BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1. Withstanding Voltage TOS5051 2.1.1. Teori dasar Pada dasarnya Withstanding Voltage Tester TOS 5051 KIKUSUI itu memiliki kemampuan untuk mendeteksi dan melihat ketahanan part atau produk TV dengan tegangan tinggi pada tuner. Model TOS5051 adalah tester tegangan memiliki trafo dengan kapasitas 500 VA dan menguji tegangan 0 hingga 5 kV yang memungkinkan kedua aplikasi dari AC dan DC. Kemampuan untuk memutuskan PASS / FAIL memakai jenis pembanding yang mampu melakukan pengujian yang dapat diandalkan meliputi pengujian sesuatu yang mudah putus dan koneksi yang kurang baik. Selain itu, hasil dari remote control menggunakan fungsi untuk mulai dan berhenti operasi dan yang dilengkapi dengan output sinyal untuk berbagai hasil penilaian, TOS5051 dapat memberikan kontribusi otomatisasi yang lebih besar dan efisiensi pengujian. Berbagai perangkat keamanan, termasuk fungsi pembuangan otomatis (selama operasi DC), diberikan secara penuh pertimbangan pada keselamatan operator. Selain itu, penggunaan yang besar, layar warna membuat TOS5051 sangat terbaca, dan juga menyediakan dukungan kuat untuk lebih akurat dan pengoperasian yang aman. Fitur-fitur :
Sesuai dengan berbagai standar keselamatan
AC / DC output (0-5 kV)
Layar warna lebar (large color display)
digital voltmeter dan ammeter
Digital timer
Window komparator digunakan untuk jenis Pass / gagal keputusan
Dilengkapi dengan remote control fungsi
Berbagai sinyal output
Otomatis fungsi discharge (selama operasi DC)
terdapat nol turn-on switch
ukurannya : Compact
Sebuah pencahayaan yang tinggi, layer tabung fluorescent digunakan untuk tampilan pengaturan, status dan hasil penilaian.
2.1.2. Spesifikasi Output waktu yang terus-menerus mungkin terbatas, tergantung pada tinggi saat referensi batas nilai dan temperatur lingkungan. Adapun spesifikasi secara umum Withstanding Voltage tester atau Hi-Pot tester dapat dijelaskan dalam bentuk tabel di bawah ini, antara lain:
Gambar 2.1. Withstanding Voltage Tester tipe TOS5051
Tabel 2.1. Spesifikasi secara umum No.
Item
1 Test Voltage Applied Voltage Maximum Rated Output Wattage Rating Gelombang Voltage Regulation
Switching Ripple (DC) 2 Output Voltmeter Skala Akurasi AC Indication Skala penuh (full scale) AC Respon
Spesifikasi : : : : : :
AC and DC 0-2,5 / 0-5 kV AC: 500VA / 5 kV, 100 mA (note 1) DC: 50W/5 kV, 10 mA (note 1) 500 VA Garis bentuk gelombang komersial - AC: Max. 15% (untuk max. rated load to no : load) - DC: Max. 3% (untuk max. rated load to no load) : Penggunaan nol turn-on switch : - 50 Vp-p typ. pada 5 kV, tidak ada beban - 100 Vp-p typ. di max. rated output : Analog: 5 kV skala penuh, AC / DC : Analog: ± 5% dari skala penuh Digital: ± 1,5% dari skala penuh : Analog: nilai rata-rata respon / rms skala nilai : Digital: 2.5 kV / 5 kV skala penuh : Digital: tampilan nilai rata-rata response/rms
3 Ammeter Akurasi AC Respon
Digital: ± (5% + 20 uA) atas cutoff current saat ini Digital: tampilan nilai rata-rata tanggapan / nilai : rms :
4 Pass/fail Judgement Function Jenis Judgement
:
Jenis jendela komparator (Window comparator type) FAIL judgement: - Ketika arus yang dideteksi lebih besar daripada arus cutoff - Ketika arus yang dideteksi lebih rendah daripada arus cutoff PASS judgement: - Bila waktu yang diatur telah lewat, tidak ada abnormal condition atau kelainan
Keterangan : 1. Signal I / O Konektor Input / output fungsi menghubungkan sinyal input / output, start / berhenti sinyal input remote control dan status sinyal keluaran. 2. Test Mode Switch Ini adalah DIP switch untuk mengatur mode tes khusus. Pengaturan parameter seperti tes mulai dan gangguan operasi dapat berubah dengan switch ini. 3. Status Signal Output Terminal Ini adalah terminal keluaran AC 100V untuk mengoperasikan pilihan unit lampu peringatan atau unit buzzer. Kondisi selama output 100V AC (status, penilaian hasil) diatur dengan saklar DIP. 4. Ground Terminal 5. Line Input Terminal (terintegrasi dengan holder sekering)
2.2. Sensor Sensor adalah alat untuk mendeteksi / mengukur sesuatu yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi teganga dan arus listrik. Sensor itu sendiri terdiri dari transduser dengan atau tanpa penguat/pengolah sinyal yang terbentuk dalam satu sistem pengindera. Dalam lingkungn sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroller sebagai otaknya. Sensor ini merupakan saah satu jenis transducer pasif, dimana sensor / transducer ini tidak dapat menghasilkan tegangan sendiri tetapi dapat menghasilkan perubahan nilai resistansi, kapasitansi, atau induktansi apabila mengalami perubahan kondisi sekeliling. Jika sensor ini mengalami perubahan kondisi pada lingkungan sekelilingnya maka nilai resistansinya akan berubah. Perubahan ini selanjutnya menyebabkan perubahan besar tegangan atau kuat arus yang dihasilkan sensor atau transducer.
Perubahan resistansi ini dapat bernilai positif (nilai resistansi bertambah) berarti tegangannya juga meningkat atau negatif (nilai resistansinya berkurang) berarti tegangannya berkurang. Perubahan tegangan inilah yang dimanfaatkan untuk mengetahui keadaan yang ingin diukur. Salah satu sensor yang digunakan dalam perancangan automatisasi High-Potensial Tester (Hi-Pot) ini adalah dengan menggunakan photoelectric sensor tipe E3JK dari OMRON. Pada dasarnya prinsip kerja sensor ini sama dengan sensor-sensor yang lain pada umumnya, hanya saja untuk tipe ini bisa menggunakan power supply AC/DC. Sensor ini digunakan sebagai inputan untuk proses eksekusi Hi-Pot test secara otomatis. Sensor ini dapat mengubah besar arus listrik jika dikenai cahaya/ sinar. Arus listrik inilah yang dimanfaatkan untuk mengetahui keadaan yang ingin diukur misalnya gelap terangnya suatu ruangan. Kondisi lain yang dapat diukur adalah kondisi yang memanfaatkan sinar sebagai bagian utamanya.
Gambar 2.2. Photoelectric sensor tipe E3JK
2.3. Timer Rangkaian timing (pewaktuan) adalah rangkaian yang akan memberikan perubahan keadaan keluaran sesudah selang waktu yang ditentukan. Hal ini merupakan kerja dari rangkaian multivibrator yang didesain untuk menghasilkan tundaan waktu dari beberapa mikrodetik sampai beberapa detik. Sedangkan, untuk tundaan yang sangat panjang seringkali harus dipergunakan alat-alat mekanik. Dalam perancangan automatisasi ini, timer tipe H3CR-A dari OMRON menjadi pilihan dengan karakteristik 1/16 DIN Analog-Set Timer dengan beberapa range waktu, pengoperasian mode-mode, dan range supply tegangan yang lebar. Pada timer jenis ini terdapat fitur pilihan jarak
waktu dari 0.05 detik sampai dengan 300 jam atau 0.1 detik sampai dengan 600 jam. Timer model ini bisa memberikan tegangan sebesar AC100-240/DC100-125 atau AC2448/DC12-24.
Gambar 2.3. Bentuk fisik Timer H3CR-A
Pada dasarnya, prinsip kerja dari timer jenis ini cukup sederhana. Pada saat rangkaian pada timer ini bekerja pada arus maksimum, yaitu sebesar 0.15 Ampere, maka kondisinya dapat diubah ke tegangan 125 VDC (cosφ = 1) dan pada saat arus maksimum berada pada 0.1 Ampere, maka dapat diubah jika L/R tersebut 7ms. Pada salah satu keterangan di atas, diharapkan dapat bekerja sampai dijalankan 100.000 kali. Beban minimum yang dapat dipakai adalah sebesar 10mA pada tegangan 5 VDC (kerusakan pada level : P).
Gambar 2.4. Grafik pada Rangkaian Timer saat bekerja
2.3.1 Range dan Pilihan Mode Operasi Menurut karakteristiknya, timer ini mempunyai range dan pilihan mode operasi yang berbeda dengan tipe-tipe yang lainnya. Pada timer tipe H3CR-A ini, dijelaskan seperti gambar di bawah ini : Indikator Power (hijau) (menyala kelap-kelip pada saat Timer berjalan/menyala; menyala saja ketika timer berhenti beroperasi/berjalan).
Layar mode operasi Selektor Mode Operasi
Indikator output (orange) (Menyala ketika output ON)
Layar range skala Selektor range waktu (pilih satu dari 1.2 , 3, 12 dan 30 pada skala penuh; dengan tipe H3CR-Aj-301, pilih dari 2.4, 4, 6, 24 atau 60 pada skala
Layar unit waktu
Knob pengatur waktu (atur waktu)
Selektor unit waktu (pilih satu dari sec, min, hrs, dan 10h)
Gambar 2.5. Gambar Range dan Pilihan Mode Operasi Keterangan Mode Operasi adalah sebagai berikut: A
:
ON- delay
B
:
Repeat-cycle OFF start
B2
:
Repeat-cycle ON start
C
:
Signal ON/OFF-delay
D
:
Signal OFF-delay
E
:
Interval
Ketika knob pengaturan waktu diputar ke bawah “0” sampai dengan angka yang dituju dan pengaturan pada knob nya berhenti, maka output akan bekerja dengan cepat ke semua pengaturan range waktu. Beberapa cara sederhana untuk pengaturan waktu pada timer tersebut adalah sebagai berikut:
1. Pengaturan dasar Selektornya bisa diputar searah jarum jam dan berlawanan arah dengan jarum jam untuk mengatur waktu yang diperlukan, jarak antar waktu, dan mode operasinya. 2. Memilih mode operasi Putar selektor mode operasi dengan screwdriver sampai mode operasi yang diinginkan muncul di layar yang terletak di atas selektor. 3. Memilih unit waktu dan range waktu 4. Mengatur waktu Menggunakan knob pengaturan waktu untuk mengatur waktu yang diinginkan. 5. Lingkaran / cincin pengaturan waktu Lingkaran atau cincin berfungsi untuk mengunci pengaturan waktu yang sudah ditetapkan dahulu.
2.4. Air Cylinder Air cylinder merupakan sebuah alat penggerak berisi udara yang bergerak secara linier yang mana gerakannya berupa tekanan differensial di dalam ruangan silinder tersebut. Gerakan – gerakannya tersebut bisa juga aksi tunggal yaitu gerakan satu arah (dengan dibantu sebuah pegas untuk kembali ke tempat semula) atau aksi rangkap yaitu gerakan dua arah. Secara umum, karakteristik dari air cylinder ini antara lain, gerakan/pukulan maksimal, yaitu pada jarak maksimum, gerakan pada lubang silinder tersebut saat gerakan/pukulan maksimum awalnya ditarik kembali sampai maksimal. Pada saat silinder beroperasi, harus ada jarak pada saat tekanan pengoperasian. Ukuran bor harus sesuai dengan tipe silinder yang dipakai. Diameter lubang, sebaiknya dignakan diameter yang paling besar, jika ada diameter yang berbeda. Temperatus yang naik, berarti silinder tersebut harus berjalan, dsb.
Gambar 2.6. Basic Air Cylinder
2.5. Sistem Kendali Istilah sistem kendali dalam teknik listrik mempunyai arti suatu peralatan atau kelompok peralatan yang digunakan untuk mengatur fungsi kerja suatu mesin dan memetakan tingkah laku mesin tersebut sesuai dengan yang dikehendaki. Fungsi kerja mesin tersebut mencakup antara lain menjalankan (start), mengatur (regulasi), dan menghentikan suatu proses kerja. Pada umumnya, sistem kendali merupakan suatu kumpulan peralatan listrik atau elektronik, peralatan mekanik, dan
peralatan lain yang menjamin stabilitas dan transisi halus serta ketepatan suatu proses kerja. Sistem kendali mempunyai tiga unsur yaitu input, proses, dan output.
Gambar 2.7. Unsur-unsur sistem kendali Input pada umumnya berupa sinyal dari sebuah transduser, yaitu alat yang dapat merubah besaran fisik menjadi besaran listrik, misalnya tombol tekan, saklar batas, termostat, dan lain-lain. Transduser memberikan informasi mengenai besaran yang diukur, kemudian informasi ini diproses oleh bagian proses. Bagian proses dapat berupa rangkaian kendali yang menggunakan peralatan yang dirangkai secara listrik, atau juga berupa suatu sistem kendali yang dapat deprogram misalnya PLC. Pemrosesan informasi (sinyal input) menghasilkan sinyal output yang selanjutnya digunakan untuk mengaktifkan aktuator (peralatan output) yang dapat berupa motor listrik, kontaktor, katup selenoid, lampu, dan sebagainya. Dengan peralatan output, besaran listrik diubah kembali menjadi besaran fisik. Sistem kendali dibedakan menjadi dua, yaitu sistem kendali loop terbuka dan sistem kendali loop tertutup. a) Sistem kendali loop terbuka Sistem kendali loop terbuka adalah proses pengendalian dimana variabel input mempengaruhi output yang dihasilkan. Gambar 2 menunjukkan diagram blok sistem kendali loop terbuka.
Gambar 2.8. Diagram blok sistem kendali loop terbuka Dari gambar 2.8 di atas, dapat dipahami bahwa tidak ada informasi yang diberikan oleh peralatan output kepada bagian proses sehingga tidak diketahui apakah hasil output sesuai dengan yang dikehendaki. b)
Sistem Kendali Loop Tertutup Sistem kendali loop tertutup adalah suatu proses pengendalian di mana variabel
yang dikendalikan (output) disensor secara kontinyu, kemudian dibandingkan dengan besaran acuan. Variabel yang dikendalikan dapat berupa hasil pengukuran temperatur, kelembaban, posisi mekanik, kecepatan putaran, dan sebagainya. Hasil pengukuran tersebut diumpan-balikkan ke pembanding (komparator) yang dapat berupa peralatan mekanik, listrik, elektronik, atau pneumatik. Pembanding membandingkan sinyal sensor yang berasal dari variabel yang dikendalikan dengan besaran acuan, dan hasilnya berupa sinyal kesalahan. Selanjutnya, sinyal kesalahan diumpankan kepada peralatan kendali dan diproses untuk memperbaiki kesalahan sehingga menghasilkan output sesuai dengan yang dikehendaki. Dengan kata lain, kesalahan sama dengan nol.
Gambar 2.9. Sistem kendali loop tertutup
2.6. PLC (Programmable Logic Controllers) Hingga akhir tahun 1970, sistem otomatisasi mesin dikendalikan oleh relai elektromagnet. Dengan semakin meningkatnya perkembangan teknologi, tugas-tugas pengendalian dibuat dalam bentuk pengendalian terprogram yang dapat dilakukan
antara lain menggunakan PLC (Programmable Logic Controller). Dengan PLC, sinyal dari berbagai peralatan luar diinterfis sehingga fleksibel dalam mewujudkan sistem kendali. Disamping itu, kemampuannya dalam komunikasi jaringan memungkinkan penerapan yang luas dalam berbagai operasi pengendalian sistem. Dalam sistem otomasi, PLC merupakan ‘Jantung’ system kendali. Dengan program yang disimpan dalam memori PLC, dalam eksekusinya, PLC dapat memonitor keadaan sistem melalui sinyal dari peralatan input, kemudian didasarkan atas logika program menentukan rangkaian aksi pengendalian peralatan output luar. PLC dapat digunakan untuk mengendalikan tugas-tugas sederhana yang berulangulang, atau di-interkoneksi dengan yang lain menggunakan komputer melalui sejenis jaringan komunikasi untuk mengintegrasikan pengendalian proses yang kompleks. Cara kerja sistem kendali PLC dapat dipahami dengan diagram blok seperti ditunjukkan pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10. Diagram blok PLC Dari gambar terlihat bahwa komponen sistem kendali PLC terdiri atas PLC, peralatan input, peralatan output, peralatan penunjang, dan catu daya. Penjelasan masingmasing komponen sebagai berikut: 1. PLC Pada dasarnya PLC atau Programmable Logic Controllers bisa dijabarkan sesuai dengan namanya sebagai berikut:
Programmable
: menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan mudah diubah-
ubah sesuai program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat. Logic aritmetik (ALU),
: menunjukkan kemampuannya dalam memproses input secara yaitu melakukan operasi
membandingkan, menjumlahkan,
mengalikan, membagi, mengurangi dan negasi. Controller
: menunjukkan kemampuannya dalam mengontrol dan mengatur
proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.
Gambar 2.11. Diagram hubungan PLC dan input/output device PLC terdiri atas CPU (Central Processing Unit), memori, modul interface input dan output program kendali disimpan dalam memori program. Program mengendalikan PLC sehingga saat sinyal input dari peralatan input ON, timbul respon yang sesuai. Respon ini umumnya meng-ON-kan sinyal output pada peralatan output. CPU adalah mikroprosesor yang mengkordinasikan kerja sistem PLC. Ia mengeksekusi program, memproses sinyal input/ output, dan mengkomunikasikan dengan peralatan luar. Memori adalah daerah yang menyimpan sistem operasi dan data pemakai. Sistem operasi sesungguhnya software system yang mengkordinasikan PLC. Program kendali disimpan dalam memori pemakai.
Ada dua jenis memori yaitu: ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Access Memory). ROM adalah memori yang hanya dapat diprogram sekali. Penyimpanan program dalam ROM bersifat permanen, maka ia digunakan untuk menyimpan system operasi. Ada sejenis ROM, yaitu EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) yang isinya dapat dihapus dengan cara menyinari menggunakan sinar ultraviolet dan kemudian diisi program ulang menggunakan PROM Writer. Interface adalah modul rangkaian yang digunakan untuk menyesuaikan sinyal pada peralatan luar. Interface input menyesuaikan sinyal dari peralatan input dengan sinyal yang dibutuhkan untuk operasi sistem. Interface output menyesuaikan sinyal dari PLC dengan sinyal untuk mengendalikan peralatan output.
2. Peralatan Input Peralatan input adalah yang memberikan sinyal kepada PLC dan selanjutnya PLC memproses sinyal tersebut untuk mengendalikan peralatan output. Peralatan input itu antara lain: •
Berbagai jenis saklar, misalnya tombol, saklar togel, saklar batas, saklar level, saklar tekan, saklar proximity.
•
Berbagai jenis sensor, misalnya sensor cahaya, sensor suhu, sensor level.
•
Rotary encoder
3. Peralatan Output Sistem otomasi tidak lengkap tanpa ada peralatan output yang dikendalikan. Peralatan output itu misalnya: •
Kontaktor
•
Motor listrik
•
Lampu
•
Buzzer
4. Peralatan Penunjang
Peralatan penunjang adalah peralatan yang digunakan dalam sistem kendali PLC, tetapi bukan merupakan bagian dari sistem secara nyata. Maksudnya, peralatan ini digunakan untuk keperluan tertentu yang tidak berkait dengan aktifitas pegendalian. Peralatan penunjang itu, antara lain : •
Berbagai jenis alat pemrogram, yaitu komputer, software ladder, konsol pemrogram, programmable terminal, dan sebagainya.
•
Berbagai software ladder, yaitu: SSS, LSS, Syswin, dan CX Programmer.
•
Berbagai jenis memori luar, yaitu: disket, CD , flash disk.
•
Berbagai alat pencetak dalam sistem komputer, misalnya printer, plotter.
5. Catu Daya PLC adalah sebuah peralatan digital dan setiap peralatan digital membutuhkan catu daya DC. Catu daya ini dapat dicatu dari luar, atau dari dalam PLC itu sendiri. PLC tipe modular membutuhkan catu daya dari luar, sedangkan pada PLC tipe compact catu daya tersedia pada unit.
d) Komponen Unit PLC Unit
PLC
dibuat
dalam
banyak
model/tipe.
Pemilihan
suatu
tipe
harus
mempertimbangkan: yang dibedakan menurut: •
Jenis catu daya
•
Jumlah terminal input/output
•
Tipe rangkaian output
1. Jenis Catu Daya PLC adalah sebuah peralatan elektronik. Dan setiap peralatan elektronik untuk dapat beroperasi membutuhkan catu daya. Ada dua jenis catu daya untuk disambungkan ke PLC yaitu AC dan DC.
2. Jumlah I/O
Pertimbangan lain untuk memilih unit PLC adalah jumlah terminal I/O nya. Jumlah terminal I/O yang tersedia bergantung kepada merk PLC. Misalnya PLC merk OMRON pada satu unit tersedia terminal I/O sebanyak 10, 20, 30, 40 atau 60. Jumlah terminal I/O ini dapat dikembangkan dengan memasang Unit I/O Ekspansi sehingga dimungkinkan memiliki 100 I/O. Pada umumnya, jumlah terminal input dan output megikuti perbandingan tertentu, yaitu 3 : 2. Jadi, PLC dengan terminal I/O sebanyak 10 memiliki terminal input 6 dan terminal output 4.
3. Tipe Rangkaian Output PLC dibuat untuk digunakan dalam berbagai rangkaian kendali. Bergantung kepada peralatan output yang dikendalikan, tersedia tiga tipe rangkaian output yaitu: output relay, output transistor singking dan output transistor soucing. Di bawah ini diberikan tabel yang menunjukkan jenis catu daya, jumlah I/O, dan tipe rangkaian output.
Gambar 2.12. Port I/O Beberapa Type PLC
Gambar 2.13. Terminal CPU
Penjelasan Komponen: 1. Terminal input catu daya Hubungkan catu daya (100 s.d 240 VAC atau 24 VDC) ke terminal ini
2. Terminal Ground Fungsional Pastikan untuk membumikan terminal ini (hanya untuk PLC tipe AC) untuk meningkatkan kekebalan terhadap derau (noise) dan mengurangi resiko kejutan listrik. 3. Terminal Ground Pengaman Pastikan untuk membumikan terminal ini untuk mengurangi resiko kejutan listrik 4. Terminal catu daya luar PLC tertentu, misalnya CPM2A dilengkapi dengan terminal output catu daya 24 VDC untuk mencatu daya peralatan input 5. Terminal input Sambunglah peralatan input luar ke terminal input ini 6. Terminal Output Sambunglah peralatan output luar ke terminal output ini 7. Indikator status PLC
Indikator ini menunjukkan status operasi PLC, seperti ditunjukkan pada tabel berikut ini: Tabel 2.2. Indikator Status PLC
8. Indikator input Indikator input menyala saat terminal input yang sesuai ON. Indikator input menyala selama refreshing input/output Jika terjadi kesalahan fatal, indikator input berubah sebagai berikut: Tabel 2.3. Indikator kesalahan
9. Indikator output Indikator output menyala saat terminal output yang sesuai ON 10. Analog Control Putarlah control ini untuk setting analog (0 s.d 200) pada IR 250 dan IR 251 11. Port peripheral 12. Sambungan PLC ke peralatan pemrogram: Konsol Pemrogram, atau komputer 13. Port RS 232C Sambungan PLC ke peralatan pemrogram: Konsol Pemrogram,komputer, atau Programmable Terminal 14. Saklar komunikasi Saklar ini untuk memilih apakah port peripheral atau port RS-232C akan menggunakan setting komunikasi pada PC Setup atau setting standar 15. Batere Batere ini mem-back-up memori pada unit PLC 16. Konektor ekspansi Tempat sambungan PLC ke unit I/O ekspansi atau unit ekspansi (unit I/O analog, unit sensor suhu).
e) Spesifikasi Penggunaan PLC harus memperhatikan spesifikasi teknisnya. Mengabaikan hal ini dapat mengakibatkan PLC rusak atau beroperasi secara tidak tepat (mal-fungsi).
Berikut ini diberikan spesifikasi unit PLC yang terdiri atas spesifikasi umum, spesifikasi input, dan spesifikasi output. 1. Spesifikasi Umum Tabel 2.4. Spesifikasi Umum
2. Spesifikasi input dan output Tabel 2.5. Spesifikasi input
Tabel 6. Spesifikasi Output
f) Perbandingan Sistem Kendali Elektromagnet dan PLC Pada sistem kendali relay elektromagnetik (kontaktor), semua pengawatan ditempatkan dalam sebuah panel kendali. Dalam beberapa kasus panel kendali terlalu besar sehingga memakan banyak ruang (tempat). Tiap sambungan dalam logika relay harus disambung. Jika pengawatan tidak sempurna, maka akan terjadi kesalahan sistem kendali. Untuk melacak kesalahan ini, perlu waktu cukup lama. Pada umumnya, kontaktor memiliki jumlah kontak terbatas. Dan jika diperlukan modifikasi, mesin harus diistirahatkan, dan lagi boleh jadi ruangan tidak tersedia serta pengawatan harus dilacak untuk mengakomodasi perubahan. Jadi, panel kendali hanya cocok untuk proses yang sangat khusus. Ia tidak dapat dimodifikasi menjadi sistem yang baru dengan segera. Dengan kata lain, panel kendali elektromagnetik tidak fleksibel. Dari uraian di atas, dapat disimpulkan adanya kelemahan sistem kendali relay elektromagnetik sebagai berikut: •
Terlalu banyak pengawatan panel
•
Modifikasi sistem kendali sulit dilakukan
•
Pelacakan gangguan sistem kendali sulit dilakukan
•
Jika terjadi gangguan mesin harus diistirahatkan untuk melacak kesalahan sistem
Kesulitan-kesulitan di atas dapat diatasi dengan menggunakan sistem kendali PLC. g) Keunggulan Sistem Kendali PLC Sistem kendali PLC memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan sistem kendali elektromagnetik sebagai berikut: •
Pengawatan sistem kendali PLC lebih sedikit
•
Modifikasi sistem kendali dapat dengan mudah dilakukan dengan cara mengganti program kendali tanpa merubah pengawatan sejauh tidak ada tambahan peralatan input/output
•
Tidak diperlukan komponen kendali seperti timer dan hanya diperlukan sedikit kontaktor sebagai penghubung peralatan output ke sumber tenaga listrik
•
Kecepatan operasi sistem kendali PLC sangat cepat sehingga produktivitas meningkat
•
Biaya pembangunan sistem kendali PLC lebih murah dalam kasus fungsi kendalinya sangat rumit dan jumlah peralatan input/outputnya sangat banyak
•
Sistem kendali PLC lebih andal
•
Program kendali PLC dapat dicetak dengan cepat
h) Penerapan Sistem Kendali PLC Sistem kendali PLC digunakan secara luas dalam berbagai bidang antara lain untuk mengendalikan: •
Traffic light
•
Lift
•
Konveyor
•
Sistem pengemasan barang
•
Sistem perakitan peralatan elektronik
•
Sistem pengamanan gedung
•
Robot
•
Pemrosesan makanan
2.6.1. Teknik Pemrograman PLC
A. Unsur-Unsur Program Program kendali PLC terdiri atas tiga unsur yaitu: alamat, instruksi, dan operand. Alamat adalah nomor yang menunjukkan lokasi, instruksi, atau data dalam daerah memori. Instruksi harus disusun secara berurutan dan menempatkannya dalam alamat yang tepat sehingga seluruh instruksi dilaksanakan mulai dari alamat terendah hingga alamat tertinggi dalam program. Instruksi adalah perintah yang harus dilaksanakan PLC. PLC hanya dapat melaksanakan instruksi yang ditulis menggunakan ejaan yang sesuai. Oleh karena itu, pembuat program harus memperhatikan tata cara penulisan instruksi. Operand adalah nilai berupa angka yang ditetapkan sebagai data yang digunakan untuk suatu instruksi. Operand dapat dimasukkan sebagai konstanta yang menyatakan nilai angka nyata atau merupakan alamat data dalam memori.
2. Bahasa Pemrograman Program PLC dapat dibuat dengan menggunakan beberapa cara yang disebut bahasa pemrograman. Bentuk program berbeda-beda sesuai dengan bahasa pemrograman yang digunakan. Bahasa pemrograman tersebut antara lain: diagram ladder, kode mneumonik, diagram blok fungsi, dan teks terstruktur. Beberapa merk PLC hanya mengembangkan program diagram ladder dan kode mneumonik. 1. Diagram Ladder Diagram ladder terdiri atas sebuah garis vertikal di sebelah kiri yang disebut bus bar, dengan garis bercabang ke kanan yang disebut rung. Sepanjang garis instruksi, ditempatkan kontak-kontak yang mengendalikan/mengkondisikan instruksi lain di sebelah kanan. Kombinasi logika kontak-kontak ini menentukan kapan dan bagaimana instruksi di sebelah kanan dieksekusi. Contoh diagram ladder ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.14. Contoh Diagram Ladder Terlihat dari gambar di atas bahwa garis instruksi dapat bercabang kemudian menyatu kembali. Sepasang garus vertikal disebut kontak (kondisi). Ada dua kontak, yaitu kontak NO (Normally Open) yang digambar tanpa garis diagonal dan kontak NC (Normally
Closed) yang digambar dengan garis diagonal. Angka di atas kontak menunjukkan bit operand.
2. Kode Mneumonik Kode mneumonik memberikan informasi yang sama persis seperti halnya diagram ladder. Sesungguhnya, program yang disimpah di dalam memori PLC dalam bentuk mneumonik, bahkan meskipun program dibuat dalam bentuk diagram ladder. Oleh karena itu, memahami kode mneumonik itu sangat penting. Berikut ini contoh program mneumonik: Tabel 2.7. Contoh Program Mneumonik
Alamat 000000 000001 000002 000003 000004 000005 000006
Instruksi LD AND OR LD NOT OR AND LD MOV(21)
Operand HR 01 0.01 0.02 0.03 0.04
0.00 DM 00 000007
CMP(20) DM 00 HR 00
3. Struktur Daerah Memori Program pada dasarnya adalah pemrosesan data dengan berbagai instruksi pemrograman. Data disimpan dalam daerah memori PLC. Pemahaman daerah data, disamping pemahaman terhadap berbagai jenis instruksi merupakan hal yang sangat penting, karena dari segi inilah intisari pemahaman terhadap program. Data yang merupakan operand suatu instruksi dialokasikan sesuai dengan jenis datanya. Tabel di bawah ini ditunjukkan daerah memori PLC CPM2A sebagai berikut:
Tabel 2.8. Memory PLC
4. Instruksi Pemrograman Terdapat banyak instruksi untuk memrogram PLC, tetapi tidak semua instruksi dapat digunakan pada semua model PLC. Instruksi pemrograman dapat dikelompokkan sebagai berikut: a) Klasifikasi menurut pengkodean mneumonik:
Instruksi dasar
Instruksi khusus
b) Klasifikasi menurut kelompok fungsi:
Instruksi sisi kiri (ladder)
Instruksi sisi kanan
c) Klasifikasi menurut kelompok fungsi:
Instruksi ladder
Instruksi kendali bit
Instruksi timer/counter
Instruksi geser bit
Instruksi sub routine
Instruksi ekspansi
Pada dasarnya, tingkat pemahaman pemakai PLC ditentukan oleh seberapa banyak instruksi yang telah dipahaminya. Oleh karena itu, untuk pemula berikut ini hanya dijelaskan beberapa instruksi saja. Untuk pendalaman lebih lanjut dapat mempelajari manual pemrograman yang diterbitkan oleh pemilik merk PLC. 1. Instruksi Diagram Ladder •
Instruksi diagram ladder adalah instruksi sisi kiri yang mengkondisikan instruksi lain di sisi kanan. Pada program diagram ladder instruksi ini disimbolkan dengan kontak-kontak seperti pada rangkaian kendali elektromagnet.
•
Instruksi diagram ladder terdiri atas enam instruksi ladder dan dua instruksi blok logika.
Instruksi
blok
logika
adalah
instruksi
yang digunakan
untuk
menghubungkan bagian yang lebih kompleks. •
Instruksi LOD dimulai dengan barisan logic yang dapat diteruskan menjadi ladder diagram rung. Instruksi LOD digunakan setiap kali rung baru dimulai. Diagram Ladder ( relay circuit) 0
0
List Program
Address
Instruction Word
Data
0 1
LOD -
0 -
2. Instruksi AND •
Instruksi AND digunakan untuk membuat program kontak sirkuit seri
•
Instruksi AND dimasukan sebelum set yang kedua yang berhubungan dan
•
selanjutnya
•
Dapat dilanjuti dengan instruksi NOT untuk contact normally closed Gerbang Logic AND 1 2
Q
Tabel Kebenaran gerbang AND INPUT 1 OFF ON OFF ON
INPUT 2 OFF OFF ON ON
INPUT 3 OFF OFF OFF ON
Diagram Ladder (relay circuit) 0
1
0
1
3. Instruksi OR •
Instruksi OR digunakan untuk memprogram parallel contact circuit
•
Instruksi OR dimasukan sebelum set kedua dan selanjutnya
•
Instruksi ini dapat diikuti oleh instruksi NOT pada contact normaly closed Gerbang Logic OR
Tabel Kebenaran
4. Instruksi AND LOD
•
Instruksi AND LOD digunakan untuk menyambung dua atau lebih circuit seri yang dimulai dengan LOD instruction.
•
Instruksi AND LOD sama dengan NODE pada ladder program.
•
Instruksi AND LOD dimasukan setelah memasukkan circuit-circuit yang akan disambung. Gerbang Logic AND LOD
Diagram Ladder
5. Instruksi OR LOD •
Instruksi OR LOD digunakan untuk menyambung dua atau lebih circuit parallel yang dimulai dengan LOD instruction
•
Instruksi OR LOD sama dengan NODE pada ladder diagram
•
Instruksi OR LOD dimasukan setelah memasukkan circuit yang akan disambung
Gerbang Logic OR LOD
Diagram Ladder (relay circuit)
6. Instruksi NOT •
Instruksi NOT digunakan sebelum memasukan input address untuk menyatakan kontak yang normaly closed
•
Instruksi NOT membuat pembacaan input menjadi kebalikannya
•
Instruksi ini dapat dimasukan setelah memasukkan instruksi LOD, AND, OR
Gerbang Logic NOT 1
Q
Diagram Ladder (relay circuit)
7. Instruksi SET & RST •
Instruksi SET &RST digunakan untuk mengaktifkan atau mereset output dan internal relay
•
Hanya memerlukan satu address
•
Output yang sama dapat di set dan reset berkali-kali dalam satu program
•
Beroperasi pada setiap scan waktu input ON
Diagram Ladder
List Program
Timing Chart SET & RST Instruction
8. Instruksi TIM (TIMER) •
100-msec, Time down timer
•
Selalu diperlukan dua address
•
Instruksi timer dimasukkan pada address pertama yang diikuti oleh nomer timer
•
Nilai preset dimasukan pada address kedua, preset timer antara 0 sampai 9999
•
Nomer timer, T 0 sampai T 79
Timing Chart
Diagram Ladder
Persyaratan Instruksi Timer: •
Time down dari nilai yang telah ditentukan akan dimulai setelah timer input aktif.
•
Output dari timer akan menyala jika nilai angka mencapai nol.
•
Nilai waktu kembali ke setting awal jika timer input mati.
•
Nomor timer yang sama tidak dapat di program lebih dari sekali, jika dicoba maka akan ERROR MESSAGE.
•
Nilai preset timer dapat diubah tanpa harus mentransfer seluruh program ke memory pack lagi. Jika nilai timer diubah pada waktu time down, perubahan akan mulai efektif pada siklus yang berikutnya.
•
Jika nilai preset timer diubah menjadi nol, timer akan menghentikan operasi dan timer output akan langsung aktif.
9. Instruksi CNT (Counter) Adding (UP) Counter Persyaratan: •
Tersedia 100 Counter tambahan.
•
Counter di program dalam urutan RESET INPUT, PULSE INPUT dan CNT.
•
Nilai preset Counter adalah 0 sampai 9999.
•
Dua address diperlukan, pertama untuk instruksi counter, kedua untuk nilai presetnya.
•
Nomor Counter yang sama tidak dapat di program lebih dari sekali.
•
Ketika reset OFF, counter menghitung pulse input yang dibandingkan dengan nilai preset.
•
Ketika nilai terhitung mencapai nilai preset, output aktif dan tetap aktif sampai reset itu dinyalakan.
•
Ketika input reset berubah dari OFF ke ON, nilai Counternya terulang/reset.
•
Ketika reset input ON semua pulse input diabaikan.
•
Jika power mati, nilai counter dapat dipertahankan dengan menggunakan konfigurasi CPU FUN7.
•
Nilai Counter preset dapat diubah tanpa mentransfer seluruh program kembali.
•
Input reset mempunyai prioritas diatas input pulse. Satu scan setelah preset input akan mengubah dari ON ke OFF, counter akan mulai menghitung pulse input setelah berubah dari OFF ke ON. Diagram Ladder
List Program Address
Instruction Word
Data
0 1 2 3
LOD LOD CNT
1 2 1 5
Timing Chart
10. Instruksi OUT •
Instruksi OUT akan mengakhiri logic Line yang berhubungan dengan ladder diagram baris
•
Internal relay IR dapat digunakan dengan instruksi OUT Diagram Ladder
List Program
11. Counter Reversible 1. Dual-pulse reversible Counter (CNT 45) 2. Up/Down selection Reversible Counter (CNT 46) Persyaratan DUAL-PULSE REVERSIBLE COUNTER CNT 45 & CNT 46: •
Diperlukan 3 input
•
Preset input, Up-pulse Input, CNT 45 atau CNT 46, Preset Value
•
Nomor Counter yang sama tidak dapat digunakan lebih dari sekali
•
Jika pulse up an pulse down aktif bergantian maka akan ERROR
•
Jika input ON, nilai preset sudah set
•
Up mode diplih jika UP/DOWN input ON
•
Down mode diplih jika UP/DOWN input OFF
•
Perhitungan dimulai ketika preset input OFF
•
Counter output aktif jika nilai perhitungan mencapai nol
•
Setelah nilai counter mencapai nol, lalu akan berubah menjadi 9999 untuk perhitungan mundur berikutnya
•
Setelah nilai counter mencapai 9999, lalu akan berubah menjadi nol untuk perhitungan naik berikutnya
•
Input preset harus diaktifkan sebelum programming agar nilai perhitungan kembali ke nilai yang di set
•
Preset harus dimatikan sebelum perhitungan dimulai - Jika nilai preset diubah pada waktu operasi, perubahan langsung efektif
•
Perhitungan tidak akan berfungsi jika nilai preset diubah setelah nilai presetnya telah tercapai Diagram Ladder
List Program
Diagram Ladder
List Program
Timing Chart CNT45 Dual-Pulse Reversible Counter
Timing Chart CNT45 Dual-Pulse Reversible Counter
