BAB II LANDASAN TEORI
2.1.
PLC (Programable Logic Control) PLC diperkenalkan pertama kali pada tahun 1969 oleh Modicon
(sekarang bagian dari Gauld Electronics) for General Motors Hydermatic Division. Kemudian beberapa perusahaan seperti Allan Breadly, General Electric, GEC, Siemens dan Westinghouse memproduksi dengan harga standar dan kemampuan kerja tinggi. Pemasaran PLC dengan harga rendah didominasi oleh perusahaan Jepang seperti Mitsubishi, Omron, dan Toshiba. Definisi yang tepat untuk Programmable Logic Controller (PLC) adalah suatu peralatan elektronika digital yang dapat dilakukan pemrograman untuk menyimpan instruksi-instruksi dan melaksanakan
fungsi khusus seperti logika, sekuensial, timer, counter dan
aritmatika untuk kontrol mesin dan proses. Sebelum PLC telah banyak peralatan kontrol sekuensial, semacam Cam Shaft dan Drum. Ketika relay muncul, panel kontrol dengan relay menjadi kontrol sekuensial utama. Ketika transistor muncul, solid state
relay diterapkan pada bidang yang relay elektromagnetik tidak
cocok diterapkan, seperti kontrol dengan kecepatan tinggi. Sekarang sistem kontrol sudah meluas sampai keseluruh pabrik dan sistem kontrol total dikombinasikan dengan kontrol feedback, pemrosesan data dan sistem monitor terpusat. Sistem kontrol logika konvensional tidak dapat melakukan beberapa kasus digital, dan
Programmable Logic Controler diperlukan untuk itu.
Sedangkan kini persaingan industri makin meningkat, efisiensi produksi secara
4
5
umum dianggap sebagai kunci sukses. Efisiensi produksi meliputi area yang luas seperti : 1. Kecepatan peralatan produksi dan line produksi dapat diset untuk membuat suatu produk. 2. Menurunkan biaya material dan upah kerja dari suatu produk. 3. Meningkatkan kualitas dan menurunkan reject. 4. Meminimalkan downtime dan biaya peralatan lebih murah.
PLC merupakan sistem yang dapat memanipulasi, mengeksekusi, dan atau memonitor keadaan proses pada laju yang amat cepat, dengan dasar data yang bisa diprogram dalam sistem berbasis mikroprosesor integral. PLC menerima masukan dan menghasilkan keluaran sinyal-sinyal listrik untuk mengendalikan suatu sistem. Dengan
demikian besaran-besaran fisika dan kimia yang
dikendalikan, sebelum diolah oleh PLC, akan diubah menjadi sinyal listrik baik analog maupun digital,yang merupakan data dasarnya. Karakter
proses yang
dikendalikan oleh PLC sendiri merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan urut untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan. Dengan kata lain proses itu terdiri beberapa subproses, dimana subproses tertentu akan berjalan sesudah subproses sebelumnya terjadi. Istilah umum yang digunakan untuk proses yang berwatak demikian ialah
proses sekuensial (sequential
process). Sistem kontrol yang populer selain PLC, misalnya Distributed Control System (DCS), mampu menangani proses-proses yang bersifat sekuensial dan juga kontinyu (continuous process) serta mencakup loop kendali yang relatif banyak.
6
2.1.1
Pengertian PLC (Programable Logic Control) PLC adalah peralatan elektronika yang beroperasi secara digital, yang
menggunakan programmable memori untuk menyimpan internal bagi intruksi – intruksi fungsi spesifik seperti logika, sekuensial, timing, counting dan aritmatika untuk mengendalikan secara digital atau analog input atau output sebagai tipe mesin. PLC (Programmable Logic Controller) memiliki input device yang disebut sensor, output device serta controller. Peralatan yang dihubungkan pada PLC yang berfungsi mengirim sebuah sinyal ke PLC disebut input device. Sinyal input masuk pada PLC disebut input poin. Input poin ini ditempatkan dalam lokasi memori sesuai dengan statusnya on atau off. Lokasi memori ini disebut lokasi bit. CPU dalam suatu siklus proses yang normal memantau keadaan dari input poin dan menjalankan on dan off sesuai dengan input bitnya. Pada dasarnya PLC terdiri dari tiga bagian utama yaitu bagian input/output, bagian prosesor dan perangkat pemrograman (programming device).
7
Keterangan : 1) Progarmming device, adalah alat kominikasi dan eksekusi program 2) Program Memory, merupakan bagian dari processor yang berfungsi sebagai penyimpan instrukdi-instruksi program data 3) Work memory, merupakan bagian yang melaksanakan carakerja PLC 4) Control unit, suatu unit pengendali yang mengarahkan urutn operasi pada processordan mengirim sinyal-sinyal pengendali untuk mengkoordinasikan aliran dari informasi dan data antar bagian dari processor, seperti mengambil data dair input, mengirim data ke output dan operasi-operasi lainnya serta memberi respon terhadap sinyal-sinyal luar. 5) Power supply, yaitu sumber masukan yang digunakan pada peralatan PLC 6) Input circuit, adalah rangkaian peralatan keluaran yang dihubungkan ke peralatan output 7) Input device, yaitu peralatan input luar yang berupa saklar, tombol tekan, sensor dan lain-lain. 8) Output device, yaitu peralatan output luar yang akan dihubungkan kebeban berupa relay,kontaktor, valve dan lain-lain. Tahap dasar untuk penyiapan awal untuk memudahkan dan memasukkan program dalam PLC dengan mempersiapkan daftar seluruh peralatan input dan output beserta lokasi I/O bit, penempatan lokasi word dalam penulisan data. Untuk pemrograman sebuah Programmable Logic Controller terlebih dahulu kita harus mengenal atau mengetahui tentang organisasi dan memorinya.
8
Ilustrasi dari organisasi memori adalah sebagai peta memori (memori map), yang spacenya terdiri dari kategori User Programable dan Data Table. User Program adalah dimana program Logic Ladder dimasukkan dan disimpan yang berupa instruksi – instruksi dalam format Logic Ladder. Setiap instruksi memerlukan satu word didalam memori.
2.2.
Fungsi Programmable Logic Control (PLC) Fungsi dan kegunaan dari PLC dapat dikatakan hampir tak terbatas,tetapi
dalam prakteknya dapat kita lihat secara umum sebagai berikut: 1) Kontrol Sekuensial PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step/langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.
2) Monitoring Plant PLC secara terus menerus memonitor status dari sistem yang dijalankan dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol serta menampilkan pesan tertentu pada operator.
2.3.
Perbandingan antara PLC dan kontrol konvensional Kontrol konvensional yang menggunakan relay atau kontaktor mempunyai
keuntungan dan kerugian jika digunakan sebagai rangkaian kontrol dan bila dibandingkan control dengan menggunakan PLC.
9
Relay sendiri merupakan kontak elektronik, karena terdapat koil/kumparan yang akan menggerakkan kontak membuka dan menutup bila kumparannya dialiri arus listrik. Berikut ini adalah kekuntungan dan kerugian antara PLC dan kontrol konvensional.
2.3.1. Keuntungan Kontrol Konvensional: 1) Mudah diadaptasikan untuk tegangan berbeda 2) Tidak banyak dipengaruhi oleh temperature disekitar. 3) Beberapa rangkaian terpisah dapat dihidupkan 4) Rangkaian yang mengontrol relay dan rangkaian yang membawa arus yang terhubung secara fisik terpisah satu sama lainnya.
2.3.2. Kerugian Kontrol Konvensional: 1) Kontak dibatasi pada keausan dari bunga api atau dari oksidasi 2) Menghabiskan banyak tempat 3) Menimbulkan bunyi selama proses kontak 4) Kecepatan kontak terbatas 3 ms sampai 17 ms. 5) Kontaminasi (debu) dapat mempengaruhi umur kontak.
2.3.3. Keuntungan PLC atas Kontrol konvensional : 1) Aplikasi universal 2) Produksi yang besar 3) Harga semakin murah
10
4) Bidang aplikasi baru 5) Pemprograman yang ampuh 6) Mudah diubah 7) Commissioning mudah 8) Jumlah kontak yang banyak
2.3.4. Kerugian PLC atas Kontrol konvensional : 1) Pengubahan sistem kontrol konvensional merupakan hal yang sulit bagi sebagian orang. 2) Kurang tepat untuk aplikasi control yang bersifat tetap 3) Pertimbangan lingkunagan 2.4.
Pemograman PLC melalui PC Pemograman PLC dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu: pemograman
melalui Programming
Console dan pemograman melalui PC dengan
menggunakan Software RS LOGIX 500 2.5.
RSlogix500 RSLogix500 adalah salah satu bahasa pemograman ladder diagram yang
di kemas untuk memaksimalkan kemampuan, menyimpan sewaktu membangun project, dan meningkatkan produktivitas. Semua software RSLogix dapat beropersi di Microsoft 32-bit, Windows 95/98, Windows NT, Windows 2000, Windows XP operating systems. Software ini Support dengan Allen-Bradley SLC500™ and MicroLogix™ processors, RSLogix 500™ merupakan software
11
PLC programming yang pertama
untuk produktivitas industry-leading
menggunakan user interface.
Gambar 2.2 RSLogix 500
Key Features • Compare • Auto-Address Wizard • Dot Commands • Consolidated Project View • Point-and-Click I/O Configuration • Flexible Ladder Editor • Common User Interface & Feature Set • Symbolic Programming • Drag-and-Drop Editing
12
• Ladder View Options • Custom Display Monitor • ASCII Editor • Tabbed Status Displays • Powerful Database Editor • Search & Replace • Intuitive Windows Interface • Dependable & Flexible Communications • Easy Communication Configuration • Comprehensive Help System
2.5.1
Started RSLogix 500 Ketika membuka project di RSLogix 500 anda akan menampilkan :
Gambar 2.3 Gambar open new project RSLogix500
13
Menu bar – Pilih fungsi dari tampilan menu click untuk memilih pada bar Icon bar - Icon bar memiliki banyak fungsi untuk proses program dan juga digunakan untuk test logic program anda. Online bar – Melihat status processor mode dan ketika anda melakukan online edits atau forces present. Anda dapat juga melihat communications driver dan node number. Project tree – Melihat semua folders and files Project anda. Anda dapat selalu click icon yang ada dan ketika click kanan pada mouse untuk menu yang digunakan hanya untuk icon yang dipilih Untuk contoh, jika anda click kanan mouse pada program file, anda melihat options untuk rename program file, open program file, hide the program file, atau properties dari program file. Status bar – Melihat status informasi saat program berjalan Results pane – Tampilan untuk memberikan instruksi kesalahan pada layar program. Ladder view – Dimana tempat untuk membuat ladder atau edit ladder. Instruction toolbar - Tampilan instruction mnemonics pada categories table. Ketika anda click pada kategori tab instruction toolbar hanya merubah dan memnampilkan kategori tersebut. Click pada instruction untuk menyisipkan instruksi tersebut pada ladder program. 2.5.2
Chasis dan Module setup
Setelah anda membuka project, anda membutuhkan setting chassis, identifikasi I/O cards dan posisi I/O pada chassis, dan memilih power supply untuk chassis yang anda konfigurasi.
14
Anda dapat juga menampilkan I/O configuration untuk project anda sewaktu-waktu dengan double-clicking pada icon I/O Configuration di project tree.
Gambar 2.4 Read I/O Config 2.5.3
Automatic I/O configuration Jika anda memprogram SLC 5/03™, SLC 5/04™ or SLC 5/05™
processor offline dan memiliki konfigurasi untuk komunikasi untuk processor, anda dapat membaca processor dan menata I/O konfigurasi processor secara manual. Juga dapat, click Read I/O Config untuk konfigurasi I/O secara otomatis. 2.5.4
Floating instruction palette Digunakan
untuk
memilih
instruksi
ladder
RSLogix
500
dapatditmilkan yaitu floating instruction palette. Dari View menu click Instruction Palette atau click palette icon.
15
Gambar 2.5 Floating instruction palette
2.5.5
Instruksi pemograman
Tahap dasar untuk penyiapan awal untuk memudahkan dan memasukkan program dalam PLC dengan mempersiapkan daftar seluruh peralatan input dan output beserta lokasi I / O bit, penempatan lokasi word dalam penulisan data. Untuk pemrograman sebuah programmable Logic Controller terlebih dahulu kita harus mengenal atau mengetahui tentang organisasi dan memorinya. Ilustrasi dari organisasi, memori adalah sebagai peta memori ( memory map ), yang spacenya terdiri dari kategori User Program dan Data Table. User program adalah dimana program Logic ladder dimasukkan dan disimpan, yang berupa instruksi – instruksi dalam format logic ladder. Setiap instruksi memerlukan satu word di dalam memori. Data tabel dibagi menjadi dua kategori yaitu : status data dan numbers atau codes. Status adalah informasi on / off yang dipresentasikan sebagai “I” dan
16
“O“, yang disimpan dalam bit location. Sedangkan informasi number atau code dipresentasikan sebagai group bit dari yang disimpan dalam byte atau word location. Data tabel dibagi menjadi tiga seksi tergantung menurut jenis informasinya, yaitu input image tabel, timer dan counter storage. Ilustrasi dari memori map dapat dilihat seperti berikut.
PROGRAM UTAMA
! SUB RUTIN
DAERAH PENYIMPANAN PESAN ! PROGRAM PEMAKAI
Dari tabel input dan output di bawah ini dalam mengerjakan suatu program, prosesor akan membaca semua inputan dimana hal ini disebut program scan, kemudian mengambil datanya dan mengenergize dan de-energize outputnya. Penulisan program dilakukan dalam bentuk ladder diagram, Instruksi ladder diagram yang digunakan pada penyusunan software PLC yaitu :
1. Examine if Closed (XIC)
Gambar 2.6 Ladder XIC
17
2. Examine if Open (XIO)
Gambar 2.7 Ladder XIO
3. Output Energize (OTE)
Gambar 2.8 Ladder OTE (Output)
4. Output Latch (OTL) dan Output Unlatch (OTU)
Gambar 2.9 Ladder Latch dan Unlatch
5. Timer On-Delay (TON)
18
Gambar 2.10 Ladder Timer On Delay
6. Timer Off-Delay (TOF)
Gambar 2.11 Ladder Timer off delay
7. Count Up (CTU)
Gambar 2.12 Ladder counter up
8. Count Down (CTD)
19
Gambar 2.13 Ladder counter down
2.6.
RSLinx Gateway RSLinx adalah server komunikasi yang paling banyak diinstal dalam
proses otomasi. Pada dasarnya RSlinx ini adalah software penghubung antara PLC dengan PC dan kebalikannya, sehingga data yang terdapat dalam PLC dapat diterjemahkan dan dapat dibaca oleh HMI.
2.7.
RSLogix Emulate500 RSLogix Emulate500
ini adalah sebuah software emulator sebagai
pengganti PLC. Semua program yang telah dibuat bisa disimulasikan terlebih dahulu oleh software ini. Salah satu keuntungannya adalah mengurangi kegagalan peralatan dan biaya apabila terjadi kesalahan pemograman.
2.8.
HMI (Human Machine Interface) RSView merupakan salah satu HMI yang banyak digunakan di dunia
industri. Tugas dari HMI (Human Machine Interface) yaitu membuat visualisasi dari teknologi atau sistem secara nyata. Sehingga dengan desain HMI dapat disesuaikan sehingga memudahkan pekerjaan fisik. Tujuan dari HMI adalah untuk meningkatkan interaksi antara mesin dan operator melalui tampilan layar komputer dan memenuhi kebutuhan pengguna terhadap informasi sistem. HMI
20
dalam industri manufacture berupa suatu tampilan Graphic User Interface (GUI) pada suatu tampilan layar computer yang akan dihadapi oleh operator mesin maupun pengguna yang membutuhkan data kerja mesin. Dalam HMI terdapat berbagai macam visualisasi untuk monitoring dan data mesin yang terhubung secara online dan real time. HMI akan memberikan suatu gambaran kondisi mesin yang berupa peta mesin produksi dimana disitu dapat dilihat bagian mesin mana yang sedang bekerja. Pada HMI juga terdapat visualisasi pengendali mesin berupa tombol, slider dan sebagainya yang dapat difungsikan untuk mengontrol atau mengendalikan mesin sebagaimana mestinya. Selain itu dalam HMI juga ditampilkan alarm jika terjadi kondisi bahaya dalam sistem. Sebagai tambahan, HMI juga menampilkan data-data rangkuman kerja mesin termasuk secara grafik. HMI (Human Machine Interface) adalah sistem yang menghubungkan antara manusia dan teknologi mesin. HMI dapat berupa pengendali dan visualisasi status baik dengan manual maupun melalui visualisasi komputer yang bersifat real time. Sistem HMI biasanya bekerja secara online dan real time dengan membaca data yang dikirimkan melalui I/O port yang digunakan oleh sistem controller-nya. Port yang biasanya digunakan untuk controller dan akan dibaca oleh HMI antara lain adalah port com, port USB, port RS232 dan ada pula yang menggunakan port serial. 2.8.1
Started RSView32 Setelah selesai menginstall RSView32 maka didalam program akan
terdapat 2 macam RSView32, yaitu RSview32 Runtime dan RSView32 Works.
21
Fungsi dari masing masing RSView tersebut adalah : 1. RSView32 Works berfungsi sebagai software untuk merancang HMI yang diinginkan, pada fungsi ini HMI dapat di edit, simulasi dan lain-lain. 2. RSView32 Runtime berfungsi untuk menjalankan HMI pada Runtime ini HMI tidak bisa di edit, hanya berfungsi sebagai tampilan saja sesuai dengan yang telah dirancang oleh RSView32 Works.
Gambar 2.14 RSView32 Works Untuk membuat suatu proyek maka kita tinggal memilih menu File -> New-> selanjutnya buat nama file, setelah itu akan muncul ganbar berikut :
22
Gambar 2.15 Open new project RSView32 Pada Edit Mode terdapat pilihan menu : System – Menu untuk mengkonfigurasi komunikasi dengan PLC Graphics – Membuat gambar dari proyek . Alarms – Mengkonfigurasi alarm Datalog – Membuat data apa saja yang akan diambil datanya. Logic and Control – Mengkonfigurasi sistem dengan visual editor
23
Gambar 2.16 RSView Run Mode Untuk menunya hampir sama dengan edit mode, setelah proyek selesai dibuat maka dapat di tes dulu pada Run Mode ini sehingga dapat diketahui betul atau tidaknya proyek yang telah dibuat tersebut. Apabila proyeknya tidak diketemikan error maka program tersebut dapat dijalankan oleh RSView32 Runtime.
2.9.
Boiler Boiler merupakan bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke
air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Sistem boiler terdiri dari sistem air umpan, sistem steam,, dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan
24
dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sitem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua perlatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.
