PERCOBAAN 3 I.
JUDUL PERCOBAAN PLC
II. TUJUAN PERCOBAAN 1. Mahasiswa memahami dasar-dasar pemrograman pada PLC 2. Mahasiswa mampu membuat dan menganalisa suatu program PLC 3. Mahasiswa memahami fungsi-fungsi dasar dalam PLC 4. Mahasiswa mampu membuat dan menganalisa suatu program dan fungsifungsi tertentu.
III. TEORI DASAR Perkembangan industri dewasa ini, khususnya dunia industri di negara kita berjalan amat pesat dengan meluasnya jenis produk-produk industri. Kompleksitas proses bahan mentah menjadi bahan baku, yang berproses baik secara fisika maupun secara kimia telah memacu manusia untuk selalu meningkatkan dan memperbaiki unjuk kerja sistem yang mendukung proses tersebut agar semakin produktif dan efisien. Salah satu yang menjadi perhatian utama dalam hal ini adalah penggunaan sistem pengendalian proses industri (sistem kendali industri).
Salah satu sistem kendali yang amat luas pemakaiannya adalah Programmable Logic Controller (PLC). Penerapannya meliputi berbagai jenis produksi mulai dari industri rokok, otomotif, petrokimia, dll. Kemudahan transisi dari sistem kendali sebelumnya (sistem kendali berbasis relay mekanis) dan kemudahan troubleshooting dalam konfigurasi sistem merupakan dua faktor utama yang mendorong populernya PLC.
NEMA (The National Electrical Manufactures Association) mendefinisikan PLC sebagai piranti elektronik digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram sebagai
penyimpan
internal
dari
sekumpulan
instruksi
dengan
mengimplementasikan fungsi-fungsi tertentu seperti logika, sequensial, pewaktu,
perhitungan dan aritmatika untuk mengendalikan berbagai jenis mesin ataupun proses melalui modul I/O digital atau analog.
Pada dasarnya sebuah PLC menerima masukan berupa logika 0 dan 1, dan sinyal analog berkisar antara 0 sampai dengan 10 volt. Program PLC berupa instruksi-instruksi yang tergantung pada jenis PLC yang digunakan. Instruksi-instruksi yang tersedia biasanya untuk keperluan : operasi logika (logic operation), penyimpanan data (storing), waktu tunda (delaying), pencacahan (counting), pembandingan (comparing), transfer data (transferring), dan lainnya.
Praktikum ini
akan menggunakan PLC jenis OMRON, dimana pada
pemrogramannya akan digunakan ladder diagram (diagram tangga), yang akan mengikuti kaidah dari logika-logika digital.
Pada PLC digunakan logika-logika digital yang ada. Logika AND I1
I2
Out
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
I1
I2
Out
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
Logika OR
Logika NOT I
NOT I
0
1
1
0
Pemrograman pada PLC disini menggunakan ZEN support software, yaitu yang digunakan pada PLC OMRON ZEN. Sebagai contoh, apabila kita ingin suatu output (misalnya lampu), akan aktif apabila dua buah tombol masukan diaktifkan. Bila salah satu tombol masukan tidak diaktifkan, maka lampu tidak akan aktif. Zen menggunakan program ladder yang mirip dengan diagram rangkaian relai. Relay Circuit SW1
Ladder Program
SW2
Ry
Konfigurasi Dasar Program Ladder Zen mampu mengerjakan hingga 96 baris program, dengan setiap barisnya terdiri dari 3 masukan dan 1 keluaran. Keluaran hanya dapat ditentukan/digambarkan di bagian kanan baris saja. Masukan tidak bisa digambarkan setelah keluaran. Perhatikan gambar berikut: 3 Masukan
Masukan Pertama
Masukan Kedua
1 Keluaran
Masukan Ketiga
Bit Keluaran
Program ladder untuk masukan dan keluaran tersebut ditunjukkan pada program Zen Support Software seperti berikut:
Masukan Pertama
Masukan Kedua
Masukan Ketiga
Masukan Keempat
1 Keluaran
3 Masukan
Bit-Bit I/O Bit-bit I/O dalam tabel berikut dapat digunakan dalam program ladder Zen: Nomor bit (lihat cat. 1)
Dapat digunakan untuk kondisi masukan (lihat catatan 2) Ya
Dapat digunakan sbg keluaran
Simbol
Nama
I
Bit-bit masukan Unit CPU Bit-bit masukan unit Ekspansi I/O
0–5 0–6 (lihat cat.3)
Ya
Tidak
B
Saklar-saklar tombol
0–3
Ya
Tidak
A
Bit-bit pembanding Analog
0–3
Ya
Tidak
P
Bit-bit pembanding pewaktu/pencacah pewaktu mingguan (lihat cat.5)
0–f
Ya
Tidak
0–7
Ya
Tidak
X
@
Tidak
Fungsi Berkaitan dengan terminal-terminal masukan unit CPU dan Ekspansi I/O ON/OFF saat tombol ditekan pada unit CPU selama ZEN beroperasi Membandingkan (, ) I4 dan I5, I4 dan suatu nilai serta I5 dan suatu nilai. Nilai tersebut: 0,0 hingga 10,5 (3 angka desimal) Membandingkan nilia pewaktu/pencacah saat itu dengan setingnya Pengaturan: ON/OFF antara hari-hari dan waktu-waktu yang ditentukan
*
pewaktu kalender
0–7
Ya
Tidak
Q
Bit-bit keluaran unit CPU Bit-bit keluaran ekspansi I/O
0–3
Ya
Ya
0–b (lihat cat.3)
Ya
Ya
M
Bit-bit kerja
0–f
Ya
Ya
H
Bit-bit Tahan (holding, lihat cat.6) Pewaktu Pewaktu tahan (holding timers, lihat cat.6)
0–f
Ya
Ya
0–7 0–3
Ya Ya
Ya Ya
Y
T #
C
Pencacah
0–7
Ya
Ya
D
Bit-bit penampil
0–7
Tidak
Ya
D
Bit-bit penampil
0–7
Tidak
Ya
Pengaturan: ON/OFF antara tanggal-tanggal yang ditentukan
Q dan Y berkaitan dengan terminalterminal keluaran Fungsi: dapat ditentukan keluaran normal (I), set (S), reset (R) atau alternatif (A) Fungsi: dapat menentukan tundaan ON (x), OFF (▪), pulsa oneshot (o) atau pulsa berkedip (F) Pengaturan: 00 det 010 mdetik – 99 det 990 mdetik 00 menit 01 detik – 99 menit 59 detik 00 jam 01 menit – 00 jam 59 menit
Fungsi: pencacah naik atau turun Fungsi:menampilkan string, tanggal, jam, nilai pewaktu, nilai pencacah atau nilai konversi analog pada tampilan LCD unit CPU. Fungsi: menampilkan string, tanggal, jam, nilai pewaktu, nilai pencacah atau nilai konversi analog pada tampilan
Catatan: 1. Nomor-nomor bit disajikan dalam format heksadesimal (0, 1, 2, ... , 9, a, b, ...f). 2. Bit-bit yang digunakan sebagai kondisi masukan dapat digunakan sebagai kondisi normally open atau normally closed. 3. Jumlah bit yang dapat digunakan tergantung pada konfigurasi koneksi Unit Ekspansi I/O. 4. Bit-bit pembanding analog dapat digunakan pada unit CPU dengan catu daya DC (ZEN-10C1DR-D dan ZEN-10C2DR-D).
5. Pewaktu mingguan (weekly) dan kalender dapat digunakan pada unit CPU yang memiliki fungsi kalender dan jam (ZEN-10C1AR dan ZEN-10C1DRD). 6. Jika catu daya dimatikan, pewaktu tahan (holding timer) akan menyimpan status ON/OFF dan nilai sebelum catu daya mati.
Dalam hal dipakai logika AND, dengan input adalah I1 dan I2, dan output Q0. I1
I2
Out
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
Diagram tangga pada pemograman PLC nya.
Untuk contoh selanjutnya, bila kita ingin lampu aktif apabila salah satu dari tombol dua buah tombol masukan diaktifkan. Bila salah satu tombol masukan tidak diaktifkan, dan yang lain aktif, maka lampu akan menyala.
Dalam hal dipakai logika OR dengan input adalah I1 da I2, dan output Q0.
I1
I2
Out
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
Diagram tangga pada pemograman PLC nya
Logika NOT pada PLC berarti dalam keadaan normally close. Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Beberapa fungsi akan dibahas disini, yaitu timer, counter, dan komparator.
Penggunaan fungsi-fungsi timers Timers (T). Ada 4 jenis operasi pada timers, yaitu; 1. ON delay timers: timers akan aktif jika hitungan timers terpenuhi setelah trigger masukan diaktifkan. 2. OFF delay timers: timers tetap aktif ketika trigger masukan aktif, setelah trigger masukan tidak aktif dan setelah perhitungan terpenuhi, maka timers tidak aktif lagi. 3. One-Shoot pulse timers: hitungan tetap berlangsung ketika trigger masukan aktif. 4. Flashing pulse timers: selama masukan trigger aktif, maka timers akan aktif dan tidak aktif secara berulang-ulang sesuai dengan set hitungan.
Lakukan simulasi sesuai dengan ladder diagram dibawah ini untuk memahami jenis-jenis operasi pada timers.
Holding timers (#). Pada holding timers, nilai hitungan sekarang akan tetap ditahan (hold) saat operasi PLC berhenti atau catu daya mati. Hitungan akan aktif kembali saat trigger masukan aktif kembali. Status bit timers tetap aktif dan juga ditahan aktif setelah hitungan selesai. Weekly timers (@). Weekly timers adalah timers yang aktif pada waktu yang telah ditetapkan pada hari-hari yang ada dalam seminggu. Calendar timers (*). Timers ini akan aktif sesuai dengan tanggal yang telah diset pada program di PLC.
Penggunaan fungsi Counter (C). Counter (pencacah) digunakan untuk melakukan berbagai perhitungan, dapat digunakan dalam mode penambahan (incremental) atau mode pengurangan (decremental). Nilai pada counter dan status bit counter (ON/OFF) tetap ditahan ketika mode operasi berubah atau saat ada interupsi power.
Jenis-jenis counter antara lain: 1. Counter up: yaitu counter yang melakukan pencacahan naik (incremental). 2. Counter down: melakukan pencacahan secara menurun (decremental). 3. Counter set: counter yang setelah aktif maka akan memerintahkan set operasi. 4. Counter reset: counter yang melakukan operasi reset.
Contoh ladder diagram dibawah ini adalah contoh penggunaan counter.
Keterangan: Misalkan nilai set counter C0 = 10, dan T0 = 0,2 ms. Masukan I0 akan menambah hitungan nilai counter sedangkan masukan nilai I1 akan mengaktifkan trigger timers. Setelah timers aktif, maka hitungan counter akan berkurang. I2 berfungsi untuk mereset nilai counter, setelah nilai counter mencapai 10, maka Q0 akan aktif. Penggunaan fungsi Comparator (P). Comparator (P) digunakan untuk membandingkan nilai timers, holding timers dan nilai counter dengan nilai set timers, holding timers dan counter atau dengan bit timers, holding timers dan counter lainnya yang sejenis atau dengan suatu konstanta. Ada 2 jenis operator pada komparator, yaitu >= (lebih besar atau sama dengan) dan <= (lebih kecil atau sama dengan).
Contoh penggunaan komparator. Gunakan komparator untuk membandingkan holding timer dengan suatu konstanta, misalnya jika nilai holding timer #0 20 s aktif maka Q0 akan aktif dan jika holding timer #0≥10 s maka Q1 aktif.
IV. RANGKAIAN PERCOBAAN
Percobaan 1. Buatlah logika ladder diagram dari permasalahan berikut - Seorang ingin membuat ruangan kamarnya dengan dua buah saklar. Fungsinya adalah agar seseorang dapat mengaktifkan/menonaktifkan lampu dari salah satu saklar. - Ketika seseorang mengaktifkan lampu dari saklar 1 maka ia dapat menonaktifkan dengan saklar 2, juga sebaliknya sesorang dapat menghidupkan kembali lampu dari saklar 2 dan menonaktifkan lampu dengan menggunakan saklar1.
SAKLAR 1
P I N T U
SAKLAR 2
KAMAR LAMPU
TEMPAT TIDUR
Percobaan 2. Buatlah suatu rangkaian ladder diagram untuk permasalahan dibawah ini. 1. Merupakan program yang dapat mendeteksi tentang keadaan parkir dan menyatakan dengan 3 buah output. 2. Kapasitas tempat parkir adalah 10 mobil (mobil pribadi). 3. Output pertama menyatakan parkir dalam keadaan kosong. 4. Output kedua menyatakan keadaan terisi, namun belum penuh. 5. Output ketiga menyatakan bahwa tempat parkir hampir/telah penuh. 6. Hanya 1 keadaan output yang boleh aktif. 7. Masukan I0 untuk mendeteksi mobil yang masuk 8. Masukan I1 untuk mendeteksi mobil yang keluar. 9. Masukan I2 adalah tombol reset.
V. ALAT DAN BAHAN 1. Sebuah PC 2. Software ZEN support software.
VI. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Jalankan program OMRON/ZEN support software 2. pilih create new program, dan tekan tombol OK 3. pada layar monitor akan tampak property setting, masukkan model konfigurasi ZEN, isi project name and comment, kemudian tekan OK 4. ZEN support software siap dimulai .
