BAB II LANDASAN TEORI

6

BAB II LANDASAN TEORI 2.1.

PLC Definisi PLC menurut National Electrical Manufactures Association

(NEMA) adalah suatu alat elektonika digital yang menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dari suatu fungsi tertentu seperti logika, sekuensial, pewaktu, pencacah dan aritmatika untuk mengendalikan mesin dari suatu proses. Programmable Logic Controller (PLC) pada dasarnya adalah sebuah komputer yang khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin. Proses yang dikontrol ini dapat berupa regulasi variabel secara kontinyu seperti pada sistem-sistem servo atau hanya melibatkan kontrol dua keadaan (On/Off) saja tapi dilakukan secara berulang-ulang seperti umum kita jumpai pada mesin pengeboran, sistem konveyor, dan lain sebagainya. PLC sendiri sampai saat ini memiliki beberapa merek dengan nama-nama besar dari perusahaan ternama didunia. Salah satunya adalahan OMRON. Omron sejatinya memiliki hasil produksi yang beragam dibidang kontrol sistem. Salah satunya adalah PLC. PLC Omron CQM1 merupakan salah satu tipe PLC yang memiliki kecepatan yang tinggi yang dirancang untuk operasi kontrol yang mempunyai jumlah I/O dari 0 - 16 buah alamat per modul, dan bisa ditambah lagi sesuai kebutuhan, pada PLC Omron CQM1 terdapat juga internal relay yaitu dari 600 - 1500. Selain itu, PLC ini memiliki kemudahan dalam penginstalan, pengembangan, dan pemasangan sistem.

http://digilib.mercubuana.ac.id/

7

PLC sendiri biasany mempunyai konfigurasi yang terdiri dari 6 bagian utama yaitu: a. Unit Power Supply Unit ini berfungsi untuk memberikan tegangan pada blok CPU PLC, biasanya berupa switching power supply. b. CPU Unit CPU merupakan otak dari PLC, disinilah program akan diolah sehingga sistem kontrol yang telah kita desain bekerja seperti yang kita inginkan. CPU PLC sangat bervariasi macamnya tergantung pada masing-masing merk dan tipe PLC. c. Memori Unit Memori unit terdiri dari 3 kompenen yaitu : 1.

RAM

: Random Acces Memory

2.

EPROM : Eraseable Progammable Read Only Memory

3.

EEPROM : Electrical Eraseable Programmable Read Only Memory

d. Input Unit Input unit atau Input digital dapat disamakan dengan Input Point Digital terdiri dari beberapa unsur yaitu : 

DC 24 V input



DC 5 V input / TTL (Transistor Transistor Logic)



AC/DC 24 V input



AC 110 V input


8



AC 220 V input

Input Analaog 

0 – 10 V DC



-10 V DC – 10 V DC



4 – 20 mA DC

e. Output Unit Output unit terdiri dari 2 komponen yaitu Relay Output dan Output Analog atau disebut juga Output Point Linier. Adapun komponen Relay Ouput terdiri dari : 

AC 110 V output



AC 220 V output



DC 24 V output,tipe PNP dan tipe NPN.

Sedangkan Output Analog atau Output Point Linier terdiri dari :  0 – 1 V DC 

-10 V DC – 10 V DC• 4 – 20 mA DC

 4 – 20 mA DC

f. Peripheral Yang termasuk peripheral adalah :  SSS (Sysmac Support Software) 

EPROM writer

 GPC (Graphic Programming Console


9



FIT (F Factory Inteelegent Term minal)

Gamb bar 2.1 PLC C Konfiguraasi

2.11.1. Konseep PLC Seccara Umum m Konseep PLC deccara umum dapat d dibaggi menjadi 3 unsur, yaittu : 1.

Programm mable Menunjukkkan kemaampuan daalam hal memori m untuk menyim mpan program yang telah dibuat serrta dengan mudah diuubah-ubah ffungsi atau keguunaannya.

2.

Logic Menunjukkkan kemam mpuan dalaam memprooses input secara aritm matik dan logiic (ALU), yakni m melakukan operasi membandin m ngkan,


10

menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, AND, OR, dan lain sebagainya. 3.

Controller Menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan. PLC ini dirancang untuk menggantikan suatu rangkaian relay sequensial

dalam suatu sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki pengetahuan di bidang pengoperasian

komputer secara khusus. PLC ini memiliki bahasa

pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program yang telah dibuat dengan menggunakan software yang sesuai dengan jenis plc yang digunakan sudah dimasukkan.

2.1.2. Fungsi PLC Secara Umum a. Sekuensial Control PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat. b. Monitoring Plant PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol


11

(misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator.

c. Shutdown System Prinsip kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses yang dikendalikan lalu melakukan serangkaian instruksi logika terhadap sinyal masukan tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori lalu menghasilkan sinyal keluaran untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya.

2.1.3. Komponen pada PLC Adapun penjelasan dari komponen-komponen pada PLC adalah sebagai berikut: a. Central Processing Unit ( CPU ) CPU merupakan bagian utama dan merupakan otak dari aplikasi PLC. CPU ini berfungsi untuk melakukan komunikasi denngan PC atau consule, interkoneksi pada setiap bagian aplikasi PLC, mengeksekusi program-program, serta mengatur input dan output system, agar lebih jelasnya gambar CPU dapat dilihat pada Gambar 2.2


12

G Gambar 2.22 CPU PLC C OMRON CQM-1 C

b.. Memori mori meruupakan tem mpat penyim mpan data sementaraa dan Mem tempat menyimpan m p program yaang harus dijalankan, d dimana proogram tersebut merupakan m hasil terjem mahan dari ladder l diaggram yang dibuat d oleh userr. Sistem memori m padaa PLC jugaa mengarahh pada teknnologi flash mem mory. Dengan menggunnakan flash h memory maka m akan sangat mudah bagi b pengg guna untukk melakukaan program mming maaupun reprogram mming secaara berulangg-ulang. Seelain itu padda flash meemory juga terdaapat eprom yang dapat dihapus berrulang-ulanng. Sisttem memorri dibagi daalam blok-bblok dimanaa masing-m masing blok mem miliki fungssi sendiri-ssendiri. Bebberapa bagiian dari meemori digunakann untuk meenyimpan sttatus dari in nput dan ou utput, semeentara bagian memori m yangg lain digunnakan untukk menyimpaan variable yang digunakann

pada

p program

seperti

niilai


timer

dan

couunter.

13

Program PLC memiiliki suatu rutin r komplleks yang digunakan d u untuk H ini dappat dilihat lewat memastikkan memorii PLC tidaak rusak. Hal lampu inddikator padaa PLC. Agaar lebih jelaasnya gambar memori dapat dilihat paada gambar 2.3 2

Gam mbar 2.3 Memori CPU U

c. Catu Dayya Cattu daya (ppower suppply) digunnakan untuuk membeerikan tegangan pada PLC. Tegangan masukan paada program m PLC biassanya sekitar 244 VDC ataau 220 VA AC. Pada PLC P yang besar, b catu daya biasanya diletakkan terpisah. t Cattu daya tiddak digunaakan untuk memberikkan daya ssecara langsung ke input maupun output, yang berrarti input dan d output murni m J penggguna harus menyediakkan sendiri catu merupakaan saklar. Jadi daya untuuk input dann output padda PLC. Deengan cara ini i maka PL LC itu


14

usak. Agar lebih jelasnnya gambar catu daya dapat tidak akann mudah ru dilihat paada gambar 2.4 2

Gamb bar 2.4 Cattu Daya PLC C

d.. Rangkaiaan Input PLC Kem mampuan suuatu sistem m otomatis teergantung pada p kemam mpuan program aplikasi PL LC dalam m membaca sinyal s dari berbagai piranti p nsor. Untukk mendetekksi suatu prroses dibutuuhkan input conntohnya sen sensor yaang tepat unntuk tiap-tiap kondisi. Sinyal inp put dapat berupa logika 0 dan 1 (on dan off) aataupun analog. Untukk lebih jelaasnya p gambaar 2.5 gambar Innput unit daapat dilihat pada


15

Gamb bar 2.5 Input Unit PLC C Dallam Pengguunaan rangkkaian inpu ut terbagi menjadi m dua yaitu rangkaiann sink ( NPN N Sensor ) atau rangkaian sourcee ( PNP Sennsor ) untuk lebih jelasnya dapat dilihaat pada gam mbar 2.7 dann 2.8

Gaambar 2.7 Circuit Sinkk Type PLC C Modular ( Input Sensoor NPN )


16

Gam mbar 2.8 Circuit C Sourrce Type PLC Modular ( Input Sennsor PNP )

e. Rangkaiaan Output PLC Suaatu sistem otomatis o tiddak akan leengkap jikaa sistem terrsebut tidak mem miliki jalurr output. Ouutput contrrol ini dapaat berupa annalog maupun digital. d Outpput analog digunakan untuk mennghasilkan sinyal s analog seedangkan output o digittal digunak kan untuk menghubunngkan dan mem mutuskan jallur, misalnyya piranti output o yang g sering diipakai dalam PL LC adalah motor, m relayy, solenoid, lampu, dann speaker.seeperti pada ranggkaian input program aplikasi a PL LC, pada baggian outputt PLC juga dibuutuhkan suaatu antarmuuka yang diigunakan unntuk melinddungi CPU darii peralatan eksternal. Antarmukaa output PL LC sama deengan antarmukka input PL LC. Agar leebih jelasny ya gambar output o unit PLC dapat dilihat pada gaambar 2.9 daan 2.10.


17

Gam mbar 2.9 Ouutput Unit PLC P Gam mbar diatass adalah benntuk fisik daripada d slott external output o PLC. Seedangkan rangkaianya r a dijelaskaan pada gambar g beeriktut dibawah ini.

Gam mbar 2.10 Wiring W Diaggram Outpuut Unit OD 212


18

f. Penambahan I/O PLC Setiap PLC pasti memiliki jumlah I/O yang terbatas, yang ditentukan berdasarkan tipe PLC tersebut. Namun dalam aplikasi seringkali I/O yang ada pada PLC tidak mencukupi. Oleh sebab itu diperlukan perangkat tambahan untuk menambah jumlah I/O yang tersedia. Penambahan jumlah I/O ini dinamakan dengan expansion unit.

g. PLC Yang Digunakan Type PLC pada Omron terbagi menjadi dua yaitu, modular dan compact. Untuk perancangan yang sedang penulis lakukan adalah menggunakan type compect dimana untuk compact ini terdiri dari beberapa bagian antara lain , base unit, power supply unit, cpu, memori, I/O unit. Sedangkan untuk type modular base unit, power supply unit I/O Unit dan spesial unit semua terpisah (tidak menjadi satu seperti type compact).

h. Software PLC Yang Digunakan Dalam membuat program PLC kita membutuhkan software untuk

berkomunikasi

dengan

PLC

tersebut.

Software

dipergunakan untuk PLC Omron kita mempergunakan CX ONE.


yang

19

Gambar 2.11 Softw ware PLC Om mron

2.2.

MCB CB merupaakan kependdekan dari Miniature Circuit Breeaker. MC Biasanya MCB diguunakan oleeh pihak PLN untuk membatasi arus sekaligus sebagai pengaman dalam suaatu instalassi listrik. MCB p M berfungsii sebagai pengaman p hhubung singgkat (konslleting) dan juga berfungsii sebagai peengaman beeban lebih. MCB akan n secara otoomatis dengan segera s mem mutuskan aarus apabilla arus yanng melewaatinya melebihi dari arus noominal yangg telah ditentukan padda MCB terssebut. minal yang terdapat padda MCB adaalah : Arus nom Kodde 1A, 2A, 4A, 6A, 10A, 16A,, 20A, 25A A, 32A dann lain sebagainyya. Nom minal MCB B ditentukaan dari beesarnya aruus yang biisa ia hantarkann, satuan darri arus adalaah Ampere..


20

Gambar G 2.112 MCB

2.3.

Relay k liistrik yang dioperasika d an sebagai saaklar. Relay adalah komponen Beberapaa relay mennggunakan elektromaggnet untuk mengoperaasikan pensaklarran secara mekanis, m teetapi prinsipp-prinsip op perasi yangg lain juga bissa digunak kan. Relayy diperlukaan untuk mengendaalikan rangkaiann dengan sinyal s dayaa rendah (ddengan isollasi listrik yang lengkap antara kon ntrol dan rrangkaian kontrol), k attau di bebberapa rangkaiann yang harrus dikontrrol oleh saatu sinyal. Relay perrtama digunakann di rangkaaian telegraaf, mengulaang sinyal yang y datangg dari suatu ranngkaian dann mentransm misikan ulanng ke rangkaian yangg lain. Relay diigunakan secara luas dalam peerakitan tellepon dan awal komputerr untuk dapaat melakukaan operasi loogis.


21

m daya d tinggi yang diperlukan Jeniis relay yanng dapat menangani untuk seccara langsunng mengenddalikan motoor listrik ataau beban lainnya disebut koontaktor.

G Gambar 2.113 Relay

2.4.

Motor M DC

Motorr DC meruupakan sebbuah peranggkat elektro omagnetis yang menggubah energi listrik menjaddi energi mekanik. m E Energi mek kanik ini diigunakan untuk, u memutar impeller i pompa, fan attau blower, menggerak kan kompresor, menganngkat bahan, dll. Motor listtrik digunakkan juga di rumah (mixxer, bor listtrik, kipas angin) a s dan di inddustri. Motoor listrik kaadangkala disebut “kudda kerja” nyya industri sebab diperkirakkan bahwa motor-moto m or menggunnakan sekitaar 70% bebaan listrik tootal di industri. Keunttungan utam ma motor DC adalahh sebagai pengendali p kecepatan, yang tidak mem mpengaruhi kualitas paasokan dayaa. Motor ini dapat dikeendalikan deengan mengatur:


22

•

Tegangan

dinamo

–

meningkatkan

tegangan

dinamo

akan

meningkatkan kecepatan. •

Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC. Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut: Gaya elektromagnetik: E = KΦN Torque: T = KΦIa Dimana: E = gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt) Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit) T = torque electromagnetik Ia = arus dinamo


23

K = konstanta persam maan

G Gambar 2..14 Motor DC D dengan Girbox G

M DC Komponeen Utama Motor Mootor arus seearah, sebaagaimana namanya, n menggunakan m n arus langgsung pada yang tidaak langsunng (direct-unidirectioonal). Mottor DC digunakan d penggunaaan khusus dimana diperlukan d penyalaan torque yaang tinggi atau percepatann yang tetaap untuk kisaran k keccepatan yan ng luas.Sebbuah motorr DC memiliki tiga t komponnen utama, yaitu: a.

Kutub Medan wa interaksii dua kutuub magnet akan Secarra sederhanna digambaarkan bahw menyebabkan peerputaran paada motor DC. D Motor DC memiliki kutub m medan yang stasioner dan d dinamo yang mengggerakan bearing padaa ruang diaantara kutub b medan. Motor M DC seederhana memiliki m duaa kutub meddan: kutub utara dan ku utub selatann. Garis mag gnetik energgi membesaar melintasii bukaan diaantara


24

kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

b. Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk.

c.

Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

2.5.

Power Supply

Pengertian power supply adalah suatu hardware komponen elektronika yg mempunyai fungsi sebagai supplier arus listrik dengan terlebih dahulu merubah tegangannya dari AC jadi DC. Jadi arus listrik PLN yang bersifat Alternating Current (AC) masuk ke power supply, dikomponen ini tegannya diubah menjadi Direct Current (DC) baru kemudian dialirkan ke komponen lain yang membutuhkan. Proses pegubahan tegangan tersebut dilakukan karena hardware


25

pada umu umnya seperrti komputeer, hanya biisa bekerja dengan meenggunakann arus DC. Ibaaratnya makkhluk hidupp, power suppply sama dengan d janttung yang ffungsi utamanya untuk mem mompa hasill proses pem mbentukan darah keselluruh tubuh yang memerluk kannya.

Gamb bar 2.15 Poower Supply y 2.6.

Liimit Switch h Lim mit switch merupakann jenis saklaar yang dileengkapi denngan katup yang

berfungsi menggantikkan tomboll. Prinsip kerja k limit switch sam ma seperti saklar s Push on-ooff yaitu hannya akan terrhubung ataau terputus pada saat katupnya k dittekan. Limit swiitch termasuuk dalam kategori k sennsor mekannis yaitu seensor yang akan memberik kan perubahhan elektrikk saat terjadi perubaahan mekan nik pada sensor tersebut. Penerapan daari limit sw witch adalaah sebagai sensor possisi suatu benda b (objek) yaang bergerakk. Simbol liimit switch ditunjukan pada gambaar berikut.


26

Gam mbar 2.16 Limit Switchh Gam mbar diatas adalah benntuk fisik daaripada Lim mit Switch berukuran kecil. Sedangkan n rangkaiannya dijelaskaan pada gam mbar beriktu ut dibawah ini.

(C COM)

(NC) (NO)

Gambar 2.17 2 Schemaatic Limit Switch S Limit swittch umumnyya digunakaan untuk : 

Meemutuskan dan meng ghubungkan rangkaian n menggunaakan objek atau bennda lain.



Meenghidupkaan daya yangg besar, denngan saranaa yang kecil..



Sebagai sensoor posisi ataau kondisi suuatu objek.

Prinsipp kerja limit switch diaakt.tifkan deengan penekkanan pada tombolnyaa pada batas/daerrah yang tellah ditentukkan sebelum mnya sehinngga terjadi pemutusann atau penghubunngan rangkaian dari raangkaian terrsebut. Limit switch memiliki m 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan n kontak NC C (Normally ly Close) diimana salahh satu kontak akaan aktif jikaa tombolnyaa tertekan.


27

2.7.

Pu ull Cord

Pull Cord C Switchh pada dasaarnya adalahh sebuah emergency stop. s Hanyaa saja jika emerg gency stop bbutton kita mengaktifkkannya denggan cara meenekannya, maka pull cord ini i sebuah eemergency stop s dengann cara menggaktifkannyaa adalah meenarik kawat slinng pemicunyya. Kawat sling s ini terppasang di seepanjang ko onveyor, ataaupun area yangg terpasangii pull cord d. Pull cordd dirancang g sebagai pencegah p baahaya sedini muungkin. Sehhingga men ngurangi resiko keceelakaan terh hadap karyyawan ataupun haasil produkssi itu sendirri. Sama halnya denngan limit switch, s pulll cord termaasuk dalam m kategori sensor mekanis, yaitu sensoor yang ak kan membeerikan peru ubahan elek ktrik saat teerjadi p sensor tersebut. perubahann mekanik pada

. Gaambar 2.18 8 Ilustrasi Penggunaan P Pull Cord


28

G Gambar 2.19 Pull Cordd Pada Konv veyor Batu Bara Diatas adalahh foto pengaaplikasian safety s devicce pull cord d pada convveyor batu bara. b Seperti yang sudaah dijelaskaan bahwa caara kerjany ya dengan ditarik d pada bagian b slingg yang terpasang sepanjjang conveyyor.

2.8.

Missaligmen M nt Switch / Belt Switch h Saaat proses pengisian batu bara ke kapal tongkang, tidak mennutup

kemun ngkinan akaan terjadinyya belt konnveyor miriing dan berrgeser keseebelah kanan ataupun kiiri. Sama haalnya dengaan pull cord d, missaligm ment meruppakan sebuatt safety devvice yang bekerja b sebaagai emerggency stop. Bekerja deengan cara merubah m dayya mekanis yang y akan bberubah menjadi sensor elektrik.


29

G Gambar 2.20 Missaliggment Switcch / Belt Sw with Raadius putar untuk stikk sensornyya bisa meencapai 180’. Akan tetapi t sensifiitas kerja kontak k didallamnya adaalah 10’. Seeperti disim mulasikan deengan gambaar dibawah ini. i

Gambarr 2.21 Conto oh Ilustrasi Missaligmeent Switch / Belt Swithh


BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents