TI-3222: Otomasi Sistem Produksi

(1)

TI - 3222: Otomasi Sistem Produksi

Kom u n ik a si D a t a pa da Sist e m M a n u fa k t ur

Laborat orium

Laborat orium Sist emSist em ProduksiProduksi www.lspit b.org

www.lspit b.org

©

2

D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

Hasil Pembelajaran

• Um um

Mahasiwa m am pu unt uk m elakukan proses perancangan

sist em ot om asi, sist em m esin NC, sert a m erancang dan

m engim plem ent asikan sist em kont rol logika.

• Khusus

(2)

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6

3 Pengantar

• Unt uk m enghasilkan operasi yang t erat ur, lancar, m aka

peralat an- peralat an yang t erlibat dalam proses

m anufakt uring harus t erkoordinasi.

• Kom unikasi ant ara peralat an m enj adi sangat pent ing.

• Dalam lant ai pabrik, j ik a peralat an yang ada t idak dapat

berkom unikasi, m aka kom unikasi dilakukan oleh operat or.

• Kom unikasi yang dilak ukan oleh operat or adalah lam bat

dan sangat rent an unt uk t erj adinya kesalahan.

• Peralat an pengendali y ang m odern t elah berbasiskan

kom put er, sehingga m em ilik i kem am puan unt uk m elakukan

kom unikasi dat a.

• Peralat an ini biasanya m em ilik i kem am puan unt uk

m engirim kan at aupun m enerim a dat a.

Pengantar

• Pada level dasar, kom unikasi biasanya dilakukan m elalui

t it ik input / out put t ert ent u, dan dilakukan dengan

m engkom unikasikan sinyal ON/ OFF. Karena sederhana,

m aka cara ini hanya dipakai unt uk m enghubungkan

peralat an yang sederhana saj a.

• Cara kom unikasi yang lebih populer yait u dengan

m enggunakan port kom unikasi serial ( serial com m unicat ion

port ) . Pada port serial ini, dat a 8- bit ( byt e) dikirim kan

secara serian m elalui sepasang kabel.

• Cara kom unikasi lain, ant ara lain m enggunakan port

kom unikasi parallel. Met oda ini t idak m ahal dalam

im plem ent asi, nam un t erbat as dalam kecepat an

kom unikasi dan hanya bisa unt uk kom unikasi sat u- ke- sat u.

Dengan port parallel ini, dat a 8- bit secara parallel

(3)

5 Pengantar

• Kem udian t eknologi berkem bang dan m uncullah konsep

LAN (

Local- Area Net work

) , yang bisa dipergunakan dalam

lant ai pabrik at aupun pada sist em ot om asi kant or.

• LAN m em ungkinkan unt uk dilakukannya kom unikasi secara

cepat , dan m em ungkinkan unt uk m enghubungkan banyak

t it ik kom put er (

m any- t o- m any com m unicat ion

) pada sat u

LAN yang sam a.

• Masalah lain yang m uncul adalah t idak cocoknya peralat an

kom unikasi yang dibuat oleh sebuah perusahaan dengan

perusahaan lainnya.

• Ket idakseragam an ini m engakibat kan t ingginya inst alasi

j aringan pada lant ai pabrik, sehingga pada awal t ahun

1980, General Mot or m engaj ukan suat u st andar baru, yait u

MAP (

Manufact uring Aut om at ion Prot ocol

) , yang

m endefinisikan st andar kom unikasi fisik at aupun logika

unt uk fasilit as m anufakt uring.

6 Dasar Komunikasi Data

•

Kom unikasi dat a diper gunakan unt uk m enghant arkan sebuah dat a dari sat u kom put er / per alat an ke kom put er / per alat an lainnya, dan j uga sebaliknya. Kom unikasi dilakukan dengan m enggunakan m edia I / O pada kom put er.

registers ALU Control Unit

Memory

data bus

I/O address bus

control bus

•

Fungsi digit al I / O ini bisa berupa buffer, penguat , bidirect ional driver, parallel int erface adapt er, at aupun serial int erface adapt er ant ara lain UART (Universal

Asynchronous

Receiver/ Transm it t er) , at au USRT (Universal Synchronous Receiver Transm it t er) .

•

Perangkat I / O yang sederhana dapat berupa TTL buffer. K

(4)

7

internal to a computer

Pengkodean Data

•

Kom put er m enyim pan dat a dalam bent uk form at biner. Nam un, hanya bilangan int eger saj a yang m em iliki bilangan biner yang ekuivalen.

•

Sedangkan bent uk lainnya, sepert i bilangan real, t ext ( alphanum erik) , dan grafik t idak m em iliki bilangan biner nat ural yang ekuivalen.

•

Sehingga diperlukan sist em pengkodean- dat a unt uk m erepresent asikan angka-angka t ersebut .

Kebanyakan kom put er m enyim pan dat a

(5)

9 Komunikasi Data Serial

•

Kom unikasi dat a serial, adalah cara berkom unikasi secara serial. Dat a yang akan dikirim kan akan diserialkan, dan dikirim kan keluar dari sat u j alur sebanyak 1 bit t iap wakt u.

•

Kom unikasi serial m erupakan kom unikasi yang paling sering dipergunakan.

•

Port kom unikasi serial ini biasanya sudah t erdapat dalam kom put er, m esin pengendali, m odem , t erm inal dan sebagainya.

TX TX

RV _RV

GND GND

Device 1 cable Device 2

UART UART

•

Dalam kom unikasi dat a serial, m asing- m asing peralat an kom unikasi m em erlukan port serial dan kabel yang t erdiri dari sedikit nya 3 kabel, yang t erdiri dari kabel untuk mengirimkan data (Transmitting Data : TX), menerima data (Receiving Data : RV) dan ground (GND).

1 0

Komunikasi Data Serial

•

Volt ase posit if berkisar dari + 5 sam pai + 15 Volt s unt uk out put dan + 3 sam pai + 15 unt uk input .

•

Sedangkan volt ase negat if berkisar ant ara - 5 sam pai - 15 Volt s unt uk out put dan - 3 sam pai - 15 unt uk input .

•

Rat a- rat a kecepat an t ransfer (clock rat e) disebut sebagai baud rat e ( sam a dengan bit per second( bps) ) .

•

Dalam kom unikasi serial, dat a dit ransm isikan sebagai gelom bang kot ak ( m endekat i gelom bang kot ak) .

•

Dim ana st at us " nol" m enandakan

(6)

1 1

Komunikasi Serial Standar

• RS- 232 dan RS- 422 adalah dua perangkat kom unikasi

serial yang st andar yang digunakan di indust ri.

• Peralat an ini t erbagi m enj adi dua bagian, yait u

Dat

a-Term inal Equipm ent

( DTE) dan

Dat a- Com m unicat ion

Equipm ent

( DCE) .

• Biasanya DTE m em ilik i konekt or " j ant an" (

m ale connect or

) ,

sedangkan DCE m em iliki konekt or " bet ina" (

fem ale

connect or

) .

• Konekt ornya biasanya t erdiri dari 9 at au 25 pin.

• RS- 232 biasanya dipergunakan unt uk t ransfer dat a rat

a-rat a ant ara rendah- m enengah, dan biasanya m em ilik i

kecepat an transfer 19.2 kilobaud.

• Panjang kabel untuk RS-232-C terbatas sepanjang 50 kaki.

• RS-422 memiliki kemampuan transfer yang lebih cepat, sampai 10

Megabaud.

Komunikasi Serial Standar

• Ketika dua peralatan komunikasi berkomunikasi, maka

akan terjadi proses transmisi dan penerimaan data

secara simultan, atau alternatif.

• Jika transfer data dapat dilakukan secara simultan, maka

disebut full-duplex, sedangkan jika peralatan hanya bisa

memilih antara alternatif menerima atau mengirim, maka

disebut sebagai half-duplex.

• Pada level aturan komunikasi data yang lebih tinggi,

terdapat protokol data komunikasi, yaitu sistem yang

mendefinisikan konvensi logika untuk tranfer data.

• Protokol memungkinkan data untuk ditransfer secara

mudah dan tanpa kesalahan.

(7)

1 3

Komunikasi Data Parallel

•

Kadang t erdapat peralat an yang m em iliki dua at au lebih port 8- bit yang bisa diprogram unt uk m enerim a at aupun m engirim kan dat a.

•

Nilai " 1" dalam pengirim an dat a berart i out put , dan " 0" berart i

input .

•

Fasilit as lain dari parallel port , ant ara lain st at us dan pengendali unt uk " handshaking" , signal pengendali dan t im ing lain unt uk peralat an, dan j uga ant arm uka langsung dengan alam at pada prosesor, dat a dan cont rol buses.

•

Dalam kom unikasi dat a parallel, keseluruhan byt e dat a dikirim kan secara bersam aan, dat a dikat akan dit angani secara parallel.

•

Perangkat ini sering diper gunakan unt uk m ent ransfer dat a ant ara kom put er dengan peralat an lainnya, sepert i sensor, akt uat or, dan peralat an- peralat an lainnya.

•

Nam un kom unikasi ini t erbat as

dalam m elakukan t ransfer dat a ant ar kom put er.

1 4

Teknik Transfer Data

•

Tranfer dat a dapat dilakukan dengan 3 cara, ant ara lain :

1. Polling. Polling akan dilakukan dengan cara m engecek st at us pada I / O port . Program kom unikasi akan m engecek pada I / O port secara t erus m enerus, j ika out put port t elah siap m engirim kan dat a, m aka akan

dikirim kan 1 byt e dat a, dan j ika input port sudah siap, m aka byt e dat a yang ada di port input akan diam bil.

2. I nt errupt s. Unt uk m ereduksi kepenuhan di polling, m aka bisa dipergunakan int errupt s. 3. Direct Mem ory Access ( DMA)

•

Kedua m et oda pert am a diper gunakan secara um um unt uk kom unikasi dat a ant ara dua kom put er. DMA biasanya dipakai unt uk m enghubungkan kom put er dan peralat an kom unikasi, t erut am a j ika diperlukan t ranfer dat a yang cukup besar, sepert i kom unikasi dari kom put er ke hard- disk.

Status or input port

(8)

1 5

Local Area Network

• Supaya sist em Com put er- Aided Manufact uring dapat

berj alan dengan lancar, m aka banyak peralat an yang harus

dihubungkan.

• Tidak hanya unt uk kom unikasi dat a file, nam un program NC

part , file dat a desain, dan sebagainya perlu dipert ukarkan

ant ara peralat an dan kom put er, dem ik ian j uga dengan

perint ah pengendali, st at us peralat an j uga harus

dipert ukarkan.

• Unt uk it u diperlukan sist em yang j auh lebih baik. I / O serial

dan parallel sangat lah t erbat as unt uk hal ini, karena :

Kom unikasi t it ik- ke- t it ik m em but uhkan

koneksi, sebagai cont oh 50 peralat an m em but uhkan

1225 koneksi

Kecepat an kom unikasi yang lam bat ( hanya sam pai

20kbyt es / det ik, dan bisa dit ingkat kan j ika dilakukan

kom presi dat a)

Jarak t ransm isi yang pendek.

2 )! 2 ( !

2=n n−

Cn

Local Area Network

•

Sehingga dibent uk j aringan yang m am pu unt uk m enghubungkan sej um lah kom put er secara bersam aan. Jaringan kom put er secara um um t erbagi m enj adi 3 j enis, yiat u:

Wide- Area Net work s ( WANs)

Local- Area Net work s ( LANs)

High- Speed Local Net wor ks ( HSLNs)

•

Juga t erdapat CBX ( Com put erized Brance Exchanged) yang m em anfaat kan layanan t elepon unt uk t ransm isi dat a.

•

LAN adalah cocok unt uk j aringan pabrik, unt uk it u m aka LAN cocok unt uk im plem ent asi CAM. LAN yang ideal m em iliki karakt erist ik berikut :

Berkecepat an t inggi : lebih besar dari 10 MBps

Biay a rendah, m udah diaplik asikan ke m ikr okom put er at aupun pengendali m esin

Reliabilit as dan int egrit as t inggi, t ingkat k esalahan rendah.

Mudah diek spansi

Flek sibilit as dalam inst alasi

(9)

1 7

Packet Packet Circuit (no delay)

No. Of Devices

Applications Computer Terminals

yang kecil, at aupun secara sekaligus.

• Media Transm isi

Dalam t ransfer dat a dapat dipergunakan kabel coaxial

at aupun t wist ed pair.

• Bandwidt h

Sinyal yang dit ransm isikan m elewat i kabel akan

m em ilik i m odulasi pada frekwensi t ert ent u. Rent ang

ant ara frekwensi t erendah dan t ert inggi yang bisa

dipergunakan unt uk kom unikasi disebut sebagai

bandwidt h.

(10)

1 9

I stilah

• Topologi Jaringan

Jaringan dapat diat ur dalam berbagai cara, ant ara lain :

t ipe ring, st ar, bus. Pengat uran ini dapat berupa fisik

at aupun logik.

• Pengendali Medium - Access

LANs m enggunakan pengendali t erdist ribusi. Hal ini

m em ungkinkan sem ua peralat an dalam j aringan

m em ilik i kem am puan yang sam a unt uk m engakses ke

j aringan, dan m encegah kesalahan t idak t erduga. Unt uk

it u diperlukan suat u skem a kont rol t erdist ribusi yang

disebut m edium - access cont rol.

Yang um um dipakai adalah CSMA/ CD ( Et hernet Bus) ,

dan Token passing ( t oken bus at au t oken ring)

Kabel Coaxial Kabel Twisted Pair

Kabel Fibre Optic core wire

ground wire insulators

cor

(11)

2 1

Topologi Jaringan

Ring

Star

Bus

2 2

Model I SO/ OSI

•

Karena banyaknya ket idakcocokan pada sist em kom unikasi dat a yang dikem bangkan, am ak pada akhir t ahun 1970, I SO

( I nt ernat ional St andards Organizat ion) m ulai m engem bangkan m odel kom unikasi LAN st andar, dan disebut sebagai OSI ( Open Syst em I nt erconnect ) , yang m em bagi proses kom unikasi m enj adi 7 lapisan.

•

Tuj uh lapisan t ersebut ant ara lain:

1. Phy sical layer 2. Dat a- link layer 3. Net work layer 4. Transport layer 5. Session layer 6. Present at ion layer 7. Applicat ion lay er

Application Presentation Session Transport Network Data Link

Physical

Application Presentation Session Transport Network Data Link

Physical

medium

Device A Device B

Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1

(12)

2 3

Manufacturing Automation Protocol

• MAP adalah spesifikasi prot okol LAN yang

dikem bangkan oleh General Mot ors, yang

dikhususkan unt uk lingkungan pabrik /

m anufakt ur.

• MAP m engadopsi m odel I SO/ OSI .

• MAP ini digunakan dalam kom unikasi peralat an

m esin, robot , PLC, kom put er dan t erm inal.

• Bent uk prot okol kom unikasi lain yang j uga

dikhususkan unt uk ot om asi kant or adalah yang

dikem bangkan oleh Boeing Com put er Service

yait u TOP ( Technical and Office Prot ocol)

(13)

2 5

TCP / I P Protocols

• TCP / I P: Transm ission Cont rol Prot ocol / I nt ernet

Prot ocol

• Prot okol TCP/ I P adalah produk yang dihasilkan

Depart em en Pert ahanan USA, dan banyak

digunakan sebagai prot okol unt uk int ernet .

• Kat a int ernet berart i j uga " net work of net works" .

Di dalam int ernet it u sendiri t erdapat ribuan

j aringan- j aringan kecil yang t ersebar di seluruh

dunia.

• I nt ernet m erupakan perm ulaan dari suat u era

I nform at ion SuperHighway.

2 6

PC Parallel Printer Port

• Paralel port pada dasarnya dirancang khusus unt uk

dihubungkan ( berkom unikasi) dengan print er.

• Dapat pula digunakan unt uk port input / out put secara

um um , yait u unt uk berkom unikasi dengan peralat an lain

yang sesuai.

• Paralel print er port berupa konekt or 25 pin t ipe D- fam ale

( DB- 25) .

• Rancangan dasar print er port m em iliki:

8 t it ik out put dari D ATA Por t .

5 t it ik input ( sat u invers) dari STATUS Por t . 4 t it ik out put ( t iga invers) dari CON TROL Por t .

• Alam at print er port ( Base Address) biasanya: &278, &378,

&3BC

Alam at Dat a Port : Base+ 0 Misal: &378

Alam at St at us Port : Base+ 1 &379

(14)

2 7

Diagram blok printer adaptor

Address Decode

Data Output Buffer

Control Output Buffer

25 pin D-type Connector

Data Wrap Buffer

Control Wrap and Signal Input Buffer Control Signal

Address Bus

Interrupt

Data Bus

Diagram konektor printer port

• Versi baru print er port :

Bi- direct ional ( PS/ 2)

Enhanced Paralel Port ( EPP)

(15)

2 9

Contoh Apliaksi sederhana input dan output

• Prosedur out put :

writ e ( Base+ 0, 0) { LED m enyala}

• Prosedur input :

x = read ( Base+ 1) { x ber ubah nilai}

PC printer port interface (Output)

+ 12 V

(16)

3 1

PC printer port interface (I nput)

Input: Base+1

D0-D7 Low, LED on.

Base+2, C0=Low: D0-D4 Read. Base+2, C0=High: D5-D7 Read.

Input Nibble Mode

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi