Control Systems Service Center Jurusan Teknik Elektro ITS
Pengantar
Programmable Logic Controller Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng. Jurusan Teknik Elektro ITS Telp. 5947302 Fax.5931237 Email:
[email protected]
Pelatihan PLC Dasar - 01
1
Objektif: Flexible Automation Ruang Lingkup Pengendalian Tujuh Tahapan Penyusunan Dasar Sistem Kontrol Kategori Sekuensial Peralatan dan Rangkaian Sistem Bilangan Gerbang Logika
Pelatihan PLC Dasar - 01
2
Area Effisiensi Kecepatan dimana peralatan produksi dan line produksi dapat di set untuk membuat suatu produk. Menurunnya biaya material dan upah kerja dari suatu produk. Meningkatnya kualitas dan menurunkan reject. Meminimalkan downtime dari mesin produksi. Menurunnya biaya peralatan produksi. Pelatihan PLC Dasar - 01
3
PC sebagai Kontroler General-Purpose Keunggulan : perangkat general-purpose, dapat menangani variasi tugas yang besar dan aplikasi pengolah kata, pemrograman tingkat tinggi, manipulasi data dan banyak lagi lainnya.
Kelemahan : kebutuhan sistem kontrol industri untuk kerja yang spesifik. terbatas jumlah masukan dan keluaran (4 sampai 8 I/O) keperluan compiling, running, pengujian dan perawatan program dibatasi dalam jangkauan tegangan operasinya. Pelatihan PLC Dasar - 01
4
PLC sebagai Kontroler Special-Purpose Perangkat special-purpose Keandalan yang tinggi Pengendalian secara logika Dapat mengeksekusi program yang sama jutaan kali Dapat mengendalikan 64 sampai 512 I/O serta range tegangan yang luas Tidak memerlukan asesoris seperti monitor, keyboard dan lain-lain
Pelatihan PLC Dasar - 01
5
Pengendali dengan Relay Elemen Input : Tombol tekan S1, S2, S3, S4 S2
S1
K1
K1
Elemen Input
Elemen Proses: Relai K1 S3
S4
Elemen Proses
K1
Elemen Output
H1
Elemen Output : Lampu H1 Sambungan antara elemenelemen tersebut melalui pengawatan.
Pelatihan PLC Dasar - 01
6
Pengendali dengan PLC Elemen Input : Tombol tekan S1, S2, S3, S4 Elemen Input
S2
S1
S3
S4
Elemen Proses: PLC
Elemen Proses
Elemen Output
Elemen Output : Lampu H1 Sambungan antara elemenelemen input dan output tidak melalui pengawatan, tetapi melalui program.
H1
Pelatihan PLC Dasar - 01
7
Koneksi Pengendali dengan PLC
Pelatihan PLC Dasar - 01
Ruang Lingkup Pengendalian (1) Sequence Control : Conventional relay control logic Timer dan Counter Pengendalian otomatis/semiotomatis/manual pada suatu mesin/proses
Sophisticated Control : Operasi aritmatik Penanganan informasi Kontrol analog (temperatur, tekanan, dan lain-lain) PID (proporsional, integral, derivatif) Pengendalian motor servo Pengendalian motor stepper
Pelatihan PLC Dasar - 01
9
Ruang Lingkup Pengendalian (2) Supervisory Control : Monitoring proses dan alarm Diagnostik dan monitoring kesalahan Interfacing dengan komputer (RS 232C dan RS422) Interfacing dengan printer Factory automation (FA) Network Local Area Network Wide Area
Pelatihan PLC Dasar - 01
10
7 Tahapan Penyusunan Sistem dg PLC 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Desain sistem I/O assigment Penulisan program Programming Editing Monitoring Penyimpanan program
Pelatihan PLC Dasar - 01
11
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 signal
Control signal
Kontroler
+
Actuating signal
Aktuator
Plant
Plant output
Sensor
Pelatihan PLC Dasar - 01
12
Sistem Pengaturan 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.
Pelatihan PLC Dasar - 01
13
Sistem Pengaturan Loop Tertutup (1) Kebaikan: Dapat bekerja lebih cepat dibanding dengan manusia Dapat bekerja dengan konsisten Dapat bekerja dengan variabel lebih banyak dibandingkan dengan yang dapat dipantau oleh manusia. Dapat disetel untuk mencapai kinerja pengaturan optimal, dan setelah itu sistem bekerja terus-menerus berdasarkan hasil penyetelan tersebut. 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)
Pelatihan PLC Dasar - 01
14
Sistem Pengaturan Loop Tertutup (2) Kekurangan : Perlengkapannya lebih komplek dan lebih mahal Instalasinya lebih sulit dan penyetelannya lebih kritis Perawatan komponen dan peralatan lebih sulit, karena mencakup komponen-komponen elektronik. Perawatan peralatan memerlukan sumber daya manusia (SDM) yang berpengetahuan lebih tinggi, dengan pelatihan yang lebih baik. Terdapat satu kemungkinan saturasi dikarenakan satu gangguan sinyal error; yaitu aktuator bekerja secara terus menerus sampai mencapai batas kemampuan mekanis. Hal demikian dapat berlangsung bila terjadi “sesuatu” didalam untai-tertutup yang menyebabkan sinyal error tetap tinggi dan konstan. Kecenderungan ke arah osilasi atau ketidakstabilan
Pelatihan PLC Dasar - 01
15
Kontrol Sekuensial
Kontrol sekuensial (kontrol berurutan) adalah teknik pengontrolan yang digunakan untuk mengatur suatu operasi yang saling terkait, terhubung atau terencana (terjadwal).
Pelatihan PLC Dasar - 01
16
Contoh Illustrasi
Pelatihan PLC Dasar - 01
17
Contoh: Elevator Otomatis (1) Seorang mengambil sangkar elevator ke lantainya dengan menekan tombol pemanggil (naik/turun) Sangkar yang terdekat dengan lantai pemanggil akan bergerak dengan arah (naik/turun) menuju ke pemanggil Pintu elevator secara otomatis terbuka setelah elevator berhenti Orang tersebut menaiki elevator dan menekan tombol nomor lantai yang dituju (tombol tujuan) Pintu ditutup dan sangkar naik/turun ke lantai yang dituju, dan akan berhenti pada lantai berikutnya jika ada panggilan
Pelatihan PLC Dasar - 01
18
Contoh: Elevator Otomatis (2) • Kontrol kecepatan sangkar, untuk : → Memberikan percepatan yang sesuai hingga diperoleh kecepatan yang konstan → Menjaga kecepatan konstan → Memberikan perlambatan yang sesuai untuk berhenti pada lantai yang diinginkan dengan mulus
• Sangkar berhenti secara berurutan pada lantai yang diinginkan penumpang di dalam sangkar • Pintu akan terbuka lama, jika penumpang habis, kemudian menutup dan tetap disitu sampai ada panggilan berikut.
Pelatihan PLC Dasar - 01
19
Kategori Kontrol Sekuensial 1.
Sistem melaksanakan urutan berikutnya jika kondisi yang ditentukan sebelumnya terpenuhi
(conditional control) 2.
Sistem melaksanakan urutan berikutnya jika telah mencapai waktu yang telah ditentukan (time
schedule control)
3.
Sistem di mana waktu pelaksanaan atau interval waktu tidak penting, hanya urutan operasi yang telah ditetapkan yang dipentingkan (executive control).
Pelatihan PLC Dasar - 01
20
Contoh Kategori Kontrol Sekuensial: (1) Contoh Kategori 1. Pada operasi elevator di atas, untuk pergi ke lantai 30 dari lantai 2 dengan sangkar elevator, harus memenuhi kondisi: → → →
Tombol pemanggil ditekan pada lantai 2 Penumpang tidak melebihi kapasitas Tombol tujuan dalam sangkar ditekan.
Contoh Kategori 2. Pada lampu lalu lintas, alat pemain otomatis dan lain lain.
Pelatihan PLC Dasar - 01
21
Contoh Kategori Kontrol Sekuensial: (2) Contoh Kategori 3. Sebagian besar dari kontrol posisi, sebagai contoh jika benda kerja akan membentuk diameter d1 dari posisi X ke Y dan diameter d2 dari X ke Z, waktu pengerjaan atau interval tidak penting karena kecepatan pengerjaan tergantung pada benda kerja, tenaga mesin dan material alat-alat.
Pelatihan PLC Dasar - 01
22
Peralatan dan Rangkaian: Switch/Saklar • Bagian yang menerima informasi untuk proses/plant sebelum diberikan pada kontroler (saklar, sensor/tranduser)
Pelatihan PLC Dasar - 01
23
Peralatan dan Rangkaian: Relay
Pelatihan PLC Dasar - 01
24
Rangkaian OR Rangkaian yang kondisi keluarannya (output) akan aktif (ON), jika kondisi salah satu masukan (input) aktif (ON)
Pelatihan PLC Dasar - 01
25
Rangkaian AND Rangkaian yang kondisi keluarannya (output) akan aktif (ON), jika kondisi kedua masukan (input) aktif (ON)
Pelatihan PLC Dasar - 01
26
Rangkaian NOT Rangkaian yang kondisi keluarannya (output) berlawanan dengan kondisi masukan (input) (ON)
Pelatihan PLC Dasar - 01
27
Rangkaian Self-Conservative Rangkaian yang dapat mempertahankan kondisi ON meskipun push-button hanya ditekan sekali lalu dilepas
Jos 131918366
Pelatihan PLC Dasar - 01
28
Rangkaian Inter-Locking Rangkaian kontrol sekuensial yang dirancang untuk melindungi mesin dan piranti serta keselamatan operator dengan cara mengendalikan operasi mesin dan piranti agar berhubungan antara satu dengan lainnya dengan memakai titik kontak elektris sehingga dapat terjadi urutan operasi yang benar.
Pelatihan PLC Dasar - 01
29
Kontaktor Elektromagnetik
Pelatihan PLC Dasar - 01
30
Timer ON-delay • Gambar rangkaian di bawah merupakan realisasi dari operasi penundaan ON. Meskipun PB (push buttom) ditekan, masih dibutuhkan tenggang waktu tertentu yang telah ditentukan sebelum arus mengalir pada beban.
Pelatihan PLC Dasar - 01
31
Timer OFF-delay • Gambar rangkaian di bawah merupakan realisasi dari operasi penundaan OFF. Meskipun PB (push buttom) ditekan, masih dibutuhkan tenggang waktu tertentu yang telah ditentukan sebelum arus ke beban diputus.
Pelatihan PLC Dasar - 01
32
Timer ON-delay pada Operasi Penundaan • Saat PB ditekan, relay coil dan timer coil dapat arus. Setelah mencapai setting interval timer contact ON, sehingga beban menjadi ON.
Pelatihan PLC Dasar - 01
33
Timer ON-delay pada Tenggang Waktu Tetap • Saat PB ditekan, relay coil, timer coil, dan beban dapat arus. Hal ini dipertahankan oleh contact relay yang dihubungkan secara self-conservative. Setelah mencapai setting interval timer contact OFF, sehingga relay coil OFF dan beban menjadi OFF.
Pelatihan PLC Dasar - 01
34
Sistem Bilangan Desimal Cara penulisan bilangan yang lebih besar dari sembilan
Contoh bilangan 9876
Pelatihan PLC Dasar - 01
35
Sistem Bilangan Biner Bilangan biner dinyatakan dalam nilai 0 atau 1.Cara perhitungannya adalah sebagai berikut
Pelatihan PLC Dasar - 01
36
Sistem Bilangan Heksadesimal Bilangan Hexadecimal merupakan Bilangan berbasis 16. Bilangannya adalah 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.
Pelatihan PLC Dasar - 01
37
Gerbang Logika Dasar
Pelatihan PLC Dasar - 01
38
Gerbang Logika Tambahan
Pelatihan PLC Dasar - 01
39
Sistem Kontrol Proses
Pelatihan PLC Dasar - 01
40
Sistem Kontrol Proses
Pelatihan PLC Dasar - 01
41
Mesin Molding
Pelatihan PLC Dasar - 01
42