisaran tersebut

kardus di reject dan diarahkan ke konveyor C (selector bernilai 001). Rancanglah

ladder diagram beserta masing – masing sub programnya (tugas kelompok).

Gambar 20. Sistem pengepakan

4.3 Instruksi aritmatik

Instruksi aritmatik dasar disini terbagi menjadi 4 yaitu perkalian,

pembagian, pengurangan dan penjumlahan. Format penggunaannya cukup dengan

menggunakan operator aritmatik yang dibutuhkan, berikut format penggunaannya

:

+ D0 D1 D2

Untuk simbol operator dapat diganti sesuai kebutuhan (+, -, / dan *), instruksi

aritmatik membutuhkan 3 slot alamat sekaligus. Contoh format tersebut

menunjukkan hasil penjumlahan memori D0 dan D1 ditampung ke alamat D2,

misalkan D0 diisi &100 dan D1 diisi &200 maka seharusnya memori D2 bernilai

&300. Apa yang terjadi apabila hasil penjumlahan melebihi kapasitas memori

atau overflow? Jawabannya maka kelebihan nilainya akan ditampung ke alamat

selanjutnya yaitu n + 1 atau D3. Khusus untuk operator pembagian, apabila

Modul Praktikum PLC

21

hasilnya berupa angka dibelakang koma atau floating point, maka nilai sisa bagi

masuk ke alamat memori selanjutnya, contoh :

/ &10 &3 D0

Dari contoh tersebut seharusnya hasil pembagian dari 10 / 3 = 3,33... khusus

untuk permasalahan ini nilai 3 masuk kedalam memori D0 sedangkan sisa bagi 10

/ 3 = 3 sisa 1, nilai 1 masuk ke memori selanjutnya n + 1 atau D1. Gambar 21

adalah contoh pemrograman operator aritmatik.

Gambar 21. operator aritmatik

4.4 Instruksi shift register

Shift register berfungsi sebagai penggeser bit (bit shifting). Aplikasi

didunia industri adalah untuk mengaktifkan motor atau pompa dalam jumlah yang

banyak secara berurutan dengan interval waktu yang sama. Instruksi SFT atau

shift register memiliki tiga line utama, line yang pertama untuk aktivasi atau

memasukkan logika “1”, line yang kedua berfungsi sebagai shifter atau penggeser

penggunaannya dapat digabungkan dengan kontaktor timer, line yang ketiga

berfungsi sebagai master reset. Perhatikan gambar 22.

Modul Praktikum PLC

22

Gambar 22. Instruksi SFT

Format instruksi SFT adalah sebagai berikut :

SFT 100 100

Instruksi SFT meminta 2 alamat word, alamat word yang pertama adalah alamat

awal dan yang kedua adalah alamat akhir. Karena instruksi ini digunakan untuk

menggeser bit, maka tidak cocok untuk alamat DM atau data memory, lebih tepat

untuk alamat memori bantu W atau CIO dengan catatan selama alamat CIO tidak

digunakan sebagai alamat modul expansion I/O maupun special I/O. Nilai 100

pada format yang dimaksud adalah alamat CIO, 100 100 dapat diartikan

penggeseran bit dilakukan mulai dari alamat 100 sampai dengan 100 (alamat word

CIO 100 saja) karena 1 word = 16 bit sehingga penggeseran bit dilakukan sejauh

16 bit dimulai dari bit 100.00 hingga 100.15 saja. Jika penggeseran dilakukan

sejauh 32 bit (16x2 bit) sehingga membutuhkan 2 alamat word yaitu 100 101, bit

digeser mulai dari 100.00 hingga 100.15 dan diteruskan dari 101.00 hingga

101.15.

Modul Praktikum PLC

23

PERTEMUAN 5Wiring kabel komunikasi serial PC – PLC

Bahan : DB 9 male + socket 1 buah

DB 9 female + socket 1 buah

Kabel isi 3 1 meter

Kabel timah secukupnya

Alat : Tang potong 1 buah

Solder 1 buah

Obeng minus 1 buah

PC 1 unit

Usb to serial (RS232) 1 unit

PLC CJ1M 1 unit

Tujuan : mahasiswa mampu membuat kabel komunikasi serial, memahami

koneksi PC - PLC beserta langkah – langkah download program dan

troubleshooting koneksi serial PC - PLC.

Downloading dan uploading program dari PC ke PLC pada modul ini

menggunakan komunikasi serial RS232, karena pada CPU 21/22/11 hanya

terdapat terminal DB 9 (9 pin) dan peripheral port. Berikut adalah wiring kabel

komunikasi PC - PLC

(a)

Modul Praktikum PLC

24

(b)

Gambar 23 (a). bentuk fisik kabel data, (b). Pin connection PC-PLC

Apabila kebel komunikasi tersebut sudah selesai dibuat langkah selanjutnya

adalah pengujian, pengujian dilakukan dengan mendownload program ke dalam

PLC. Berikut adalah langkah – langkah pengujian komunikasi PC – PLC :

1. Hubungkan kedua ujung kabel pada PC dan PLC, gunakan usb to serial

converter apabila menggunakan laptop (pastikan driver converter sudah terinstall

di laptop)

2. Buat project baru pada software cx programmer, sesuaikan tipe PLC dan

komunikasi berdasarkan setting dip switch pada CPU PLC (toolbus atau sysmac

way).

3. Aktifkan supply PLC, ubah mode pada ladder diagram (work online) dengan

jalan ctrl+w.

4. Apabila mode online berhasil selanjutnya adalah konfigurasi I/O Table, jika

belum cek kembali wiring komunikasi kabel.

5. Konfigurasi I/O table berfungsi untuk update otomatis modul ekspansi apa saja

yang terhubung dengan CPU PLC.

6. Ubah mode monitor menjadi mode program (ctrl + 1) atau pilih menu PLC

pada bagian atas lalu pilih operating mode, dan pilih mode program.

7. Arahkan kursor ke I/O table and unit setup pada bagian kiri window lalu klik 2x

Modul Praktikum PLC

25

8. Pilih menu edit – clear, kemudian menu option – create untuk update otomatis

informasi modul dari PLC. Tunggu sampai proses transfer / uploading selesai.

9. Modul yang terhubung dengan cpu PLC akan muncul pada list table setelah

proses uploading selesai.

10. Tutup jendela I/O table and unit setup, kemudian coba untuk mendownload

program ladder dengan memilih menu PLC – transfer – to PLC (download),

transfer all program tunggu sampai progress bar penuh.

11. Program anda telah berhasil didownload ke dalam CPU PLC.

Modul Praktikum PLC

26

PERTEMUAN 6Kontrol digital dan contoh aplikasi

Bahan : push button 2 buah

Relay 24VDC 3 buah

Kabel secukupnya

Alat : PLC CJ1M 1 unit

Modul ID211 1 unit

Modul OC211 1 unit

Tang kupas 1 buah

Obeng 1 buah

AVO meter 1 buah

Tujuan : mahasiswa mampu memahami konsep kontrol digital, wiring sinking dan

sourcing serta troubleshooting PLC.

Gambar 24. Common terminal

Modul Praktikum PLC

27

Kontrol digital yang dimaksud disini adalah pengendalian sistem apabila

didalamnya hanya terdiri dari sensor dan aktuator yang bersifat digital atau diskrit.

Salah satu contohnya adalah traffic light. Sebelum memulai pemrograman, hal

yang perlu dipahami adalah prinsip kerja dari modul ID dan OC beserta dasar

wiring rangkaian. Modul ID memiliki prinsip kerja yang sama dengan relay 24

VDC. Apabila pada bagian common terminal (terminal paling bawah pada modul

lihat gambar 24) diterminasikan dengan polaritas negatif supply atau GND maka

untuk mengaktifkan relay yang ada dildalamnya dapat dilakukan dengan

memberikan polaritas positif supply +24 VDC pada masing – masing channel, hal

ini berlaku kebalikannya.

Untuk modul OC memiliki prinsip kerja yang sama sepeti kontaktor

normally open (NO), aktif tidaknya kontaktor ini bergantung kepada alamat coil

pada saat pemrograman. Jika common terminal modul OC diterminasikan dengan

polaritas negatif maka masing masing channel akan mengeluarkan polaritas

tersebut. Sehingga pada saat channel tersebut aktif dan tehubung dengan beban

yang sebelumnya sudah terhubung dengan polaritas positif maka beban tersebut

aktif. Beban yang dimaksud disini adalah aktuator digital seperti lampu, relay

maupun motor DC. Maksud wiring sinking yaitu keadaan ketika modul menerima

arus atau dengan kata lain common terminal terhubung dengan polaritas negatif

gambar 25.

Modul Praktikum PLC

28

Gambar 25. Wiring sinking

Dan dikatakan wiring sourcing apabila modul memberikan arus atau common

terminal terhubung dengan polaritas positif supply, lihat gambar 26.

Gambar 26. Wiring sourcing

Modul Praktikum PLC

29

Soal 5 :

1. Pada sebuah traffic light memiliki urutan proses sebagai berikut; lampu merah

aktif selama 5 detik, lampu hijau 10 detik, lampu kuning 3 detik dan kembali lagi

ke lampu merah. Traffic light hanya akan aktif ketika PB 1 ditekan dan mati

ketika PB2 ditekan. (gunakan instruksi timer untuk menyelesaikan permasalahan

tersebut)

2. urutan proses sama seperti soal nomor satu, tetapi interval waktu ke tiga lampu

adalah sama yaitu 5 detik. (gunakan instruksi shift register dan 1 timer untuk

menyelesaikan permasalah soal no. 2)

Modul Praktikum PLC

30

PERTEMUAN 7Pemrograman analog dan contoh aplikasi

Pemrograman analog adalah dasar pemrograman tingkat lanjut yang

berkaitan dengan metode kontrol seperti PID (Proportional, Integral, Derrivative),

FLC (Fuzzy Logic Controller) dan berbagai metode kontrol lainnya baik cascade,

robust, maupun adaptive controller. Pemrograman analog disini menggunakan

modul ekspansi tambahan, modul MAD 42. MAD 42 atau Modul Analog to

Digital dengan 4 masukan analog dan 2 keluaran analog, sehingga modul ini

mampu membaca 4 sensor analog dan mengendalikan 2 aktuator analog secara

bersamaan.

Sensor analog tergantung kepada variabel apa yang akan dikendalikan,

seperti contoh temperatur dapat menggunakan thermocouple, RTD PT 100

(kondisi 100 ohm saat temperatur 0oC) dan RTD PT1000. Udara bertekanan

menggunakan differential pressure sensor, level zat cair menggunakan level

transmitter.

Aktuator analog dapat berupa control valve, dimana bukaan katupnya

dapat diatur dari 0 % sampai dengan 100 %, VFD (Variable Frequency Drive)

atau VSD (Varible Speed Drive) yang digunakan untuk mengatur frekuensi

sumber motor AC maupun DC, karena perubahan tegangan, arus dan kecepatan

motor yang berbanding lurus atau bersifat linear sehingga kecepatan motor dapat

diatur melalui frekuensi sumbernya.

Programmer wajib mengetahui karekteristik sensor dan aktuator yang

digunakan. Ada dua parameter yang harus diperhatikan yaitu kapasitas pembacaan

sensor dan sinyal keluaran analog yang dihasilkan (untuk sensor) dan sinyal

masukan analog yang dibutuhkan (untuk aktuator). Perlu diketahui range atau

kisaran sinyal analog standar industri untuk kebutuhan kontroller dibagi menjadi

dua yaitu dalam bentuk tegangan dan arus. Tegangan memiliki kisaran antara -10

s/d 10 VDC sedangkan arus antara 4 s/d 20 mA. Apabila terdapat sensor dengan

kisaran lebih rendah maka sebelum diterminasikan ke modul, sinyal keluaran

Modul Praktikum PLC

31

sensor dikuatkan terlebih dahulu dengan bantuan rangkaian Op-Amp (Operational

Amplifier).

Ada dua langkah pada pemrograman analog :

7.1 Langkah pertama (setting hardware)

Berbeda dengan modul digital dimana addressing bergantung pada

penempatan modul setelah CPU, pengalamatan modul analog didasarkan pada

posisi selector switch pada modul MAD. Ada dua selector utama selector yang

mengindikasikan nilai puluhan dan selector untuk nilai satuan. Kedua duanya

dapat diputar dari kisaran 0 hingga 9, contoh :

Selector 101=0 dan 100=1, dapat dibaca modul ini adalah modul MAD ke - 1

Selector 101=1 dan 100=5, dapat dibaca modul ini adalah modul MAD ke - 15

Selector 101=8 dan 100=9, dapat dibaca modul ini adalah modul MAD ke - 89

Di dalam satu sistem PLC tidak boleh ada dua atau lebih MAD dengan

setting selector switch yang sama, karena hal ini akan berpengaruh pada alokasi

memori pengalamatan atau addressing pada PLC. Setting switch menentukan

alamat CIO yang digunakan untuk pembacaan sensor dan pengendalian aktuator.

Contoh :

Setting switch = 00, alokasi memori yang digunakan adalah CIO 2000 s/d 2009

Setting switch = 01, alokasi memori yang digunakan adalah CIO 2010 s/d 2019

Setting switch = 02, alokasi memori yang digunakan adalah CIO 2020 s/d 2029

....

Setting switch = 99, alokasi memori yang digunakan adalah CIO 2990 s/d 2999

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 27.

Modul Praktikum PLC

32

Gambar 27. Alokasi memori

Dari alokasi memori tersebut dapat kita lihat nilai pembacaan sensor,

misalkan setting switch adalah 00 sehingga alokasinya di kisaran CIO 2000 s/d

2009 dengan rincian :

2001 (n+1) = alamat analog output channel 1 (terminal A1 s/d A3)

2002 (n+2) = alamat analog output channel 2 (terminal B1 s/d B3)

2005 (n+5) = alamat analog input channel 1 (terminal A5 dan A6)

2006 (n+6) = alamat analog input channel 2 (terminal A8 dan A9)

2007 (n+7) = alamat analog input channel 3 (termial B5 dan B6)

2008 (n+8) = alamat analog input channel 4 (terminal B8 dan B9)

Sesuai dengan rincian tersebut, apabila sensor analog diterminasikan melalui

channel analog input 1 (terminal A5 dan A6 lihat alokasi terminal gambar 28)

sehingga nilai pembacaan sensor dalam bentuk bilangan desimal dapat dilihat

pada alamat memori CIO 2005. (Perhatikan : pada saat setting selector switch

atau setting hardware pastikan PLC dalam keadaan mati)

Modul Praktikum PLC

33

Gambar 28. Alokasi terminal

7.2 Langkah kedua (setting software)

1. pastikan nilai sinyal keluaran atau sinyal masukan analog yang dibutuhkan

masing – masing sensor dan aktuator.

2. buka software cx programmer, sesuaikan tipe dan setting komunikasi PLC, dan

hubungkan kabel komunikasi serial DB9 dari PC ke PLC.

3. mode online PLC (ctrl + w)

4. mode program (ctrl + 1)

5. pilih I/O table, clear atau hapus tabel. Kemudian option → create (creating

table) tunggu sampai proses transfer atau upload informasi tabel selesai sehingga

dapat diketahui modul apa saja yang ada atau terhubung dengan modul CPU PLC.

6. pilih modul MAD 42 (klik 2x) untuk melanjutkan ke menu properties

7. ada 3 parameter yang harus disetting diantaranya :

7.1 input / output use setting = ubah nilai disable menjadi enable semua untuk

mengaktifkan penggunaan keseluruhan channel analog.

7.2 input / output signal range setting = atur sesuai spesifikasi sinyal analog

sensor maupun aktuator.

Modul Praktikum PLC

34

7.3 resolution setting = 1ms/4000 atau 0.5us/8000, nilai resolusi sinyal. Pilih

8000 untuk mendapatkan ketelitian yang terbaik.

8. transfer setting parameter (transfer to modul) dan tunggu sampai proses transfer

selesai.

9. pilih yes/OK apabila ada pertanyaan “reset module?” dan tunggu indikator led

pada MAD blinking (mati kemudian nyala). apabila indikator berwarna hijau dan

muncul notifikasi reset successful, modul sudah siap untuk diprogram.

7.3 Cara pemrograman

Perhatikan gambar 29, pada baris pertama terdapat instruksi mov #3 ke

alamat 2000. Diasumsikan setting selector switch pada posisi 00. Memasukkan

nilai 3 heksa desimal atau 3 desimal berfungsi untuk mengaktifkan output channel

pertama bit ke 0 atau 20 = 1 atau alamat 2000.00 dan output channel kedua bit ke

1 atau 21 = 2 atau alamat 2000.01. untuk mengaktifkan bit tersebut cukup

memasukkan nilai &3 desimal atau &3 heksadesimal 20 + 21 = 3.

Gambar 29. Program ladder analog

Modul Praktikum PLC

35

Pada baris kedua terdapat instruksi mov 2005 ke alamat D0, sehingga hasil

pembacaan sensor yang masuk ke channel 1 selain dapat dilihat pada alamat 2005

juga dapat dibaca pada alamat D0 (mov ke memori DM bertujuan apabila nilai

pembacaan desimal diproses lebih lanjut menggunakan instruksi yang lain seperti

compare maupun instruksi aritmatik). Nilai yang keluar pada alamat D0 adalah

berupa bilangan desimal 0 s/d 8000 sesuai setting resolusi. Misalkan sensor

tersebut berupa thermocouple dengan kapasitas pembacaan antara 0 s/d 100 oC

sehingga perubahan besaran temperatur sebanding dengan perubahan resolusi,

gambar 30.

Gambar 30. Grafik temperatur vs resolusi

Di baris ketiga terdapat instruksi mov D2 ke alamat 2001, nilai D2 dapat

diisi dengan bilangan desimal dikisaran 0 s/d 8000 sesuai setting resolusi. Jika

output signal range setting dikisaran 0-10 VDC, dengan memasukkan nilai &8000

secara linear keluaran yang dihasilkan seharusnya adalah 10 VDC lihat grafik

hubungan antara resolusi dan sinyal keluaran pada gambar 31.

Gambar 31. Grafik hubungan resolusi dan sinyal keluaran

Modul Praktikum PLC

36

Bahan : potensio meter 1 buah

kabel secukupnya

Alat : PLC CJ1M 1 unit

Modul analog MAD 42 1 unit

Inverter 1 unit

Tang kupas 1 buah

Obeng 1 buah

AVO meter 1 buah

Tujuan : mahasiswa mampu memahami dan mengaplikasikan konsep

pemrograman analog dan troubleshooting pada PLC.

Soal 6 :

Sebuah differential pressure memiliki kapasitas pembacaan 0 s/d 50 bar dengan

sinyal keluaran 0 – 5 VDC. Dan sebuah VSD mampu mengatur kecepatan motor

AC 3 phase dengan spesifikasi teknis kecepatan motor dapat diatur antara 0 –

1000 rpm, sinyal masukan analog yang dibutuhkan adalah 0 – 10 VDC. Apabila

sensor mendeteksi tekanan sebuah bejana tertutup dikisaran 0 – 25 bar maka

motor pompa berputar 100% x rpm, dan ketika tekanan dikisaran 25 – 50 bar

maka motor berputar 50% x rpm. (gunakan instruksi mov, compare dan aritmatika

untuk menyelesaikan permasalahan tersebut).

Modul Praktikum PLC

37

PERTEMUAN 8Pemrograman HMI dan contoh aplikasi

HMI atau Human Machine Interface merupakan media pertukaran data

atau informasi yang direpresentasikan dalam bentuk grafik atau simbol – simbol

tertentu yang berfungsi untuk memudahkan user pada saat proses pengendalian

sebuah plant maupun monitoring kondisi plant secara real time. HMI dapat berupa

monitor LCD, touch screen panel, dan media visual lainnya. Pada pembahasan ini

akan dipelajari bagaimana mendesain sebuah HMI beserta bagaimana

downloading program HMI tersebut ke dalam media visual berupa panel

touchscreen. Ada dua tipe panel touchscreen yang tersedia di laboratorium

otomasi dan robotika, yaitu HMI touch screen dengan lebar layar 5 inch bernomor

seri NS5 SQ0 V2 dan HMI touch screen dengan lebar layar 10 inch bernomor seri

NS10 TV0 V2.

Gambar 32. Membuat project baru

Untuk mendesain sebuah HMI disini digunakan software CX – Designer,

sama seperti CX – Programmer untuk membuat project baru dapat dilakukan

dengan memilih menu file kemudian new project. Masukkan nama project, no seri

HMI yang digunakan dan system version. System version disini adalah firmware

bawaan HMI, pilih system version 6.3. kemudian akan tampil project workspace

pada menu sebelah kiri dan layar warna hitam yang merupakan media untuk

Modul Praktikum PLC

38

meletakkan berbagai simbol, button maupun grafik. Jumlah screenpage dapat kita

tambahkan sesuai kebutuhan (klik kanan pada screen category kemudian pilih

new screen). Sebagai contoh kita akan merancang HMI untuk contoh kasus 1

materi holding circuit. Pilih simbol on/off button dan letakkan dua buah button

pada layar hitam serta simbol bit lamp satu buah. Beri nama masing – masing

button dengan cara klik 2x objek yang akan diberi nama pilih opsi “label” dan beri

nama PB 1 dan PB 2 untuk kedua tombol dan lampu 1 untuk bit lamp. Gambar 33

object properties.

Gambar 33. Object properties

Desain masing – masing object dapat diubah dengan memilih button type

pada opsi “general”. Setelah memberi nama dan memilih bentuk objek kemudian

tetap pada opsi general masukkan alamat bit pada kolom wirte address dan

sesuaikan alamat tersebut dengan alamat yang ada pada ladder diagram gambar 34

sinkronisasi alamat.

Jika alamat bit pada objek telah disesuaikan dengan alamat bit yang

dipakai pada ladder diagram kemudian kita dapat mensimulasikan desain HMI

bersamaan dengan simulator cx – programmer menggunakan menu “test” gambar

35. Save all program kemudian pilih connect to cx simulator dan pilih start button

untuk memulai simulasi.

Modul Praktikum PLC

39

Gambar 34. Sinkronisasi alamat

Gambar 35. Tes program

Simulasi disini bertujuan untuk mengetahui apakah desain yang dirancang

sesuai dengan alur proses pada ladder diagram. Selanjutnya adalah downlading

program, panel touchscreen memiliki 2 jalur komunikasi utama yaitu miniUSB

atau kabel printer dan via RS232 (DB9). Master untuk driver mini USB dapat kita

temukan pada direktori tempat CX-One diinstal pada folder drivers. Apabila

driver sudah diinstal maka proses downloading menggunakan mini usb dapat

diproses. Sebelum mentransfer atur communication setting pada menu “PT” yang

Modul Praktikum PLC

40

dapat ditemukan di window sebelah atas. Ubah protocol NT link pada serial A

menjadi host link dan pilih OK button. Tetap pada menu PT pilih transfer

kemudian transfer program (ctrl + i). Save all program dan tekan communication

method dan pilih media “USB” lalu OK. Pilih connect button tunggu sampai

simbol download dan upload visible dan pilih project yang akan ditransfer (select

all) dan tekan tombol download tunggu progress bar hingga 100%. Reset HMI

dan secara otomatis desain HMI sudah berhasil didownload pada panel

touchscreen, untuk memastikan desain sudah terdownload pilih menu “data

check” pada panel touchscreen properties (tekan dua ujung diagonal panel secara

bersamaan untuk mengeluarkan properties).

Soal 7 : Ulangi langkah – langkah tersebut dengan menambahkan level meter,

analog meter, beserta command button dan jelaskan masing – masing fungsi

simbol tersebut. (tugas kelompok).

Modul Praktikum PLC

41

PERTEMUAN 9

Evaluasi Tengah Semester

Evaluasi Tengah SemesterEvaluasi individu materi soal meliput kontrol digital, kontrol analog dan Human

Machine Interface. 1 kloter = 7 anak, waktu pengerjaan 45 menit. Closed book.

Wiring (25 %), ladder (35 %) dan troubleshooting + kompetensi (40%).

Modul Praktikum PLC

42

PERTEMUAN 10Pengenalan software TIA portal (SIEMENS)

Berbeda vendor tentu akan berbeda juga software yang digunakan, untuk PLC

siemens menggunakan software TIA portal. Jika dibandingkan dengan CX-One

memang software ini sedikit lebih kompleks. Akan tetapi pada intinya memiliki

langkah – langkah yang sama. Mulai dari deklarasi tipe CPU, pengalamatan dan

alokasi memori. Perbedaan yang mendasar pertama adalah sistem memori, 1

alamat word pada PLC siemens hanya terdiri dari 8 bit atau setara dengan 255

desimal atau FF dalam heksadesimal. Kedua adalah istilah dalam sistem

komunikasi, seperti contoh komunikasi ethernet yang dinamakan profinet oleh

pihak siemes, kemudian modbus yang dinamakan profibus serta komunikasi serial

RS485 yang dinamakan MPI (Multi Point Interface).

Gambar 36. TIA Portal V11.

Untuk membuat project baru pilih create new project kemudia isi kolom – kolom

yang sudah disediakan seperti nama project, direktori penyimpanan project, dan

nama programmer kemudian pilih create button untuk melanjutkan ke tahap

berikutnya.

Modul Praktikum PLC

43

Gambar 37. create new project.

Tentukan jenis PLC yang akan digunakan, siemens memiliki beberapa jenis PLC

diantaranya S7-300, S7-400 dan S7-1200. Untuk mendeklarasikan jenis PLC

tersebut, pilih menu configure a device.

Gambar 38. configure a device

Karena disini kita akan mendeklarasikan PLC baru, pilih add new device. Beri

nama device semisal “PLC1” kemudian kita tentukan jenis PLC yang akan

digunakan. Karena di laboratorium tersedia tipe S7-300, untuk itu kita pilih tipe

tersebut.

Modul Praktikum PLC

44

Gambar 39. pemilihan tipe PLC

Untuk tipe S7-300 terdiri dari berbagai macam CPU, sama seperti Omron pada

CJ1M yang terdiri dari CPU 21, 22, 11 dan 12. Berbeda tipe CPU berbeda juga

tambahan fasilitas bawaannya, ada yang support untuk komunikasi profinet dan

MPI sekaligus ada juga yang hanya support komunikasi MPI. Semua tipe CPU

PLC siemens S7-300 di laboratorium otomasi dan robotika adalah CPU 315-2 DP

dengan nomor seri 315-2AH14-0AB0 yang mendukung untuk komunikasi MPI.

Gambar 40. CPU 315-2 DP support MPI + DP Interface

Pilih tipe cpu dan nomor seri yang sesuai kemudian tambahkan (add). Pada

window selanjutnya kita tambahkan modul – modul ekspansi dengan cara drag

and drop, library modul ada pada menu sebelah kanan window. Berikut adalah

urutan modul mulai dari slot 1, slot 4 dan seterusnya.

Modul Praktikum PLC

45

1. PS 307 2A no seri 307-1BA01-0AA0

2. CPU 315-2 DP no seri 315-2AH14-0AB0

3. Dikosongkan

4. DI 16 x 24 VDC n seri 321-1BH02-0AA0

5. DI 16 x 24 VDC n seri 321-1BH02-0AA0

6. DO 16 x REL 120/230 VAC no seri 322-1HH01-0AA0

7. DO 16 x REL 120/230 VAC no seri 322-1HH01-0AA0

Gambar 41. susunan modul dan pengalamatan (addressing)

Setelah proses penyusunan modul dapat dilihat pada gambar 34, bagian bawah

window terdapat address atau alamat word. Pada slot ke empat karena modul

digital atau DI tersebut memiliki 16 channel sedangkan 1 alamat word pada sistem

memori PLC siemens hanya terdiri dari 8 bit, maka membutuhkan 2 alamat word

sekaligus dimulai dari 0.00 – 0.07 dilanjutkan dengan 1.00 – 1.07 sehingga total

16 bit. Hal yang sama berlaku untuk slot ke lima, enam dan tujuh karena sama –

sama memiliki 16 channel. Penyusunan modul atau konfigurasi hardware memang

dilakukan secara manual berbeda dengan omron dimana konfigurasi hardware

dapat diupdate secara otomatis melalui I/O table pada saat mode online. Apabila

konfigurasi hardware sudah sesuai selanjutnya adalah transfer konfigurasi tersebut

Modul Praktikum PLC

46

ke dalam hardware CPU PLC atau simulator jika masih dalam tahap pengujian

program. Pertama ubah mode menjadi online gambar 35.

Gambar 42. Go online

Pilih interface yang akan digunakan gambar 36, jika kabel MPI sudah terhubung

dengan hardware PLC maka ubah interface menjadi MPI adapter. Sedangkan jika

belum terhubung maka pilih interface simulator kemudian go online dan lanjutkan

dengan proses downloading ( tekan simbol pada window konfigurasi

hardware sebelah atas dan lanjutkan sampai proses download selesai).

Gambar 43. PG/PC Interface

Modul Praktikum PLC

47

Konfigurasi hardware telah selesai dilakukan langkah selanjutnya adalah

pemrograman dengan ladder diagram. Perhatikan gambar 37, menu sebelah kiri

adalah project properties dimana sebelumnya telah kita lakukan konfigurasi

hardware (device configuration), untuk memulai pemrograman pilih menu

program blocks kemudian arahkan kursor ke main (OB1) klik 2x untuk

menampilkan ladder diagram. Pada window ladder diagram sama halnya dengan

omron untuk meletakkan kontaktor maupun koil tersedia simbol – simbol tersebut

pada bagian atas window ladder atau pada menu sebelah kanan. Istilah rung atau

baris pada TIA Portal disebut network, cara menambah network atau baris dapat

dilakukan dengan memilih menu insert – network.

Gambar 44. ladder diagram

Agar lebih mudah pada saat pemrograman, deklarasikan terlebih dahulu alamat bit

input maupun output, alamat bantu (MB / memory bit) dan alamat word (MW /

memory word) jika dalam pemrograman kita menggunakan instruksi menengah

seperti compare dan aritmatik. Deklarasi simbol untuk masing – masing alamat

terdapat pada menu sebelah kiri (PLC tags – default tag table).

Modul Praktikum PLC

48

Gambar 45. PLC tags

Kembali lagi ke ladder diagram, dengan mendeklarasikan tag name untuk masing

– masing alamat bit akan memudahkan kita pada saat proses pemrograman.

Setelah meletakkan kontaktor NO misalnya, untuk mendeklarasikan alamat bit,

cukup dengan memasukkan tag name maka secara otomatis keluar listbox yang

menunjukkan tag name apa saja yang sudah di deklarasikan.

Gambar 46. tag name yang sudah dideklarasi pada default tag table

Proses online dan download ladder diagram sama seperti proses download pada

saat konfigurasi hardware atau penyusunan modul.

Soal : (Tugas Individu)

1. Menurut pendapat anda apa kelebihan dan kelemahan dari kedua software PLC

(CX-One dan TIA Portal) yang telah dijelaskan di modul ini? Baik dari segi

kemudahan untuk user maupun kelengkapan software?

Modul Praktikum PLC

49

2. Apa perbedaan serial komunikasi pada PLC Omron yang menggunakan RS232

dengan PLC Siemens yang menggunakan komunikasi berbasis RS 485 yang

disebut MPI (Multi Point Interface)?

Modul Praktikum PLC

50

PERTEMUAN 11S7-PLCSIM Simulating Modules

Berbeda dengan omron untuk software TIA portal menyediakan sub software

tersendiri untuk simulasi program ladder diagram yang telah dirancang.

Gambar 47. S7-PLCSIM Simulating Modules

Yaitu S7-PLCSIM, simulator ini dapat digunakan untuk merubah kondisi atau

logika pada alamat bit tertentu maupun memodifikasi nilai pada alamat word yang

dituju. Tampilan S7-PLCSIM dirancang menyerupai hardware PLC gambar 48.

Modul Praktikum PLC

51

Gambar 48. tampilan utama simulator

Kenapa dikatakan mirip karena sama halnya dengan modul siemens pada

umumnya terdapat interface untuk merubah mode PLC diantaranya mode stop,

mode Run Program, mode Run dan master reset yang seringkali digunakan setiap

kali kita mendownload setting PLC via TIA Portal. Misalkan sebuah modul input

16 channel dengan alamat 4.00 s/d 4.07 dan 5.00 s/d 5.07. dan modul output 16

channel dimulai dati 8.00 s/d 8.07 dan 9.0 s/d 9.7. kita buat rangkaian holding

circuit seperti gambar 42.

Gambar 49. holding circuit

Terdapat dua buah push button yaitu push button start dan push button stop serta

lampu masing – masing dialamatkan seperti gambar 42 untuk mensimulasikan

ladder yang telah kita rancang buka S7-PLCSIM biarkan program ladder tetap

terbuka. Kemudian pada simulator tambahkan variabel input dan output gambar

50.

Modul Praktikum PLC

52

Gambar 50. menambahkan variabel input dan output

Sesuai dengan pilihan menu yang ada pada menu insert, ada berbagai pilihan

variabel yang dapat kita monitor maupun modifikasi diantaranya input dan output

variable (alamat modul ekspansi), bit memory jika kita menggunakan alamat bit

bantu dalam ladder diagram, dan timer serta counter apabila kita ingin

memonitoring status value dari instruksi timer dan counter. Karena disini kita

ingin memodifikasi bit variabel input dan memonitoring bit variabel output, kita

masukkan variabel input dan output seperti pada gambar 51.

Gambar 51. tampilan variabel input (IB) dan output (QB)

Untuk memodifikasi bit pada alamat IB, ubah format memori kedalam bentuk bit

Modul Praktikum PLC

53

Gambar 52. pemilihan format memori

Dengan mengatur alamat memori kedalam format bit, pada satu alamat memori

word terdapat total 8 bit secara keseluruhan dari bit ke 0 hingga bit ke 7. Karena

alamat word yang digunakan sesuai gambar 42 adalah alamat word 4.x dan 8.x,

ubah nilai IB menjadi 4 dan QB menjadi 8.

Gambar 53. sinkronisasi alamat word sesuai ladder diagram

Langkah terakhir adalah downloading and testing. Untuk mendownload ladder

kedalam simulator S7PLCSIM. Sebelum mendownload pastikan setting interface

yang digunakan sama dengan simulator, karena CPU 315-2 DP menggunakan

komunikasi via MPI atau RS485 pastikan set PG/PC interface pada menu option

jendela manager menggunakan MPI simulator gambar 54.

Modul Praktikum PLC

54

Gambar 54. parameter assignment

Download setting hardware yang telah dideklarasikan terlebih dahulu setelah

selesai download ladder diagram yang telah dirancang, cara mendownload

program ladder diagram yaitu dengan merubah mode CPU pada jendela simulator

menjadi RUN-P (Running Program) kemudian pada jendela ladder diagram ubah

mode program offline menjadi online melalui simbol sampai indikator online

mode keluar , kemudian download program ladder menggunakan

simbol dan pilih simbol untuk memonitor kondisi ladder. Berikut adalah

hasil simulasi menggunakan bantuan S7-PLCSIM

Gambar 55. PB start ditekan

Modul Praktikum PLC

55

Gambar 56. holding circuit bekerja

Gambar 57. PB stop ditekan

Modul Praktikum PLC

56

PERTEMUAN 12Instruksi dasar

12.1 instruksi timer

Karena contoh holding circuit sudah diberikan pada pembahasan sebelumnya, dua

instruksi selanjutnya adalah timer dan counter. Berbeda dengan omron yang

hanya mempunyai satu jenis timer dan satu jenis counter, pada PLC siemens

untuk instruksi timer terdapat 5 jenis timer berdasarkan teknik penggunaannya.

Jenis instruksi timer yang sama dengan instruksi timer pada omron adalah on

delay timer, gambar 58 adalah contoh penggunaan instruksi timer pada PLC

siemens.

Gambar 58. instruksi timer

Instruksi timer disini mempunyai beberapa terminal yang “wajib” digunakan.

Berikut adalah keterangan untuk masing – masing terminal :

S = aktifasi instruksi timer

TV = timer value (format pengisian timer value : S5T#5s, S5T# adalah format

awal penggunaan instruksi timer sedangkan untuk timer value dapat diisi

sesuai kebutuhan. Contoh apabila kita memasukkan 10 detik maka

formatnya S5T#10s (second), memasukkan 0.5 detik karena 0,5 detik

setara dengan 500ms sehingga formatnya S5T#500ms)

Modul Praktikum PLC

57

R = untuk mengembalikan ti

mer value ke kondisi awal

Q = adalah keluaran instruksi timer, keluaran ini bernilai high ketika timer

value bernilai 0 atau mencapai setting point.

Sesuai dengan jenisnya, karena instruksi ini bersifat on delay sehingga supaya

instruksi timer ini bekerja, sinyal yang masuk ke terminal S harus bersifat

kontinyu.

Soal : bandingkan penggunaan on delay timer (ODT) dengan, PULSE, PEXT,

ODTS dan OFFDT, apa perbedaannya dan jelaskan dengan bantuan simulator!

(tugas insdividu)

Gambar 59. jenis – jenis instruksi timer berdasarkan penggunaannya

12.2 Instruksi counter

Instruksi counter memiliki 3 macam instruksi yang berbeda berdasarkan teknik

penggunaannya, CU (counter up, CD counter down dan CUD counter up down).

Penggunaan yang hampir sama dengan instruksi counter pada omron adalah CD

atau counter down, gambar... menunjukkan penggunaan instruksi CD.

Modul Praktikum PLC

58

Gambar 60. Penggunan instruksi counter down

Instruksi counter harus diaktifkan terlebih dahulu melalui terminal S, oleh karena

itu kenapa pada baris pertama terdapat rangkain holding untuk mengaktifkan

counter. Terminal CD berfungsi sebagai penerima sinyal diskrit, umumnya

terhubung langsung dengan alamat sensor. PV adalah counter value, format

penggunaannya yaitu C# (format awal) kemudian berapa counter value yang

diinginkan misalkan 5, sehingga formatnya C#5. Nilai PV akan berkurang apabila

terminal CD menerima masukan sinyal diskrit. Keluaran instruksi counter down

ini pada terminal Q bernilai high saat terminal S pertama kali diaktifkan dan

bernilai low saat counter value atau PV bernilai nol. Terminal R berfungsi untuk

mengembalikan counter value ke nilai awal.

Jika menginginkan keluaran Q bernilai high saat counter value mencapai setting

point maka keluaran sinyal terminal Q dapat dimodifikasi dengan memanfaatkan

instruksi up down beserta set reset seperti pada gambar 54.

Modul Praktikum PLC

59

Gambar 61. modifikasi keluaran sinyal instruksi counter

(n) atau instruksi down yang dapat ditemukan pada sub instruksi bit logic,

merupakan instruksi yang menerima perubahan sinyal dari rising edge atau batas

atas atau kondisi high = “1” yang berubah ke falling edge atau batas bawah atau

kondisi low = “0”, sinyal keluaran yang dihasilkan oleh instruksi ini tidak bersifat

kontinyu hanya 1x cycle time. Oleh sebab itu kenapa coil yang dipakai bukan coil

biasa akan tetapi instruksi set yang berfungsi sama seperti holding circuit.

Berkebalikan dengan instruksi down, instruksi up (p) merupakan instruksi yang

mampu menerima perubahan dari falling edge ke rising edge, karena keluaran

sinyal yang dihasilkan juga 1 x cycle time maka penggunaannya dapat digabung

menggunakan instruksi set maupun reset.

Soal : bandingkan penggunaan counter down CD dengan CU dan CUD, apa

perbedaannya dan jelaskan dengan bantuan simulator! (tugas individu).

Modul Praktikum PLC

60

PERTEMUAN 13Instruksi menengah

13.1 Instruksi move

Penggunaan instruksi move pada plc siemens sedikit berbeda, gunakan memori

MW apabila dalam pemrograman ladder diagram memakai instruksi menengah

seperti instruksi move, campare dan aritmatik. Pengalamatan memori mw

menggunakan pola bilangan cacah genap dimulai dari 0,2,4,6,8,10,12 dan

seterusnya.karena alamat bilangan ganjil disini digunakan sebagai work area

memory sehingga tidak untuk diakses atau dipakai (hal ini berlaku untuk memori

MW). Contoh penggunaan instruksi move pada gambar 62.

Gambar 62. penggunaan instruksi move

Untuk membuktikan apakah nilai dari alamat awal (IN) sudah digandakan ke

alamat tujuan (OUT) gunakan bantuan simulator, tambahkah variabel bit memory

kemudian ganti alamat MB menjadi MW dan format memori menjadi desimal.

Kemudian ubah alamat MW sesuai dengan ladder diagram (MW2 dan MW4).

Ubah nilai pada MW2 kemudian aktifkan bit I4.0 (start), dan perhatikan apakah

nilai pada MW2 sama dengan MW4, jika sama penggunaan instruksi move

berhasil.

Modul Praktikum PLC

61

soal : apakah perbedaan MW dan MB, apakah alamat MB 4.0 dapat dikatakan

sebagai bagian dari alamat MW 4? ( tugas individu)

13.2 instruksi compare

Sama halnya seperti instruksi move gunakan alamat memori MW dengan pola

bilangan cacah genap untuk menggunakan instruksi compare. Perhatikan gambar

instruksi compare berikut.

Gambar 63. instruksi compare

Instruksi compare disini lebih bersifat fleksibel karena penggunaanya dapat

digunakan untuk membandingkan lebih dari dua variabel dan dapat dipakai sesuai

kebutuhan atau operator kondisi yang dibutuhkan saja.

13.3 Instruksi aritmatik

instruksi dasar aritmatik seperti penjumlahan, pengurangan, pembagian dan

perkalian juga tersedia pada PLC siemens dengan format berbagai macam mulai

dari integer sampai dengan double integer, double integer digunakan apabila

pemakaian instruksi aritmatik memakai lebih dari 2 alamat word 2x8bit = 16 bit =

Modul Praktikum PLC

62

65535 desimal. Gambar berikut adalah contoh penggunaan instruksi aritmatir

pada ladder diagram.

Gambar 64. instruksi aritmatik single integer

Urut dari atas ke bawah pada gambar... adalah instruksi penjumlahaan

(ADD_Integer), pengurangan (SUB_Integer), perkalian (MUL_Integer) dan

pembagian (DIV_Integer).

Soal : sebuah sistem pengisian zat cair mempunyai dua storage tank masing –

masing berkapasitas 400 liter, storage tank yang pertama berisi zat cair tipe A dan

storage tank yang kedua berisi zat cair tipe B. agitator berkapasitas 400 liter

berfungsi sebagai tempat pencampuran zat cair A dan zat cair B. Kompisisi

pencampuran kedua zat cair diatur berdasarkan pemilihan aktifasi push button

oleh operator, dengan keterangan :

Modul Praktikum PLC

63

Push button 1 ditekan, komposisi zat cair A adalah 20% dan zat cair B

80% dari total kapasitas agitator.

Push button 2 ditekan, komposisi zat cair A adalah 40% dan zat cair B

60% dari total kapasitas agitator.

Push button 3 ditekan, komposisi zat cair A adalah 75% dan zat cair B

25% dari total kapasitas agitator.

jika kondisi agitator berada pada kapasitas maksimum maka valve A dan

valve B tertutup dan motor pengaduk mulai bekerja selama 20 detik. Setelah

20 detik maka valve outlet terbuka hingga volume agitator bernilai 0 dan valve

outlet tertutup.

Gambar 65. soal instruksi menengah

Modul Praktikum PLC

64

PERTEMUAN 14Kontrol digital

Bahan : kabel 50cm + banana plug 25 buah

Relay 24 VDC 2 buah

Push button 2 buah

Alat : obeng 1 buah

AVO meter 1 unit

MPI adapter 1 unit

PLC siemens + exp. Modul 1 unit

Tujuan : mahasiswa memahami konsep wiring digital pada modul PLC siemens,

mampu merancang program ladder kontrol digital dan troubelshooting

Karena modul PLC siemens sudah terhubung dengan terminal utama dan wiring

common terminal pada masing – masing modul ekspansi baik untuk modul digital

input maupun digital output terhubung dengan polaritas negatif sehingga wiring

modul ekspansi secara kesuluruhan adalah sinking. Pada pertemuan ini terdapat 3

modul yang harus diselesaikan permasalahannya oleh masing – masing kelompok

modul tersebut diantaranya modul motor DC, modul pneumatic dan modul traffic

light, berikut penjelasan soal tiap modul :

14.1 modul motor DC

Gambar 66. Modul motor DC

Modul Praktikum PLC

65

soal : gunakan modul dc motor dan position control, jika push button 1 ditekan

maka posisi balok akan bergeser ke sebelah kiri hingga mengenai limit switch,

saat limit switch dikenai oleh balok tersebut mengakibatkan motor dc berputar

berlawanan arah jarum jam (ccw). Sebaliknya saat push button 2 ditekan maka

posisi balok bergeser ke sebelah kanan, dan saat mengenai limit switch sebelah

kanan maka motor DC bergerak searah jarum jam (cm). Tips : gunakan relay

24VDC untuk merubah arah putar / membalik polaritas motor DC.

14.2 modul pneumatik

Gambar 67. Modul pneumatik

soal :

silinder 1 + : posisi piston keluar

silinder 1 - : posisi piston masuk

silinder 2 + : posisi piston keluar

sinder 2 - : posisi piston masuk

push button 1 ditekan silinder 1 + dan silinder 2 - , push button 2 ditekan silinder

1 - dan silinder 2 + , kedua push button ditekan silinder 1 + dan silinder 2 +,

kedua push button dilepas silinder 1 - dan silinder 2 - .

Modul Praktikum PLC

66

14.3 modul traffic light

Gambar 68. Modul traffic light

soal : urutan arah traffic light berturut – turut dari atas, kiri, bawah, kanan

kemudian kembali lagi ke atas (berlawanan arah jarum jam). Urutan lampu yaitu

merah, hijau, kuning dan kembali lagi ke merah. Interval waktu hijau dan kuning

untuk keempat traffic light adalah sama, 4 detik untuk lampu hijau dan 3 detik

(blinking) untuk lampu kuning, sedangkan lampu merah menyesuaikan

berdasarkan urutan arah. Sistem aktif saat push button 1 ditekan dan mati saat

push button 2 ditekan.

Modul Praktikum PLC

67

PERTEMUAN 15Pemrograman dengan konverter digital to analog

Bahan : push button 3 buah

Kabel connector konverter 1 unit

Kabel 50cm + banana plug 2 buah

Alat : AVO meter 1 buah

MPI adapter 1 unit

PLC siemens + exp. Modul 1 unit

Inverter 1 unit

DA converter 1 unit

Tujuan : mahasiswa mampu memahami pemrograman dengan konverter digital to

analog, mampu menguasai pemrograman tingkat menengan dan aplikasinya untuk

kontrol analog.

Gambar 69. DA converter

Modul Praktikum PLC

68

Berikut adalah keterangan modul sesuai penomoran pada gambar 69 :

1. terminal socket to output module

2. self tester, penggunaannya bersamaan dengan terminal socket dengan urutan

warna kabel :

Putih : D0Abu – abu : D1Ungu : D2Hijau : D3Kuning : D4Jingga : D5Merah : D6Coklat : D7

3. probe socket to AVO meter

4. meter range selector

5. analog output to device (aktuator analog ; inverter, control valve)

6. 220 VAC supply socket

7. reference for operational amplifier

8. power switch

Langkah – langkah percobaan :1. lakukan self tester sebagai prosedur kalibrasi DA converter

2. hubungkan supply socket dengan sumber tegangan.

3. hubungkan terminal cable dari terminal socket menuju probe socket untuk

selftester

4. atur selector pada kondisi 15V

5. aktifkan semua toggle switch (kondisi high) dan pastikan keluaran analog

output maksimum adalah 10 VDC dengan mengatur tegangan referensi pada

operational amplifier

6. catat tegangan referensi yang dibutuhkan pada saat keluaran analog bernilai 10

VDC

7. kemudian ambil data untuk kondisi berikut :

No. Binary switch Decimal value Analog output

1 00000000 0 .......

Modul Praktikum PLC

69

2 00000001 1 .......

3 00000011 3 .......

4 00000111 7 .......

5 00001111 15 .......

6 00011111 31 .......

7 00111111 63 .......

8 01111111 127 .......

9 11111111 255 .......

8. gambarkan grafik hubungan antara nilai desimal dan keluaran terminal analog,apakah grafik masih linear atau dapat diartikan konverter masih layak digunakan?

9. laporkan hasil analisa grafik ke pembimbing untuk mendapatkan accpengerjaan soal.

Soal :

terdapat 3 mode pemilihan kecepatan motor, mode yang pertama adalah kecepatan25 %, mode kedua adalah kecepatan 50% dan mode ketiga adalah kecepatanpenuh atau 100 % pemilihan mode tersebut berdasarkan pemilihan push button :

Push button 1 untuk mode 1 Push button 2 untuk mode 2 Push button 3 untuk mode 3

Dan menekan push button 1 dan 2 secara bersamaan untuk mematikan sistem.(tugas kelompok)

Modul Praktikum PLC

70

PERTEMUAN 16

Evaluasi Akhir Semester

Evaluasi Akhir SemesterEvaluasi individu materi soal meliput kontrol digital, kontrol analog dengan DA

converter. 1 kloter = 4 anak, waktu pengerjaan 30 menit. Closed book. Wiring (25

%), ladder (35 %) dan troubleshooting + kompetensi (40%).