3.3 Bagian-Bagian PLC
3.3.1 Perangkat Hardware
Pada dasarnya PLC terdiri dari tiga bagian utama yaitu bagian input/output, bagian prosesor dan perangkat pemrograman (programming device).
CPU Processor Logic Memory Storage Memory Communication POWER SUPLLY Output Device Input Device
Gambar 3.1 Blok Diagram Bagian-Bagian dari Sebuah PLC
Keterangan gambar : 1. Input /Output
Unit input/output merupakan perantara antara mikroelektrik PLC dengan dunia luar. Oleh karena itu diperlukan suatu rangkaian pengkondisian sinyal dan isolasi. Hal ini memungkinkan PLC untuk dihubungkan langsung pada aktuator proses dan tranduser tanpa memerlukan circuit perantara. Untuk membuat pengkonversian sinyal dari PLC tersedia pilihan input/output unit untuk berbagai keperluan.
Input merupakan bagian yang menerima sinyal elektrik dari sensor atau komponen lain dan sinyal itu dialirkan ke PLC untuk diproses. Ada banyak jenis modul input yang dapat dipilih dan jenisnya tergantung dari input yang akan digunakan. Jika input adalah limit switch dan pushbutton dapat dipilih kartu input DC. Setiap poin akan ditandai sebagai alamat yang unik oleh prosesor. Sedangkan output adalah bagian PLC yang menyalurkan sinyal elektrik hasil pemrosesan PLC ke peralatan output.
Pada semua PLC yang I/O poinnya diletakkan pada suatu tempat, semua input dari suatu tipe dan uotputnya sama. Ini karena supply dari pembuatannya adalah untuk fungsi standar dengan tujuan yang lebih ekonomis. Dalam banyak kasus, unit I/O ini didesain dengan tujuan untuk memudahkan hubungan proses antara tranduser dengan aktuator ke PLC. Untuk tujuan ini semua PLC dibuat dengan terminal standar atau soket pada tiap-tiap I/O poin, memudahkan dan menyederhanakan palepasan serta penggantian I/O card yang error.
Masing-masing I/O poin mempunyai address tersendiri atau nomor saluran yang digunakan selama pengembangan program untuk menentukan pengawasan input atau output dalam program. Indikasi kondisi dari saluran I/O dilakukan dengan LED dalam PLC. Dengan adanya led dalam I/O unit ini mempermudah dalam pegawasan I/O PLC.
2. Prosesor
Bagian ini merupakan otak atau jantung PLC, karena bagian ini merupakan bagian yang melakukan operasi/pemrosesan program yang tersimpan dalam PLC. Disamping itu CPU juga melakukan pengawasan atas
semua operasional kerja PLC, transfer informasi melalui internal bus antara PLC, memory dan unit I/O.
PLC melakukan instruksi yang sudah diprogram dalam memori. Jalur komunikasi internal atau bus sistem membawa informasi dari dan ke CPU, memori dan I/O unit di bawah kontrol CPU. Pada dasarnya semua PLC saat ini menggunakan mikro sebagai sistem CPU. Dalam beberapa PLC tipe besar menggunakan mikroprosesor tambahan untuk mengontrol penggunaan waktu yang kompleks. Prosesor dari PLC menyimpan dan menjalankan program untuk menjalankan prosesor harus menyimpan kondisi I/O yang terbaru.
Kondisi input disimpan dalam input tabel yang merupakan bagian dari memori prosesor. Setiap satu modul input dibagian I/O telah ditentukan satu lokasi tersendiri dalam input image tabel untuk mencatat kondisi akhir output. Kondisi output tentunya berbeda dari keadaan input dengan memperhatikan arah aliran informasi. Lebih jelasnya arah aliran informasi dalam CPU mengambil instruksi dari memori user program ke dalam CPU adalah sebagai berikut :
a. Mengambil informasi I/O dari image dan data numerik dari variabel data memori.
b. Menjalankan instruksi.
c. Pembuatan keputusan logic mengenai keadaan yang sebenarnya dari output dan muncul dalam output image tabel lokasi dalam I/O dari image modul dikenali dengan alamat. Masing-masing lokasi memiliki alamat sendiri. Semua PC memiliki metode tersendiri dalam menentukan alamat-alamat. Bagian memori prosesor khusus digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi user program. Sebelum PC mulai mengendalikan sistem industri, user
harus memasukkan kode instruksi yang merupakan user program, cara ini disebut programming.
Input Image Tabel
C P U
User Program Memori
Output Image Tabel
Variabel Data Memori
Gambar 3.2 Blok Diagram Prosesor
3. Timer
CPU dibangun dari clock osilator yang mengontrol kecepatan operasi dan menggunakan sinyal clock untuk menghasilkan delay time yang pewaktunya diatur oleh timer. Delay time ini digunakan misalnya untuk menjaga output relay agar periodenya tetap.
4. Biner Counter
Fungsi biner counter untuk menambah (ditambah satu) dan mengurangi (dikurangi satu) data biner yang disimpan di register dan membandingkannya dengan dua register yang berbeda. Counter digunakan untuk mencacah, misalnya untuk menghasilkan pulsa digital dari peralatan switching yang dihubungkan ke input port.
5. Memori
Memori merupakan elemen yang terdapat pada CPU yang berupa IC (Integrated Circuit). Karakter memori ini mudah dihapus dengan mematikan catu daya. Beberapa tipe daripada semikonduktor memori seperti :
a. RAM (Random Acces Memory)
Merupakan tipe memori yang fleksibel dalam membaca atau menulis data yang digunakan untuk menyimpan ladder program.
b. ROM (Read Only Memory)
Dapat dibaca datanya tetapi tidak dapat ditulisi karena termasuk data non volatile yang tersedia secara permanen.
c. EPROM (Erasable Programable Only Memory)
Dapat diprogram secara elektis dan dihapus dengan menggunakan sinar ultraviolet. Merupakan media penyimpan yang permanen untuk ladder program. 6. Unit Operasi/Display
Data unit ini kita dapat mengetahui ladder diagram yang telah kita masukkan dari CX-Programmer. Unit ini digunakan untuk pemrograman masukan atau memeriksa yang telah terjadi pada memori.
7. Perangkat Program
Unit ini mempunyai RAM yang cukup agar memungkinkan sebagai penyimpan semi permanen dari program yang dikembangkan atau dimodifikasi. Jika panel pemrograman adalah portable, RAM-nya adalah tipe CMOS dengan baterai cadangan, memungkinkan unit penyimpanan program sementara dibawa ke perusahaan. Hanya jika program siap digunakan, unit tersebut akan dipindahkan ke PLC. Sekali program diinstal telah selesai panel pemrograman dilepas dan bebas untuk dipakai pada kontroler yang lain.
Terminal mempunyai fungsi memonitor, hal ini memungkinkan perubahan observasi pada real time, gerbang dan fungsi selama eksekusi program. Hal ini
sangat berharga pada pelacakan kesalahan terutama jika target proses tidak dapat diakses.
PLC tipe besar sering diprogram dengan terminal monitor seperti Personal Computer (PC). Dihubungkan dengan kontroler lewat hubungan seri. Terminal tipe ini menyediakan fasilitas program yang lebih memadai seperti layar grafik dan komentar teks yang membantu pembacaan program. Perkembangan sekarang ini personal komputer telah dikonfigurasi sebagai pusat pengembangan program oleh para pembuat PLC.
Operasi berkecepatan tinggi dan fasilitas grafik dari PLC dapat melakukan tiga macam tipe kontrol, yaitu :
1. Kontrol Sekuensial
a. Pengganti relay kontrol logic konvensional. b. Pewaktu/pencacah.
c. Pengganti pengontrol card.
d. Mesin kontrol auto/semi-auto/manual dari berbagai proses industri. 2. Kontrol Canggih
a. Operasi aritmatika. b. Penanganan informasi.
c. Kontrol analog (suhu, tekanan).
d. PID (Proporsional Integrator Differensiator). e. Fuzzy logic.
f. Kontrol motor. 3. Kontrol Pengawasan
b. Monitor dan diaknosa kesalahan.
c. Antar muka dengan komputer (RS 232C / RS-442). d. Antar muka dengan printer/ASCII.
e. Jaringan kerja otomasi dengan pabrik. f. Local Area Network (LAN).
g. Wide Area Network (WAN).
Ada tiga komponen utama yang menyusun PLC yaitu Central Processing Unit (CPU), input/output unit dan programming device seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.3 berikut :
Input Modul Central Processing
Unit Output Modul
Programming Device
Gambar 3.3 Blok Diagram I/O PLC
Dari blok diagram diatas I/O modul ibarat mata, telinga, lidah dan tangan bagi PLC, sedangkan otaknya adalah CPU.
8. Konfigurasi Hardware
Gambar 3.4 Konfigurasi PLC CPM 2A
PLC ini memiliki beberapa indikator yaitu : a. Indikator Status.
b. Indikator Input, indikator ini akan menyala saat terminal input koresponden ON.
c. Indikator Output, indikator ini akan menyala sesuai dengan internal proses algoritma program yang saat itu sedang dijalankan.
3.3.2 Perangkat Software