Pengantar Otomasi dan strategi Kontrol

Aplikasi Proggrammable Logic Controller Pengantar Otomasi dan strategi Kontrol Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng. Jurusan Teknik Elektro FTI ITS Telp. 5947302 Fax.5931237 Email: [email protected] Otomasi Sistem dengan PLC - 01

1

Objektif: Perkembangan Sistem Kontrol Definisi dan Istilah Kontrol Otomatis Letak PLC pada Sistem Kontrol

Otomasi Sistem dengan PLC - 01

2

Latar Belakang  kebutuhan kontroler yang dapat dioperasikan dengan mudah      

(kompak, sederhana); tahan terhadap getaran dan noise; bentuk tidak terlampau rumit (plug in) dan modular, memudahkan penggantian/penambahan; level sinyal dan hubungan input output standar; menggunakan bahasa program yang mudah dimengerti; mudah diprogram ulang di peralatan (programmable); mempunyai kemampuan fungsi internal seperti timer, counter dan shift register.


3

Konsep Sistem Kontrol yang Ideal

(dilontarkan oleh kelompok insinyur dari General Motors tahun 1968)

 mudah diprogram dan diprogram ulang, jika mungkin dalam    

peralatan dapat mengubah langkah operasinya; mudah dirawat dan diperbaiki, lebih disukai dalam bentuk modul plug in; handal dalam lingkungan plant; lebih kecil daripada relay yang ekuivalen; murah, kuat dan terpadu dengan panel dalam penggunaan.


4

Watt’s flyball governor (1769)


5

Sejarah Perkembangan (1) James Watt (1769) --> governor sentrifugal untuk kontrol kecepatan mesin uap. Minorsky (1922) --> kontrol otomatis untuk pengemudian kapal, dan menunjukkan bagaimana stabilitas dapat ditentukan dari persamaan diferensial sistem. Hazen (1934) --> memperkenalkan servomekanik untuk kontrol posisi, membahas disain servomekanik relai yang mampu mengikuti perubahan input dengan kesalahan kecil. Pertengahan 1950, mulainya digunakan komputer sebagai alat bantu kontrol proses, tapi saat itu harga komputer masih sangat mahal dan kecepatan prosesnya masih lambat.


6

Sejarah Perkembangan (2) Tahun 1968, tenaga teknik General Motor mulai memperkenalkan konsep komputer yang mudah diprogram Tahun 1969 bentuk riil dari dari perangkat keras berupa CPU untuk kontroller dengan instruksi logika, 1 Kbyte memori dan 128 titik I/O. Tahun 1974 dikenalkan penggunaan beberapa prosesor untuk fungsi timer, counter, dan arithmetic process. Tahun 1976 dikenalkan sistem kontrol dengan I/O jarak jauh. Tahun 1980 dikenalkan modul-modul intelligent untuk input analog maupun digital, output analog maupun digital, dan komunikasi antar kontroler.


7

Istilah dan Definisi (1) Plant : suatu peralatan atau obyek fisik yang harus dikontrol. Proses : suatu operasi yang harus/akan dikontrol. Sistem : suatu gabungan komponen yang bekerja bersama-sama (bekerjasama) dan melaksanakan suatu tujuan tertentu. Gangguan (disturbance) : suatu sinyal (internal maupun eksternal) yang cenderung merugikan keluaran (output) sistem. Kontrol Umpan balik (feedback control) : suatu operasi, dimana dengan adanya gangguan, cenderung mengurangi perbedaan antara output sistem dan input referensi.


8

Istilah dan Definisi (2) Sistem Kontrol Umpan balik (feedback control system) : sistem yang cenderung mempertahankan suatu hubungan yang telah ditentukan antara output sistem dan input referensi dengan membandingkan keduanya dan menggunakan perbedaannya sebagai sinyal kontrol. Servomekanik : suatu sistem kontrol umpan balik dalam mana outputnya merupakan posisi (mekanis), kecepatan (mekanis), atau percepatan (mekanis). Pada umumnya outputnya diharapkan dapat mengikuti perubahan inputnya. Sistem Regulasi Otomatis (Automatic Regulating System) atau regulator : suatu sistem kontrol umpan balik dalam mana input referensi atau output yang diinginkan adalah konstan atau berubah perlahan-lahan terhadap waktu dan dalam mana tugas utama adalah untuk mempertahankan output sistem pada harga yang diinginkan dengan adanya gangguan.


9

Istilah dan Definisi (3) Sistem Kontrol Proses (process control system) : sistem regulasi otomatis dalam mana outputnya adalah suatu variabel seperti temperatur, tekanan, aliran, level cairan atau pH. Sistem Kontrol Loop Tertutup (closed loop control system) : sistem kontrol dalam mana sinyal output mempunyai efek langsung tehadap sinyal kontrol (control action). Sistem Kontrol Loop Terbuka (open loop control system) : sistem kontrol dalam mana outputnya tidak mempunyai efek langsung terhadap sinyal kontrol.


10

Istilah dan Definisi (4) Sistem Kontrol Adaptif (adaptif control system) : sistem kontrol yang mempunyai kemampuan beradaptasi dalam keadaan bebas. Sistem Kontrol dengan Penalaran (learning control system) : sistem kontrol yang mempunyai kemampuan untuk menalar. Sistem Kontrol Numerik (numerical control system) : sistem kontrol gerak dari komponen mesin dengan menggunakan angka-angka. Sistem Kontrol dengan Komputer (computer control system) : sistem kontrol yang melibatkan komputer sebagai bagian dari loop pengatur (estimasi parameter, statistik, …)


11

Open Loop/Closed Loop Systems A control system is an interconnection of components. Each component is represented by a block in a diagram. Open Loop Control signal

Desired output

Actuating signal

Controller

Actuator

Plant output

Plant

Closed Loop (Feedback system) Desired output

Error signal

Control signal

Controller

+

Actuating signal

Actuator

Plant output

Plant

Sensor Otomasi Sistem dengan PLC - 01

12

Sistem Kontrol Loop Terbuka Kebaikan: Konstruksi sederhana dan mengurangi pemeliharaan. Lebih murah Tidak ada persoalan stabilitas Cocok apabila output sulit diukur atau secara ekonomis tidak fisibel Kekurangan : Gangguan atau perubahan dalam kalibrasi menyebabkan kesalahan dan output mungkin berbeda terhadap apa yang diinginkan Untuk mempertahankan kualitas yang dibutuhkan pada output, rekalibrasi (kalibrasi kembali) harus dilakukan dari waktu ke waktu.


13

Sistem Kontrol Kecepatan


14

Sistem Kontrol Loop Tertutup Kebaikan: Ketelitian lebih baik (kualitas produksi lebih baik). output Sensitivitas yang lebih rendah dari ratio terhadap variasi-variasi input dalam karakteristik sistem Mengurangi efek nonlinieritas dan distorsi/gangguan Memperbesar bandwidth sistem (bandwidth sistem adalah daerah/range frekwensi dari input dalam mana sistem akan memberikan respons yang memuaskan) Kekurangan : Konstruksi lebih rumit dan pemeliharaan lebih mahal Lebih mahal Kecenderungan ke arah osilasi atau ketidakstabilan.


15

Contoh 1: Pemanas Ruangan If temperature inside the house is below the desired temperature, furnace turns on until the temperature inside the house is slightly higher than the desired temperature Desired temp.

Error signal

Gas valve signal

gain

+

heat

furnace

temp.

house

temperature sensor If temperature inside the house is above the desired temperature, furnace turns off until the temperature inside the house is slightly lower than the desired temperature Otomasi Sistem dengan PLC - 01

16

Contoh 2: Cruise Control If the vehicle speed is lower than the desired speed the controller acts on the throttle to increase speed Error signal

Desired speed

controller

+

traction force

throttle

engine

speed

vehicle

speedometer If the vehicle speed is higher than the desired speed, the controller acts on the throttle to reduce speed Otomasi Sistem dengan PLC - 01

17

Diagram Sistem Pengaturan Otomatis Energy input

Actuator

Process under control

Power interface

Sensor

Transmission

Set point (desired output)

Controller

Actual output

Signal conditioner

Process variable (actual output)


Transmission

18

Sistem Kontrol Posisi


19

Sistem Kontrol Numerik


20

Sistem Kontrol Proses


21

Sistem Kontrol Proses


22

PLC pada Sistem Konveyor


23

Mesin Molding


24

Definisi PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER PC = Programmable Controller (UK) PLC = Programmable Logic Controller (USA) PBS = Programmable Binary System (Swedia)


25

Kedudukan PLC


26

Rangkaian Konvensional dan PLC


27

7 Tahapan menyusun kontrol dg PLC 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Desain sistem I/O assigment Penulisan program Programming Editing Monitoring Penyimpanan program Otomasi Sistem dengan PLC - 01

28

Pengantar Otomasi dan strategi Kontrol

Recommend Documents