01. Introduction to PLC

(1)

BASIC PLC TWIDO

PENGANTAR PLC

(

Programmable

Logic Controller

)

PLC

• Programmable Logic Controllerdiperkenalkan pertama kali pada 1969 oleh Richard E.Morley yang merupakan pendiriModicon Corporation.

Modiconadalah kependekan dariModular Digital Controller

• Pemrograman

– Dahulu: divais pemrograman hanya untuk merek spesifik PLC. – Sekarang: PC dengansoftwareberbasis windows.

(2)

Schneider Electric Automation Business

Diagram Blok Dasar Kotak Hitam (

Black

Box

)

PLC (

Programmable Logic Controller

) ?

• Merupakan “komputer khusus” untuk aplikasi di industri, digunakan untuk memonitor & mengontrol proses industri untuk menggantikanhard-wired control(rangkaian

relay/kontaktor) dan memiliki bahasa pemrograman sendiri.

• Berbeda denganPersonal Computer, dalam PLC sudah dilengkapi unit input-output digital yang bisa langsung dihubungkan ke perangkat luar (switch, sensor, relay, dll) bahkan ada yang sudah memiliki ADC/DAC built-in.

(3)

Inside a PLC

CR Isolation Barrier Isolation Barrier Central Processor Unit (CPU) MEMORY program data High

Voltage HighVoltage

Low Voltage AC Power Supply O u t p u t C i r c u i t s or Communications Port I n p u t C i r c u i t s DC Power Supply

Perbedaan Utama antara PLC & Komputer

• Perbedaan utama antara PLC dan komputer: PLC dirancang untuk instalasi dan perawatan oleh teknisi elektrik industri yang tidak harus mempunyai

skillelektronika tinggi.

• Troubleshootingdalam PLC disederhanakan: • Fault indicators

• Run / Stop indicators

(4)

Hard-wired Control

• Sebelum ditemukan PLC, tugas pengontrolan dilakukan oleh kontaktor dan relai yang dirangkai bersama dengan kabel.

• Rangkaian harus didesain dan digambar dulu, kemudian menetapkan spesifikasi dan instalasi pengkabelannya. • Teknisi harus mengerjakan pemasangan dan

pengkabelan sesuai gambar teknik tersebut. • Jika salah dalam mendesain atau ada modifikasi,

designerdan teknisi harus merombak dan mengerjakan instalasi lagi.

ÎPemborosan waktu dan biaya

Contoh

hard-wired Control

PB1 PB2

RELAY COIL

RELAY CONTACTS _LAMP

(A) Schematic Diagram

(5)

Kemampuan PLC

• PLC menggantikan logika dan pengerjaan sirkit

kontrolrelay yang merupakan instalasi langsung.

• Rangkaian kontrol cukup dibuat secara

software.

Pengkabelan hanya diperlukan untuk

menghubungkan peralataninputdanoutput.

• Hal ini mempermudah dalam mendisain dan

memodifikasi rangkaian, karena cukup dengan mengubah program PLC.

Contoh Sistem Kontrol dengan PLC

(6)

Contoh Aplikasi PLC (1)

• Manufaktur otomotif

• Pabrik semen

• Pengendali lift/elevator

• Pengairan/irigasi

• Pengendali pembangkit listrik • Penggilingan (mesin giling) • Pengontrol lampu lalu lintas • Sistem keamanan

• Pengendali robot • Pabrik minuman ringan • dll

(7)

Contoh Aplikasi PLC (3)

Typical Applications - Network

☺Level0 : Devices

- Pushbutton / simplesensors ☺Level0.5 : I/O

-Intelligent devices ☺Level1 : Control

- Peer to peer coordination - HMI displays

☺Level2 : Hosts

- Recipe data downloads - Production data uploads

(8)

Apa yang Dapat Dikerjakan PLC ? (1)

1. Sequence Control

:

- pengganti

relay control logic

-

timers/counters

- pengganti pengendali yang berupa papan

rangkaian elektronik

- pengendali mesin dan proses

2. Sophisticated Control :

-

arithmatic operations

(+,-,x,:)

-

information handling

-

analog control

(suhu, tekanan,dll)

-

PID controller

-

servo-motor control

-

stepper-motor control

(9)

3. Supervisory Control

:

-

process monitoring & alarm

-

fault diagnostic & monitoring

-

interfacing with computer

(RS232)

-

printer/ASCII interfacing

-

factory automation networking

- LAN

Apa yang Dapat Dikerjakan PLC ? (3)

Memory

• Seperti halnya sistem komputer, memoryPLC terdiri atas RAM dan ROM.

• Kapasitas memoryantara satu PLC dengan yang lain berbeda-beda tergantung pada typedan pabrik pembuatnya.

• Beberapa pabrik menyatakan ukuranmemory

dalam byte, ada juga yang kilobyte, dan ada pula yang dinyatakan dengan jumlah intruksi yang dapat disimpan.

(10)

RAM

• Program yang ditulis umumnya disimpan dalam RAM yang ada di dalam PLC sehingga dapat diubah/diedit

melaluiprogramming unit.

• Kerugian penyimpanan di RAM adalah program dan data akan hilang ketikapower supplymati.

• Untuk mengatasi hal ini, RAM dapat diback-updengan

battery lithium, sehingga meskipunpower supplymati, program dan data tidak hilang.

• Umumnya bilabattery tidak rusak, program dan data bisa disimpan selama 5 tahun.

ROM

• Supaya program dalam RAM bisa dieksekusi harus ada ‘Operating System’ PLC.

• Operating systemini dibuat oleh pabrik pembuat PLC yang disimpan dalam ROM dan hanya dapat dibaca olehprocessor.

• Dalam beberapa PLC tidak menggunakan ROM tapi EPROM atau EEPROM.

• Pengguna dapat juga menyimpan program di sebagian tempat di EEPROM atau dikenal sebagaiFlash Memory.

(11)

Input Unit

• Mendeteksi ketika sinyal diterima dari sensor.

• Mengkonversi sinyal

input

menjadi

level

tegangan yang bisa diterima

processor

.

• Mengisolasi PLC dari fluktuasi tegangan atau

arus sinyal

input

.

• Mengirim sinyal ke indikator

input

PLC

sehingga bisa diketahui

input

mana yang

sedang menerima sinyal.

Contoh

Input

Limit switch

Proximity sensor

(12)

Output Unit

• Output unitpada PLC juga berfungsi sebagaiinterface

terhadap peralatan luar.

• OutputPLC bertindak sebagaiswitchterhadappower supplyuntuk mengoperasikan peralatanoutput(misal :

pilot lamp, relay, dll)

• Komponen yang biasa dipakai PLC sebagai bagian

output unit adalahrelayuntuk AC/DC, TRIAC untuk AC saja, dan Transistor atau FET untuk DC saja.

Contoh

Output

Lampu indikator

Motor starter

(13)

Bahasa Pemrograman

Ada 4 metode / typebahasa pemrograman yang bisa dipakai, meski tidak semua disupportoleh suatu PLC.

1. Ladder Diagram languages(LD)

2. Instruction List languages(IL) / Statement List(SL) 3. Sequential Function Chart(SFC) / Grafcet languages

4. High-level languages: biasanyaVisual Basic

• Ladder DiagramdanInstruction Listadalah yang paling umum dan populer dipakai.

• Ladder diagramrelatif paling mudah dipahami karena secara umum simbol yang digunakan mirip dengan gambar dalam rangkaianrelay/kontaktor.

• Secara logika, listrik mengalir dari rel/garis di kiri ke rel/garis di kanan.

• Jalur dari kiri ke kanan ini dikenal dengan istilahLadder-line. • Instruction Listmirip sepertilistingperintah dalamassembler. • High-level languagesyang paling populer digunakan adalah BASIC

yang sekarang menjadiVisual Basic.

• Karena yang paling umum dan disupportoleh semua PLC adalah Ladder, nantinya hanya dibahasLadder Diagram(LD).

(14)

Konsep Pemrograman PLC

• Menggunakan cara berpikir logika (benar/salah, 1/0) • Program berdasarkan hubungan/fungsi antarainput

danoutput

• Proses eksekusi program PLC adalah sekuensial (prosesscanning)

• Pengalamatan I/O dan memory adalah aspek penting dalam pemrograman.

Pemilihan PLC

Pemilihan PLC diturunkan dari

kebutuhan aplikasi

Perhatikan batasan kemampuan PLC

Inventarisasi jenis sinyal/tegangan yang

ditangani (

analog/digital

, AC/DC)

(15)

Batasan Pemilihan PLC

• Jumlah dan jenis

input

• Jumlah dan jenis

output

• Jumlah

memory

yang tersedia

• Kecepatan

• Komunikasi antar PLC

• Cara/teknik pemrograman

Pendekatan Sistematik

dalam Mendesain Sistem dengan PLC (1)

1. Memahami kebutuhan sistem kendali yang diinginkan.

2. Menyusunflowchart sistem kendalinya.

3. Mendaftar semuainput& outputyang berhubungan dengan terminal I/O PLC.

4. Menterjemahkanflowchartkeladder diagram. 5. Memprogram desainladder diagramke PLC. 6. Simulasi program dandebug software.

(16)

7. Jika masih bermasalah, kembali edit program. 8. Bila sudah OK, hubungkan semua perangkatinput

danoutput.

9. Cek semua koneksiinputdanoutput. 10. Tes program dengan menjalankannya. 11. Jika terjaditrouble, edit kembali.

12. Bila sudah OK, simpan program ke PLC.

13. Jangan lupa, dokumentasikan semua gambar dan program yang dibuat

Pendekatan Sistematik

dalam Mendesain Sistem dengan PLC (2)

Keuntungan Menggunakan PLC dalam

Otomatisasi

Waktu implementasi proyek lebih cepat Mudah dalam modifikasi

Kalkulasi biaya proyek lebih akurat Memerlukan waktu traininglebih pendek

Perubahan disain lebih mudah (dengan software) Aplikasi kendali yang luas

Perawatan mudah

Reliabilitas tinggi

Relatif tahan terhadap kondisi lingkungan yang buruk

(17)

Panel Pengendali Sebelum Menggunakan PLC :

(18)

PLC vs

Smart Relay

PLC →Twido Modular & Compact Smart Relay →Zelio

Perbedaan antara PLC danSmart Relay

PLC :

1. Dapat melakukan fungsi-fungsi aritmatik. 2. Dapat melakukan operasi-operasi pemindahan

memory.

3. Dapat melakukan fungsi-fungsi yang komplek seperti :

sequence, LIFO, FIFO, PWM, dll.

Smart Relay:

Hanya dapat melakukan fungsi-fungsi logika dan beberapa fungsi dasar sepertitimerdancounter.