PLC

Programmable Logic Controller (PLC)

2

Hakam Rahmatullah

Daftar Isi

Daftar Isi.......................................................................................... 2

A. Sejarah Programmable Logic Controller (PLC).......................... 3

B. Prinsip Operasi Programmable Logic Controller (PLC)............. 5

C. Komponen Penyusun Programmable Logic Controller (PLC)... 6

D. Kelebihan Programmable Logic Controller (PLC)..................... 10

E. Kekurangan Programmable Logic Controller (PLC).................. 12

Penutup ........................................................................................... 14

Daftar Pustaka................................................................................. 15


3

Hakam Rahmatullah

PROGRMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

A. Sejarah Programmable Logic Controller (PLC)

Saat kebutuhan suatu produksi berubah maka hal tersebut berkaitan erat

dengan perubahan sistem yang mengontrolnya. Besar kecil produksi setiap saat

akan berubah berdasarkan permintaan, oleh karena itu semakin seringnya pula

pergantian sistem kontrolnya. Dan pada saat itu masih menggunakan relay.

Karena relay merupakan alat mekanik, tentunya memiliki umur atau masa

penggunaan terbatas, yang pada akhirnya membutuhkan jadwal perawatan yang

ketat. Pelacakan kerusakan atau kesalahan menjadi cukup merumitkan jika banyak

relay yang digunakan. Misalnya saja sebuah panel kontrol yang dilengkapi dengan

monitor ratusan hingga ribuan relay yang terdapat pada sistem kontrol tersebut.

Bagaimana kompleksnya melakukan pengkabelan pada relay-relay tersebut.

Dan pada akhirnya pada tahun 1960-an, PLC pertama kali diperkenalkan

oleh Bedford Associate (Bedford, MA). Alasan utama perancangan PLC adalah

untuk menghilangkan beban ongkos perawatan dan penggantian sistem kontrol

mesin berbasis relay. Usulan tersebut dinamakan MODICON (Modular Digital

Conntroller) yang pada awalnya ditujukan untuk perusahaan-perusahaan mobil di

Amerika. Sedangkan perusahaan lain mengajukan sistem berbasis komputer.

Modicon 084 merupakan PLC pertama di dunia yang digunakan pada produk

komersil.

Gambar 1 Modicon 084


4

Hakam Rahmatullah

Pada pertengahan tahun 1970-an, teknologi PLC yang dominan adalah

sekuenser mesin kondisi dan CPU berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901 dan

2903 cukup popular digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. Microprosesor

konvensional kekurangan daya dalam menyelesaikan secara cepat logika PLC

untuk semua PLC, kecuali PLC kecil. Setelah mikroposesor konvensional

mengalami perbaikan dan pengembangan, PLC yang besar-besar mulai banyak

menggunakannya. Hingga saat ini ada yang masih berbasis pada AMD

2903. Kemampuan komunikasi pada PLC mulai muncul pada awal-awal tahun

1973. Sistem yang pertama adalah Modbusnya MODICON.

Dengan demikian PLC bisa melakukan komunikasi dengan PLC lain dan

bisa ditempatkan lebih jauh dari lokasi mesin sesungguhnya yang dikontrol.

Kemampuan komunikasi PLC ini dapat digunakan untuk mengirimkan dan

menerima berbagai macam tegangan untuk membolehkan dunia analog ikut

terlibat. Karena tidak ada standarisasi mengakibatkan komunikasi PLC menjadi

mimpi buruk untuk protokol-protokol dan jaringan-jaringan yang tidak

compatible. Tetapi bagaimanapun juga, saat itu merupakan tahun yang hebat

untuk PLC.

Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menstandarisasi komunikasi

dengan protokol otomasi pabrik milik General Motor (General Motor’s

Manufacturing Outomation Protocaol (MAP)). Hal ini juga merupakan waktu

untuk memperkecil ukuran PLC dan pembuatan perangkat lunak pemrograman

melalui pemrograman simbolik dengan komputer PC dari pada terminal

pemrogram atau penggunaan pemrogram genggam (handheld programmer).

Sekarang PLC terkecil seukuran dengan sebuah kontrol relay tunggal (seperti

produk ZEN Programmable Relay dari Omron). Tahun 1990-an dilakukan

reduksi protokol baru dan modernisasi lapisan fisik dari protokol-protokol populer

yang bertahan pada tahun 1980-an. Standart terakhir (IEC 1131-3) berusaha untuk

menggabungkan bahasa pemrograman PLC dibawah satu standart international.


5

Hakam Rahmatullah

B. Prinsip Operasi Programmable Logic Controller (PLC)

Prinsip operasi dari PLC cukup sederhana. Sistem antarmuka Input/Output

dihubungkan dengan field devices. Field devices tersebutlah yang nantinya akan

terhubung dengan mesin atau komponen-komponen lain yang digunakan untuk

mengendalikan suatu proses. Field devices dapat berupa komponen analog atau

dapat juga berupa komponen discrete, seperti: limit switches, pressure

transducers, push buttons, motor starters, solenoids, dan lain-lain. Antarmuka

Input/Output menyediakan koneksi antara CPU dan komponen yang menyediakan

informasi (input) dan komponen yang dikendalikan (output).

Selama operasi, PLC melakukan tiga proses:

1. PLC membaca atau menerima data dari field devices melalui antarmuka

input.

2. PLC mengeksekusi atau menjalankan program yang tersimpan di sistem

memorinya berdasarkan data yang diterima dari field devices.

3. PLC menulis atau memperbarui keadaan dari output devices melalui

antarmuka output.

Tiga proses tersebut, membaca masukan, mengeksekusi program, dan

memperbarui keadaan dari output devices dikenal sebagai scanning.

Gambar 2 Scanning process

http://ndoware.com/apa-itu-plc.html


6

Hakam Rahmatullah

Sistem input/output membentuk sistem antarmuka sehingga field devices

dapat terhubung dengan controller. Tujuan utama dari antarmuka adalah untuk

mengkondisikan sinyal yang berbeda-beda yang diterima atau dikirim ke field

devices agar dapat berkomunikasi dengan baik dengan controller. Sinyal-sinyal

yang diterima dari sensor-sensor (contoh: push buttons, limit switches, analog

sensors, selector switches, dan tumbwheel switches) dihubungkan ke terminal

yang terdapat pada antarmuka input.

Sedangkan komponen-komponen yang ingin dikendalikan seperti motor

starters, solenoid valves, pilot lights, dan position valves, dihubungkan ke

terminal yang terdapat pada antarmuka output. Power supply menyediakan semua

tegangan (voltages) yang dibutuhkan selama operasi berjalan.

C. Komponen Penyusun Programmable Logic Controller (PLC)

Secara umum terdapat lima komponen utama yang menyusun suatu PLC.

Semua komponen tersebut harus ada untuk dapat menjalankan suatu PLC secara

normal. Komponen-komponen utama dari suatu PLC, sebagai berikut:

1. Unit CPU (Central Processing Unit)

Merupakan bagian yang berfungsi sebagai otak bagi sistem. CPU berisi

mikroprosesor yang menginterpretasikan sinyal-sinyal input dan melaksanakan

tindakan-tindakan pengontrolan sesuai dengan program yang telah tersimpan , lalu

mengkomunikasikan keputusan-keputusan yang diambilnya sebagai sinyal kontrol

ke output interface. Scan dari program umumnya memakan waktu 70 ms , tetapi

hal itu tergantung dari panjang pendeknya program serta tingkat kerumitannya.

2. Unit Memori

Memori didalam PLC digunakan untuk menyimpan data dan program. Secara

fisik, memori ini berupa chip dan untuk pengaman dipasang baterai back-up pada

PLC. Unit memori ini sendiri dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu:

a. Volatile Memory, adalah suatu memori yang apabila sumber tegangannya

dilepas maka data yang tersimpan akan hilang . Karena itu memori jenis

ini bukanlah media penyimpanan permanen. Untuk penyimpanan data dan

program dalam jangka waktu yang lebih lama maka memori ini harus

mendapat daya terus-menerus. Hal ini biasanya dilakukan dengan

http://ndoware.com/antarmuka-masukan-plc.html


7

Hakam Rahmatullah

menggunakan baterai. Ada beberapa jenis memori volatil yaitu RAM

(Random Access Memory), SRAM (Static RAM), dan DRAM (Dynamics

RAM).

b. Non-Volatile Memory, merupakan kebalikan Volatile Memory yaitu suatu

memori yang meski sumber tegangan dilepas data yang tersimpan tidak

akan hilang.Salah satu jenis memori ini adalah ROM (Read Only

Memory). Memori jenis ini hanya dapat dibaca saja dan tidak dapat di

tambah ataupun dirubah. Isi dari ROM berasal dari pabrik pembuatnya

yang berupa sistem operasi dan terdiri dari program-program pokok yang

diperlukan oleh sistem PLC. Untuk mengubah isi dari Rom maka

diperlukan memori jenis : EPROM (Erasable Programmable ROM) yang

dapat dihapus dengan mengekspos chip pada cahaya ultra violet pekat.

3. Unit Power Supply

Unit power supply atau unit catu daya diperlukan untuk mengkonversi tegangan

masukan AC (220Volt ~ 50Hz) atau DC (24Volt) sumber menjadi tegangan

rendah DC 5 Volt yang dibutuhkan oleh prosesor dan rangkaian-rangkaian dala

input atau output interface. Kegagalan dalam pemenuhan tegangan oleh power

suply dapat menyebabkan kegagalan operasi PLC. Untuk itu diperlukan adanya

baterai cadangan dengan tujuan agar pada saat voltage sama dengan dropping,

data yang ada pada memori tidak hilang.

4. Unit Programmer

Komponen programmer merupakan alat yang digunakan untuk berkomunikasi

dengan PLC. Programmer mempunyai beberapa fungsi yaitu :

a. RUN, untuk mengendalikan suatu proses saat program dalam keadaan

aktif.

b. OFF, untuk mematikan PLC sehingga program dibuat tidak dapat

dijalankan.

c. MONITOR, untuk mengetahui keadaan suatu proses yang terjadi dalam

PLC.

d. PROGRAM, menyatakan suatu keadaan dimana programmer/ monitor

digunakan untuk membuat suatu program.

5. Unit Input/Output


8

Hakam Rahmatullah

Unit input/output atau sering disingkat dengan Unit I/O pada PLC, menyediakan

antarmuka yang menghubungkan sistem dengan dunia luar. Keadaan tersebut

memungkinkan untuk dibuat sambungan-sambungan antara perangkat-perangkat

input, seperti sensor, dengan perangkat output, seperti motor dan selenoida,

melalui panel-panel yang tersedia. Demikian pula, melalui unit input/output,

program-program dimasukkan dari panel program. Masing-masing point

input/output memiliki sebuah alamat spesifik yang dapat digunakan oleh CPU

untuk mengaksesnya.

Gambar 3 Input/Output

a. Input

Pada PLC, perangkat input biasanya digunakan untuk perangkat-perangkat

digital dan analog, seperti saklar mekanis, potensiometer, termistor, strain

gauge, dan thermocoupler. Beberapa perangkat tambahan tadi bertindak

sebagai sensor, yang nantinya akan menghasilkan output digital (discrete),

yaitu kondisi ‘ON(1)’/’OFF(2)’, dan dapat dihubungkan dengan mudah ke

port-port input PLC. Sensor-sensor yang menghasilkan sinyal-sinyal analog

harus terlebih dahulu diubah (diconvert) menjadi sinyal-sinyal digital sebelum

dihubungkan ke port-port PLC. Contoh beberapa sensor yang umum digunakan

yaitu:

Saklar-saklar mekanik

Saklar-saklar jarak (proximity switch)

Sensor-sensor suhu


9

Hakam Rahmatullah

Straingauge

Gambar 4 Processing

b. Output

Port-port pada output sebuah PLC dapat berupa tipe relay atau tipe isolator-

optik dengan transistor atau tipe triac, bergantung pada perangkat yang

dihubungkan kepadanya, yang akan dikendalikan. Umumnya, sinyal digital

dari salah satu kanal output sebuah PLC digunakan untuk mengendalikan

sebuah aktuator yang pada saatnya mengendalikan suatu proses. Istilah

aktuator sendiri digunakan untuk perangkat yang dapat mengubah sinyal listrik

menjadi gerakan-gerakan mekanis untuk mengendalikan proses. Berikut ini

beberapa contohnya:

Kontaktor

Motor

Motor Stepper

Katup-katup kontrol direksional

Gambar 5 Konfigurasi Komponen PLC


10

Hakam Rahmatullah

D. Kelebihan Programmable Logic Controller (PLC)

Penggunaan PLC di dalam kehidupan sehari-hari dan di dalam industri

sudah menjadi suatu kebutuhan, terutama untuk menggantikan sistem

pengkabelan (wiring) yang masih dipergunakan pada sistem sebelumnya. Para

pengguna mulai mengalihkan perhatian kepada PLC karena

banyak kelebihan yang ditawarkan oleh sistem yang dapat diprogram kembali ini.

Adapun kelebihan maupun keuntungan tersebut antara lain:

1. Fleksibel

Dahulu, penggunaan perangkat sistem kendali membutuhkan banyak sistem

pengolahan untuk masing-masing perangkat saja. Misalnya jika terdapat lima

mesin maka dibutuhkan lima pengendali. Hal tersebut kini teratasi dengan

menggunakan PLC. Cukup menggunakan sebuah PLC saja, banyak

perangkat yang dapat dijalankan dengan programnya masing-masing. Sistem

pengkabelan mulai dibenahi dan direduksi, semakin sedikit kabel yang

digunakan dan ringkat/ sederhana. Tak perlu banyak ruang untuk

menempatkannya.

2. Harganya Lebih Murah

Jika kita melihat kembali kepada sisi fleksibilitasnya tentunya sudah menjadi

jawaban, dimana harga yang dikeluarkan jauh lebih sedikit (murah) jika

dibandingkan dengan menggunakan sistem sebelumnya. Ketika sistem lama

masih banyak menggunakan pengkabelan yang memakan banyak

biaya, PLC menawarkan pengkabelan yang sederhana. Pengkabelan dapat

dilakukan dengan jumlah yang banyak hanya dengan sebuah PLC, karena

PLC mencakup relay, timer, counter, sequencer, dan beberapa fungsi yang

dapat disesuaikan sesuai dengan kebutuhan.

3. Jumlah Kontak yang Banyak

Banyaknya kontak yang dimiliki sebuah PLC memberikan banyak kemudahan

kepada pengguna. Tidak hanya dari segi finansial, tetapi juga sisi instalasi.

Akan jauh lebih sederhana dan mudah jika dibandingkan dengan relay.

Misalnya saja pada PLC-5, sebuah PLC keluaran Allen Bradley dengan

jumlah kontak minimal 16-32 kontak, sementara itu relay menyediakan kontak

sejumlah 4-8 kontak.






11

Hakam Rahmatullah

4. Dapat Melakukan Pemrograman, Pemrograman Ulang dan Koreksi

dengan Mudah

PLC memiliki kelebihan dimana sistemnya dapat diprogram ulang secara

cepat, proses produksi yang bercampurpun dapat diselesaikan dengan cepat.

Bahkan ketika sistem sedang dijalankan. Bila salah satu sistem akan diubah

atau dikoreksi, pengubahannya hanya dilakukan pada program yang terdapat

di komputer, dengan waktu yang relatif singkat, setelah itu baru didownload

ke PLC. Jika dengan relay, diperlukan pengubahan pada pengkabelannya,

waktunya akan sangat lama dan beresiko tinggi sehingga harus mematikan

sistem yang sedang berjalan.

5. Metode Pemrograman Mudah dan Bermacam-macam

Banyak metode untuk membuat suatu program pada PLC. Seperti pada

penjelasan pemrograman pada PLC, disebutkan bahwa terdapat banyak

metode yang ditawarkan untuk membuat suatu program pada PLC, di

antaranya Ladder Logic Diagram, Mneumonic dan Function Block Diagram.

Setiap programer dapat memiih metode sesuai dengan kebutuhan dan

kemampuan.

6. Menyederhanakan Komponen-Komponen Sistem Kendali

Dalam PLC juga terdapat timer, counter, relay dan komponen lainnya,

sehingga tak lagi membutuhkan komponen-komponen tersebut sebagai

tambahan. Penggunaan relay membutuhkan counter, timer atau komponen lain

untuk perangkat tambahan.

7. Keamanan Terjamin

Jika dilihat dari sisi keamanan, PLC tergolong perangkat yang luar biasa

aman, dari segi dokumentasi, perangkat dan hal-hal mengenai program. PLC

mempunyai sistem penguncian (lock), sehingga mengurangi dan dapat

menghindarkan dari adanya pecurian dalam bentuk apapun.

8. Adanya Record Data dan Interface yang Memudahkan Pengguna

PLC dirancang untuk mampu menyimpan data-data yang diperlukan sesuai

dengan kebutuhan dan program. Dimudahkan dengan adanya interface yang

dapat menampilkan proses, data maupun perbandingan ke dalam suatu

perangkat komputer (PC) yang terhubung dengan PLC.


http://ndoware.com/pemrograman-plc-dengan-ladder-logic-diagram.html


12

Hakam Rahmatullah

9. Sistem Terbaru dengan Wireless

Sistem terbaru dari PLC yaitu dengan menawarkan sistem yang wireless dan

dapat diakses oleh penggunanya dengan mudah dan jarak jauh. Tak harus

masuk ke dalam kantor atau ruangan khusus.

10. Upgrade Sistem dan Komponen Lebih Cepat

Pengguna dapat Menambahkan komponen-komponen kendali setiap saat dan

tanpa memerlukan tenaga juga biaya yang besar seperti pada pengendali

konvensional (relay). Dimudahkan juga dengan komponen yang tersedia

dalam bentuk paket modul, pemasangan dapat dilakukan dengan cepat dan

mudah.

E. Kekurangan Programmable Logic Controller (PLC)

Sebagai hasil ciptaan manusia, tentunya PLC masih mempunyai

kelemahan yang pada setiap generasinya dilakukan koreksi dan penyempurnaan.

PLC pada perannya sebagai sistem kendali memiliki kelemahan yang cukup

mendasar dan masih terus ditekan agar dapat diperoleh hasil yang mendekati

kesempurnaan dan harapan yang ada, baik oleh vendor maupun oleh pengguna

tentunya. Kelemahan yang terdapat pada PLC dapat dijelaskan sebagai berikut:

1.Teknologi Masih Baru

Pengubahan sistem lama yang mempergunakan relay ke dalam konsep

komputer PLC masih dianggap baru bagi sebagian orang. Tentunya hal ini

menjadikan suatu tantangan besar bagi vendor PLC untuk meningkatkan

pengenalan PLC ke dalam masyarakat umum maupun masyarakat teknologi

(khususnya). Sementara ini, PLC banyak digunakan pada level industri saja,

belum banyak merambah dunia yang lebih luas yaitu masyarakat. Meskipun

tak terlalu mempengaruhi pasar industri, dengan mengenal sistem PLC orang

akan dapat memiliki ketertarikan tersendiri untuk mengasah ilmu khususnya

dalam bidang kendali dengan PLC dan membuat implementasinya dalam

kehidupan sehari-hari.

2. Aplikasi Program PLC Buruk untuk Aplikasi Statis (Tetap)

Aplikasi-aplikasi PLC dapat mencakup beberapa fungsi sekaligus. Di lain sisi,

beberapa aplikasi merupakan aplikasu dengan satu fungsi. Jarang sekali



13

Hakam Rahmatullah

dilakukan perubahan bahkan tidak sama sekali atau statis. Hal tersebut

membuat penggunaan PLC pada aplikasi dengan satu fungsi dinilai tidak

efektif bahkan dapat menghabiskan biaya yang besar alias boros. Oleh sebab

itu, penggunaan PLC pada aplikasi kecil tidak direkomendasikan oleh para

ahli sistem kendali.

3.Operasi dengan Ragkaian yang Statis (Tetap)

Kinerja PLC menjadi tidak optimal dan efektif bahkan memboroskan biaya

jika rangkaian pada sebuah operasi tidak dilakukan perubahan secara

menyeluruh. Proses justru akan menjadi lambat dan membuat sistem

terganggu, mempengaruhi pada hasil produksi dan keluaran.

5.PLC Rentan terhadap Perubahan Suhu dan Keadaan Lingkungan

Menjadikan sebuah pertimbangan ketika suatu perangkat yang akan

dipergunakan memiliki kelemahan yang cukup mengkhawatirkan. Dalam

suatu kalang proses industri, lingkungan akan memiliki perubahan suhu dan

keadaan yang tidak dapat diduga, seringkali pemanasan yang sangat luar biasa

terjadi, vibrasi yang berhubungan langsung dengan alat-alat elektronik di

dalam PLC dan keadaan lingkungan maupun lapangan yang tidak dapat

dipungkiri dapat menyebabkan debu yang mengotori perangkat PLC. Apabila

hal-hal tersebut terjadi secara terus menerus, kinerja pada sistem PLC akan

terganggu dan tidak dapat berjalan secara maksimal. Hal-hal tersebut banyak

terjadi khususnya pada PLC generasi lama. Untuk PLC generasi baru

kekeurangan ini mulai dapat dikendalikan dan dikurangi secara perlahan oleh

vendor.


14

Hakam Rahmatullah

Penutup

Saran

Meskipun PLC memiliki kelebihan, tetapi tidak dapat dipungkiri juga

karena buatan manusia tetap juga memiliki beberapa kelemahan. Hal

tersebut secara langsung maupun tidak langsung tetap saja mempengaruhi

output yang diinginkan oleh progammer. Oleh sebab itu, perlu untuk terus

memerlukan perbaikan secara terus-menerus sehingga akan diperoleh hasil

yang mememuaskan.


15

Hakam Rahmatullah

Daftar Pustaka

http://www.ndoware.com/Prinsip-Operasi-PLC.html

http://www.ndoware.com/Komponen-Penyusun-PLC.html

http://www.ndoware.com/Kelebihan-PLC-PLC.html

http://www.ndoware.com/KelemahanPLC.html

http://www.ndoware.com/Prinsip-Operasi-PLC.html

http://www.ndoware.com/Komponen-Penyusun-PLC.html

http://www.ndoware.com/Kelebihan-PLC-PLC.html

http://www.ndoware.com/KelemahanPLC.html

PLC

Documents

Transcript of PLC