Timer Counter Fuad
-
Upload
wisnu-wijiatmoko -
Category
Documents
-
view
56 -
download
3
Transcript of Timer Counter Fuad
Kontrol
Linear
Kontinyu Diskrit
KondisionalNon Linear Sekuensial
[Pick the date] [ ]
Bab 6
Sistem Kontrol dan Otomasi Industri
Pada bab ini akan dibahas aplikasi dari sistem kontrol otomatis berbasis sistem diskrit atau
sering disebut sebagai digital atau logika.
6.1. Tipe Sistem Kontrol Otomatis
Berdasarkan tipenya Kontrol dibagi menjadi beberapa cabang:
Gambar 6.1. Tipe Kontrol
Sistem Kontinyu artinya nilai yang dikendalikanberubah secara halus seperti kecepatan dari
kendaraan.
91
[Pick the date] [ ]
Sistem Diskrit artinya adalah nilai yang dikendalikan diterjemahkan sebagai nilai ‘on –off’
misalnya mesin kendaraan sedang menyala. Semua sistem sebenarnya kontinyu tetapi dapat
diperlakukan sebagai sistem diskrit atau logika untuk penyederhanaan.
Sistem Linear dapat dijelaskan sebagai persamaan diferensial sederhana misalnya laju
kendaraan yang makin meningkat pada kecepatan konstan
Sistem Non Linear biasanya memiliki formula matematis yang kompleks misalnya pada
pengendalian pesawat pesawat ruang angkasa yang mendekati bulan, gravitasi bulan
mempengaruhi pesawat dan perlu melakukan pengubahan sistem kendali dari keadaan
sebelumnya.
Sistem Kondisional melakukan aksi bila kondisi yang ditetapkan telah dipenuhi. Dapat
menggunakan prinsip Boolean. Misalnya jika sudah menyalakan pompa air, maka menyalakan
kran untuk mengisi bak mandi.
Sistem Sekuensial melakukan aksi apabila waktu atau hitungannya telah memenuhi syarat yang
ditetapkan. Misalnya adalah saat 20 detik lampu menyala atau jika jumlah benda terhitung
sudah mencapai 5 buah maka dilakukan pengepakan.
Sistem diskrit atau logika lebih sering dipakai dalam desain suatu sistem karena sistem ini lebih
stabil dan biayanya relative rendah. Selain itu sistem kontinyu pun dapat dimanipulasi menjadi
suatu sistem yang dikendalikan secara logika.
6.2. Otomasi di Industri
Industri yang membutuhkan suatu proses dengan kecepatan dan ketepatan memerlukan
peralatan atau mesin yang dapat beradaptasi dengan kebutuhan tersebut. Perkembangan
industri sejak revolusi industripun maju dengan pesat.
92
[Pick the date] [ ]
Otomasi mutlak menjadi komponen penting dalam proses di industry agar produktifitas dari
berbagai sector semakin meningkat.
Dalam dunia industry saat ini baik industry produk termasuk industry pembangkit energy
memerlukan pengendali (kontroler) yang handal sesuai kebutuhan mereka. Salah satu kontroler
yang banyak dipakai oleh industry adalah Programmable Logic Kontroller (PLC)
6.3. Programmable Logic Controller (PLC)
PLC atau Programmable Logic Kontroller adalah suatu Kontroler berbasis mikroprosesor yang
memanfaatkan fungsi Logika yang dapat diprogram serta dirancang untuk dioperasikan oleh
operator yang memiliki kemampuan atau pengetahuan terbatas mengenai computer dan
pemrograman bahasa komputer. Merupakan sistem kontrol waktu-diskrit yang menerapkan
fungsi-fungsi logika.
Gambar 6.2. Tipe PLC
93
[Pick the date] [ ]
Semakin majunya perkembangan jaman jika dilihat sejak revolusi industry, berubah dari kendali
yang murni dari manusia mengarah kepada kendali berbasis elektris. Seperti misalnya
menggunakan relay. Melalui sistem relay inilah PLC memanfaatkan daya listrik untuk
mengaktifkan suatu switch atau saklar tanpa gerakan mekanis.
PLC menjadi popular pada dunia industry karena beberapa kelebihannya. Diantaranya adalah:
- Biaya yang relative murah untuk mengendalikan sistem yang rumit
- Fleksibel dan dapat diterapkan pada sistem dengan mudah dan cepat
- Memudahkan dalam perbaikan kerusakan dengan kemudahan pemrograman dan
mengurangi waktu perbaikan
- Komponen pendukung yang handal sehingga dapat beroperasi dalam jangka waktu yang
cukup lama
Konfigurasi PLC
PLC terdiri dari:
1. Unit Catu Daya
2. CPU
3. Unit memori
4. Bagian masukan dan keluaran (input/output)
5. Perangkat pemrogram
94
[Pick the date] [ ]
Gambar 6.3. Arsitektur PLC
Bagian masukan/input dapat berupa :
• Push buttons
• Switches (limit switches, level switches, etc.)
• Sensors
• Timer
95
[Pick the date] [ ]
Bagian keluaran/ output dapat berupa:
• Relay
• Katup Solenoid
• Perangkat sinyal ( lampu, alarm, dll.)
• Pemanas
• Motor
6.4. Pemrograman PLC
Untuk melakukan Pemrograman PLC, dapat dilakukan dengan beberapa cara. Diantaranya
adalah:
• Ladder Diagram (LD)
• Structured Text (ST)
• Instruction List (IL)
• Function Block Diagram (FBD)
• Sequential Function Chart (SFC)
96
[Pick the date] [ ]
Setelah dilakukan pemrograman dengan bahasa tersebut, maka dilakukan transfer data menuju
ke PLC dengan beberapa metode transport.
1. Dengan Konsol yaitu melalui perangkat transfer yang terintegrasi dengan tombol yang
digunakan untuk pemrograman
Gambar 6.4. Pemrograman PLC melalui konsol
97
Rung /baris
Tangga Kiri Tangga Kanan
[Pick the date] [ ]
2. Dengan computer melalui kabel koneksi menuju ke PLC (Misal: kabel serial)
Gambar 6.5. Pemrograman PLC melalui komputer
Dari beberapa pemrograman yang dikenal tersebut diatas, yang paling identik dengan PLC
adalah pemrograman Ladder. Diagram ladder (berarti tangga) merupakan pemrograman yang
menjadi ciri khas dari PLC. Dengan bentuk mirip tangga, pemrograman PLC didasarkan dari
gerbang logika saklar/switch yang aturannya dibaca dari kiri kekanan dan dari bagian paling
atas kebawah.
98
Simbol Ladder Komponen yang identik
Kontak Normally Open (switch relay, atau peralatan ON/OFF)Kontak Normally Open (switch relay, atau peralatan ON/OFF)Beban output (motor, lampu, selonoid, alarm dll)Timer (pewaktu)
Counter (penghitung)
[Pick the date] [ ]
Gambar 6.6. Bentuk dasar Ladder
Tabel 6.1. Tabel simbol Ladder
6.4.1. Gerbang Logika PLC
Gerbang logika dasar dalam pemrograman PLC digunakan untuk menghubungkan input satu
dengan lainnya untuk menghasilkan output yang diinginkan.
Gerbang logika dasar yang dipakai adalah
99
A
B
A BInput Output
A
BInput Output
Input Output
[Pick the date] [ ]
Gambar 6.7. Gerbang logika AND
Dua buah input yang terhubung dalam gerbang logika AND dalam rangkaian nyata dapat
dinyatakan dengan dua buah saklar yang terhubung seperti dibawah ini
Gambar 6.8. Gerbang logika AND dalam saklar
Gambar 6.9. Gerbang logika OR
Dua buah input yang terhubung dalam gerbang logika OR dalam rangkaian nyata dapat
dinyatakan dengan dua buah saklar yang terhubung seperti dibawah ini
Gambar 6.10. Gerbang logika OR dalam saklar
Gambar 6.11. Gerbang logika NOT
Yang dalam rangkaian nyata dapat dinyatakan dengan saklar yang terhubung seperti dibawah
ini
100
A
B
[Pick the date] [ ]
Gambar 6.12. Gerbang logika NOT
Misalkan kita menginginkan koneksi dua buah switch yang terhubung parallel untuk
mengaktifkan suatu koil. Koneksi dalam skema rangkaian elektronika akan terhubung seperti
dibawah ini
Gambar 6.13. Sistem yang terhubung dengan logika AND
Sedangkan Koneksi dalam pemrograman PLC dapat dilakukan dengan
Gambar 6.14. Sistem yang terhubung dengan logika AND pada pemrograman PLC
101
[Pick the date] [ ]
6.4.2. Timing diagram
Dikenal juga dengan istilah ‘Time Chart Diagram’ merupakan diagram pewaktu yang menyajikan
aktifitas input dan output dari sistem yang dibuat dalam pemrograman PLC (ladder) sehingga
dengan mudah kita dapat melihat hubungan antar input dalam menghasilkan output yang
diinginkan.
Diagram tersebut terdiri dari susunan input dan output yang tergabung dalam baris yang
tersusun rapi dimulai dari kiri dan diakhiri di kanan baris. Dimana bagian terkiri dari baris
tersebut menunjukkan awal dari waktu atau kronologi aksi yang terjadi.
Gambar 6.15. Timing diagram dari logika AND
Terlihat dari timing diagram diatas yang merupakan diagram waktu dari ladder diagram pada
gambar sebelumnya menunjukkan bahwa saat SW1 dinyalakan tanpa penyalaan SW2 atau
102
000.00
000.01
010.00
SW 1
SW 2
Coil
0 1 2 3 4 ~ (detik)
[Pick the date] [ ]
sebaliknya tidak akan mengakibatkan koil aktif. Koil hanya aktif pada saat SW1 dan SW2 pada
kesempatan yang sama menyala.
6.4.3. Latch sistem
Mirip dengan switch atau saklar yang lengket dengan adanya penekanan. Jika dalam suatu
keadaan . dimana suatu keluaran perlu dipertahankan meskipun masukannya berkurang,
seperti pada push button maka sistem Latch adalah solusinya. Rangkaian ini adalah rangkaian
self-maintaining.
Contoh aplikasi dapat dilihat pada rangkaian dibawah ini.
Gambar 6.16. Sistem Latch pada pemrograman PLC
Time chartnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
103
[Pick the date] [ ]
Gambar 6.17. Timing diagram (Time chart) dari sistem Latch
Terlihat dimana saat A ditekan, maka akan mengaktifkan keluaran Q. Dimana Q memiliki set
kontak lain Q (saklar dengan alamat yang sama dengan output Q) yang akan akan aktif secara
paralalel aktif apabila keluaran Q aktif. Kontak yang terhubung dengan gerbang logika OR
dengan saklar masukan (A) tersebut akan membuat arus listrik tetap mengalir menuju keluaran
Q meskipun A sudah tidak ditekan lagi dah hal ini akan berlaku terus menerus sampai tombol
Reset (B) ditekan. Yang berarti akan memutus aliran arus menuju ke Keluaran Q dan secara
parallel akan mematikan membuka kontak Q.
6.4.4. Relai
104
IN (A
)
OU
T
(Q)
RE
SE
T
(B)
[Pick the date] [ ]
Relai yang dalam keadaan sesungguhnya di dunia nyata secara fungsi dapat diatur ‘on’ dan ‘off’
untuk menghubungkan atau mengaktifkan rangkaian lain. Di dalam PLC dikenal dengan relai
internal yang secara fisik tidak tampak, tetapi memiliki fungsi yang sama dengan relai yang kita
kenal. Pada PLC sebenarnya relai merupakan bit data yang tersimpan dalam memori yang selain
berlaku sebagai keluaran, juga berlaku sebagai input atau masukan berupa kontak yang
diaktifkan oleh keluaran tersebut.
Bentuk diagram laddernya dapat dilihat dibawah ini.
Gambar 6.18. Sistem Relai atau coil pada pemrograman PLC
Fungsi keluaran yang diberi nama Out disini akan aktif apabila arus melewatinya akibat dari
saklar A yang ditekan. Selanjutnya kontak Q pada baris kedua yang memiliki nama sama dengan
keluaran Q pada baris pertama akan aktif dan membuat kontak tersebut melewatkan arus
pada rangkaian lain yang berfungsi sebagai penghubung otomatis dengan kendali relai Q.
6.4.5. Timer (Pewaktu)
Parameter waktu termasuk hal yang penting dalam fungsi kontrol seperti pada pengoperasian
suatu keluaran berupa motor atau lampu yang diaktifkan maupun dinon-aktifkan dengan
interval tertentu.
Timer akan menggunakan waktu dari CPU yang dipakai sebagai basis pewaktu. Pengaturan
waktu pada timer atau durasinya dapat dilakukan dengan melakukan pre-set sehingga waktu
yang kita inginkan untuk mengendalikan suatu keluaran maupun kontak dapat dicapai. Dan
untuk melakukan
105
A Q
Q Out
[Pick the date] [ ]
Adapun timer yang dikenal terbagi menjadi dua macam:
1. Timer / Pewaktu On-delay
Yang maksudnya adalah timer akan mulai bekerja sebagai penghitung waktu disaat
masukan menuju input timer terjadi peralihan dari non-aktif menjadi aktif, sehingga
akan menghasilkan sinyal output aktif jika waktu sesuai dengan pre-setnya sudah
tercapai.
Berikut adalah Time chart dari Pewaktu On-delay
106
Inp ut
Ou
tput
time
r5 s
[Pick the date] [ ]
Gambar 6.19. Timing Diagram dari Timer ON delay
2. Timer/ Pewaktu Off – delay
Yang maksudnya adalah timer akan mulai bekerja sebagai penghitung waktu disaat
masukan menuju input timer terjadi peralihan dari aktif menjadi non-aktif, sehingga
akan mengeluarkan sinyal output aktif jika waktu sesuai dengan pre-setnya sudah
tercapai.
Berikut adalah Time chart dari Pewaktu Off-delay
Gambar 6.20. Timing Diagram dari timer Off delay pada pemrograman PLC
107
Input
Output
timer
5 s
[Pick the date] [ ]
6.4.6. Counter (Pencacah)
Pencacah digunakan untuk menghitung banyaknya peralihan input yang masuk dari non-aktif
menjadi aktif. Dan pada gilirannya akan mengeluarkan sinyal output aktif bila sudah memenuhi
nilai pre-setnya.
Counter yang dikenal dibagi menjadi 2 jenis yaitu:
1. Counter Up
Pencacah jenis ini akan memulai menghitung dari angka 0 dan bertambah satu demi
satu saat adanya perubahan sinyal logika pada input.
2. Counter Down
Pencacah jenis ini akan memulai menghitung mundur dari pre-set counter yang
dinginkan dan berkurang satu demi satu.
108
[Pick the date] [ ]
Evaluasi:
1. Apakah PLC dan termasuk jenis kontroler apakah PLC itu?
2. Ada berapa jenis pemrograman PLC?
3. Buatlah rangkaian logika OR menggunakan dua buah input dengan ladder diagram!
4. Apakah beda antara Timer On delay dan Timer Off delay?
5. Buatlah aplikasi PLC untuk menyalakan dua buah lampu melalui sebuah input dengan
ketentuan:
a. Lampu pertama menyala setelah 5 detik saklar utama ditekan dan
b. Lampu kedua akan menyala 3 detik setelah Lampu pertama menyala.
109