II.6 Mesin Induksi
II.7.1 Konsep Dasar Programmable Logic Controller
Secara definitif, menurut NEMA (National Electrical Manufactures
Association), PLC adalah suatu alat elektronika digital yang berbasis mikrokontroller
dan menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan dan mengaplikasikan instruksi – instruksi dari suatu fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktuan (timing), pencacahan (counting), dan aritmatika dalam rangka mengendalikan mesin-mesin ataupun suatu proses.
PLC merupakan elemen unit pengendali yang fungsi pengendaliannya dapat diprogram sesuai dengan keperluan. Jadi, sebelum digunakan PLC diprogram terlebih dahulu agar proses pengendalian yang terjadi sesuai dengan yang diinginkan.
Piranti ini juga dirancang sedemikian rupa agar tidak hanya para programmer komputer saja yang dapat membuat dan mengubah program-program yang ada di dalamnya melainkan juga dapat dioperasikan oleh para insinyur yang memiliki kemampuan terbatas mengenai pemograman bahasa komputer. Oleh sebab itu para perancang PLC sudah menempatkan sebuah program awal (pre-program) yang memungkinkan program-program kontrol dapat dimasukkan dengan menggunakan bahasa pemograman yang sederhana dan mudah dipahami.
Prinsip kerja PLC sama dengan prinsip relay yaitu berupa saklar on-off, tetapi PLC dipandang lebih menguntungkan dari pada relay pada umumnya. Kemudahan –
kemudahan yang di dapat dengan menggunakan PLC sebagai unit pengendali adalah sebagai berikut :
1. Fleksibel
Sebelum menggunakan PLC sebagian besar sistem kontrol mesin menggunakan alat kontrol berupa relay ataupun electronic card. Sistem tersebut tidak praktis karena tidak bisa digunakan secara umum. Sebagai contoh pada setiap mesin yang berbeda tipe, maka akan dibutuhkan
electronic card yang berbeda pula sesuai dengan yang dibuat oleh
pabrikannya. Sedangkan PLC bisa digunakan secara umum pada setiap tipe mesin dan kita cukup hanya menyediakan program palikasinya saja.
2. Kemudahan pembuatan dan pengeditan program.
PLC mudah diprogram dengan menggunakan bahasa pemograman yang relatif sederhana dan mudah dipahami serta sebagian besar berhubungan dengan operasi-operasi logika dan penyambungan. Pengeditan program juga dapat dilakukan dengan mudah sesuai dengan kebutuhan.
3. Kemudahan pemeliharaan dan perbaikan
Dibutuhkan banyak waktu pada saat hendak memodifikasi proses pengontrolan dengan menggunakan electronic card maupun relay-relay. Selain itu proses pelacakan pada saat terjadi gangguan akan cukup sulit dilakukan. Tetapi, dengan PLC proses modifikasi dapat dilakukan dengan hanya dengan pemograman ulang (Reprogram) tanpa perlu diinstalasi ulang. Proses pelacakan kesalahan juga dapat dimonitor langsung dengan menggunakan programming tools yang disediakan oleh masing-masing vendor PLC.
4. Dapat digunakan pada berbagai macam alat
Proses pengontrolan dengan menggunakan PLC dapat dilakukan pada berbagai macam alat maupun mesin, walaupun mesin yang digunakan berbeda-beda jenis maupun tipe. Pemakai hanya perlu menyediakan program aplikasi sesuai dengan PLC yang digunakan dan memogram PLC tersebut agar beroperasi sesuai dengan proses yang diinginkan.
5. Memiliki jumlah kontak relay yang banyak
Setiap PLC memiliki jumlah kontak relay yang cukup banyak. Sedangkan pada relay konvensional jumlah kontaknya terbatas. Pada satu koil internal
relay PLC jumlah kontaknya bisa mencapai ratusan, tetapi hal ini juga
tergantung pada kapasitas memori dari PLC yang digunakan. 6. Memiliki banyak fasilitas dan lebih fungsional
Setiap PLC sudah memiliki fasilitas seperti timer, counter, latch, dan fungsi-fungsi lainnya. Sehingga tidak diperlukan lagi penggunaan timer dan
counter dan fasilitas eksternal lainnya karena sudah ada dalam PLC.
7. Keamanan (security) yang baik
Program PLC yang telah dirancang dapat diproteksi sehingga tidak dapat diubah orang sembarangan. Hal ini berbeda dengan sistem relay konvensional yang sistemnya cenderung lebih terbuka dan memungkinkan setiap orang melakukan perubahan pada sistemnya.
8. Program yang telah dibuat dapat disimpan
Program aplikasi PLC yng telah dirancang dengan mudah dapat disimpan pada CD, disket, dan harddisc komputer seperti program komputer pada
umumnya. Sehingga program aplikasi yang asli dapat disimpan dan bisa digunakan kembali bila diperlukan.
9. Dapat dimonitoring secara visual
Sebelum program aplikasi yang telah dirancang akan digunakan, maka program tersebut dapat dites terlebih dahulu dalam skala laboratorium dengan menggunakan lampu indikator yang ada pada PLC. Hal ini akan memudahkan proses evaluasi dan penyempurnaan program. Selain itu, program tersebut dapat dimonitoring secara visual dengan menggunakan
programming device yang disediakan masing-masing PLC.
10. Bersifat kokoh dan dirancang untuk dapat beroperasi pada kondisi suhu, kelembaban, getaran, dan tingkat kebisingan yang lebih dari kondisi normal.
Perkembangan PLC berhubungan erat dengan perkembangan mikroprosesor. Oleh karena itu, bila kemampuan mikroprosesor meningkat, maka kemampuan PLC yang menggunakan mikroprosesor tersebut meningkat juga. Saat ini PLC sudah mampu berkomunikasi dengan operator, dengan modul – modul khusus seperti PID, analog I/O, dan komputer untuk suatu proses pengendalian khusus.
Hal – hal mendasar yang harus diketahui dalam pengenalan dan penggunaan PLC sesuai fungsi yang diinginkan adalah :
• Prinsip Kerja Dasar
PLC menerima sinyal input dari peralatan diskrit (on/off) atau analog (sensor). Modul input mengidentifikasi serta mengubah sinyal tersebut ke dalam bentuk tegangan yang sesuai dengan modul input dan mengirimkannya ke CPU (Central Processing Unit). Sinyal input tersebut diolah, kemudian dikirim ke modul
output berdasarkan program yang telah disimpan di CPU. Bentuk sinyal output
diubah menjadi tegangan yang sesuai dan dipakai untuk menjalankan peralatan
output (actuator) . Selama proses operasinya, CPU sebuah PLC melakukan tiga
operasi utama yaitu (Ketiga proses di bawah dinamakan proses scanning):
o Membaca data masukan (input) melalui perangkat yang disebut modul input.
o Mengeksekusi program kontrol yang telah dirancang dan tersimpan pada memori PLC.
o Memperbaharui data-data pada modul output PLC. Adapun gambar prinsip kerja dasar PLC dapat dilihat dibawah ini.
Gambar 2.8 Prinsip kerja dasar PLC • Sistem Aliran Daya
Sistem aliran daya merupakan prinsip yang digunakan pada pemrograman PLC. Seperti arus yang mengalir pada rangkaian listrik, garis vertikal pada posisi kiri dan kanan adalah rel daya yang diasumsikan sebagai sumber daya untuk mengaktifkan fungsi – fungsi yang terdapat di dalam program yang dibuat.
Fungsi – fungsi tersebut secara langsung berhubungan dengan rel daya. Kemudian dieksekusi setiap satu kali scan operasi.
Gambar berikut merupakan sistem aliran daya yang menjelaskan fungsi-A aktif jika ada aliran daya melewatinya. Sedangkan agar fungsi-C dapat aktif, maka fungsi-B harus aktif terlebih dahulu untuk melewatkan daya ke fungsi-C. Gambar sistem aliran daya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.9 Sistem Aliran Daya