Informatika Industri

(1)

Informatika Industri

Programmable Logic Controller

g

Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng. Jurusan Teknik Elektro FTI ITS Telp. 5947302 Fax.5931237 Email: [email protected]

Informatika Industri - 03 111

(2)

Sejarah Perkembangan

Programmable Logic Controller pertama kali dikembangkan oleh General Motor tahun 1968; dikembangkan oleh General Motor tahun 1968; Sistem kontrol ini digunakan untuk mengganti

sistem relay control yang banyak digunakan dalam ay o o ya g ba ya d gu a a da a proses permesinan, pengepakan, material handling, assembly terotomasi dan sebagainya;

M t IEC61131 t 1 ti PLC

Menurut IEC61131 part 1, pengertian PLC

merupakan sistem elektronik yang beroperasi secara digital menggunakan programmable secara digital, menggunakan programmable

memory untuk internal storage yang berorientasi kepada user, untuk melakukan fungsi khusus

ti l i i ti i ith ti

seperti logic, sequencing, timing, arithmetic; sehingga cocok digunakan pada proses yang berulang-ulang

Informatika Industri - 03 2

(3)

Sistem Kontrol Loop Terbuka/Tertutup

Loop Terbuka: Loop Terbuka: Desired output Kontroler Plant Actuating signal Control signal Aktuator Plant output

Kontroler Aktuator Plant

Loop Tertutup (dengan Feedback):

Desired output Error signal Actuating signal Control signal Plant t t output

+

-s g a Kontroler Plant signal signal _output Aktuator Sensor Informatika Industri - 03

(4)

Sistem Kontrol dengan PLC

(5)

Peralatan Input

(6)

Peralatan Output

(7)

Hubungan PLC dg Peralatan I/O

(8)

Diagram Fungsional PLC

(9)

Ruang Lingkup Pengendalian (1)

Sequence Control :

 Conventional relay control logic  Timer dan Counter

P d li t ti / i t ti / l d t

 Pengendalian otomatis/semiotomatis/manual pada suatu

mesin/proses

Sophisticated Controlp :

 Operasi aritmatik

 Penanganan informasi

 Kontrol analog (temperatur tekanan dan lain lain)  Kontrol analog (temperatur, tekanan, dan lain-lain)  PID (proporsional, integral, derivatif)

 Pengendalian motor servo  Pengendalian motor stepper

(10)

Ruang Lingkup Pengendalian (2)

S i C t l

Supervisory Control :

 Monitoring proses dan alarm

 Diagnostik dan monitoring kesalahang g

 Interfacing dengan komputer (RS 232C dan RS422)  Interfacing dengan printer

 Factory automation (FA) Network  Factory automation (FA) Network  Local Area Network

 Wide Area Network

(11)

Tahapan Sistem dengan PLC

p

g

1. Desain Sistem 2. I/O Assigment 3 Penulisan Program 3. Penulisan Program 4. Programming 5. Editing 6. Monitoringg 7. Penyimpanan Program Informatika Industri - 03 11

(12)

Hardware Penyusun PLC

CPU  CPU  Perangkat Pemrograman  Power Supply

 Sistem Input Output

 Komunikasi dan Ekspansi

(13)

Bagian-bagian CPU

Bagian bagian CPU

CPU t di i d i ti

k

t

CPU terdiri dari tiga komponen utama:

Processor Memory

Power Supply Power Supply

(14)

Interaksi Fungsional CPU PLC dg I/O

(15)

Perkembangan PLC Modular

e e ba ga

C odu a

(16)

Concept of MELSEC (Q series)

p

(Q

)

Q Series is now established

Intelligently (and intentionally) designed for easy migration Huge performance, flexibility, and TCO advantages

The automation platform of the future

(17)

High Performance Model QCPU

5 types available:

Q02/Q02H/Q06H/Q12H/Q25HCPU Q02/Q02H/Q06H/Q12H/Q25HCPU

High-speed program processing (LD = 0.034µs)

L ge p it e tended memo p to 32M b te Large capacity extended memory up to 32M bytes memory card

Upto 8192 control I/O points including remote I/O Large capacity programs up to 252k stepsg p y p g p p

Expandable of up to 64 I/O slots

Including USB and RS232 programming ports Including USB and RS232 programming ports

Multiple CPU capability

(18)

Mitsubishi Tipe Compact

Mitsubishi Melsec FX 2N-32MR pada Filling Lithos

p

(19)

Processor Scan

Proses yang secara alami dilakukan PLC, yaitu

proses untuk membaca semua perangkat input

p

g

p

lapangan dan melakukan control program yang

menurut logic yang telah terprogram mematikan

menurut logic yang telah terprogram, mematikan

dan menyalakan perangkat lapangan.

Waktu yang dibutuhkan sekali proses scan

dinamakan scan time.

(20)

Proses Scan Time

 Memeriksa kondisi semua input baik yang benar maupun yang salah di dalam lokasi yang disebut I/O image table.

y g g

 Membaca instruksi dan data dari semua bagian memori dan menjalankan pekerjaan berdasarkan instruksi-instruksi tersebut

berdasarkan instruksi-instruksi tersebut.  Melakukan diagnosa internal.

 Mengirim dan menerima informasi dari perangkat pemrograman.

 Mengatur semua output agar sesuai dengan informasi terbaru

informasi terbaru.

(21)

Graphic Programming Console (GPC)

Perangkat GPC ini bentuknya mirip dengan laptop

Graphic Programming Console (GPC)

Perangkat GPC ini bentuknya mirip dengan laptop.

(22)

Handheld Programming MicroLogix 1000

g

• Dimensi 4 72”x 3 15” x 1 57” • Dimensi 4,72 x 3,15 x 1,57 • Jumlah titik I/O 16 titik

• Saluran komunikasi RS-232

(23)

Perangkat Pemrograman dg PC

Dibutuhkan perangkat lunak sebagai pelengkap

Perangkat Pemrograman dg PC

pemrogramannya. Misal: CX Programming pada PLC Omron, WinCC pada PLC Siemens, RS Logic pada PLC Allen Bradley, dan GX Developer pada PLC

Mitsubishi

(24)

Macam Perangkat I/O

Perangkat Input dan Output ini secara garis

Macam Perangkat I/O

Perangkat Input dan Output ini secara garis

besar terdiri dari:

P k t Di it l I t (DI)  Perangkat Digital Input (DI)

 Perangkat Digital Output (DO)  Perangkat Analog Input (AI)

 Perangkat Analog Output (AO)  Perangkat Analog Output (AO)

 Perangkat untuk Komunikasi (serial/paralel)

(25)

Komponen Digital I/O

(contact)

Komponen Digital I/O

(contact)

Perangkat hanya menghasilkan kondisi biner

dengan pengolah sinyal berupa :

g

p

g

y

p

– Contact Output :

• Komponen untuk mengeluarkan sinyal adalah relay • Komponen untuk mengeluarkan sinyal adalah relay. • Umumnya untuk beban arus yang relatif besar.

• Supply beban bisa AC/DC • Supply beban bisa AC/DC. • Kecepatan respon rendah.

• Ada contact bounch menyebabkan ada noise • Ada contact bounch, menyebabkan ada noise.

(26)

Komponen Digital I/O

(SSR)

– Solid State Output (SSR)

Komponen Digital I/O

(SSR)

– Solid State Output (SSR)

• Komponen yang digunakan solid-state

• Beban AC: outputnya menggunakan SCR Respons lebih • Beban AC: outputnya menggunakan SCR. Respons lebih

cepat dari contact output, dan lebih rendah dari transistor output.p

• Beban DC: outputnya menggunakan Transistor. Respons sangat cepat untuk beban arus kecil. Frekwensi kerja g p j

cukup tinggi.

(27)

Komponen Digital I/O

(SSR-beban DC)

Komponen Digital I/O

(SSR beban DC)

Sinyal output pada beban DC dapat berupa :

– Output Tegangan: memberikan sinyal tegangan sebagai output dan tahanan beban harus cukup tinggi dengan konsumsi arusnya kecil.

O t t A l h i l ( / i k) B b

– Output Arus: mengolah sinyal arus (source/sink). Beban yang bekerja pada I/O-nya ada:

• current source (PNP) : arus diberikan kebeban beban dihubungkan • current source (PNP) : arus diberikan kebeban, beban dihubungkan

keterminal output dan negatip catudaya.

• current sink (NPN) : arus ditarik dari beban, beban dihubungkan keterminal positip catudaya dan terminal output.

(28)

Blok Rangkaian Pengaman AC/DC

(29)

Arus pada Modul DC Input

 Arus dari peralatan luar (mis. sensor) masuk ke modul DC input Bagi

Arus pada Modul DC Input

masuk ke modul DC input. Bagi peralatan luar berfungsi sebagai

source, sedang modul DC input

b i i k sebagai sink.

 Arus dari modul DC input ke peralatan luar (mis. katup). Bagi modul DC input berfungsi sebagai source sedang

berfungsi sebagai source, sedang peralatan luar sebagai sink.

(30)

Modifikasi Sensor Sink menjadi Source

 Melakukan perubahan modul sink ke source bisa

Modifikasi Sensor Sink menjadi Source

Melakukan perubahan modul sink ke source bisa dilakukan dengan menggunakan rangkaian berikut untuk arus I_out 50 mA.

untuk arus I_out 50 mA.

(31)

Modul Digital Output

Pada modul ini tegangan yang digunakan bisa AC dan atau DC. Tegangan output yang mampu diolah:

 12 - 48 Volt AC/DC  120 Volt AC/DC120 Volt AC/DC

 230 Volt AC/DC contact (relay)  contact (relay)  Isolated output  5 - 50 Volt DC (sink/source) Informatika Industri - 03 31

(32)

Modul A/D

Modul ini mengolah sinyal analog dari perangkat luar

Modul A/D

Modul ini mengolah sinyal analog dari perangkat luar (sensor) ke sinyal digital.

Sinyal input yang bisa diolah berupa arus dan atau Sinyal input yang bisa diolah berupa arus dan atau tegangan seperti :  4 hingga 20 mA  4 hingga 20 mA  0 hingga 5 Volt DC 0 hingga 10 Volt DC  0 hingga 10 Volt DC  -10 hingga +10 Volt DC Informatika Industri - 03 32

(33)

Modul D/A

Modul ini mengolah data bit dari CPU ke perangkat luar

Modul D/A

Modul ini mengolah data bit dari CPU ke perangkat luar (aktuator, motor, katup), atau representasi digital ke

analog analog.

Sinyal output yang dihasilkan berupa arus dan atau tegangan seperti : tegangan seperti :  4 hingga 20 mA 0 hi 5 V lt DC  0 hingga 5 Volt DC  0 hingga 10 Volt DC C  -10 hingga +10 Volt DC Informatika Industri - 03 33

(34)

Modul Simulator PLC Q-Series

Modul Simulator PLC Q Series

DA-OUTPUT W E R SU PL L Y S HI CP U O D U L I N PU T O D U L OU TP U T A/ D D/ A X -D EVE L O PER L OT K O S O N G L OT K O S O N G AD-INPUT PO MI T S U B IS MEL S EC Q6 1 P Q0 2 H C P U MO Qx 4 2 M O QY 4 2 P Q6 4 A D Q6 2 D A G X QD 6 2 S L S L

Y6F-Y60 _Y5F-Y50 _Y4F-Y40 AD-INPUT

POWER

FUSE

X2F-X20

X3F-X30 Y76 Y75 Y74 Y70 Y73 Y72 Y71 Y70

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 PULSE Informatika Industri - 03 34 FUSE

(35)

Pemrograman dan Tipe Data

IEC61131 3 menetapkan lima bahasa pemrograman: IEC61131-3 menetapkan lima bahasa pemrograman:

Representasi gambar/simbol, dapat berupa

Ladder Diagram (LAD)

Diagram Blok Fungsi (Function Block Diagram / FBD) Urutan Chart Fungsi (Sequential Function Chart / SFC) g ( q )

Tabel perintah, dapat berupa

Daftar Instruksi (Instruction List / IL) Daftar Instruksi (Instruction List / IL) Teks Terstruktur (Structured Text / ST)

(36)

Tabel Bahasa Pemrograman IEC61131

g

Language Abbrev. Type Application best suited for Ladder logic diagram (LD) Graphical Discrete control

Function Block Diagram (FBD) Graphical Continuous control Function Block Diagram (FBD) Graphical Continuous control Sequential Function Chart (SFC) Graphical Sequencing

Instruction List (IL) Textual Similar to ladder diagrams Instruction List (IL) Textual Similar to ladder diagrams Structured Text (ST) Textual Complex logic, computations

Sumber:

http://www iica org au/letters/IEC1131 html http://www.iica.org.au/letters/IEC1131.html http://www.isagraf.com/about/about1.htm