modul praktikum dsk 2013

Laboratorium Kendali dan Robotika 2013

DAFTAR ISI

I. Daftar Isi................................................................................1

II. Pendahuluan..........................................................................2

III. Petunjuk Umum Praktikum Dasar Sistem Kendali...............3

IV. Praktikum Pengenalan MATLAB pada Sistem Kontrol.......4

V. Sistem Kendali Konvensional..............................................25

VI. Mikrokontroller....................................................................32

VII. Programable Logic Control (PLC).......................................43

VIII. Pengendalian Motor 3 Phasa dengan Inverter......................55

1


I. PENDAHULUAN

Tujuan dari Praktikum Dsar Sistem Kendali adalah untuk membiasakan

mahasiswa dalam melakukan praktek terytama dalam memahami prinsip-prinsip dasar

dalam sisitem kontrol

Ketelitian atau penyimpangan hasil praktikum sangat tergantung pada prosedur

dalam melakukan percobaan. Oleh karena itu mahasiswa yang akan melakukan

percobaan diharuskan memahami petunjuk, mempelajari teori-teori dan melakukan

instruksi dari setiap percobaan yang akan dilaksanakan.

2


II. PETUNJUK UMUM PRAKTIKUM DASAR SISTEM KENDALI

Peraturan yang Harus Ditaati

1. Jagalah sopan santun di Laboratorium

2. Berpakaian rapi, dilarang memakai kaos oblong dan memakai sandal.

3. Praktikan diwajibkan datang tepat waktu. (waktu toleransi hanya 5 menit.

4. Nilai respon awal minimal 60 sebagai syarat bisa ikut praktikum

5. Praktikan harus membuat laporan pendahuluan sebelum memulai praktikum.

Format Laporan Tetap Praktikum

-Cover (sesuai contoh yang disertakan di CD Praktikum)

-Lembar pengasahan

-kartu masing – masing praktikum

-Judul Praktikum

- I. Tujuan Praktikum

- II. Alat dan Bahan

- III. Dasar Teori

- IV. Prosedur Percobaan (Jika ada Prosedur percobaan)

- IV. Data Hasil Percobaan / Pengolahan Data

- V. Tugas dan Penyelesaian

- VI. Analisa Percobaan

- VII. Kesimpulan.

- Daftar Pustaka

- Lampiran ( Gambar alat Praktikum)

Kertas Ukuran A4, dengan Margin Top = 4cm, Left = 4 cm, Right = 3 cm Bottom = 3

cm, 1,5 Spasi, Font Times New Roman, 12.

3


PRAKTIKUM I

PENGENALAN MATLAB PADA SISTEM KONTROL

I. Tujuan Percobaan

1. Mengenal dan dapat mengoperasikan program MATLAB pada PC.

2. Memiliki keterampilan dasar menggunakan MATLAB untuk operasi aljabar

matriks sederhana.

3. Mengenal fungsi‐fungsi dalam MATLAB.

4. Memahami penggunaan MatLab dalam analisis dan desain sistem control.

II. Bahan Percobaan

1. Komputer

2. Program (Software) MatLab.

III. Dasar Teori

3.1. Pengenalan MATLAB

Matlab adalah singkatan dari MATrix LABoratory, merupakan bahasa

pemrograman yang dikembangkan oleh The Mathwork Inc. yang hadir dengan fungsi

dan karakteristik yang berbeda dengan bahasa pemrograman lain yang sudah ada lebih

dahulu seperti Delphi, Basic maupun C++. Matlab merupakan bahasa pemrograman

level tinggi yang dikhususkan untuk kebutuhan komputasi teknis, visualisasi dan

pemrograman seperti komputasi matematik, analisis data, pengembangan algoritma,

simulasi dan pemodelan dan grafik-grafik perhitungan Pada awalnya Matlab dibuat

untuk memberikan kemudahan mengakses data matrik pada proyek LINPACK dan

EISPACK. Saat ini matlab memiliki ratusan fungsi yang dapat digunakan sebagai

problem solver mulai dari simple sampai masalah-masalah yang kompleks dari berbagai

disiplin ilmu.

Dalam lingkungan perguruan tinggi teknik, Matlab merupakan perangkat standar

untuk memperkenalkan dan mengembangkan penyajian materi matematika, rekayasa

dan kelimuan. Di industri, MATLAB merupakan perangkat pilihan untuk penelitian

dengan produktifitas yang tinggi, pengembangan dan analisanya.

Kegunaan MatLab secara umum adalah sebagai berikut:

a) Matematika dan komputasi,

4


b) Perkembangan algoritma,

c) Pemodelan, simulasi, dan pembuatan prototype,

d) Analisa data, eksplorasi dan visualisasim

e) Pembuatan aplikasi, termasuk pembuatan antaramuka grafis.

3.1.1. Karakteristik MATLAB :

Bahasa pemrogramannya didasarkan pada matriks (baris dan kolom).

Lambat (dibandingkan dengan Fortran atau C) karena bahasanya langsung

diartikan.

Automatic memory management, misalnya kita tidak harus mendeklarasikan

arrays terlebih dahulu.

Tersusun rapi.

Waktu pengembangannya lebih cepat dibandingkan dengan Fortran atau C.

Dapat diubah ke bahasa C lewat MATLAB Compiler.

Tersedia banyak toolbox untuk aplikasi-aplikasi khusus.

Beberapa kelebihan Matlab jika dibandingkan dengan program lain seperti

Fortran, dan Basic adalah :

1. Mudah dalam memanipulasi struktur matriks dan perhitungan berbagai operasi

matriks yang meliputi penjumlahan, pengurangan, perkalian, invers dan fungsi

matriks lainnya.

2. Menyediakan fasilitas untuk memplot struktur gambar (kekuatan fasilitas grafik

tiga dimensi yang sangat memadai).

3. Script program yang dapat diubah sesuai dengan keinginan user.

4. Jumlah routine-routine powerful yang berlimpah yang terus berkembang.

5. Kemampuan interface (misal dengan bahasa C, word dan mathematica).

6. Dilengkapi dengan toolbox, simulink, stateflow dan sebagainya, serta mulai

melimpahnya source code di internet yang dibuat dalam matlab( contoh toolbox

misalnya : signal processing, control system, neural networks dan sebagainya).

3.1.2. Lingkungan Kerja MATLAB :

Secara umum lingkungan kerja Matlab terdiri dari tiga bagian yang penting

yaitu:

1. Command Windows

5


Windows ini muncul pertama kali ketika kita menjalankan program Matlab.

Command windows digunakan untuk menjalankan perintah-perintah Matlab,

memanggil tool Matlab seperti editor, fasilitas help, model simulink, dan lain-lain.

Ciri dari windows ini adalah adanya prompt (tanda lebih besar) yang menyatakan

Matlab siap menerima perintah. Perintah tersebut dapat berupa fungsi-fungsi

bawaan (toolbox) Matlab itu sendiri.

Workspace: Menampilkan semua variable yang pernah dibuat meliputi nama

variable, ukuran, jumlah byte dan class.

Command History : Menampilkan perintah-perintah yang telah

diketikkan pada command Window.

2. Editor Windows

Windows ini merupakan tool yang disediakan oleh Matlab yang berfungsi

sebagai editor script Matlab (listing perintah-perintah yang harus dilakukan oleh

Matlab). Ada dua cara untuk membuka editor ini, yaitu:

1. Klik : File, lalu New dan kemudian M-File

2. Ketik pada command windows : ”edit”

6


Secara formal suatu script merupakan suatu file eksternal yang berisi tulisan

perintah MatLAb. Tetapi script tersebut bukan merupakan suatu fungsi. Ketika

anda menjalankan suatu script, perintah di dalamnya dieksekusi seperti ketika

dimasukkan langsung pada MatLAb melalui keyboard.

M-file selain dipakai sebagai penamaan file juga bisa dipakai untuk

menamakan fungsi, sehingga fungsi fungsi yang kita buat di jendela editor bisa di

simpan dengan ektensi .m sama dengan file yang kita panggi dijendela editor. Saat

kita menggunakan fungsi Matlab seperti inv, abs, cos, sin dan sqrt, matlab

menerima variabel berdasarkan variabel yang kita berikan. Fungsi M-file mirip

dengan script file dimana keduanya merupakan file teks dengan ektensi .m .

sebagaimana script M-file, fungsi m-file tidak dimasukkan dalam jendela

command window tetapi file tersendiri yang dibuat dengan editor teks.

Membentuk dan menjalankan M-File:

Klik menu File, pilih New dan klik M-File

Pada editor teks, tulis argumen atau perintah

Simpan dengan cara klik File, pilih Save As dan beri nama dengan ekstensi .m

Pastikan file yang akan dijalankan berada pada direktori aktif

Misalkan file graf1.m berada di C:\MATLAB, maka lakukan perintah cd

>> cd c:\matlab

Kemudian jalankan file graf1.m dengan cara

7


>> graf1

3. Figure Windows

Windows ini merupakan hasil visualisasi dari script Matlab. Matlab

memberikan kemudahan bagi programmer untuk mengedit windows ini sekaligus

memberikan program khusus untuk itu, sehingga selain berfungsi sebagai

visualisasi output yang berupa grafik juga sekaligus menjadi media input yang

interaktif.

Simulink windows.

Windows ini umumnya digunakan untuk mensimulasikan system kendali

berdasarkan blok diagram yang telah diketahui. Untuk mengoperasikannya ketik

“simulink” pada command windows.

8


3.2. Karakter Spesial MatLab

Tanda % merupakan penanda komentar. Keterangan setelah tanda tersebut akan

diabaikan dalam proses perhitungan. Contoh :

y = 2:2:8 % y = [2468];

y = 2.00 4.00 6.00 8.00

Tanda ; merupakan perintah pembatas yang tidak ditampilkan di jendela kerja,

merupakan pemisah kolom dan baris dalam matriks. Contoh :

A = [1 3 5 ; 5 3 1];

Tanda : merupakan pembatas jangkauan, contohnya :

B = [0:2:8]

B = 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00

Tanda ` merupakan transpose matriks yang merupakan suatu vector kolom

X = [3 2 4 5;7 6 5 8]

X= 3.00 2.00 4.00 5.00

7.00 6.00 5.00 8.00

X=X `

X= 3.00 7.00

2.00 6.00

4.00 5.00

5.00 8.00

9


Tanda ... digunakan untuk menuliskan baris perintah yang panjang contohnya:

P = sin(1) – sin(2) + sin(3) – sin(4) + sin(5) + cos(6) + ... cos(7) – cos(8) + cos(9)

– cos(10) + cos(11) + cos(12)

P = 1.0273

Contoh dan fungsi kode yang dapat diketik pada command windows :

1. >> help : Menunjukkan semua help topic di Matlab.

2. >>what general : Menunjukkan instruksi-instruksi yang tersedia di

direktori general, salah satunya adalah instruksi clear.

3. >>help general : Menunjukkan instruksi-instruksi yang tersedia di

direktori general , dan fungsinya secara umum.

4. >>help clear : Menunjukkan penjelasan detail

untuk instruksi clear.

(Fungsinya untuk apa, syntaxnya untuk apa, fungsi lain

yang terkait apa)

5. >> help ops : Menunjukkan penulisan operator2

di dalam Matlab.

6. >>clc; : clc digunakan untuk membersihkan layar, tetapi

nilai variable yang tersimpan dimemori tidak akan hilang

sehingga dapat ditampilkan kembali ke layer dengan

>>x memanggil nama variabelnya.

7. >>clear;

>>x

clear digunakan untuk membersihkan layer sekaligus menghapus variable dari

memori sehingga kita tidak dapat menampilkan nilai variable ke layer. (muncul

pesan ??? Undefined function or variable 'x'.)

8. >> x=4;

>> y=5;

10


>> z=x+y;

>> z

Merupakan contoh barisan instruksi untuk melakukan penjumlahan.

3.3. Angka dan Operasi Aritmatika

Ada tiga jenis angka di MATLAB yaitu :

1. Bilangan bulat yaitu bilangan yang tidak mengandung desimal. Contohnya: >> xi

= 10

2. Bilangan real yaitu bilangan yang mengandung desimal contohnya :

>> xr = 12.6054

>> realmax % batas atas bilangan real di matlab

ans = 1.7977e+308

>> realmin % batas minimum bilangan real di matlab

ans = 2.2251e-308

3. Bilangan kompleks

>> i

ans = 0 + 1.0000i

>> x = 1 + sqrt(3)*i

x = 1.0000 + 1.7321i

>> A= [1 j;-j*5 2]

A= 1.0000 0 + 1.0000i

0 - 5.0000i 2.0000

Beberapa penggunaan operator aritmatika antara dua operand (A dan B)

ditunjukkan pada tabel berikut ini :

11

Operasi Simbol

Penambahan +

Pengurangan -

Perkalian *

Pembagian / atau \

perpangkatan ^


3.4. Variabel Pada Matlab

Matlab memiliki tiga variabel sebagai nonnumbers yaitu:

1. –Inf (Negative Infinity)

2. Inf (Infinity)

3. Nan (Not an number)

Matlab hanya memiliki dua jenis tipe data yaitu Numeric dan String. Dalam

matlab setiap variabel akan disimpan dalam bentuk matrik. User dapat langsung

menuliskan variabel baru tanpa harus mendeklarasikannya terlebih dahulu pada

command window. Contoh pembuatan variabel pada matlab:

Penamaan variabel pada matlab bersifat caseSensitif karena itu perlu

diperhatikan penggunaan huruf besar dan kecil pada penamaan variabel. Apabila

terdapat variabel lama dengan nama yang sama maka matlab secara otomatis akan me-

replace variabel lama tersebut dengan variabel baru yang dibuat user.

3.5 . Fungsi Pemrograman Dalam MATLAB

3.5.1. Fungsi Dasar

a. Fungsi Matematika Dasar

Tabel 1.1a Fungsi Matematika Dasar

Fungsi Keterangan

Abs Menghitung nilai absolut

Exp Memperoleh nilai dari e pangkat bilangan tertentu (e =

2.718282)

log Menghitung logaritma natural (ln) suatu bilangan

Sqrt Menghitung akar pangkat 2 dari suatu bilangan

Ceil Membulatkan bilangan ke bilangan bulat terdekat menuju

12


plus tak berhingga.

Fix Membulatkan bilangan ke bilangan bulat terdekat menuju

nol..

Floor Membulatkan bilangan ke bilangan bulat terdekat menuju

minus tak berhingga.

Gcd Menghitung nilai faktor pembagi terbesar

Isprime Menghasilkan true jika merupakan bilangan prima.

Log10 Menghitung logaritma suatu bilangan untuk dasar 10.

Mod Menghitung nilai modulus.

Primes Menghasilkan daftar bilangan.

Rem Menghitung nilai remainder.

Round Membulatkan bilangan ke bilangan bulat terdekat.

b. Fungsi Trigonometri

Fungsi trigonometri banyak digunakan terkait dengan sudut. Nilai perhitungan yang

dalam fungsi trigonometri sudut dalam radian.

Tabel 1.1b Fungsi Trigonometri

Fungsi Keterangan

Sin Menghitung sinus suatu bilangan, dimana bilangan dalam

radian.

Cos Menghitung cosinus suatu bilangan, dimana bilangan dalam

radian.

Tan Menghitung tangen suatu bilangan, dimana bilangan dalam

radian.

Acos Menghitung arccosinus (invers cos) suatu bilangan yang

menghasilkan sudut dalam radian, dimana bilangan harus antara

-1 dan 1.

Asin Menghitung arcsinus suatu bilangan yang menghasilkan sudut

dalam radian, dimana bilangan harus antara -1 dan 1.

Atan Menghitung arctangensuatu bilangan yang menghasilkan sudut

dalam radian.

Cosh Menghitung cosinus hiperbolik dari suatu sudut dalam radian.

13


Sinh Menghitung sinus hiperbolik dari suatu sudut dalam radian.

Tanh Menghitung tangen hiperbolik dari suatu sudut dalam radian.

Cosd Menghitung cosinus suatu bilangan, dimana bilangan dalam

derajat.

Sind Menghitung sinus suatu bilangan, dimana bilangan dalam

derajat.

Tand Menghitung tangen suatu bilangan, dimana bilangan dalam

derajat.

SecMenghitung suatu bilangan, dimana bilangan dalam

radian.

CscMenghitung suatu bilangan, dimana bilangan dalam

radian.

CotMenghitung suatu bilangan, dimana bilangan dalam

radian.

c. Fungsi Analisis Data

Matlab menyediakan sejumlah fungsi penting untuk digunakan dalam meng-analisis

data, antara lain ditunjukkan pada Tabel 1.1c.

Tabel 1.1c Fungsi Analisis Data

Fungsi Keterangan

Max Menghasilkan nilai terbesar dari suatu vektor atau matriks

Min Menghasilkan nilai terbesar dari suatu vektor atau matriks

Mean Menghasilkan nilai mean

Dll .....

3.5.2. Vektor dan Matriks dalam Matlab

14


a. Vektor

Vektor baris :

>> v = [-2 sin(45) 4 6]

v =

-2.0000 0.8509 4.0000 6.0000

>> length(v) % menghitung panjang vektor

ans =

3

Vektor kolom :

>> x = [6; 5 ; 9]

x =

6

5

9

b. Matriks

Dapat diasumsikan bahwa didalam matlab setiap data akan disimpan dalam

bentuk matriks. Dalam membuat suatu data matriks pada matlab, setiap isi data harus

dimulai dari kurung siku ‘[‘ dan diakhiri dengan kurung siku tutup ‘]’. Untuk membuat

variabel dengan data yang terdiri beberapa baris, gunakan tanda ‘titik koma’ (;) untuk

memisahkan data tiap barisnya.

Matlab menyediakan beberapa fungsi yang dapat kita gunakan untuk

menghasilkan bentuk-bentuk matriks yang diinginkan. Fungsi-fungsi tersebut antara

lain:

zeros : untuk membuat matriks yang semua datanya bernilai 0

ones : matriks yang semua datanya bernilai 1

rand : matriks dengan data random dengan menggunakan distribusi uniform

randn : matris dengan data random dengan menggunakan distribusi normal

eye : untuk menghasilkan matriks identitas

Cara M enginputkan M atrik.

Contoh :

15


Matrik A=

Ada 4 cara untuk menginputkan matrik yakni :

Cara 1:

>>a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

Cara 2 :

>>a=[1 2 3 enter

5 5 6 enter

7 8 9];

Cara 3:

>>a1=[1 2 3];

>>a2=[4 5 6];

>>a3=[7 8 9];

>>a=[a1;a2;a3;];

>>a

Cara 4 :

>>a=input(‘Masukkan matrik= ‘);

>>Masukkan matrik=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

>>disp(a)

3.5.3. Operasi dan Fungsi pada Matriks

Tabel 1.2. Operasi dan fungsi pada matriks yang sering digunakan :

Perintah Keterangan Contoh

Det Menghasilkan determinan matriks Det(A)

Size Menghasilkan ukura matriks Size(A)

+ Menjumlahkan matriks C = A + B

* Mengalikan matriks C = A * B

.* Mengalikan elemen dengan elemen,

dengan ketentuan memiliki ukuran yang

sama

C = A .* B

16


^ Memangkatkan matriks dengan suatu

skalar

C = A^ k

.^ Memangkatkan elemen per elemen

matriks dengan skalar

C = A .^ k

’ Transpose matriks A’

./ Membagi elemen per elemen dengan

ketentuan memiliki ukuran yang sama

C = A ./ B

\ Menghasilkan solusi AX = B C = A \ B

/ Menghasilkan solusi XA = B C = A / B

Inv Menghasilkan invers matriks dengan

ketentuan matriks merupakan matriks

bujur sangkar

C = Inv(A)

3.6. Grafik Matlab

3.6.1. Grafik 2 Dimensi

• Command Plot

>> Plot (X,Y,’ro’)

>> Plot (Nilai fungsi,fungsi,’warna_garis/data_point’)

• Colors : b(blue), r(red), g(green), y(yellow), m(magenta),

c(cyan), k(black)

• Markers : (o),(x),(*),(.),(+),(d),(s),(p),(h)

• Line Style : (-),(:),(-.),(- -),

Contoh 1 :

>>n = 25

>>t = 0 : 1/n : 10

>>y = sin(t);

>>plot (t,y,’ro’)

>>title (‘Grafik Y = Sin(t)

>>grid

>>xlabel(‘t’), >>ylabel(‘Amplitude’)

17


Hasil Plot :

Contoh 2 : Menampilkan 2 grafik dalam 1 bidang

>>t=0:0.1:10;

>>x=sin(t);

>>y=cos(t);

>>z=cos((2*t)+10);

>>plot(t,x,'r-')

>>hold on

>>plot(t,y,'bo')

>>hold on

>>plot(t,z,'k--')

>>title('Mulitple Plot')

>>xlabel('t'),ylabel('Amplitude')

>>grid

>>legend('x=Sin(t)',…

'y=cos(t)','z=cos(2*t+10)')

>>hold off;

Hasil Plot :

18


Contoh 3 : Menampilkan 2 grafik dalam 2 bidang (terpisah)

>> t=0:0.1:10;

>> x=sin(t);

>> y=sin(t+30);

>> subplot(2,1,1)

>> plot(t,x,'r-')

>> grid on

>>xlabel('t'),ylabel('Amplitude')

>> title(' Grafik x = Sin(t)')

>> subplot(2,1,2)

>> plot(t,y,'bo')

>> grid on

>> xlabel('t'),ylabel('Amplitude')

>> grid on

19


>> title('Grafik y = sin(t+30)')

>> hold off

Hasil Plot :

3.6.2. Grafik 3 Dimensi

Matlab mempunyai heberapa fungsi tersendiri untuk memplot 3-D object.

Fungsi-fungsi terscbut adalah plot kurva di ruangan (plot3). mesh surfaces (mesh),

surfaces (surf) dan plot kontur (countour). Juga ada dua fungsi untuk memplot

permukaan yang khusus, sphere dan cylinder. Untuk Iebih mengetahui 3-D graphic,

ketikkan help graph3d Command Window.

Contoh :

>> n=25;

>> x=0:1/n:3;

20


>> plot3(x,sin(5*x),sin(5*x));

>> grid

Hasil Plot :

0

1

2

3

-1

-0.5

0

0.5

1-1

-0.5

0

0.5

1

3.7. Matematika Dalam Teknik Kontrol

3.7.1. Transformasi

a). Transformasi Laplace

Contoh :

Tentukan transformasi laplace dari fungsi berikut ini :

f = 0,03(1-cos2t)

Jawab : Command windows :

>> f = sym('1-cos(2*t)');

>> F=laplace (f)

F =

1/s-s/(s^2+4)

21


Atau pada M-file :

syms t; % Untuk inisialisasi variabel

f= 1-cos(2*t);

laplace(f) % Save As, F5

b). Invers Laplace

Contoh :

Tentukan invers transformasi laplace dari fungsi berikut :

F(s) =

Jawab :

Command Windows :

>> F=sym ('2/(s-4)');

>> f=ilaplace (F)

f =

2*exp(4*t)

Atau pada M-File :

syms s; % Untuk inisialisasi Variabel

F= 2/(s-4);

f=ilaplace (F) % Save As, F5

3.7.2. Differensial

Contoh :

a. Turunan pertama dari fungsi y

>> syms x;

>> y=x^3+2*x^2+6*x+7;

22


>> z=diff(y)

Akan muncul sebagai berikut :

z =

3*x^2+4*x+6

b. Turunan kedua dari fungsi y

>>z=diff(y,2)

Akan muncul sebagai berikut :

z =

6*x+4

3.8. Simulasi Sistem

3.8.1. Simulasi dengan M-File

Untuk meng-analisa suatu sistem, software hanya memerlukan masukan berupa transfer

function yang ditulis dalam Laplace Transform (dalam s-domain) atau matriks. contoh,

suatu sistem kontrol memiliki transfer function sebagai berikut :

Ketikkan listing berikut pada M-File :

num = [1];

den = [1 2 10];

step(num,den)

title(‘Open Loop Response’)

Respon sistem terbuka (open loop response) dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

23


0 0.5 1 1.5 2 2.5 30

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12Open Loop Response

Time (sec)

Am

plit

ude

3.8.2.Simulasi dengan Simulink

Pada M-File kurva respon sistem dibuat dengan menggunakan listing program,

sedangkan pada simulink kita bisa menganalisa sistem dengan menggunakan block

diagram.

Analisa dengan mennggunakan simulink:

24


PRAKTIKUM II

SISTEM KENDALI KONVENSIONAL

1. Tujuan Percobaan

a. Mempelajari cara kerja relay dan kontaktor

b. Dapat mendesain sistem otomasi sederhana

2. Alat Percobaan

Untuk melaksanakan percobaan yang dilakukan, peralatan yang dipergunakan

adalah:

• Relay 24 V DC : 2 Buah

• Kontaktor Magnet : 1 Buah

• Motor DC : 1 Buah

• Push button NO : 2 Buah

• Push button NC : 2 Buah

• Limit switch : 2 Buah

• Lampu 5 watt : 2 Buah

• Power Supply 220 V AC, 24 V DC

• Kabel secukupnya

• Obeng

25


3. Dasar Teori

Kontaktor Magnet

Kontaktor Magnet Merupakan Jenis Saklar Yang Bekerja Secara Magnetic Yaitu

Kontak ( NO & NC ) Bekerja Apabila Kumparan Di Aliri Arus / Tegangan,

Penggunaan Kontaktor Magnet Jauh Lebih Baik Dari Pada Saklar Biasa.

Sebuah Kontaktor Magnet Terdiri Dari :

1. Kumparan / Koil.

2. Beberapa Kontak NO ( Normally Open )

3. Beberapa Kontak NC ( Normally Close )

Kumparan / Koil Adalah Lilitan yang Apabila Di Aliri Arus / Tegangan Maka

Akan Tejadi Magnetisasi Yang Akan Menarik Kontak - Kontaknya Sehingga

Input & Output Pada Kontak NO Akan Terhubung & Sebaliknya Untuk Kontak

NC Akan Terputus / Tidak Terhubung.

Apabila Pada Kumparan Kontaktor Diberi Tegangan Terlalu Tinggi / Tidak

Sesuai Dengan Spesifikasi Maka Akan Menyebabkan Berkurangnya Umur /

Merusak Kumparan Kontaktor. Tetapi Bila Tegangan Yang Diberikan Terlalu

Rendah Maka Akan Menimbulkan Tekanan Antara Kontak-Kontak Dari

Kontaktor Menjadi Berkurang Yang Nantinya Dapat Menimbulkan Bunga Api

Pada Permukaannya Serta Dapat Merusak Kontak-Kontaknya.

Untuk Beberapa Keperluan Digunakan Juga Kumparan Arus ( Bukan

Tegangan ), Akan Tetapi Dari Segi Produksi Lebih Disukai Kumparan

Tegangan Karena Besarnya Tegangan Umumnya Sudah Di Normalisasi & Tidak

Tergantung Dari Keperluan Alat Pemakaiannya.

Kontaktor Magnet Ada 2 Jenis :

1. Kontaktor Magnet AC ( Terdapat Kumparan Hubung Singkat Berfungsi Sebagai

Peredam Getaran Saat Kedua Inti Besi Saling Melekat )

26


2. Kontaktor Magnet DC.

Spesifikasi Dari Kontaktor Magnet Yang Harus Di Perhatikan :

1. Kemampuan Daya Kontaktor yang disesuaikan dengan Beban yang akan

diperlukan.

2. Kemampuan menghantarkan arus dari kontak-kontaknya.

3. Kemampuan Tegangan dari Kumparan Magnet.

Kontak Pada Kontaktor Magnet Terdiri Dari :

4. Kontak Utama ( Digunakan Untuk Rangkaian Daya )

5. Kontak Bantu ( Digunakan Untuk Rangkaian Pengontrol / Pengunci ) Agar

Penggunaan Kontaktor Dapat Disesuaikan Dengan Beban Yang Akan Dikontrol,

Maka Pada Setiap Kontaktor Selalu Dilengkapi Dengan Plat Nama Yang

Berisikan Data-Data Mengenai :

1. Perusahaan Pembuat Kontaktor.

2. Nomor Seri Pembuatan.

3. Tegangan Nominal Beban.

4. Tegangan Kerja Kontaktor.

5. Kemampuan Arus Yang Dapat DiAlirkan.

6. Kelas Operasi.

27


Kontak In Put / Kontak Yang DiHubungkan Ke Supply Pada Kontaktor Magnet

Biasanya Kontak Dengan Nomor 1, 3, 5 . Dan Untuk Kontak Out Put / Kontak

Yang DiHubungkan Pada Beban / Rangkaian Biasanya Dengan Nomor 2, 4, 6 .

Sedangkan Untuk Kontak Penguncinya DiGunakan Kontak Nomor 13 & 14.

Relay

Relay adalah peralatan yang dioperasikan secara elektrik yang secara

mekanik akan men-switch sirkuit elektrik. Relay adalah bagian yang penting

dalam sistem kontrol, karena kegunaannya dalam kendali jarak jauh, dan

mengendalikan listrik tegangan tinggi dengan menggunakan listrik tegangan

rendah. Ketika tegangan mengalir ke dalam elektromagnet pada sistem kontrol

relay, maka magnet akan menarik lengan logam pada arah magnet, dengan

demikian kontak terjadi. Switch/kontaktor pada relay bisa memiliki jenis NO

atau NC ataupun dua-duanya.

Relay adalah sebuah saklar yang dioperasikan dengan menggunakan

medan magnet. Saklar kontak yang terdapat dalam sebuah relay dapat terdiri

atas 1 kutub ataupun banyak kutub. Perlu diketahui, bahwa karakteristik operasi

suatu relay adalah pada saat relay diaktifkan, relay tidak langsung bekerja,

namun terdapat delay sebesar beberapa milisecond. Sehingga dalam merancang

suatu rangkaian relay, hal ini perlu diperhatikan.

28


Gambar 1. Diagram Relay

Diagram yang menggambarkan logika kerja relay adalah sebagai berikut:

Dengan memanfaatkan sebuah relay, dapat dirangkai rangkaian

pengendali otomatis yang dapat dipergunakan untuk mengendalikan berbagai

peralatan industri secara otomatis. Biasanya rangkaian relay merupakan integrasi

dari berbagai komponen seperti switch (saklar), relays, timers dan counters.

Membedakan NC dengan NO:

NC (Normally Closed) : saklar dari relay yang dalam keadaan normal(relay

tidak diberi tegangan) terhubung dengan common.

NO (Normally Open) : saklar dari relay yang dalam keadaan normal(relay tidak

diberi tegangan) tidak terhubung dengan common.

Bagian-bagian relay dapat diketahui dengan 2 cara, yakni:

1. Dengan cara melihat isi dalam relay tersebut

2. Dengan menggunakan multimeter (Ohm)

Cara mengetahui relay tersebut masih berfungsi atau tidak dapat dilakukan

dengan cara memberikan tegangan yang sesuai dengan relay tersebut pada

bagian koilnya. Jika kontaknya masih bekerja NC to NO atau NO to NC, maka

dapat dikatakan bahwa relay tersebut masih dalam keadaan baik.

Jenis-jenis Relay

1. SPST ( Single Pole Single Throw. )

29


2. SPDT (Single Pole Double Throw.) : Terdiri dari 5 buah pin, yaitu: (2) koil, (1)

common, (1) NC, (1) NO.

3. DPST (Double Pole Single Throw.) Setara dengan 2 buah saklar atau relay

SPST.

4. DPDT (Double Pole Double Throw.) Setara dengan 2 buah saklar atau relay

SPDT.

5. QPDT (Quadruple Pole Double Throw.) Sering disebut sebagai

Quad Pole Double Throw, atau 4PDT. Setara dengan 4 buah saklar atau relay

SPDT atau dua buah relay DPDT. Terdiri dari 14 pin(termasuk 2 buah untuk

koil).

Gambar. 1 Jenis-jenis relay

Limit Switch

Gambar Limit Switch

Pada limit switch ini, terdapat 3 cable connector yang menggunakan screw

seperti terlihat pada gambar . Jika listrik dialirkan pada dudukan-1 dan dudukan-

2, maka limit switch ini akan bersifat NC pada kondisi normal, sedangkan jika

30


listrik dialirkan pada dudukan-1 dan dudukan-3 maka limit switch akan bersifat

NO pada kondisi normal. Limit switch bekerja saat lempengan besi di bagian

bawah tertekan.

4 . Prosedur percobaan:

Percobaan 1.

1. Dengan menggunakan sebuah switch, power supply 220 V, Kontaktor Magnet

AC, rangkaian lampu 5 watt, dan kabel secukupnya, rangkailah rangkaian fisik

yang dapat menjalankan logika berikut ini:

2. Jika switch di-ON-kan, maka lampu akan menyala.

3. Jika switch di-OFF-kan, maka lampu akan mati.

4. Gambarkan ladder diagram dan wiring diagramnya

Percobaan 2.

Dengan menggunakan sebuah push button NO, push button NC, limit switch,

power supply 220 V AC, relay 24 V DC, 2 buah rangkaian lampu 5 watt, motor

DC, dan kabel secukupnya, rangkailah rangkaian listrik yang dapat menjalankan

logika berikut ini:

Jika push button NO ditekan, maka lampu merah dan motor akan menyala, dan

lampu hijau akan mati.

Lampu merah hanya akan mati jika push button NC ditekan atau limit switch

ditekan, dan lampu hijau menyala.

Gambarkan ladder diagram dan wiring diagramnya.

31


PRAKTIKUM III

PEMROGRAMAN MIKROKONTROLER

ATMEGA8535

I. Tujuan Percobaan

1. Mengenal Mikrokontroler AVR ATMega8535 serta mengetahui dan memahami

prinsip kerja mikrokontroler

2. Mengenal dan menguasai pemrograman mikrokontroler AVR ATMega 8535

dengan menggunakan software Basic Compiler (BASCOM)

3. Mengetahui dan membuat aplikasi mikrokontroler sebagai pusat kontrol suatu

sistem

II. Alat dan Bahan

1. Sistem minimum AVR ATMega 8535 dan downloadernya

2. Satu unit PC dengan dilengkapi software BASCOM

3. Power Supply 5 volt

4. Microcontroller Training Board

III. Dasar Teori

Pengenalan Mikrokontroler AVR ATMega8535

Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya

mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah

karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu

kemasan IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standar memiliki

arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar

instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang

membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer).

Teknologi yang digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan

mikrokontroler seri MCS-51. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set

Computer), sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set

32


Computer). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu

keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, Keluarga ATmega, dan AT89RFxx. Pada

dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, kelengkapan periferal

dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki.

ATmega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya-rendah berbasis

arsitektur RISC. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATmega8535

mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATmega8535

dapat bekerja dengan kecepatan tinggi walaupun dengan penggunaan daya rendah.

Arsitektur ATmega8535

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang

menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan. Fitur-

fitur tersebut antara lain:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yang terdiri atas Port A, B, C dan D

2. ADC (Analog to Digital Converter) dengan resolusi 10-bit sebanyak 8 saluran

melalui Port A

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan

4. CPU yang terdiri atas 32 register

5. Watchdog Timer dengan osilator internal

6. SRAM sebesar 512 byte

7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write

8. Unit Interupsi Internal dan Eksternal

9. Port antarmuka SPI untuk mendownload program ke flash

10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi

11. Antarmuka komparator analog

12. Port USART untuk komunikasi serial

Konfigurasi Pin ATMega8535

Mikrokontroler ATMega8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana

32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output sesuai

konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing-masingnya

terdiri atas 8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supply

33


tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk lebih jelasnya, konfigurasi

pin ATMega8535 dapat dilihat pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Konfigurasi Pin ATmega8535

Berikut ini adalah susunan pin-pin dari ATMega8535;

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya

GND merupakan pin ground

Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC

Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI

Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator

Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART

Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler

XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator

menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz)

Bahasa Pemrograman Mikrokontroler

Sebelum dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, pengembangan sebuah

mikrokontroler harus melewati 3 tahapan, yaitu:

34


1. Pembuatan hardware untuk aplikasi.

2. Perancangan software aplikasi menggunakan bahasa pemrograman.

3. Pengisian software aplikasi yang sudah dibuat ke dalam mikrokontroler.

Bahasa pemrograman yang digunakan umumnya dapat berupa bahasa

pemrograman tingkat rendah (Assembly Language), menengah (bahasa C) maupun

bahasa tingkat tinggi seperti Pascal dan BASIC. Di praktikum ini, software

pemrograman (compiler) yang digunakan adalah BASCOM AVR, yang merupakan

sebuah compiler BASIC. BASCOM (BASic COMpiler) sendiri memiliki beberapa jenis

berdasarkan seri mikrokontroler yang digunakan. Sebagai contoh mikrokontroler AVR

yang dipakai untuk praktikum ini hanya bisa menggunakan BASCOM AVR.

Pengenalan BASCOM AVR

Pada gambar 2.4 di bawah ini merupakan tampilan dari BASCOM AVR.

Gambar 3.2 Interface BASCOM AVR

Pada setiap icon yang ada pada interface diatas memiliki fungsi masing-masing.

Adapun fungsi dari tiap-tiap icon fapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel Fungsi Icon pada Interface BASCOM AVR

Icon Nama Fungsi Shortcut

File New Membuat file baru Ctrl+N

35


Open File Untuk membuka file Ctrl+O

File Save Untuk menyimpan file Ctrl+S

Save as Menyimpan file dengan nama

lain.

-

Print Untuk mencetak dokumen Ctrl+P

Print preview Untuk melihat tampilan sebelum

dicetak.

-

Syntax check Untuk memeriksa kesalahan

bahasa.

Ctrl+F7

Program compile Untuk mengkompile program

yang dibuat.

F7

Show result Untuk menampilkan hasil

kompilasi program.

Ctrl+W

Simulate Untuk mencimulasikan program

yang dibuat.

F2

Karakter dalam BASCOM

Dalam program BASCOM, karakter dasarnya terdiri atas karakter alphabet (A-Z

dan a-z), karakter numeric (0-9) dan karakter spesial seperti yang ditunjukkan pada

tabel di bawah ini.

Tabel Karakter-karakter spesial pada BASCOM

Karakter Nama

Blank atau spasi

‘ Apostrophe

* Asteriks atau simbol perkalian

+ Simbol Pertambahan (Plus Sign)

, Comma

- Simbol Pengurangan (Minus Sign)

. Period (decimal point)

/ Slash (division symbol) will be handled as \

36


: Colon

“ Double Quotation mark

; Semicolon

< Less than

= Equal sign (assignment symbol or relation operator)

> Greater than

\ Backslash (integer/word division symbol)

Tipe Data

Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan daya

tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori mikrokontroler. Berikut

ini adalah tipe data pada BASCOM berikut keterangannya.

Tabel Tipe Data BASCOM

Tipe Data Ukuran (byte) Range

Bit 1/8 0-1

Byte 1 0 sampai 255

Interger 2 -32,768 sampai 32,767

Word 2 0 sampai 65535

Long 4 -2147483648 sampai 2147483647

Single 4 -

String Hingga 254 byte -

Variabel

Variabel dalam sebuah program berfungsi sebagai tempat penyimpanan data

atau penampung data sementara, misalnya menampung hasil perhitungan, menampung

data hasil pembacaan register dan lain lain. Variabel merupakan pointer yang menunjuk

pada alamat memori fisik di mikrokontroler.

Dalam BASCOM ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variabel:

1. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter

37


2. Karakter bisa berupa angka atau huruf

3. Nama variabel harus dimulai dengan huruf

4. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunakan oleh BASCOM

sebagai perintah, pernyataan, internal register dan nama operator (AND, OR,

DIM, dan lainnya).

Program Simulasi

BASCOM AVR menyediakan pilihan yang dapat mensimulasikan program.

Sehingga setelah membuat suatu program, dapat diperiksa terlebih dahulu apakah

program yang dibuat sudah benar atau masih salah sebelum didownload ke

mikrokontroler. Adapun bentuk tampilan simulasinya dapat dilihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3 Tampilan listing BASCOM AVR

Tekan tombol untuk memulai simulasi. Dan untuk memberhentikan simulasi

maka tekan tombol . Selain itu untuk dapat melihat perubahan data pada setiap port

atau ketika ingin memberikan input pin-pin tertentu dari mikrokontroler, maka gunakan

tombol maka akan muncul tampilan simulasi hardwarenya. Adapun bentuk

tampilannya dapat dilihat pada gambar 3.4.

38


Gambar 3.4 Tampilan Simulasi Hardware

Kontrol Program

Keunggulan sebuah program terletak pada kontrol program tersebut. Kontrol

program merupakan kunci dari keandalan program yang dibuat termasuk juga pada rule

evaluation pada logika samar. Kontrol program dapat mengendalikan alur dari sebuah

program dan menentukan apa yang harus dilakukan oleh sebuah program ketika

menemukan suatu kondisi tertentu. Kontrol program ini meliputi kontrol pertimbangan

kondisi dan keputusan, kontrol pengulangan serta kontrol alternatif. BASCOM

menyediakan beberapa kontrol program yang sering digunakan untuk menguji sebuah

kondisi, perulangan dan pertimbangan sebuah keputusan. Berikut ini beberapa kontrol

program yang sering digunakan dalam pemrograman dengan BASCOM.

Berikut adalah beberapa kontrol program yang sering digunakan dalam

pemograman dengan BASCOM:

1. IF… THEN

Dengan pernyataan ini kita dapat menguji sebuah kondisi tertentu dan kemudian

menentukan tindakan yang sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Sintak

penulisannya adalah sebagai berikut:

IF <Syarat Kondisi> THEN <Pernyataan>

Sintak diatas digunakan jika hanya ada satu kondisi yang diuji dan hanya

melakukan satu tindakan. Jika melakukan lebih dari satu tindakan maka sintaknya

harus ditulis sebagai berikut:

IF <Syarat kondisi> THEN

<Pernyataan ke-1>

39


<Pernyataan ke-2>

<Pernyataan ke-n>

END IF

2. SELECT… CASE

Perintah ini akan mengeksekusi beberapa blok pernyataan tergantung dari nilai

variabelnya. Perintah ini mirip dengan perintah IF... THEN, namun perintah ini

memiliki kelebihan yaitu kemudahan pada penulisannya. Sintaknya adalah

sebagai berikut:

SELECT CASE Variabel

CASE test1 : statement

CASE test2 : statement

CASE ELSE : statement

END SELECT

3. WHILE… WEND

Perintah ini mengeksekusi sebuah pernyataan secara berulang ketika masih

menemukan kondisi yang sama. Perintah ini akan berhenti jika ada perubahan

kondisi dan melakukan perintah selanjutnya. Sintaknya sebagai berikut:

WHILE <Syarat kondisi>

<Pernyataan>

WEND

4. DO… LOOP

Perintah Do... Loop digunakan untuk mengulangi sebuah blok pernyataan terus

menerus. Untuk membatasi pengulangannya dapat ditambahkan sebuah syarat

kondisi agar perulangan berhenti dan perintahnya menjadi Do... loop Until. Sintak

penggunaan perintah ini adalah sebagai berikut:

Do

<Blok pernyataan>

Loop

Yang menggunakan perintah Do Loop Until

40


Do

<Blok pernyataan>

Loop Until <syarat kondisi>

5. FOR… NEXT

Perintah ini digunakan untuk mengeksekusi sebuah blok pernyataan secara

berulang. Perintah ini hampir sama dengan perintah Do... Loop, namun pada

perintah For... Next ini nilai awal dan akhir perulangan serta tingkat kenaikan

atau turunnya bisa ditentukan.

Penggunaannya sebagai berikut:

For var = start To/Downto end [Step value]

<Blok pernyataan>

Next

Untuk menaikan nilai perulangan gunakan To dan untuk menurunkan gunakan

Downto. Tingkat kenaikan merupakan pilihan, jadi bisa digunakan ataupun tidak.

Jika nilai kenaikan tidak ditentukan maka secara otomatis BASCOM akan

menentukan nilainya yaitu 1.

6. EXIT

Perintah ini digunakan untuk keluar secara langsung dari blok program For...

Next, Do... Loop, Sub... Endsub, While... Wend. Sintak penulisannya adalah

sebagai berikut:

Exit [Do] [For] [While] [Sub]

Sintak selanjutnya setelah EXIT bisa bermacam-macam tergantung perintah exit

itu berada dalam perintah apa. Jika dalam perintah Do... Loop maka sintaknya

menjadi Exit Do.

7. GOSUB

Dengan perintah GOSUB program akan melompat ke sebuah label dan akan

menjalan-kan program yang ada dalam rutin tersebut sampai menemui perintah

Return. Perintah Return akan mengembalikan program ke titik setelah perintah

Gosub.

41


8. GOTO

Perintah GOTO digunakan untuk melakukan percabangan, perbedaannya dengan

GOSUB ialah Perintah GOTO tidak memerlukan perintah Return sehingga

programnya tidak akan kembali lagi ke titik dimana perintah GOTO itu berada.

Berikut ini adalah sintak perintah GOTO:

GOTO label

Label:

Panjang label maksimal ialah 32 karakter.

ISP Flash Programer 3.7

ISP Programmer merupakan program yang digunakan untuk menuliskan

program ke dalam mikrokontroler ATMega8535. Adapun caranya adalah sebagai

berikut. Pertama mikrokontroler dihubungkan dengan kabel downloader dengan port

paralel pada komputer, kemudian nyalakan catu daya mikrokontroler. Lalu tekan

tombol OpenFile untuk membuka file yang akan didownload pada mikrokontroler.

Setelah itu tekan tombol Program tunggu sampai 100%, setelah 100% maka program

sudah ditulis pada mikrokontroler, dan mikrokontroler siap untuk digunakan. Adapun

tampilannya dapat dilihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Software SPI

42


PRAKTIKUM IV

PLC

(Programmable Logic Control)

1. Tujuan Percobaan

1. Memahami system control dasar pada PLC Omron

2. Mengenalkan software untuk pemograman ladder pada PLC CMA1A

Omron PLC menggunakan Syswin 3.4

3. Membuat ladder diagram dengan menggunakan Syswin 3.4

4. Memasukkan kode ke PLC simulator

2. Alat dan Bahan Percobaan

Modul PLC Omron CPM1A/CPM2A : 1 buah

Komputer : 1 buah

Software Syswin 3.4 : 1 paket

Software PLC simulator : 1 paket

Kabel secukupnya : 1 paket

2. Dasar Teori

PLC (programmable logic control) merupakan piranti elektronika digital

yang menggunakan memori yang bisa diprogram sebagai penyimpanan

internal dari sekumpulan instruksi dengan mengimplementasikan fungsi-

fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktu, perhitungan dan

aritmatika untuk mengendalikan berbagai jenis mesin ataupun proses melalui

modul I/O digital dan atau analog.

43


Gambar 3.1. elemen – elemen dasar PLC

Elemen – elemen dasar sebuah PLC ditunjukkan pada gambar 3.1 PLC memiliki

banyak kelebihan dibanding dengan sistem kontrol proses konvensional, antara lain :

1. Menghilangkan beban ongkos perawatan dan penggantian sistem kontrol mesin

berbasis relay.

2. Jumlah kabel yang dibutuhkan bisa berkurang 80% dibandingkan sistem kontrol

proses konvensional.

3. PLC memakai daya yang lebih rendah dibandingkan sistem kontrol proses

konvensional.

4. Pendeteksian kesalahan yang mudah dan cepat.

5. Ketahanan PLC jauh lebih baik dibandingkan dengan relai-automatik.

6. Perubahan pada urutan operasional dapat dilakukan dengan mudah hanya

dengan melakukan penggantian program.

Dalam sistem PLC terdapat 4 komponen bagian utama, keempat

komponen tersebut antara lain :

7. Central Processing Unit (CPU)

8. Monitor / programmer

9. Module I/O PLC

10. Power supply

44


Contoh bermacam-macam PLC dari produsen terkenal

Simbol-simbol umum pada ladder diagram, antara lain:

----||----

inputan normally open (NO); dalam keadaan awal atau normalnya dalam posisi

off dan akan on apabila telah terenergize

----|/|----

inputan normally close (NC); dalam keadaan awal atau normalnya dalam posisi

on dan akan off apablia terenergize

----()-|

output ; keluaran dari PLC, dapat berupa relay, lampu, buzzer, motor, pneumatic

dll

Timer berfungsi untuk menunda keadaan sampai interval waktu yang disetting

terpenuhi

---- | ----------------- | timer

| TIM |

| |

| ----------------- |

45


| address |

| |

| ----------------- |

| value |

| |

| ----------------- |

Counter berfungsi untuk mencacah, bisa untuk mencacah naik maupun turun,

untuk pencacah naik (up-counter), pencacah dimulai dari 0 dan kemudian ditambah 1

pada masing-masing pulsa on dari masukan pencacah. Ketika nilai settinganya telah

tercapai maka keluaran akan terenegize.

---- | ----------------- | counter

| CNT |

| |

| ----------------- |

---- | address |

| |

| ----------------- |

| value |

| |

| ----------------- |

Fungsi tersedia beberapa fungsi untuk membantu misal END.

Bahasa pemrograman yang digunakan untuk memprogram suatu PLC antara lain

:

1. Ladder Diagram

2. Function Block Diagram

3. Statement List

4. Structure Text

46


5. Sequential Functional Chart

Tetapi dalam aplikasi nyatanya bahasa pemrograman PLC yang paling

banyak digunakan adalah jenis ladder diagram.

4. Prosedur Percobaan

1. Pastikan software syswin 3.4 dan PLC simulator sudah terinstal di PC.

2. Buka software syswin dengan meng-click start › all program › syswin 3.4 ›

syswin 3.4.

3. Rangkailah alat sesuai dengan ketentuan *)

4. Buatlah ladder diagram pada tiap-tiap rangkaian.

5. Buka software PLC simulator dengan mengklik start › all program › PLC

simulator › PLC simulator

6. Sebelum mendownload simulasikan pada software PLC simulator dengan

menggunakan statement list yang ada pada software syswin 3.4

7. Jika sudah sesuai dengan yang diinginkan download ladder diagram yang telah

dibuat pada software syswin 3.4

8. Click monitoring untuk memonitor proses yang terjadi pada PLC.

9. Print hasil ladder diagram dan statement listnya.

*) Rangkaian yang dilakukan pada percobaan:

1. ON/OFF Dua Tombol atau Saklar (Interlock)

|-------------------------------------------------------------------|

|Main 1 – Contoh Ladder |

| Network 1 – ON/OFF |

|-------------------------------------------------------------------|

Dua saklar satu untuk ON dan satu untuk OFF alat terpasang

00000

| 000.00 000.01 010.00

|------| |--------------|/|--------------( )-|

| ON | OFF keluaran

| 010.00 |

|------| |----------

47


| keluaran

LD 000.00 ON

OR 010.00 keluaran

AND NOT 000.01 OFF

OUT 010.00 keluaran

|------------------------------------------------------------------------------|

| Network 2 – Akhir Program |

|------------------------------------------------------------------------------|

Jangan lupa setiap ladder harus diakhiri dengan END,

00004

| -----------------

|- END(001) |

| -----------------

END

2. Penundaan ON Keluaran (ON Delay)

48


3. Tundaan OFF (OFF Delay)

49


4. Tundaan ON dan OFF (ON dan OFF Delay)

5. Penggunaan Pencacah (CNT)

50


Pertanyaan dan Tugas

Buatlah ladder diagram dan statement list dari kasus-kasus berikut:

1. Lampu Berjalan Satu Arah

Keterangan

Terdapat 4 deretan lampu diinginkan lampu berjalan dari kanan ke kiri setelah puss

button diaktifkan. Setelah sampai pada lampu paling kiri. Pergerakan dimulai lagi dari

kanan ke kiri

51


Konfigurasi sistem:

Masukan Alat Keluaran Alat

000.00 Tombol start (PB1) 010.00 Lampu1

000.01 Tombol stop (PB2) 010.01 Lampu2

010.02 Lampu3

010.03 Lampu4

2. Penentuan Prioritas – Bel Kuis

Keterangan:

Pertama pembawa acara memberikan pertanyaan kepada 3 (tiga) peserta kuis, setelah

selesai memberikan pertanyaan, maka…

Ke-tiga pemain berlomba-lomba untuk menekan tombol dalam rangka menjawab

pertanyaan dari pembawa acara;

Buzzer akan dibunyikan setelah ada salah seorang pemain berhasil menekan tombol

untuk pertama kalinya;

Indikator lampu pada pemain tersebut (yang berhasil menekan tombol untuk pertama

kali) akan dinyalakan dan hanya bisa dimatikan oleh saklar utama.

Konfigurasi sistem:


000.00 Tombol Pemain1 (PB1) 010.00 Buzzer

52


000.01 Tombol Pemain2 (PB2) 010.01 Lampu PEMAIN1

000.02 Tombol Pemain3 (PB3) 010.02 Lampu PEMAIN2

000.03 Tombol Reset (RST) 010.03 Lampu PEMAIN3

3. Pengepakan Apel ke dalam Boks

Keterangan:

Saat ditekan tombol START (PB1), maka dijalankan konveyor pembawa boks.

Jika sensor boks (SE2) mendeteksi keberadaan boks maka konveyor pembawa boks

akan dihentikan dan konveyor pembawa apel mulai dijalankan.

Sensor apel (SE1) akan menghitung hingga 10 buah apel kemudian menghentikan

konveyor pembawa apel (pencacah apel akan direset) dan proses dijalankan dari awal

lagi demikian seterusnya hingga ditekan tombol STOP (PB2).

Konfigurasi sistem:


000.00 Tombol Start (PB1) 010.00 Konveyor Apel

000.01 Tombol Stop (PB2) 010.01 Konveyor Boks

000.02 Sensor Apel (SE1)

000.03 Sensor Boks (SE2)

53


4. Kontrol Pintu Gudang

- Saat truck mendekati pintu gudang, maka sensor ultrasonic (S_Truck) akan

mengaktifkan motor agar PINTU NAIK.

- Jika limit switch atas (BTS_ATS) mendeteksi pintu sudah naik semua maka motor

naik akan berhenti.

- Sensor fotosensor (FOTOSENSOR) akan ON selama truck masih menghalangi

cahaya fotosensor dan setelah cahaya tidak terhalang maka menjadi OFF.

- Setelah sensor fotosensor (FOTOSENSOR) OFF maka akan mengaktifkan motor

agar PINTU TURUN.

- Jika limit switch bawah (BTS_BWH) mendeteksi pintu sudah turun semua maka

motor turun akan berhenti.

Konfigurasi sistem:


000.00 sensor ultrasonic

(S_Truck)

010.00 PINTU NAIK

000.01 Sensor fotosensor

(FOTOSENSOR)

010.01 PINTU TURUN

000.02 limit switch atas

(BTS_ATS)

000.03 limit switch bawah

54


(BTS_BWH)

PRAKTIKUM V

PENGENDALIAN MOTOR 3 FASA MENGGUNAKAN INVERTER

I. Tujuan Percobaan

1. Memahami Prinsip kerja dasar pada MOTOR 3 FASA

2. Mengetahui dan Memahami Cara Kerja Inverter Altivar 31

3. Memahami system control dasar pada MOTOR 3 FASA

II. Alat dan Bahan Percobaan

1. Motor Induksi 3 fasa : 1 buah

2. Inverter Altivar 31 : 1 buah

3. Jumper Secukupnya

III. Dasar Teori

Motor 3 Fasa : Sebuah mesin penggerak dengan catu daya 3 fasa sebagai sumber tenaga

Cara kerja motor 3 phasa :

Motor 3 phasa akan bekerja/ berputar apabila sudah dihubungkan dalam

hubungan tertentu.

Mendapat tegangan (jala-jala/ power/ sumber) sesuai dengan kapasitas

motornya.

gbr. motor induksi 3 fase

55

http://www.sehatnapitupulu.webs.com/


Dalam gambar diatas dijelaskan (dari kiri layar): motor induksi 3 fase single line

diagram, three line diagram dan penggambaran lilitan motor induksi 3 fase (secara

umum).

1. Motor 3 fasa bekerja dengan 2 hubungan yaitu :

a. Motor bekerja Bintang/ Star

Berarti motor harus dihubungkan bintang baik secara langsung pada terminal maupun

melalui rangkaian kontrol.

gbr. hubungan bintang

Gambar 1. Hubungan Bintang/ Star (Y)

56

http://royers.files.wordpress.com/2009/12/hubungbintang.png%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5

http://royers.files.wordpress.com/2009/12/dsc02498.jpg%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5


b. Motor bekerja segitiga /Delta (▲)

Berarti motor harus dihubungkan segitiga baik secara langsung pada terminal maupun

melalui rangkaian kontrol. Kecuali mesin-mesin yang berkapasitas tinggi diatas 10 HP,

maka motor tersebut wajib bekerja segitiga (▲) dan harus melalui rangkaian kontrol

star delta baik secara mekanik, manual, PLC.

Gambar 2. Hubungan Delta (▲)

Dimana bekerja awal (start) motor tersebut bekerja bintang hanya sementara, selang

berapa waktu barulah motor bekerja segitiga dan motor boleh dibebani.

Cara menghubungkan motor dalam hubungan bintang (Y) :

1. Cukup mengkopelkan/ menghubungkan salah satu dari ujung-ujung kumparan

phasa menjadi satu.

57

http://royers.files.wordpress.com/2009/12/hubungsegitiga.png

http://royers.files.wordpress.com/2009/12/dsc02497.jpg


2. Sedangkan yang tidak dihubungkan menjadi satu dihubungkan kesumber

tegangan.

Cara menghubungkan motor dalam hubungan segitiga (▲) :

1. Ujung pertama dari kumparan phasa I dihubungkan dengan ujung kedua dari

kumparan phasa III

2. Ujung pertama dari kumparan phasa II dihubungkan dengan ujung kedua dari

kumparan phasa I

3. Ujung pertama dari kumparan phasa III dihubungkan dengan ujung kedua dari

kumparan phasa II.

2. Rangkaian System Kendali Elektromagnetik Pada Motor Induksi 3 Fasa

Rangkaian sederhana dengan menggunakan kontaktor magnet yaitu mengontrol sebuah

motor listrik. Pengontrolan oleh kontaktor magnet menggunakan 2 rangkaian yaitu

rangkaian kontrol dan rangkaian utama. Peralatan kontrol yang digunakan dalam

pengoperasianya yaitu, MCB 3 fasa, TOR (Thermal Overload Relay), sakelar tekan ON/

OFF dan kontaktor.

Rangkaian kontrol merupakan rangkaian yang mengendalikan/ mengoperasikan

rangkaian utama, sedangkan rangkaian utama merupakan aliran hubungan ke beban

(motor 3 fasa). Rangkaian utama menggunakan kontak utama (1-3-5 dan 2-4-6) dari

kontaktor magnet untuk menghubungkan/ memutuskan jaringan dengan motor listrik.

Karena arus yang mengalir pada rangkaian utama relaitf lebih besar daripada rangkaian

kontrol, maka pada rangkaian utama dilengkapi dengan TOR (Thermal Overload Relay)

atau pengaman beban lebih dari hubung singkat ataupun beban yang lebih.

Pada rangkaian kontrol, arus yang mengalir relatif kecil. Rangkaian kontrol dilengkapi

dengan sakelar tekan NO untuk tombol NP dan NC untuk tombol OFF. Karena

menggunak open.an tombol (sakelar) tekan, maka pada tombol ON dibuat pengunci

(sakelar bantu) dari kontak bantu kontaktor yang normally open.

58


Gambar 3. Rangkaian System Kendali Elektromagnetik Pada Motor Induksi 3 Fasa

2. Rangkaian System Kendali Elektromagnetik Pada Motor Induksi 3 Fasa

Hubungan Bintang Segitiga

Rangkaian daya hubungan bintangsegitiga menggunakan tiga buah kontaktor Q1, Q2,

dan Q3 Gambar 4. Fuse F1 berfungsi mengamankan jika terjadi hubungsingkat pada

rangkaian motor. Saat motor terhubung bintang kontaktor Q1 dan Q2 posisi ON dan

kontaktor Q3 OFF. Beberapa saat kemudian timer yang disetting waktu 60 detik

energized, akan meng-OFF-kan Q1, sementara Q2 dan Q3 posisi ON, dan motor

terhubung segitiga. Pengaman beban lebih F3 (thermal overload relay) dipasangkan seri

dengan kontaktor, jika terjadi beban lebih disisi beban, relay bimetal akan bekerja dan

rangkaian kontrol berikut kontaktor akan OFF.

Tidak setiap motor induksi bias dihubungkan bintang-segitiga, yang harus diperhatikan

adalah tegangan name plate motor harus mampu diberikan tegangan sebesar tegangan

jala-jala (Gambar 4), khususnya pada saat motor terhubung segitiga. Jika ketentuan ini

tidak dipenuhi, akibatnya belitan stator bisa terbakar karena tegangan tidak sesuai.

59

http://royers.files.wordpress.com/2009/12/starter.jpg


Rangkaian kontrol bintang-segitiga (Gambar 4), dipasangkan fuse F2 untuk pengaman

hubung singkat pada rangkaian kontrol.

4. Penggunaan Inverter

Dalam perkembangannya, berbagai bahasa pemrograman yang berbeda telah

digunakan untuk memprogram PLC. Untuk satu bahasa pemrograman saja misalnya

Ladder Diagram, tiap-tiap jenis PLC mempunyai aturan dan cara pemrograman yang

berbeda-beda. Padahal industri modern biasanya tidak hanya menggunakan satu jenis

PLC saja melainkan berbagai jenis PLC, sehingga hal ini menjadi tidak efisien dari segi

waktu dan biaya. Ditambah lagi, kurangnya standardisasi mengakibatkan komunikasi

PLC tidak baik bagi protokol-protokol dan jaringan-jaringan yang tidak kompatibel.

Karena itu, negara-negara industri di dunia mendirikan International Electro-technical

Commission (IEC) yang bertugas untuk mengkaji perancangan lengkap dari sebuah

PLC. IEC 61131-3 merupakan bagian ketiga dari IEC 61131 yang membahas mengenai

standar pemrograman PLC.

IEC 61131-3 mengakomodasi 5 bahasa pemrograman PLC berbeda, yaitu:

60

http://royers.files.wordpress.com/2009/12/star-delta-motor-3-phase.jpg


a. Ladder Diagram (LD)

Pemrograman PLC dengan menggunakan simbol-simbol relay elektromekanis yang

terdiri dari contact dan coil.

b. Function Block Diagram (FBD)

Penggunaan blok-blok fungsi standar maupun buatan pengguna sendiri dalam

memprogram PLC.

c. Sequential Function Chart (SFC)

SFC menggambarkan secara grafis aksi sekuensial dari sebuah kontrol proses. SFC

terdiri dari step yang terhubung dengan blok aksi dan transisi. Masing-masing step

merepresentasikan keadaan (state) tertentu dari sebuah sistem yang dikendalikan.

Sebuah transisi berkenaan dengan sebuah kondisi, di mana jika benar akan

menyebabkan step sebelumnya tidak aktif dan step selanjutnya aktif. Step-step yang

terhubung ke blok aksi akan menjalankan aksi kontrol tertentu. Masing-masing elemen

SFC dapat diprogram dengan sembarang bahasa IEC, termasuk SFC itu sendiri. Karena

elemen SFC membutuhkan memori untuk menyimpan informasi state maka SFC hanya

dapat digunakan dalam POU jenis Program (PRG) dan Function Block (FB).

d. Instruction List (IL)

PLC diprogram dengan serangkaian instruksi atau perintah dan tiap instruksi harus

dimulai pada baris baru.

e. Structured Text (ST)

Pemrograman PLC dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi seperti PASCAL.

Kelima bahasa pemrograman tersebut bisa digabung atau digunakan secara bersamaan

ataupun sendiri-sendiri tergantung proses yang akan dikendalikan.

61


Gambar Bahasa pemrograman IEC 61131-3

Alat pengubah frekuensi atau Variable frequency Drive (VFD) adalah suatu

sistem untuk mengontrol kecepatan putaran motor AC dengan mengontrol frekuensi

dari tegangan yang disuplai ke motor. Variable-frequency drives juga dikenal sebagai

adjustable-frequency drives (AFD), variable-speed drives (VSD), AC drives,

microdrives atau inverter drives. Karena tegangan bervariasi seiring dengan frekuensi,

alat ini juga disebut VVVF (variable voltage variable frequency) drives.

Suatu sistem VFD memiliki sebuah motor AC yang umumnya adalah motor

induksi tiga fasa, sebuah pengatur frekuensi yang terdiri dari penyearah dan inverter,

serta sebuah antarmuka pengguna sebagai pengatur yang dapat berupa PLC.

Gambar Sistem Variable Frequency Drive

62


Pengatur frekuensi merupakan peralatan konversi energi elektronik solid state.

Rangkaian ini mula-mula mengubah tegangan input AC menjadi tegangan DC

menggunakan penyearah jembatan. Tegangan DC tersebut kemudian diubah menjadi

tegangan AC sinusoidal menggunakan rangkaian switching inverter.

Gambar Diagram VFD PWM

Metode yang biasa digunakan untuk mengatur tegangan motor ialah pulse width

modulation (PWM). Dengan pengaturan tegangan PWM, inverter digunakan untuk

membagi gelombang output sinusoidal menjadi pulsa-pulsa tegangan yang berurutan

dan mengatur lebar pulsa-pulsa tersebut.

Gambar Gelombang tegangan output VFD PWM

Motor induksi atau dikenal juga sebagai motor asinkron merupakan jenis motor

arus bolak-balik yang paling banyak digunakan dalam industri karena mempunyai

konstruksi yang sederhana dan kuat serta murah pembuatannya. Konstruksi motor

induksi terdiri dari dua bagian utama yaitu stator dan rotor, seperti yang ditunjukkan

pada gambar berikut.

Gambar Komponen dasar dari sebuah motor AC

63


Kerja motor induksi berdasarkan prinsip interaksi elektromagnet. Apabila

sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan medan (stator), akan timbul medan

putar dengan kecepatan :

,

di mana Ns = kecepatan medan putar stator atau kecepatan sinkron (rpm)

f = frekuensi (Hz)

p = jumlah kutub

Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.

Akibatnya pada kumparan jangkar akan timbul tegangan induksi. Karena kumparan

jangkar merupakan rangkaian tertutup maka di dalam konduktor akan mengalir arus

listrik.

Adanya arus listrik di dalam medan magnet mengakibatkan kawat rotor

menerima gaya Lorentz yang yang arahnya ditentukan oleh ‘Aturan Tangan Kiri’,

sehingga timbul kopel pada sumbu rotor. Karena rotor bebas berputar maka rotor akan

berputar di bawah pengaruh kopel tersebut. Bila kopel mula yang dihasilkan pada rotor

cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan

putar stator. Karena tegangan induksi timbul disebabkan terpotongnya batang konduktor

(rotor) oleh medan putar stator, maka agar tegangan terinduksi diperlukan adanya

perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (Ns) dengan kecepatan berputar

rotor (Nr). Bila Ns = Nr, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada

kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan

ditimbulkan apabila Nr lebih kecil daripada Ns.

Untuk berbagai aplikasi dalam induksi, motor perlu digerakkan dalam dua arah.

Dengan demikian maka motor yang digunakan harus dapat dibalik putarannya. Pada

motor listrik tiga phasa, cukup dengan menukar salah satu penghantar fasa dengan salah

satu fasa yang lainnya (phasa R dengan phasa S, phasa R dengan T, atau phasa S

dengan T) maka putaran motor akan berubah.

Altivar 31

Pengendali kecepatan variabel atau VFD seri Altivar 31 dapat menghasilkan

pengontrol kecepatan yang dapat disesuaikan untuk motor asinkron 3 fasa dengan daya

64


0,55 kW atau 0,75 HP serta tegangan 200/240 V. Bentuk fisik dari Altivar 31 adalah

seperti gambar berikut:

Gambar 1 Altivar 31

Suatu alat pengendali motor induksi memiliki rangkaian penyearah dan inverter

untuk menghasilkan tegangan dan frekuensi tiga fasa yang diinginkan. Altivar 31

mengubah tegangan masuk yang berupa tegangan satu fasa menjadi tegangan tiga fasa

dengan frekuensi yang dapat diatur, baik secara manual maupun melalui program.

65

1

2

3

7

8

4

5

6

9

100


KETERANGAN :

1. LED Merah DC bus ON

2. Menampilkan 4 buah 7-Segment

3. Kembali ke menu sebelumnya atau parameter, atau meningkatkan nilai yang

ditampilkan

4. ke menu berikutnya atau parameter, atau menurunkan nilai yang ditampilkan

5. Referensi potensiometer

6. Tombol RUN

7. 2 CANopen status LED

8. parameter,atau membersihkan nilai yang ditampilkan untuk kembali ke

penyimpanan nilai sebelumnya.

9. Keluar menu atau parameter, atau membersihkan nilai yang ditampilkan untuk

kembali disimpan kenilai sebelumnya

10. STOP / RESET

Dalam perkembangannya, berbagai bahasa pemrograman yang berbeda telah

digunakan untuk memprogram PLC. Untuk satu bahasa pemrograman saja misalnya

Ladder Diagram, tiap-tiap jenis PLC mempunyai aturan dan cara pemrograman yang

berbeda-beda. Padahal industri modern biasanya tidak hanya menggunakan satu jenis

PLC saja melainkan berbagai jenis PLC, sehingga hal ini menjadi tidak efisien dari segi

waktu dan biaya. Ditambah lagi, kurangnya standardisasi mengakibatkan komunikasi

PLC tidak baik bagi protokol-protokol dan jaringan-jaringan yang tidak kompatibel.

Karena itu, negara-negara industri di dunia mendirikan International Electro-technical

Commission (IEC) yang bertugas untuk mengkaji perancangan lengkap dari sebuah

PLC. IEC 61131-3 merupakan bagian ketiga dari IEC 61131 yang membahas mengenai

standar pemrograman PLC.

IEC 61131-3 mengakomodasi 5 bahasa pemrograman PLC berbeda, yaitu:

a. Ladder Diagram (LD)

Pemrograman PLC dengan menggunakan simbol-simbol relay elektromekanis yang

terdiri dari contact dan coil.

b. Function Block Diagram (FBD)

66


Penggunaan blok-blok fungsi standar maupun buatan pengguna sendiri dalam

memprogram PLC.

c. Sequential Function Chart (SFC)

SFC menggambarkan secara grafis aksi sekuensial dari sebuah kontrol proses. SFC

terdiri dari step yang terhubung dengan blok aksi dan transisi. Masing-masing step

merepresentasikan keadaan (state) tertentu dari sebuah sistem yang dikendalikan.

Sebuah transisi berkenaan dengan sebuah kondisi, di mana jika benar akan

menyebabkan step sebelumnya tidak aktif dan step selanjutnya aktif. Step-step yang

terhubung ke blok aksi akan menjalankan aksi kontrol tertentu. Masing-masing elemen

SFC dapat diprogram dengan sembarang bahasa IEC, termasuk SFC itu sendiri. Karena

elemen SFC membutuhkan memori untuk menyimpan informasi state maka SFC hanya

dapat digunakan dalam POU jenis Program (PRG) dan Function Block (FB).

d. Instruction List (IL)

PLC diprogram dengan serangkaian instruksi atau perintah dan tiap instruksi harus

dimulai pada baris baru.

e. Structured Text (ST)

Pemrograman PLC dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi seperti PASCAL.

Kelima bahasa pemrograman tersebut bisa digabung atau digunakan secara bersamaan

ataupun sendiri-sendiri tergantung proses yang akan dikendalikan.

Gambar Bahasa pemrograman IEC 61131-3

67


Alat pengubah frekuensi atau Variable frequency Drive (VFD) adalah suatu

sistem untuk mengontrol kecepatan putaran motor AC dengan mengontrol frekuensi

dari tegangan yang disuplai ke motor. Variable-frequency drives juga dikenal sebagai

adjustable-frequency drives (AFD), variable-speed drives (VSD), AC drives,

microdrives atau inverter drives. Karena tegangan bervariasi seiring dengan frekuensi,

alat ini juga disebut VVVF (variable voltage variable frequency) drives.

Suatu sistem VFD memiliki sebuah motor AC yang umumnya adalah motor

induksi tiga fasa, sebuah pengatur frekuensi yang terdiri dari penyearah dan inverter,

serta sebuah antarmuka pengguna sebagai pengatur yang dapat berupa PLC.

Gambar Sistem Variable Frequency Drive

Pengatur frekuensi merupakan peralatan konversi energi elektronik solid state.

Rangkaian ini mula-mula mengubah tegangan input AC menjadi tegangan DC

menggunakan penyearah jembatan. Tegangan DC tersebut kemudian diubah menjadi

tegangan AC sinusoidal menggunakan rangkaian switching inverter.

Gambar Diagram VFD PWM

Metode yang biasa digunakan untuk mengatur tegangan motor ialah pulse width

modulation (PWM). Dengan pengaturan tegangan PWM, inverter digunakan untuk

68


membagi gelombang output sinusoidal menjadi pulsa-pulsa tegangan yang berurutan

dan mengatur lebar pulsa-pulsa tersebut.

Gambar Gelombang tegangan output VFD PWM

Motor induksi atau dikenal juga sebagai motor asinkron merupakan jenis motor

arus bolak-balik yang paling banyak digunakan dalam industri karena mempunyai

konstruksi yang sederhana dan kuat serta murah pembuatannya. Konstruksi motor

induksi terdiri dari dua bagian utama yaitu stator dan rotor, seperti yang ditunjukkan

pada gambar berikut.

Gambar Komponen dasar dari sebuah motor AC

Kerja motor induksi berdasarkan prinsip interaksi elektromagnet. Apabila

sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan medan (stator), akan timbul medan

putar dengan kecepatan :

,

di mana Ns = kecepatan medan putar stator atau kecepatan sinkron (rpm)

f = frekuensi (Hz)

p = jumlah kutub

Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.

Akibatnya pada kumparan jangkar akan timbul tegangan induksi. Karena kumparan

jangkar merupakan rangkaian tertutup maka di dalam konduktor akan mengalir arus

listrik.

69


Adanya arus listrik di dalam medan magnet mengakibatkan kawat rotor

menerima gaya Lorentz yang yang arahnya ditentukan oleh ‘Aturan Tangan Kiri’,

sehingga timbul kopel pada sumbu rotor. Karena rotor bebas berputar maka rotor akan

berputar di bawah pengaruh kopel tersebut. Bila kopel mula yang dihasilkan pada rotor

cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan

putar stator. Karena tegangan induksi timbul disebabkan terpotongnya batang konduktor

(rotor) oleh medan putar stator, maka agar tegangan terinduksi diperlukan adanya

perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (Ns) dengan kecepatan berputar

rotor (Nr). Bila Ns = Nr, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada

kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan

ditimbulkan apabila Nr lebih kecil daripada Ns.

Untuk berbagai aplikasi dalam induksi, motor perlu digerakkan dalam dua arah.

Dengan demikian maka motor yang digunakan harus dapat dibalik putarannya. Pada

motor listrik tiga phasa, cukup dengan menukar salah satu penghantar fasa dengan salah

satu fasa yang lainnya (phasa R dengan phasa S, phasa R dengan T, atau phasa S

dengan T) maka putaran motor akan berubah.

70

modul praktikum dsk 2013

Documents