DASAR TEORI 2.1.PLC (Programmable Logic Controller)

Teks penuh

(1)

4

DASAR TEORI

Pada bab ini menjelaskan tentang dasar teori dan penjelasan detail peralatan yang digunakan untuk merealisasikan mesin bubut dengan pengendali PLC mitsubishi FX3U-48MT/DS untuk membuat pasak Ø15mm X 30 mm. Dalam perancangan ini komponen perangkat keras yang digunakan adalah Programmable Logic Controller (PLC) Mitsubishi, Motor DC, Motor Stepper, Limit Switch, Relay, Power Supply. Sedangkan perangkat lunak yang digunakan adalah GX developer.

2.1.PLC (Programmable Logic Controller)

PLC adalah sebuah bentuk khusus sistem kontrol yang berbasis mikroprosessor dengan memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi – instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi – fungsi seperti : logika, pewaktuan (timing), pencacahan (counting), dan aritmatika untuk mengontrol suatu mesin dan proses.

PLC pertama kali dirancang oleh perusahaan General Motor (USA) pada tahun 1968. PLC awalnya merupakan sebuah kumpulan dari banyak relay yang pada proses sekuensial dirasakan tidak fleksibel dan berbiaya tinggi dalam proses otomatisasi dalam suatu industri. Pada saat itu PLC penggunaanya masih terbatas pada fungsi - fungsi kontrol relay saja. Namun dalam perkembanganya PLC merupakan sistem yang dapat dikendalikan secara terprogram.

Sebuah sistem PLC pada umumnya memiliki 5 komponen dasar. Komponen -komponen itu adalah :

1. Unit processor atau unit pengolah pusat (Central Processing Unit/ CPU) 2. Memori

3. Unit catu daya (Power Supply) 4. Bagian Input/Output interface 5. Perangkat pemrograman

(2)

5 2.1.1 Central Processing Unit ( CPU )

Struktur internal yang terdapat pada CPU tergantung pada jenis mikroprosesor yang terpasang di dalamnya. Pada umumnya terdapat :

Arithmetic and Logic Unit ( ALU ) yang mempunyai tugas melakukan manipulasi data dan menghasilkan data operasi penjumlahan dan perkalian, serta operasi gerbang logikan AND, OR, NOT dan EXCLUSIVE OR.

Memori juga disebut dengan register yang terletak di dalam mikroprosesor dan digunakan untuk menyimpan informasi atau data yang akan digunakan dalam pelaksanaan program. Unit pengendali, berfungsi untuk mengendalikan waktu operasi

2.1.2 Memori

PLC mempunyai beberapa jenis memori yaitu Read Only Memory (ROM) dan Random Access Memory ( RAM ). ROM berfungsi sebagai tempat penyimpanan data secara permanen. RAM berfungsi untuk pengguna dan penyimpan informasi atau data dari status input, output, timer dan counter. Data yang tersimpan pada RAM disebut juga sebagai tabel data atau data register. Data tersebut dapat berfungsi sebagai preset data, dan bisa juga data tersebut merupakan data yang tersimpan sebagai nilai hasil dari operasi counter maupun timer.

PLC ada juga yang menyediakan Erasable and Programmable Read Only Memory (EPROM), yaitu ROM yang dapat dikendalikan dengan program permanen. Program dan data yang tersimpan di RAM yang berfungsi untuk menyimpan program yang telah dibuat oleh pengguna. Untuk mencegah hilangnya program saat catu daya dimatikan, maka PLC dilengkapi dengan baterai.

Kapasitas memori ditentukan oleh banyaknya data biner yang dapat disimpan. Misalnya, terdapat sebuah ukuran memori 256 kata, maka memori ini dapat menyimpan 256 x 8 = 2048 bit untuk data 8 bit. Sama halnya dengan 256 x 16 = 4096 bit untuk data 16 bit. Ukuran memori seringkali ditentukan dari jumlah lokasi penyimpanan yang tersedia dengan 1K mewakili nomor 210, yaitu 1024. Byte digunakan untuk menyebut sebuah data 8 bit, sehingga jika terdapat 4 buah memori

(3)

masing-6

masing 4K, dapat menyimpan 4K x 8 memori x 1024 bit = 32768 bit = 4096 byte.

2.1.3 Unit Catu Daya

Unit catu daya merupakan unit yang berfungsi untuk memberikan supply tegangan kepada CPU atau input dan output. Dengan melihat Tabel 1 dibawah ini mengenai spesifikasi PLC, maka PLC yang dipakai mempunyai kebutuhan Catu daya sebesar 24 VDC.

Tabel 2.1 Spesifikasi Catu Daya PLC FX3U

Model Number FX3U-48MT/DSS FX3U-48MT/DS FX3U-48MT/ESS FX3U- 48MT/ES Integrated Input and Output 48 48 48 48 Power Supply 24 VDC 24 VDC 100-240 VAC 100-240 VAC Integrated Input 24 24 24 24 Integrated Output 24 24 24 24

Output Type Transistor

(Source) Transistor (Sink) Transistor (Source) Transistor (Sink) Power Consumption (W) 35 35 40 40 Weight ( kg ) 0.85 0.85 0.85 0.85 Dimensions ( W x H x D ) 182 x 90 x 86 182 x 90 x 86 182 x 90 x 86 182 x 90 x 86

2.1.4 Bagian Input dan Output

Bagian Input dan Output adalah bagian yang menghubungkan antara sistem di dalam PLC dengan perangkat luar. Misalnya, input dihubungkan dengan komponen inputan seperti push button, sensor. Output dihubungkan dengan komponen outputan seperti motor, solenoid. Setiap input dan output memiliki nama alamat yang nantinya digunakan oleh CPU. Pada PLC Mitsubishi FX3U- 48MT/DS yang digunakan alamat input adalah X000 – X027 sedangkan alamat output adalah Y000 – Y027

(4)

7

Gambar 2.1 PLC Mitsubishi FX3U-48MT/DS

2.2.Motor DC

Motor Listrik DC atau DC motor adalah perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan. Motor DC ini juga dapat disebut sebagai motor arus searah. Seperti namanya, DC motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakkannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat -perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti kipas DC, Bor listrik DC. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penggunaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap atau dapat diatur. Motor DC, dalam perancangan mesin ini digunakan untuk spindle. Spindle adalah bagian dari mesin bubut yang dipakai untuk memegang benda kerja.

2.3.Motor Stepper

Motor Stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada motor. Karena itu, untuk menggerakkannya diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa secara periodik. Penggunaan motor stepper memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan penggunaan motor servo :`

1. Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan, sehingga lebih mudah diatur.

2. Motor mempunyai torsi penuh di awal ketika kumparan teraliri arus 3. Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi

4. Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik (perputaran)

(5)

8

5. Sangat bisa diandalkan karena tidak ada kontak sikat di motor. Maka keawetannya motor tergantung pada bearingnya

6. Dapat mencapai putaran sinkron yang sangat lambat dengan beban terhubung langsung pada poros

7. Kecepatan berputar motor stepper berbanding lurus pada frekuensi pulsa masukan yang diberikan

Motor stepper, dalam perancangan mesin ini digunakan menggerakkan sumbu X dan sumbu Y.

2.4.Limit Switch

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup atau kontak yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja Limit switch sama seperti Push On yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanis pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak.

Gambar 2.2 Bentuk Limit Switch

Penerapannya di industri, Limit Switch digunakan untuk:

a. Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain

b. Menghidupkan daya yang besar, dengan menggunakan sarana yang kecil c. Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek

Prinsip kerja Limit Switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya di batas atau daerah yang telah dietentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubung rangkaian tersebut. Limit Switch memiliki 2

(6)

9

kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Closed) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksinya dan symbol Limit Switch dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 2.3 Konstruksi dan Simbol Limit Switch

2.5.GX Developer

Pemrogram PLC membutuhkan perangkat yang digunakan membuat program yang berupa software. Software pemrograman PLC Mitsubishi yaitu GX Developer. Program GX Developer merupakan software PLC yang hanya dapat digunakan untuk membuat program PLC Mitsubishi. Seri PLC Mitsubishi yang dapat diprogram dengan menggunakan software ini yaitu Seri FX3U, FX1N, FX2N, H Series.

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...

Related subjects :