Informatika Industri Programmable g Logic g Controller
Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng. Jurusan Teknik Elektro FTI ITS Telp. 5947302 Fax.5931237 Email:
[email protected] @ g Informatika Industri - 03
1
Sejarah Perkembangan Programmable Logic Controller pertama kali dikembangkan oleh General Motor tahun 1968; Sistem kontrol ini digunakan untuk mengganti sistem relay ay control o o yang ya g ba banyak ya digunakan d gu a a dalam da a proses permesinan, pengepakan, material handling, assembly terotomasi dan sebagainya; M Menurut t IEC61131 partt 1 1, pengertian ti PLC merupakan sistem elektronik yang beroperasi digital menggunakan programmable secara digital, memory untuk internal storage yang berorientasi kepada user, untuk melakukan fungsi khusus seperti ti logic, l i sequencing, i timing, ti i arithmetic; ith ti sehingga cocok digunakan pada proses yang berulang-ulang berulang ulang. Informatika Industri - 03
2
Sistem Kontrol Loop Terbuka/Tertutup Loop Terbuka: Desired output
Kontroler
Control signal
Aktuator
Actuating signal
Plant
Plant output
Loop Tertutup (dengan Feedback): Desired output
Error ssignal g a
Control signal
Kontroler
+
Actuating signal
Aktuator
Sensor Informatika Industri - 03
Plant
Plant output t t
Sistem Kontrol dengan PLC
Informatika Industri - 03
4
Peralatan Input
Informatika Industri - 03
5
Peralatan Output
Informatika Industri - 03
6
Hubungan PLC dg Peralatan I/O
Informatika Industri - 03
7
Diagram Fungsional PLC
Informatika Industri - 03
8
Ruang Lingkup Pengendalian (1) Sequence Control : Conventional relay control logic Timer dan Counter P d li otomatis/semiotomatis/manual t ti / i t ti / l pada d suatu t Pengendalian mesin/proses
Sophisticated p Control :
Operasi aritmatik Penanganan informasi Kontrol analog (temperatur (temperatur, tekanan, tekanan dan lain-lain) lain lain) PID (proporsional, integral, derivatif) Pengendalian motor servo Pengendalian motor stepper
Informatika Industri - 03
9
Ruang Lingkup Pengendalian (2) S Supervisory i C t l: Control
Monitoring proses dan alarm Diagnostik g dan monitoring g kesalahan Interfacing dengan komputer (RS 232C dan RS422) Interfacing dengan printer Factory automation (FA) Network Local Area Network Wide Area Network
Informatika Industri - 03
10
Tahapan p Sistem dengan g PLC 1. 2. 3 3. 4. 5. 6. 7.
Desain Sistem I/O Assigment Penulisan Program Programming Editing Monitoring g Penyimpanan Program
Informatika Industri - 03
11
Hardware Penyusun PLC
CPU Perangkat Pemrograman Power Supply Sistem Input Output Komunikasi dan Ekspansi
Informatika Industri - 03
12
Bagian-bagian Bagian bagian CPU CPU terdiri t di i dari d i tiga ti komponen k utama: t Processor Memory Power Supply
Informatika Industri - 03
13
Interaksi Fungsional CPU PLC dg I/O
Informatika Industri - 03
14
Perkembangan e e ba ga PLC C Modular odu a
Informatika Industri - 03
15
Concept p of MELSEC (Q series)) Q Series is now established Intelligently (and intentionally) designed for easy migration Huge performance, flexibility, and TCO advantages The automation platform of the future
Informatika Industri - 03
16
High Performance Model QCPU
5 types available:
Q02/Q02H/Q06H/Q12H/Q25HCPU
High-speed program processing (LD = 0.034µs) L ge capacity Large p it e extended tended memo memory up p to 32M bytes b te memory card Upto 8192 control I/O points including remote I/O Large up g capacity p y programs p g p to 252k steps p Expandable of up to 64 I/O slots Including USB and RS232 programming ports Multiple CPU capability Informatika Industri - 03
17
Mitsubishi Tipe p Compact p Mitsubishi Melsec FX 2N-32MR pada Filling Lithos
Informatika Industri - 03
18
Processor Scan Proses yang secara alami dilakukan PLC, yaitu proses untuk membaca semua p p perangkat g input p lapangan dan melakukan control program yang menurut logic yang telah terprogram terprogram, mematikan dan menyalakan perangkat lapangan. Waktu yang dibutuhkan sekali proses scan dinamakan scan time.
Informatika Industri - 03
19
Proses Scan Time Memeriksa kondisi semua input baik yang benar maupun yang salah di dalam lokasi yang y g disebut I/O image g table. Membaca instruksi dan data dari semua bagian memori dan menjalankan pekerjaan berdasarkan instruksi-instruksi tersebut tersebut. Melakukan diagnosa internal. Mengirim dan menerima informasi dari perangkat pemrograman. Mengatur semua output agar sesuai dengan informasi terbaru terbaru.
Informatika Industri - 03
20
Graphic Programming Console (GPC) Perangkat GPC ini bentuknya mirip dengan laptop laptop.
Informatika Industri - 03
21
Handheld Programming g g MicroLogix g 1000
• Dimensi 4 4,72 72”x x3 3,15 15” x 1,57 1 57” • Jumlah titik I/O 16 titik • Saluran komunikasi RS-232 Informatika Industri - 03
22
Perangkat Pemrograman dg PC Dibutuhkan perangkat lunak sebagai pelengkap pemrogramannya. Misal: CX Programming pada PLC Omron, WinCC pada PLC Siemens, RS Logic pada PLC Allen Bradley, dan GX Developer pada PLC Mitsubishi
Informatika Industri - 03
23
Macam Perangkat I/O Perangkat Input dan Output ini secara garis besar terdiri dari:
Perangkat P k t Digital Di it l IInputt (DI) Perangkat Digital Output (DO) Perangkat Analog Input (AI) Perangkat Analog Output (AO) Perangkat untuk Komunikasi (serial/paralel)
Informatika Industri - 03
24
Komponen Digital I/O
(contact)
Perangkat hanya menghasilkan kondisi biner g p pengolah g sinyal y berupa p : dengan – Contact Output : • • • • •
Komponen untuk mengeluarkan sinyal adalah relay relay. Umumnya untuk beban arus yang relatif besar. Supply beban bisa AC/DC AC/DC. Kecepatan respon rendah. Ada contact bounch, bounch menyebabkan ada noise noise.
Informatika Industri - 03
25
Komponen Digital I/O
(SSR)
– Solid State Output (SSR) • Komponen yang digunakan solid-state • Beban AC: outputnya menggunakan SCR SCR. Respons lebih cepat dari contact output, dan lebih rendah dari transistor output. p • Beban DC: outputnya menggunakan Transistor. Respons sangat g cepat p untuk beban arus kecil. Frekwensi kerja j cukup tinggi.
Informatika Industri - 03
26
Komponen Digital I/O
(SSR-beban (SSR beban DC)
Sinyal output pada beban DC dapat berupa : – Output Tegangan: memberikan sinyal tegangan sebagai output dan tahanan beban harus cukup tinggi dengan konsumsi arusnya kecil. – Output O t t Arus: A mengolah l h sinyal i l arus (source/sink). ( / i k) Beban B b yang bekerja pada I/O-nya ada: • current source (PNP) : arus diberikan kebeban, kebeban beban dihubungkan keterminal output dan negatip catudaya. • current sink (NPN) : arus ditarik dari beban, beban dihubungkan keterminal positip catudaya dan terminal output.
Informatika Industri - 03
27
Blok Rangkaian Pengaman AC/DC
Informatika Industri - 03
28
Arus pada Modul DC Input Arus dari peralatan luar (mis. sensor) masuk ke modul DC input input. Bagi peralatan luar berfungsi sebagai source, sedang modul DC input sebagai b i sink. i k
Arus dari modul DC input ke peralatan luar (mis. katup). Bagi modul DC input berfungsi sebagai source, source sedang peralatan luar sebagai sink.
Informatika Industri - 03
29
Modifikasi Sensor Sink menjadi Source Melakukan perubahan modul sink ke source bisa dilakukan dengan menggunakan rangkaian berikut untuk arus Iout 50 mA.
Informatika Industri - 03
30
Modul Digital Output Pada modul ini tegangan yang digunakan bisa AC dan atau DC. Tegangan output yang mampu diolah: 12 - 48 Volt AC/DC 120 Volt AC/DC 230 Volt AC/DC contact (relay) Isolated output 5 - 50 Volt DC (sink/source) Informatika Industri - 03
31
Modul A/D Modul ini mengolah sinyal analog dari perangkat luar (sensor) ke sinyal digital. Sinyal input yang bisa diolah berupa arus dan atau tegangan seperti :
4 hingga 20 mA 0 hingga 5 Volt DC 0 hingga 10 Volt DC -10 hingga +10 Volt DC
Informatika Industri - 03
32
Modul D/A Modul ini mengolah data bit dari CPU ke perangkat luar (aktuator, motor, katup), atau representasi digital ke analog. analog Sinyal output yang dihasilkan berupa arus dan atau tegangan seperti :
4 hingga 20 mA 0 hingga hi 5 Volt V lt DC 0 hingga 10 Volt DC -10 hingga +10 Volt DC C
Informatika Industri - 03
33
Y6F-Y60
POWER
X3F-X30
SL LOT KOS ONG
AD-INPUT
Y5F-Y50
X2F-X20
Y4F-Y40
Y76 Y75 Y74 Y70 Y73 Y72 Y71 Y70 X7
X6 X5
DA-OUTPUT
QD 6 2
SL LOT KOS ONG
X-D EVE LOPER GX Q6 2D A
D/A Q64 A D
QY4 2P
A /D
OD UL OUTP UT MO Qx4 2
Q02 HC PU OD U L IN PU T MO
CPU MITSU BIS SH I MELS EC Q61 P
PO WE R SU PLLY
Modul Simulator PLC Q Q-Series Series
X4 X3
AD-INPUT
PULSE
X2 X1 X0
FUSE
Informatika Industri - 03
34
Pemrograman dan Tipe Data IEC61131 3 menetapkan lima bahasa pemrograman: IEC61131-3 Representasi gambar/simbol, dapat berupa Ladder Diagram (LAD) Diagram Blok Fungsi (Function Block Diagram / FBD) Urutan Chart Fungsi Function Chart / SFC)) g (Sequential ( q
Tabel perintah, dapat berupa Daftar Instruksi (Instruction List / IL) Teks Terstruktur (Structured Text / ST)
Informatika Industri - 03
35
Tabel Bahasa Pemrograman g IEC61131 Language
Abbrev.
Type
Application best suited for
Ladder logic diagram
(LD)
Graphical
Discrete control
Function Block Diagram
(FBD)
Graphical
Continuous control
Sequential Function Chart (SFC)
Graphical
Sequencing
Instruction List
(IL)
Textual
Similar to ladder diagrams
Structured Text
(ST)
Textual
Complex logic, computations
Sumber: http://www iica org au/letters/IEC1131 html http://www.iica.org.au/letters/IEC1131.html http://www.isagraf.com/about/about1.htm
Informatika Industri - 03
36
Ladder Diagram (LAD)
Informatika Industri - 03
37
Function Block Diagram (FBD)
Informatika Industri - 03
38
Sequential Function Chart (SFC)
Informatika Industri - 03
39
Instruction List (IL)
Informatika Industri - 03
40
Structured Text (ST)
Informatika Industri - 03
41