Perangkat keras dibuat dan digunakan untuk mendukung seluruh aktifitas percobaan. Unit PLC merk OMRON tipe CPM1-20CDR-A memiliki jumlah terminal I/O 20 buah yang terdiri dari 12 terminal input dan 8 terminal output. Terminal input digunakan untuk menerima masukan dari beberapa komponen yang terdiri dari 1 terminal untuk sensor kelembaban, 2 terminal untuk water level controller dari bak perendaman, 1 terminal untuk temperature level controller larutan nutrisi, 1 terminal untuk reset dan 1 terminal untuk pulsa counter. Jadi masih terdapat 6 terminal input yang tersisa tidak digunakan. Terminal output digunakan untuk mesin pendingin larutan nutrisi, katup solenoid, pompa larutan nutrisi, dan pompa pangkabutan. Secara lengkap penggunaan terminal input dan terminal output beserta alamat yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Terminal I/O yang digunakan pada sistem kendali
Input Alamat Output Alamat
Sensor kelembaban 0.06 Pompa pengkabutan 10.06 Water level controlle penuh 0.02 Pompa larutan nutrisi 10.04 Water level controlle kosong 0.07 Katup solenoid 10.03 Temperature level controller 0.00 Mesin pendingin 10.05
Reset 0.04
Pulsa manual 0.05
Selain itu pemrograman untuk sistem kendali ini juga menggunakan memori internal yang ada pada CPU PLC seperti Special Relay, Auxiliary Relay dan Timer/Counter. Special Relay adalah bit yang mempunyai fungsi secara spesifik misalnya sebagai Clock, dan lain-lain. Auxiliary Relay adalah bit yang memiliki fungsi untuk kontrol komunikasi, error, dan lain-lain. Pembagian alokasi memori pada PLC merk OMRON tipe CPM1-20CDR-A dapat dilihat pada Tabel 2. Pengalamatan lokasi memori setiap tipe PLC berbeda-beda, tergantung dari kapasitas masing-masing tipe PLC.
Tabel 2. Alokasi memori PLC OMRON seri CPM1-20CDR-A
Area Range Jumlah
Input Relay (Input bit) 00000 - 00012 12 bit Output Relay (Output bit) 01000 - 01008 8 bit Working Relay (Internal bit) IR 20000 - IR 23115 512 bit Special Relay (Special bit) SR 23200 - SR 25512 384 bit Temporary Relay (Temporary
bit)
TR 0 - TR 7 8 bit
Holding Relay (Holding bit) HR 0000 - HR 1915 320 bit Auxiliary Relay (Auxiliary bit) AR 0000 - AR 1515 256 bit Link Relay (Link bit) LR 0000 - LR 1515 256 bit Timer/Counter TIM/CNT 0000 - TIM/CNT 127 127 bit Memori data R/W DM 0000 – DM 1023 1024 word Memori data read only DM 6144 – DM 6655 512 word Sumber : Setiawan (2006) dalam Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik
Perancangan Sistem Kontrol
Power supply yang digunakan untuk mengaktifkan PLC sebesar 220 VAC (tegangan listrik PLN) dan akan menghasilkan output tegangan 24 VDC. Tegangan output dari PLC dapat digunakan untuk sumber tegangan untuk peralatan output, akan tetapi hanya dapat digunakan oleh peralatan output yang menggunakan arus listrik rendah karena arus listrik yang dihasilkan PLC sebesar 0.2 A.
Sensor kelembaban yang digunakan untuk mengukur kelembaban udara adalah temperature/humidity transducer model THD-R-V yaitu sensor yang dapat mengukur temperatur dan kelembaban udara secara bersamaan. Model sensor ini biasa digunakan untuk mengukur kelembaban udara dalam ruangan. Output dari sensor ini berupa tegangan atau voltage 1-5 VDC. Range pengukuran temperatur -19.9 - 60 oC dan range pengukuran kelembaban udara 0-99.9 %. Prinsip kerja penyambungan THD-R-V ke PLC yang bekerja secara logic pada sistem kendali kelembaban udara adalah output dari THD-R-V masuk ke digital controller (merk Autonics) yang akan mengkonversi sinyal analog dari THD-R-V menjadi sinyal digital. Sinyal digital ini yang kemudian akan masuk ke PLC.
Pengendalian kelembaban udara pada penelitian ini diset pada nilai 70 %, hal ini berarti range pengukuran yang menghasilkan sinyal analog antara 0 – 70 %. Kelembaban 0 % memiliki output tegangan 1 V dan dikonversi
digital controller menjadi 0, sedangkan kelembaban 70 % memiliki output tegangan 5 V dan akan dikonversi menjadi 1.
Sistem kendali kelembaban ini akan menghidupkan pompa pengkabutan jika kelembaban yang diukur THD-R-V berada di bawah 70 %, maka output dari digital controller ke PLC diatur dalam bentuk NC (normaly close). Temperature/humidity transducer THD-R-V dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Temperature/humidity transducer THD-R-V
Power supply untuk temperature/humidity transducer THD-R-V sebesar 24 VDC yang berasal dari power supply khusus yang terpisah dengan power supply untuk komponen-komponen input/output lainnya. Power supply yang digunakan adalah switching power supply model SP-0324. Power supply ini akan mengubah tegangan listrik dari 100-240 VAC menjadi 24 VDC. Display untuk temperatur dan kelembaban udara menggunakan Dual PID Temperature Controller model TZN4S.
Relay yang digunakan berfungsi untuk penyesuaian tegangan sehingga jika terjadi perubahan tegangan atau tegangan tidak stabil maka komponen-komponen perangkat keras tidak akan rusak. Relay yang digunakan pada tombol start dan stop berfungsi sebagai relay pengunci.
Kontaktor yang dihubungkan pada pompa listrik dan mesin pendingin berfungsi sebagai penyesuai tegangan PLN sehingga sumber arus dari PLN menjadi stabil. Rangkaian adaptor berfungsi mengubah tegangan dari 220 VAC menjadi 24 VDC yang digunakan sebagai sumber tegangan untuk katup solenoid dan relay.
Perangkat keras percobaan disusun dalam bentuk box panel. Rancangan interface perangkat keras ini dimaksudkan untuk memudahkan dalam
pengoperasian peralatan tersebut. Tampilan panel instrument tampak depan dapat dilihat pada Gambar 11 dan Lampiran 5 yang terdiri dari beberapa sakelar yang dapat dioperasikan secara manual.
1 2 3 4 5 A B C M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
Gambar 11. Tampilan panel instrument
Fungsi dari masing-masing sakelar pada Gambar 11 dapat dilihat pada Tabel 3. Rancangan perangkat keras ini tidak hanya bekerja secara otomatis tetapi juga dapat bekerja secara manual. Hal ini dimaksudkan untuk mengatasi masalah yang terjadi saat sistem otomatis mengalami gangguan. Skema jalur kelistrikan dapat dilihat pada Lampiran 2.
Tabel 3. Fungsi sakelar pada panel instrument
Kode Sakelar Fungsi
1 Fuse Pengaman dari hubungan singkat tegangan
listrik. 2 Sakelar ground dan
indikator lamp
Untuk mengaktifkan sistem kendali.
3 Sakelar emergency stop Untuk menghentikan sistem bila terjadi kerusakan darurat.
4 Sakelar start Untuk mulai mengoperasikan sistem kendali
5 Sakelar stop Untuk menonaktifkan sistem kendali A Temperature level
controller
Untuk mengontrol temperatur larutan nutrisi
B Temperature controller digital
Display temperatur ruangan C Temperature controller
digital
Display kelembaban udara
M1 Reset Untuk mereset sistem kendali secara
manual
M2 Pulsa counter Sebagai pencacah waktu (dalam satuan jam) secara manual
M3 Spare katup Sebagai sakelar cadangan untuk
mengaktifkan katup solenoid M4 Katup sirkulasi Untuk mengaktifkan katup solenoid
M5 Pompa nutrisi Mengaktifkan pompa listrik untuk mensirkulasikan larutan nutrisi ke bak perendaman
M6 Mesin pendingin Mengaktifkan mesin pendingin secara manual
M7 Pompa kabut Mengaktifkan pompa listrik pengkabutan
M8 Spare -