pemakaian listrik elo112 p4tk 2010

MODUL PEMBELAJARAN PENDIDIKAN GURU DALAM JABATAN (DIKLAT PENYETARAAN D III KE S1) Kerjasama P4TK Medan dan Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang Mata Kuliah : Pemakaian Listrik Kode : ELO112 Bobot : 3 SKS Program Studi : Pendidikan Teknik Elektro Dosen : Risfendra, S.Pd, M.T

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2010

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PEMBELAJARAN (GBPP) Mata Kuliah : PEMAKAIAN LISTRIK Kode/SKS : ELO112/3 SKS Dosen/Kode/NIP : Risfendra, M,T/5231/19791302 200501 1 003 Waktu Pertemuan : 16×3×50 Menit Deskripsi Singkat : Kebutuhan manusia terhadap energi listrik dewasa ini cendrung meningkat. Dapat dikatakan bahwa hampir semua

kegiatan manusia, baik secara langsung maupun tidak langsung, tidak dapat dipisahkan dari kebutuhan akan energi yang disebabkan oleh pergerakan elektron tersebut. Hasil penelitian terkini menyimpulkan bahwa terdapat korelasi positif antara kemajuan suatu negara terhadap kebutuhan energi listrik.

Secara garis besar tempat kegiatan manusia yang membutuhkan energi listrik dibagi dua kelompok yaitu kelompok rumah tangga dan kelompok industri. Kuliah Pemakaian Listrik membahas prinsip-prinsip pemakaian peralatan rumah tangga dan industri yang menggunakan energi listrik. Pembahasan ditekankan pada prinsip kerja peralatan, pengoperasian dan perawatan, serta langkah-langkah penyelesaian masalah apabila peralatan tersebut ada gangguan (problem solving).

Kompetensi Utama (KU) : Mampu mengidentifikasi kerusakan dan memperbaiki peralatan listrik rumah tangga dan industri.

No Kompetensi Pendukung Pengalaman Belajar Materi Metoda Waktu Asesmen Sumber Bacaan (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 1 Menjelaskan prinsip kerja dan

komponen peralatan laundry - Mengamati

penyampaian materi - Mengelompokkan

peralatan listrik laundry- Mengoperasikan

peralatan listrik laundry

1. Peralatan listrik laundry 1.1 Setrika Listrik 1.2 Mesin Cuci 1.3 Mesin Pengering Pakaian 1.4 Mesin Pencuci Piring 1.5 Mesin Vacuum Cleaner

- Ceramah - Sumbang saran- Diskusi

2×3×50 mnt - Tes Lisan- Tugas

Rob Lutes, 1999 Robert W, 1988 Manual Operation

2 Menjelaskan prinsip kerja dan komponen peralatan memasak

- Mengamati penyampaian materi

- Mengelompokkan peralatan listrik untuk memasak

- Mengoperasikan peralatan listrik untuk memasak

2. Peralatan listrik untuk memasak 2.1 Pemanggang Roti 2.2 Kompor Listrik 2.3 Oven Microwave 2.4 Pemasak /Penghangat nasi 2.5 Blender/Mixer/Juicer


2×3×50 mnt - Tugas - Tes lisan


3 Menjelaskan prinsip kerja dan komponen peralatan pemanas dan pendingin


- Mengelompokkan peralatan listrik pemanas dan pendingin

- Mengoperasikan peralatan listrik pemanas dan pendingin

3. Peralatan listrik pemanas dan pendingin

3.1 Pemanas Air 3.2 Kulkas dan Freezer 3.3 Pengkondisi Udara (AC) 3.4 Pengering rambut


2×3×50 mnt - Tugas - Tes lisan


4 Menerapkan langkah-langkah analisa kerusakan dan perbaikan peralatan listrik rumah tangga

- Menganalisa kerusakan - Menguji komponen - Memperbaiki

kerusakan

4. Perbaikan peralatan listrik rumah tangga

4.1 Langkah-langkah analisa kerusakan

4.2 Penerapan pengukuran listrik 4.3 Langkah-langkah perbaikan

- Ceramah - Demonstrasi

2×3×50 mnt - Latihan - Tes lisan - Praktek

Brown (2005)

5 Menjelaskan fungsi peralatan listrik Industri


- Menyaksikan gambar peralatan listrik Industri

5. Peralatan listrik industri 5.1 Tranduser dan sensor 5.2 Peralatan penggerak (aktuator)

- Ceramah - Demonstrasi

2×3×50 mnt - Latihan - Tes tulis

Maloney (2001) Johnson (2003)

6 Menjelaskan sistem kontrol peralatan listrik industri


- Menyaksikan gambar/benda nyata peralatan kontrol listrik Industri

6. Sistem kontrol peralatan listrik industri

6.1 Konsep sistem kontrol 6.2 Penerapan sistem kontrol di

industri 6.3 Komponen kontrol peralatan listrik

industri

- Ceramah - Simulasi /

animasi - Diskusi

2×3×50 mnt - Latihan - Tugas - Praktek

Bhattacharya (2006) Maloney (2001)

7 Menerapkan langkah-langkah analisa kerusakan dan perbaikan peralatan listrik industri

- Menganalisa kerusakan- Menguji komponen - Memperbaiki

kerusakan

7. Perbaikan peralatan listrik industri 7.1 Langkah- langkah analisa

kerusakan peralatan sensor 7.2 Langkah-langkah analisa peralatan

aktuator 7.3 Langkah-langkah analisa

kerusakan rangkaian pengendali 7.4 Perbaikan peralatan listrik industri

- Ceramah - Demonstrasi - Simulasi


Bhattacharya (2006) Maloney (2001)

8 Menerapkan kontroler elektronik di industri

- Menyaksikan gambar/benda nyata kontroler elektronik

8. Pengendali Elektronik (PLC) 8.1 Sejarah PLC 8.2 Komponen Utama PLC 8.3 Pemograman PLC

- Ceramah - Simulasi /

animasi - diskusi


Petruzella (2005) Setiawan (2006) Btyan (1997)

Daftar Bacaan : 1. Setiawan, Iwan (2006). PLC dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol. Yogyakarta : Andi Offset. 2. Petruzella, Frank D (2005). Programmable Logic Controllers. Singapore : Mc Graw Hill 3. Bryan, L.A (1997).Programmable Controllers: Theory and Implementation. USA: Industrial Text Company 4. Maloney, Timothy J (2001). Modern Industrial Electronics. New Jersey : Prentice Hall 5. Tokheim, Roger.L (1996). Elektronika Digital. Jakarta:Erlangga 6. Johnson, Curtis.D (2003). Process Control Instrumentation Technology. New Jersey: Prentice Hall 7. Ogata, Katsuhiko (1996).Teknik Kontrol Automatik. Jakarta : Erlangga 8. Brown, Mark (2005) Practical Trouble Shooting of Electrical Equipment and Control Circuits. Netherands: Newness 9. Omron CPM-1A/CPM-2A Manual Operation Book 10. Bhattacharya, S K (2006). Industrial Electronics and Control. New Delhi: McGraw-Hill. 11. Siemens-S7 Manual Operation Book 12. GE Fanuc-Series 90 Micro Manual Operation Book 13. Rob Lutes, etal, Home Repair Handbook, 1999 14. Robert W. Wood, Troubleshooting and Repairing Small Home Appliances, 1988

Modul Pemakaian Listrik – ELO112 -

PPeennggeennaallaann PPeerraallaattaann KKeennddaallii LLiissttrriikk IInndduussttrrii

PPeemmaakkaaiiaann LLiissttrriikk Risfendra [email protected]

I. Pendahuluan

A. Deskripsi

Pembelajaran matakuliah ini bertujuan mengenalkan sistem pengendalian

pada alat – alat listrik industri yang sebagian besar berupa motor – motor

listrik. Pembahasan materi ini mencakup sistem pengendalian umum pada

alat – alat listrik industri yang berbasiskan pengendalian konvensional dan

sistem pengendalian otomatis berbasis PLC beserta komponen pengendalinya

seperti kontaktor, saklar, relay waktu, termal over load relay, saklar-saklar

sensor dan push button.

B. Prasyarat

Untuk dapat mengikuti perkuliahan ini dengan baik maka peserta didik harus

terlebih dahulu telah mengikuti mata kuliah – mata kuliah pendukung yakni:

Alat Ukur dan Pengukuran (ELO104), Rangkaian Listrik 1 dan 2 (ELO116

dan ELO118), Mesin Listrik 1 dan 2 (ELO151 dan ELO146) dan Sistem

Pengaturan (ELO113).

C. Petunjuk Penggunaan Modul

• Modul ini dapat digunakan sebagai bahan pembelajaran secara mandiri dimana setiap bagian modul terdiri atas tahap - tahap pembelajaran yang terstruktur beserta materi yang dapat dipelajari oleh mahasiswa tanpa didampingi oleh instruktur.

Diklat Penyetaraan D3 ke S1 Kerjasama UNP-P4TK Medan

1

mailto:[email protected]

Modul Pemakaian Listrik - ELO112 -

• Untuk tercapainya tujuan pembelajaran maka mahasiswa harus mengikuti ketentuan – ketentuan yang terangkum dalam tahap – tahap pembelajaran.

• Resume dari materi pembelajaran terdapat pada bagian rangkuman dan dapat dipergunakan sebagai tinjauan ulang di akhir proses pembelajaran.

• Tugas dan test formatif dapat dipergunakan mahasiswa untuk mengapresiasi sejauh mana tingkat pemahaman terhadap materi yang telah dipelajari. Untuk itu disediakan kunci jawaban test formatif untuk mengukur tingkat pemahaman yang telah dicapai mahasiswa.

D. Tujuan Akhir

Tujuan akhir yang hendak dicapai melalui pembelajaran ini adalah:

Memberikan pemahaman kepada mahasiswa tentang aplikasi sistem kendali

peralatan listrik industri yang menggunakan motor listrik dengan

menggunakan komponen – komponen pengendali konvensional seperti

kontaktor, relai waktu, thermal overload relay, saklar – saklar sensor dan push

button.

E. Kompetensi

Kompetensi yang harus dimiliki mahasiswa setelah mengikuti pembelajaran

ini adalah:

1. Mahasiswa memahami dan mampu mengaplikasikan sistem pengendali

alat – alat listrik industri yang menggunakan motor listrik.

2. Mahasiswa mengetahui dan mampu menggunakan komponen –

komponen pengendali konvensional seperti kontaktor, relai waktu,

thermal overload relay saklar – saklar sensor dan push button.

F. Cek Kemampuan

Uji kemampuan yang dimiliki oleh mahasiswa setelah mengikuti

pembelajaran ini dilaksanakan melalui 3 tahap:

1. Tugas Mandiri dan Test Formatif.

Dilaksanakan setiap selesai satu topik pembelajaran untuk mengetahui

tingkat pemahaman mahasiswa terhadap materi.

2. Ujian Akhir

Dilaksanakan di akhir perkuliahan untuk menilai tingkat pemahaman dan

kompetensi menyeluruh mahasiswa terhadap pembelajaran ini.

Diklat Penyetaraan D3 ke S1 Kerjasama FT UNP-P4TK Medan

2


II. Pembelajaran

A. Rencana Belajar Mahasiswa

Kegiatan pembelajaran ini berbobot 3 sks sehingga sesuai dengan Buku

Pedoman Akademik UNP Tahun 2008/2009 mahasiswa harus merencanakan

kegiatan belajar minimal 3 x 50 menit pemahaman materi (teori), 3 x 2 jam

kegiatan tugas terstruktur (tes formatif dan evaluasi) dan 3 x 2 jam kegiatan

mandiri (latihan) setiap minggunya. Bentuk kegiatan mandiri atau latihan dapat

berupa pengamatan lapangan (studi observasi) terhadap peralatan listrik

domestik maupun industri yang dapat ditemukan disekitar mahasiswa.

B. Kegiatan Belajar

a. Tujuan Pembelajaran

1. Memberikan pemahaman kepada mahasiswa tentang pengaplikasian

sistem kendali peralatan listrik industri yang menggunakan motor listrik.

2. Menambah pengetahuan mahasiswa tentang komponen – komponen

pengendali konvensional seperti kontaktor, relai waktu, thermal overload

relay, sensor dan push button serta pengendali elektronik seperti PLC,

mikrokontroler dan Komputer.

b. Uraian Materi

1. Sistem Pengendali Peralatan Listrik Industri

Hampir sebagian peralatan listrik yang digunakan di industri

menggunakan motor listrik sebagai penggerak utama. Oleh karena itu

proses pengendali utama peralatan listrik di industri selalu ditujukan

kepada pengaturan motor listrik yang akan digunakan sebagai penggerak

tersebut.

Dalam pengendali motor listrik di industri, pengendali banyak

ditujukan untuk keperluan starting dan mengatur putaran. Hal ini karena

kedua aspek ini mempengaruhi performa peralatan yang digerakkan oleh

motor listrik. Arus starting pada motor listrik yang sangat besar dapat

mengakibatkan kegagalan pada sistem penyediaan daya, arus starting ini

dapat berkisar 5 sampai 6 kali arus nominal motor. Oleh karena itu sistem

starting motor harus dilakukan melalui peralatan control yang dapat

mengatur arus starting sehingga diperoleh mekanisme starting yang tidak


3


membahayakan sistem penyediaan daya. Putaran akan mempengaruhi

torsi motor dalam menggerakkan beban, sehingga dengan mengatur

putaran maka motor dapat digunakan sesuai dengan keperluan beban

yang akan digerakkannya.

Dari uraian diatas dapat disimpulkan pengendali pada peralatan

listrik industri dibutuhkan agar:

• Kecepatan putaran dapat diatur sesuai kebutuhan beban yang

diproses

• Kekuatan torsi dapat diatur sesuai kebutuhan beban

• Menghemat pemakaian energi dan meningkatkan efisiensi

Dengan demikian sistem pengendali peralatan listrik pada industri mutlak

diperlukan.

1.1. Teknik Pengendali Pada Industri

Teknik pengotrolan peralatan listrik pada industri sangat

beragam. Mulai dari pengotrolan yang sangat sederhana dengan mengatur

arus dan tegangan input peralatan sampai ke pengaturan yang cukup

kompleks yang mampu mengendalikan berbagai aspek pengendalian

pengoperasian peralatan.

Secara umum, berdasarkan jenis peralatan pengontrol dan

mekanisme pengendali maka teknik pengendali peralatan listrik industri

dapat dikategorikan atas 2 kategori yaitu:

• Teknik Pengendali Metode Konvensional

Teknik pengendali konvensional dapat dilakukan melalui

penggunaan auxiliary relay (kontaktor) dan instrument sensor.

Instrumen sensor ditempatkan pada beberapa line proses yang

dianggap strategis dan perlu dipantau untuk pengendali peralatan.

Sensor ini kemudian memberi masukan kepada relay secara kontinyu

kondisi pengoperasian. Jika ada batasan akurasi yang diizinkan pada

peralatan yang dilampaui maka instrumen sensor akan

memerintahkan relay untuk bekerja.

Dalam proses pada industri seperti industri kimia, pupuk, semen dan

lain sebagainya, banyak proses industri yang harus dikontrol.

Sehingga jika proses ini dimonitor dan dikontrol melalui metode


4


konvensional akan rumit dan menimbulkan berbagai keterbatasan.

Hal ini juga menimbulkan kerumitan dalam pengawatan dan

dibutuhkan panel control yang besar untuk menempatkannya seperti

diperlihatkan pada gambar berikut:

Gambar 1. 1. Panel Kontrol Tipe Outdoor Pengendali Konvensional

Disamping itu metode ini juga memiliki keterbatasan dari segi

akurasi, waktu respon dan pengendali serta perawatan. Oleh karena

itu metode ini kurang tepat untuk sistem yang membutuhkan aplikasi

kritis. Relay harus mengaktifkan relay lainnya sebelum melakukan

pengaturan dan pengendalian suplay line ke mesin sehingga

menambah waktu delay. Pengoperasian kontaktor biasanya

membutuhkan waktu delay 5 – 10 ms untuk tiap relay sesuai waktu

closing dan interruptingnya. Jika waktu delay ini dikombinasikan

pada beberapa buah relay yang mengontrol suatu proses secara

bersamaan maka hal ini akan mempengaruhi kualitas proses dan

pengoperasian peralatan yang diharapkan.


5


• Teknik Pengendali Non Konvensional

Teknik pengendali non konvensional dimungkinkan dengan

berkembangnya teknologi solid-state sehingga pengendali peralatan

industri dapat dilakukan dengan menggunakan kontroler logik yang

dapat merespon dengan cepat dan dapat deprogram dengan berbagai

cara. Kontroler ini berukuran sangat kecil dan dapat melakukan

proses pengendali yang biasanya dilakukan ratusan relay sehingga

dapat menghemat ruang penempatan. Sistem pengawatan internal

juga menghilangkan kerumitan pada sistem pengawatan eksternal.

Pada sistem ini juga tidak terdapat kontak bergerak sehingga waktu

operasi dapat diatur lebih presisi. Kontroler logik adalah sebuah

perangkat pengendali solid-state yang dioperasikan secara digital

melalui beberapa set pemograman seperti urutan logika, pengaturan

waktu, pencacahan dan analisis aritmatika dari input sinyal digital /

analog yang terkait dengan proses yang akan dikontrol. Dengan

proses ini maka kontroler logik dapat melakukan proses diagnosa,

penyimpanan data dan pengoperasian dari sebuah proses pengendali.

Oleh karena itu maka pada peralatan industri modern, pengendali

berbasis relay digantikan dengan pengendali berbasis kontroler

karena lebih efisien, banyak fungsi dan mengurangi waktu delay

operasi.

Bagian – bagian utama dari sebuah kontroler terdiri atas:

- Central Processing Unit ( CPU )

Berupa mikrokontroler yang berfungsi sebagai bagian yang

mengendalikan perhitungan, analisa dan komparasi serta

memberikan sinyal operasi ke interface output.

- Memory Unit

Bagian ini menyimpan data – data yang diterima dari input sensor

(suhu, kecepatan, tekanan dan sebagainya) sebagai masukan bagi

CPU dan juga menyimpan hasil diagnosa serta instruksi dari CPU

yang akan diberikan ke interface output.

- Input and Output Interface

Bagian ini merupakan penghubung antara mikrokontroler dengan

peralatan yang akan dikontrol. Bertugas mengatur lalu lintas data


6


dan instruksi dari peralatan yang dikontrol dengan

mikrokontroler.

Mekanisme pengendali dengan menggunakan mikrokontroler

diperlihatkan pada Gambar 1.2. Bahasan lebih lengkap tentang

pengendali logik dipaparkan pada bab selanjutnya.

Gambar 1. 2. Pengendali dengan kontroler logik.

2. Komponen Pengendali Peralatan Listrik Industri.

Komponen pengendali yang biasa digunakan pada pengendali

peralatan listrik industri terutama yang menggunakan kontrol

konvensional antara lain: kontaktor, saklar kontak, relay waktu, termal

over load relay, saklar-saklar sensor dan push button.

2.1. Kontaktor dan Relay

Komponen ini merupakan perangkat pensakelaran yang

beroperasi dengan prinsip elektromagnet. Bagian elektromagnet terdiri

atas koil belitan kawat yang melilit pada inti besi. Ketika koil

elektromagnet diberi energi, inti besi menghasilkan magnet yang dapat

menarik armature yang terhubung dengan kontak, sehingga kontak

beroperasi dan menyambungkan rangkaian. Ketika energi pada koil

habis, kontak akan kembali ke posisi normal akibat pengaruh pegas yang

terhubung ke kontak. Prinsip kerja ini diperlihatkan pada gambar berikut:


7


Gambar 1.3. Prinsip Kerja Kontaktor dan Relay

Relay dan kontaktor bekerja dengan prinsip operasi yang sama,

namun demikian memiliki karakteristik kerja yang berbeda secara

mekanik dan elektrik. Relay memiliki armatur tergantung (hinged

armature) sementara kontaktor menggunakan solenoid yang lebih kuat

dan kontak yang lebih besar. Dengan perbedaan karakteristik ini maka

kontaktor biasanya digunakan untuk menghubungkan daya yang lebih

besar dari relay dan membutuhkan arus kerja yang lebih besar pula.

Kontrol relay memiliki prinsip kerja yang sama dengan kontaktor namun

memiliki rating daya yang lebih kecil dari kontaktor dan banyak

digunakan pada rangkaian kontrol. Bentuk fisik dari sebuah kontaktor


Gambar 1.4. Kontaktor Nema Size 1 rating 10 Hp 575 V (Schneider

Electric Company)


8


2.1.1. Spesifikasi Elektrik Kontaktor

Secara elektrik, kontaktor terdiri atas dua bagian utama yaitu operating

coil dan switching contacts. Kontaktor biasanya memiliki beberapa buah

kontak atau disebut juga poles yang umumnya terdiri atas 3 open kontak

untuk power switching dan satu set auxiliary kontak untuk level arus

yang lebih rendah pada rangkaian pengendali.

Spesifikasi umum yang dimiliki kontaktor adalah:

• Tegangan yang dibutuhkan untuk pengoperasian coil

• Jenis suplay coil ( AC atau DC )

• Kapasitas hantar arus kontak

• Maksimum tegangan yang dapat disambungkan oleh kontak

Spesifikasi ini dapat dijadikan acuan umum dalam pemilihan komponen

kontaktor, namun perlu dipertimbangkan jenis pengoperasian yang akan

diatur oleh kontaktor ini seperti berapa lama waktu on/off per jamnya,

dan apa jenis bebannya ( induktif atau resistif ).

Pemilihan kontaktor dapat mengacu ke beberapa karakteristik berikut:

• Tipe tegangan dan suplay utama

• Daya beban

• Karakteristik beban

• Kebutuhan beban ( duty requirement )

Berdasarkan hal diatas maka kontaktor dapat dikelompokkan atas

beberapa jenis sebagai berikut:

Untuk beban AC:

AC1 – Untuk pensakelaran beban resistif dengan kondisi pembebanan

ringan.

AC2 – Untuk pengendali motor slip ring.

AC3 – Untuk starting dan pengereman motor sangkar tupai dalam

kondisi operasi normal.

AC4 – Sama dengan AC3 tapi dengan frekuensi kerja yang lebih tinggi

dimana kontaktor harus memutus arus starting motor pada suatu

saat pada kondisi pembebanan yang terlalu berat.


9


Untuk beban DC:

DC 1 – Diutamakan untuk beban resistif dengan kondisi pembebanan

yang cukup ringan.

DC2 – Starting dan stopping motor shunt.

DC3 – Sama seperti DC2 tapi memungkinkan untuk pengendalian

inching dan plugging.

DC4 – Starting dan stopping motor seri.



Jika kontaktor atau relay digunakan diluar spesifikasi yang diperbolehkan

maka rangkaian kontrol akan cepat mengalami kegagalan. Kontak akan

meleleh dan melengket satu sama lain sehingga arus tetap mengalir

meskipun kontaktor dalam kondisi off. Arus yang sangat besar melebihi

spesifikasi kontaktor dapat menyebabkan kontaktor meleleh seperti fuse

pada umumnya.

2.1.2. Simbol Kontaktor / Relay

Simbol kontaktor / relay dinyatakan dalam 2 bentuk simbol yakni simbol

koil dan simbol kontak.

Simbol koil dan simbol kontak relay diperlihatkan pada Gambar 1.5 dan

Gambar 1.6.

a. Simbol umum b. Relay slow - release c. Relay slow - operate

d. Relay polar e. Relay mekanis

Gambar 1.5. Simbol koil kontaktor / relay

Simbol kontak relay diperlihatkan pada gambar berikut:


10


a. Make contact NO b. Make contact NC c. Change over (break to make) – C/O

d. Change over (make to break) – C/O

e. Make after delay f. Break after delay

Gambar 1.6. Simbol kontak kontaktor / relay

Dalam sebuah layout diagram rangkaian maka simbol kontaktor

merupakan gabungan dari simbol koil dan kontaknya, sebagai contoh

digambarkan pada gambar berikut:

Gambar 1.7. Simbol kontaktor / relay lengkap

. Adakalanya koil digambarkan pada posisi yang berbeda dengan

kontaknya sehingga dilakukan penomoran untuk mengidentifikasi kontak

yang terhubung ke koil. Dalam contoh diatas koil A1 dan A2 mengatur

empat kontak yaitu kontak K1, K2, K3 dan K4.

2.1.3. Jenis dan Konstruksi Kontaktor / Relay

Jenis dan konstruksi kontaktor dan relay yang umum digunakan pada

panel pengendali peralatan listrik industri antara lain sebagai berikut:


11


Relay tipe round base

- Memilki 8 – 11 pin

- Terdiri atas 2PCO (2 Pole Change Over) atau 3PCO.

- Tegangan operasi koil biasanya 12 atau 24 Volt AC atau DC

- Bentuk fisik relay ini dan terminal pemasangannya digambarkan

pada gambar berikut:

a. Relay tipe round base b. Terminal relay tipe round base

Gambar 1.8. Relay tipe round base.

Relay tipe square base

- Karakterisitik internal relay ini sama dengan tipe sebelumnya

- Konstruksinya terdiri atas pin pipih yang dapat langsung

dipasangkan pada terminal penempatan relay seperti digambarkan


a. Relay tipe square base b. Terminal relay tipe square base Gambar 1.9. Relay tipe square base


12


Power Control Relay

Power control relay merupakan relay yang memiliki rating tegangan dan

arus yang lebih besar dari relay kontrol biasa dan biasanya digunakan

sebagai pengaturan switch pada kontrol panel. Relay ini biasanya

memiliki 3 set kontak utama dan dikombinasikan dengan beberapa

auxiliary kontak yang terpasang pada sisi badan relay. Koil ditempatkan

pada bagian depan dengan dilingkupi pelindung kontak terhadap

sentuhan jari pada saat pengoperasian. Bagian – bagian power control

relay ini beserta simbolnya diperlihatkan pada Gambar 1.10 berikut:

b. Simbol a. Power control relay

Gambar 1.10. Power control relay.

Kontaktor

Kontaktor memiliki rating tegangan dan arus yang lebih besar dari relay

sehingga umumnya digunakan sebagai high power switch pada motor,

lampu dan peralatan listrik lainnya. Konstruksi dari kontaktor secara

umum sebagai berikut:

• Ukuran fisik umumnya tergantung besar daya yang bisa

dihubungkan, semakin besar dayanya semakin besar ukuran fisiknya

• Dapat dipasang langsung ke panel kontrol menggunakan mur atau

melalui rel DIN.

Konstruksi kontaktor digambarkan pada gambar berikut:


13


b. Kontaktor terpasang

melalui rel DIN

a. Kontaktor terpasang langsung pada panel

Gambar 1.11. Konstruksi kontaktor

Kontak Auxiliary

Kontak auxiliary merupakan kontak tambahan yang dapat dipasangkan

pada bagian atas atau samping dari kontaktor utama. Konstruksi kontak

auxiliary digambarkan pada gambar berikut:

Gambar 1.12. Kontak auxiliary yang akan dipasang pada kontaktor utama.


14


Interlock Unit

Interlock unit merupakan bagian tambahan yang dapat dipasangkan

antara dua kontaktor sehingga masing – masing kontaktor tidak bekerja

bersamaan. Interlock unit ini dipergunakan untuk switching perubahan

arah putaran pada motor. Konstruksi dan pemasangan interlock


Gambar 1.13. Pemasangan interlock unit diantara dua kontaktor.

Posisi pemasangan interlock unit harus diperhatikan dengan seksama

sesuai manual dan harus dijaga agar kedua kontaktor yang terhubung

dengan interlock unit tidak terlepas pada saat kontaktor bekerja. Oleh

karena itu apabila kontaktor terpasang ke rel DIN, maka interlock unit

juga harus terpasang melalui rel DIN sehingga pada saat kontaktor

bekerja, posisi kedua kontaktor tidak bergeser dan interlock dapat bekerja

semestinya.

Thermal Overload Relay

Thermal overload relay merupakan relay yang bekerja apabila rangkaian

yang dikontrol mengalami kelebihan beban (overload). Relay ini bekerja

berdasarkan efek panas yang timbul pada rangkaian apabila terjadi

overload, sehingga dilengkapi oleh kontak – kontak bimetal yang bekerja

berdasarkan perubahan suhu pada saat terjadinya overload.


15


Mekanisme operasi kontak thermal overload relay diperlihatkan pada

Gambar 1.14 berikut:

Gambar 1.14 Mekanisme trip thermal overload relay

Konstruksi fisik dari thermal overload relay berupa terminal dan kontak

yang dilengkapi pengaturan batasan arus yang akan menyebabkan kontak

bimetal pada relay bekerja. Pengaturan ini berupa faktor kali dari besaran

arus nominal yang diperbolehkan pada peralatan yang akan disuplay.

Konstruksi fisik dan symbol thermal overload relay ini diilustrasikan

pada Gambar 1.15 dan Gambar 1.16.


16


Gambar 1.15. Konstruksi thermal overload relay

Gambar 1.16. Simbol thermal overload relay

Arti label pada simbol diatas adalah:

• Sirkuit utama sebagai kontak utama

• Auxiliary kontak 2 buah

• Nomor pertama biasanya diawali angka 9

• Nomor kedua menunjukkan fungsi


17


2.2. Saklar (Switch)

Saklar atau switch merupakan komponen pengendali yang hanya

berfungsi memutuskan dan menyambungkan rangkaian namun tidak

memiliki kapasitas untuk membatasi besar arus maupun tegangan yang

akan disuplai ke rangkaian. Oleh karena itu pemakaian saklar biasanya

dikombinasikan dengan kontaktor maupun relay. Saklar biasanya

digunakan untuk mengaktifkan sumber ke koil kontaktor sehingga koil

mendapat energi dan bekerja sesuai dengan fungsinya.

Saklar berdasarkan fungsinya dapat dikelompokkan atas 2 kategori yaitu:

• Saklar on/off (On/Off Switch)

Saklar on/off adalah saklar yang hanya bekerja sebagai penghubung

rangkaian ke sumber tanpa dipengaruhi oleh parameter tertentu.

Contoh saklar jenis ini adalah push button, rotary switch, toggle

switch dan lain – lain.

• Saklar sensor (Sensor Switch)

Saklar sensor adalah saklar yang bekerja berdasarkan parameter

tertentu yang mempengaruhi bekerjanya saklar seperti tekanan, besar

arus dan sebagainya. Contoh saklar jenis ini diantaranya: current

limiting switch, strain gage dan lain – lain.

2.2.1. Jenis dan Konstruksi Saklar (Switch)

Saklar terdiri atas satu set kontak yang beroperasi secara manual melalui

sebuah aktuator. Berdasarkan konstruksi kontak dan aktuator ini maka

konstruski saklar dibedakan atas dua jenis yaitu:

• Moulded one-piece

Pada jenis ini konstruksi kontak dan aktuator menyatu pada satu

bagian yang kompak. Biasanya digunakan pada panel – panel

bertegangan rendah. Pemasangan pada panel dapat dilakukan

dengan menggunakan baut, sedangkan konduktor dihubungkan ke

saklar dengan penyolderan atau klem. Contoh jenis ini antara lain:

push button dan toggle switch seperti yang diperlihatkan pada

gambar berikut:


18


Gambar 1.17. Saklar moulded one-piece

• Modular

Pada jenis ini konstruksi kontak dan aktuator terpisah dan dapat

dirakit pada panel ukuran 20,5 mm, 16 mm atau 30,5 mm. Switch

jenis ini terdiri atas 3 bagian utama yaitu:

- Mounting adaptor

Mounting adapator merupakan bagian yang memasangkan

kontak elemen ke panel. Bagian ini dapat adaptor

pemasangan depan (front mounting contact block) atau

pemasangan belakang (rear or surface mounting contact

block). Mounting adaptor diperlihatkan pada gambar berikut:

a. Front mounting adaptor b. Rear mounting adaptor

Gambar 1.18. Mounting adaptor


19


- Aktuator

Aktuator merupakan bagian yang mengoperasikan /

menggerakkan saklar. Bagian ini dapat berupa push button,

rotary switch, key-operated switch atau lever switch seperti

yang diperlihatkan gambar berikut:

Gambar 1.19. Aktuator

- Kontak elemen

Bagian ini merupakan bagian yang menghubungkan atau

memutuskan rangkaian. Jenis kontak saklar ada tiga yaitu

normally open (saklar NO), normally close (saklar NC) dan

change over (saklar CO).

Gambar1.20. Kontak elemen dan simbolnya.

Gabungan bagian – bagian ini kemudian dirakit pada panel

menjadi saklar seperti diperlihatkan pada Gambar 1.21.


20


Gambar 1.21. Saklar modular.

2.2.2. Sistem Pengoperasian Saklar

Sistem pengoperasian saklar dapat dibagi atas dua kategori yaitu:

• Momentary

Dimana kontak langsung beroperasi ketika aktuator dioperasikan,

disebut juga pengoperasian spring return.

• Latching

Dimana kontak beroperasi apabila aktuator ditekan sekali dan

akan mempertahankan kondisinya dan akan berobah kondisi jika

saklar ditekan kedua kalinya. Sering disebut juga pengoperasian

on-off, push on/push off atau stay-put

2.2.3. Diagram Pengoperasian Saklar

Adakalanya saklar memiliki kondisi operasi yang lebih dari satu seperti

yang dimiliki saklar jenis rotary. Maka untuk saklar jenis ini, perlu

digambarkan diagram pengoperasian saklar yang ditempatkan pada

panel.

Contoh diagram pengoperasian saklar diperlihatkan pada gambar berikut:


21


Saklar rotary Diagram

Gambar 1.22. Diagram pensaklaran

Diagram diatas menunjukkan:

• Kontak dalam posisi NO pada posisi 0

• Kontak 1-2 beroperasi pada posisi 1



• Pada semua posisi hanya satu kontak yang beroperasi

c. Rangkuman

Dari uraian materi diatas, dapat disimpulkan:

1. Sistem pengendalian peralatan listrik pada industri dapat berupa:

• Pengendalian dengan metode konvensional menggunakan peralatan

– peralatan seperti kontaktor, relay, saklar dan sensor.

• Pengendalian dengan metode non konvensional dengan

menggunakan peralatan yang berbasiskan komputer dan kontroler

logic.

2. Sistem pengendalian dengan metode non konvensional memiliki

keunggulan dari segi fungsi, ukuran dan sistem pengawatan, sementara

metode konvensional memiliki keunggulan dari segi modular dan daya

tahan pemakaian. Dengan demikian kedua sistem ini akan selalu

digunakan dalam pengendalian peralatan listrik industri.

3. Kontaktor / relay terdiri atas dua bagian utama yaitu koil dan kontak.

Koil berfungsi menggerakkan kontak yang akan memutuskan dan

menyambungkan rangkaian.


22


4. Jenis kontaktor dikelompokkan berdasarkan rating, jenis beban yang

dapat dihubungkan serta suplay koil nya. Untuk kontaktor AC terdapat

jenis AC1, AC2, AC3 dan AC4 sedangkan untuk kontaktor DC terdapat

jenis DC1, DC2, DC2, DC4 dan DC5.

5. Jenis relay dapat dikelompokkan berdasarkan kategori tertentu seperti

konstruksi, mekanisme operasi dan rating. Berdasarkan konstruksi

terdapat relay tipe round base dan tipe square base. Berdasarkan

mekanisme operasi terdapat relay time delay dan thermal overload relay.

Berdasarkan rating terdapat berbagai ukuran rating sesuai manufaktur

relay.

6. Jenis saklar dapat berupa saklar kompak (moulded one-piece switch) dan

saklar modular (modular switch).

7. Pengoperasian saklar dapat dalam bentuk momentary operation dan

latching operation.

d. Tugas

Lakukan observasi dan buatlah laporan tentang spesifikasi, konstruksi dan

aplikasi dari berbagai jenis kontaktor, relai dan saklar yang anda temukan.

e. Tes Formatif

1. Jelaskan 2 metode pengendalian peralatan listrik industri.

2. Uraikan jenis kontaktor berdasarkan karakteristik bebannya.

3. Lengkapi bagian kontaktor berikut dan terangkan prinsip kerjanya.


23


4. Jelaskan jenis – jenis relay berdasarkan konstruksi dan mekanisme

kerjanya.

5. Jelaskan jenis – jenis saklar berdasarkan mekanisme kerja dan

konstruksinya.

f. Kunci Jawaban Tes Formatif

1. Metode pengendalian peralatan listrik industri:

• Teknik Pengendali Metode Konvensional

Teknik pengendali konvensional dapat dilakukan melalui

penggunaan auxiliary relay (kontaktor) dan instrument sensor.

Instrumen sensor ditempatkan pada beberapa line proses yang

dianggap strategis dan perlu dipantau untuk pengendali peralatan.

Sensor ini kemudian memberi masukan kepada relay secara kontinyu

kondisi pengoperasian. Jika ada batasan akurasi yang diizinkan pada

peralatan yang dilampaui maka instrumen sensor akan

memerintahkan relay untuk bekerja.

• Teknik Pengendali Non Konvensional

Teknik pengendali non konvensional dapat dilakukan dengan menggunakan kontroler logik yang dapat merespon dengan cepat dan dapat deprogram dengan berbagai cara. Kontroler ini berukuran sangat kecil dan dapat melakukan proses pengendali yang biasanya dilakukan ratusan relay sehingga dapat menghemat ruang penempatan. Sistem pengawatan internal juga menghilangkan kerumitan pada sistem pengawatan eksternal. Pada sistem ini juga tidak terdapat kontak bergerak sehingga waktu operasi dapat diatur lebih presisi. Kontroler logik adalah sebuah perangkat pengendali solid-state yang dioperasikan secara digital melalui beberapa set pemograman seperti urutan logika, pengaturan waktu, pencacahan dan analisis aritmatika dari input sinyal digital / analog yang terkait dengan proses yang akan dikontrol. Dengan proses ini maka kontroler logik dapat melakukan proses diagnosa, penyimpanan data dan pengoperasian dari sebuah proses pengendali. Oleh karena itu maka pada peralatan industri modern, pengendali berbasis relay digantikan dengan pengendali berbasis kontroler karena lebih efisien, banyak fungsi dan mengurangi waktu delay operasi.


24


2. Jenis kontaktor berdasarkan karakteristik beban yaitu:

Untuk beban AC:

AC1 – Untuk pensakelaran beban resistif dengan kondisi pembebanan

ringan.

AC2 – Untuk pengendali motor slip ring.

AC3 – Untuk starting dan pengereman motor sangkar tupai dalam

kondisi operasi normal.

AC4 – Sama dengan AC3 tapi dengan frekuensi kerja yang lebih tinggi

dimana kontaktor harus memutus arus starting motor pada suatu

saat pada kondisi pembebanan yang terlalu berat.

Untuk beban DC:

DC 1 – Diutamakan untuk beban resistif dengan kondisi pembebanan

yang cukup ringan.

DC2 – Starting dan stopping motor shunt.



DC4 – Starting dan stopping motor seri.



3.


25


Prinsip kerja:

Ketika koil elektromagnet diberi energi, inti besi menghasilkan magnet

yang dapat menarik armature yang terhubung dengan kontak, sehingga

kontak beroperasi dan menyambungkan rangkaian. Ketika energi pada

koil habis, kontak akan kembali ke posisi normal akibat pengaruh pegas

yang terhubung ke kontak.

4. Jenis relay berdasarkan mekanisme kerja:

Thermal Overload Relay

Thermal overload relay merupakan relay yang bekerja apabila rangkaian

yang dikontrol mengalami kelebihan beban (overload). Relay ini bekerja

berdasarkan efek panas yang timbul pada rangkaian apabila terjadi

overload, sehingga dilengkapi oleh kontak – kontak bimetal yang bekerja

berdasarkan perubahan suhu pada saat terjadinya overload.

Time delay relay

Time delay relay merupakan relay yang bekerja berdasarkan timer waktu

dan setingan arus yang diberikan. Ketika setingan arus yang melewati

rangkaian melebihi setingan pada relay maka relay akan bekerja dengan

tundaan waktu sesuai setingan yang diberikan pada timer relay.

Jenis relay berdasarkan konstruksi:

Relay tipe round base

- Memilki 8 – 11 pin - Terdiri atas 2PCO (2 Pole Change Over) atau 3PCO. - Tegangan operasi koil biasanya 12 atau 24 Volt AC atau DC - Bentuk fisik relay ini dan terminal pemasangannya digambarkan


a. Relay tipe round base b. Terminal relay tipe round base


26


Relay tipe square base

- Karakterisitik internal relay ini sama dengan tipe sebelumnya

- Konstruksinya terdiri atas pin pipih yang dapat langsung

dipasangkan pada terminal penempatan relay seperti digambarkan


5. Jenis saklar berdasarkan konstruksi:

a. Relay tipe square base b. Terminal relay tipe square base

• Moulded one-piece

Pada jenis ini konstruksi kontak dan aktuator menyatu pada satu

bagian yang kompak. Biasanya digunakan pada panel – panel

bertegangan rendah. Pemasangan pada panel dapat dilakukan

dengan menggunakan baut, sedangkan konduktor dihubungkan ke

saklar dengan penyolderan atau klem.

• Modular

Pada jenis ini konstruksi kontak dan aktuator terpisah dan dapat

dirakit pada panel ukuran 20,5 mm, 16 mm atau 30,5 mm. Switch

jenis ini terdiri atas 3 bagian utama yaitu:

- Mounting adaptor

Mounting adapator merupakan bagian yang memasangkan

kontak elemen ke panel. Bagian ini dapat adaptor

pemasangan depan (front mounting contact block) atau

pemasangan belakang (rear or surface mounting contact

block).

-


27


- Aktuator

Aktuator merupakan bagian yang mengoperasikan /

menggerakkan saklar. Bagian ini dapat berupa push button,

rotary switch, key-operated switch atau lever switch

- Kontak elemen

Bagian ini merupakan bagian yang menghubungkan atau

memutuskan rangkaian. Jenis kontak saklar ada tiga yaitu

normally open (saklar NO), normally close (saklar NC) dan

change over (saklar CO).

Jenis saklar berdasarkan mekanisme operasi:

• Momentary

Dimana kontak langsung beroperasi ketika aktuator dioperasikan,

disebut juga pengoperasian spring return.

• Latching

Dimana kontak beroperasi apabila aktuator ditekan sekali dan

akan mempertahankan kondisinya dan akan berobah kondisi jika

saklar ditekan kedua kalinya. Sering disebut juga pengoperasian

on-off, push on/push off atau stay-put

III. Daftar Pustaka 1. Mercer, Bob. Industrial Control Wiring Guide. Newness. Oxford. 2001. 2. Agrawal, K. C. Industrial Power Engineering and Application Handbooks.

Neweness. Oxford. 2001. 3. Bhattacharya, S. K. Industrial Electronic and Control.. New Delhi:McGraw-

Hill. 2006.


28


PPeennggeennaallaann PPLLCC PPeemmaakkaaiiaann LLiissttrriikk Risfendra [email protected] I. Pendahuluan

A. Deskripsi. Modul ini membahas sejarah singkat perkembangan PLC, klasifikasi PLC, komponen utama dan prinsip kerja sebuah PLC, peralatan input dan output beserta contohnya masing-masing

B. Prasyarat

Mahasiswa yang menggunakan modul ini diharapkan telah memiliki pengetahuan dasar tentang elektronika digital, sistem kendali konvensional menggunakan relay dan kontaktor.


2. Urutan instruksional modul ini disusun dari yang lebih mudah menuju pembahasan yang lebih komplek.

2. Bila terjadi kesulitan dalam memahami bahasan yang terdapat pada modul ini, dapat mempelajari dari sumber lain yang berhubungan.

D. Tujuan Akhir.

2. Mahasiswa mampu mengenal berbagai jenis PLC beserta klasifikasinya 2. Mahasiswa mampu menjelaskan peralatan input/output beserta fungsinya

E. Kompetensi.

Mampu menjelaskan tentang konsep dasar sistem kendali, mengklasifikasikan PLC berdasarkan I/O yang tersedia, menjelaskan komponen utama sebuah PLC beserta prinsip kerjanya.

F. Cek Kemampuan.

Cek kemampuan dilakukan melalui tugas dan kuis pada bagian akhir modul. II. Materi Pembelajaran

A. PLC DAN DIAGRAM LADDER

Programmable Logic Controller (PLC) pada dasarnya adalah sebuah

komputer yang khusus dirancang untuk mengontrol suatu mesin. Mesin

yang dikontrol ini dapat berupa regulasi variabel secara kontinu seperti pada


29



sistem-sistem servo, atau hanya melibatkan kontrol dua keadaan (On/Off) saja,

tetapi dilakukan secara berulang-ulang seperti umum dijumpai pada mesin

pengeboran, sistem konveyor, dan lain sebagainya. Gambar 2.1berikut

memperlihatkan konsep pengontrolan yang dilakukan oleh sebuah PLC.

Gambar 2.2. Diagram konseptual aplikasi PLC

Walaupun istilah PLC secara bahasa berarti pengontrol logika yang dapat

diprogram, tetapi pada kenyataannya, PLC secara fungsional tidak lagi

terbatas pada fungsi-fungsi logika saja. Sebuah PLC dewasa ini dapat

melakukan perhitungan-perhitungan aritmatika yang relatif kompleks, fungsi

komunikasi, dokumentasi, dan lain sebagainya (sehingga dengan alasan ini

dalam beberapa buku manual, istilah PLC sering hanya ditulis sebagai PC -

Programmable Controller saja).

Dalam bab ini akan dibahas PLC secara umum dimulai dari sejarah dan

perkembangan PLC, prinsip kerja, perbandingan PLC dengan jenis

kontroler lainnya, dan terakhir yang paling penting adalah materi diagram

ladder.

Pembahasan mengenai diagram ladder ini akan meliputi diagram ladder

elektromekanis serta diagram ladder format PLC-nya. Untuk mempermudah

Anda dalam memahami, beberapa teori yang berkaitan dengan komponen-

komponen penyusun diagram ini secara khusus akan diberikan dalam contoh-

contoh soal yang cukup beragam. Perlu ditekankan di sini, contoh soal yang

diberikan pada dasamya tidak ditujukan secara langsung untuk tujuan

perancangan, tetapi semata-mata sebagai latihan menganalisis prinsip kerja

sistem kontrol dalam bentuk diagram ladder.


30


B. Sejarah dan Perkembangan PLC

Secara historis, PLC pertama kali dirancang oleh perusahaan General Motor

(GM) sekitar tahun 1968 untuk menggantikan control relay pada proses

sekuensial yang dirasakan tidak fleksibel dan berbiaya tinggi. Pada saat itu,

hasil rancangan telah benar-benar berbasis komponen solid state dan memiliki

fleksibilitas tinggi, hanya secara fungsional masih terbatas pada fungsi-

fungsi kontrol relai saja.

Seiring perkembangan teknologi solid state, saat ini PLC telah mengalami

perkembangan luar biasa, baik dari ukuran, kepadatan komponen serta dari

segi fungsionalnya. Beberapa peningkatan perangkat keras dan perangkat

lunak ini di antaranya adalah:

o Ukuran semakin kecil dan kompak.

o Jumlah input/output yang semakin banyak dan padat.

o Beberapa jenis dan tipe PLC dilengkapi dengan modul-modul untuk tujuan

kontrol kontinu, misalnya modul ADC/DAC, PID, modul Fuzzy, dan lain-lain.

o Pemrograman relatif semakin mudah. Hal ini terkait dengan perangkat

lunak pemrograman yang semakin user friendly.

o Memiliki kemampuan komunikasi dan sistem dokumentasi yang semakin

balk.

o Jenis instruksi/fungsi semakin banyak dan lengkap.

o Waktu eksekusi program yang semakin cepat.

Dewasa ini, vendor-vendor PLC umumnya memproduksi PLC dengan berbagai

ukuran, jumlah input/output, instruksi dan kemampuan lainnya yang beragam.

Hal ini pada dasarnya dilakukan untuk memenuhi kebutuhan pasar yang

sangat luas, yaitu untuk tujuan kontrol yang relatif sederhana dengan

jumlah input/output puluhan, sampai kontrol yang kompleks dengan dengan

jumlah input/output mencapai ribuan.

Gambar 2.2 beRikut ini memperlihatkan salah satu contoh rangkaian produk

PLC yang diproduksi oleh perusahaan LG dengan berbagai tipe dan jumlah

input/ output yang dapat dijumpai di pasaran.


31


Gambar 2.2. PLC produksi perusahaan LG

Berdasarkan jumlah input/output yang dimilikinya ini, secara umum PLC dapat

dibagi menjadi tiga kelompok besar (lihat Gambar 2.3):

1. PLC mikro. PLC dapat dikatagorikan mikro jika jumlah input/ output pada

PLC ini kurang dari 32 terminal

2. PLC mini. Katagori ukuran mini ini adalah jika PLC tersebut memiliki jumlah

input/output antara 32 sampai 128 terminal.

3. PLC large. PLC ukuran ini dikenal juga dengan PLC tipe rack PLC

dapat dikatagorikan sebagai PLC besar jika jumlah input/ output-nya

lebih dari 128 terminal.

Fasilitas, kemampuan, dan fungsi yang tersedia pada setiap kategori tersebut

pada umumnya berbeda satu dengan lainnya. Semakin sedikit jumlah

input/output pada PLC tersebut maka jenis instruksi yang tersedia juga semakin

terbatas.

Beberapa PLC bahkan dirancang semata-mata untumenggantikan control

relay saja, seperti PLC merek ZEN produksi perusahaan OMRON (Gambar 2.4)

dirancang khusus untuk fungsi-fungsi relai (smart relay) saja.

Untuk menambah fleksibilitas penggunaannya, terutama untuk mengantisipasi

perkembangan dan perluasan sistem kontrol pada aplikasi tertentu, PLC

dengan ukuran mini dan besar umumnya dirancang bersifat modular.

Artinya, unit input/output PLC berupa modul-modul yang terpisah dari rack

atau unit CPU seperti terlihat pada Gambar 2.5.


32


Gambar 2.3. Klasifikasi PLC berdasarkan jumlah I/O

Gambar 2.4. PLC merek ZEN-smart relay produksi OMRON

Unit input/output ini dapat berupa unit input/output diskret, atau modul-modul

analog seperti unit kontrol PID, A/D, D/A, dan lain sebagainya yang dapat

dibeli secara terpisah dari unit CPU PLC tersebut.


33


Gambar 2.5. PLC tipe rack yang bersifat modular

C. Prinsip Kerja PLC

Secara umum, PLC terdiri dari empat komponen utama (Gambar 2.6):

o Central Processing Unit (CPU) o Sistem antarmuka input/output o Catu daya o Programming device

Gambar 2.6. Blok diagram PLC


34


Interaksi antar komponen utama ini dapat dilihat pada Gambar 2.7. Secara

umum interaksi ini dapat diilustrasikan melalui gambar arsitektur yang mirip

dengan sebuah computer

Gambar 2.7. Arsitektur Sebuah PLC

Pada dasamya, operasi PLC ini relatif sederhana: peralatan luar

dikoneksikan dengan modul input/output PLC yang tersedia. Peralatan ini

dapat berupa sensor-sensor analog, push button, limit switch, motor

starter, solenoid, lampu, dan lain sebagainya.

Gambar 2.8 memperlihatkan beberapa peralatan input/output luar yang

umum dijumpai dalam aplikasi PLC. Adapun Gambar 2.9 dan 2.10 berturut-

turut memperlihatkan koneksi yang mungkin dilakukan antara peralatan

luar dengan modul input dan modul output PLC (interkoneksi peralatan ini

akan dibahas secara khusus pada Modul 3).

Gambar 2.8. Beberapa peralatan input/output PLC


35


Gambar 2.9. Koneksi peralatan dengan modul input PLC

Gambar 2.10. Koneksi peralatan dengan modul output PLC

Selama proses operasionalnya, CPU melakukan tiga operasi utama:

1. Membaca data masukan dari perangkat luar via modul input,

2. Mengeksekusi program kontrol yang tersimpan di memori PLC,

3. Meng-update atau memperbaharui data pada modul output. Ketiga proses

tersebut dinamakan scanning, seperti terlihat pada Gambar 2.11:


36


Gambar 2.12. Ilustrasi scanning

Secara teknis, program pada memori PLC yang digunakan untuk mengontrol

peralatan ini dibuat dan dimasukkan dengan menggunakan perangkat

pemrograman, yaitu unit miniprogrammer/Console (Gambar 2.12) atau

menggunakan komputer via perangkat lunak yang menyertainya. Misalnya,

perangkat lunak Syswin digunakan untuk memprogram PLC produksi OMRON,

KGL untuk PLC produksi LG, dan lain sebagainya.

Gambar 2.12. PLC dengan unit miniprogrammer

Dewasa ini komputer lebih banyak digunakan dibandingkan dengan Console.

Pemanfaatan Console biasanya terbatas hanya untuk editing program PLC saja.

Hal ini sebenarnya terkait dengan kemudahan dan fasilitas pemrograman dari kedua

perangkat tersebut.


37


D. Perbandingan PLC dengan Jenis Kontroler Lainnya

Pemrograman PLC dengan menggunakan Console biasanya dilakukan

dengan mengetikkan baris-baris simbol program pada level rendah

(menggunakan instruksi-instruksi mnemonic, seperti LD, NOT, AND, dan lain

sebagainya), jika menggunakan komputer, program PLC dapat dibuat

langsung dengan menggunakan teknik standar pemrograman sekuensial,

yaitu diagram ladder (diagram ladder ini langsung digambar dengan fasilitas

GUI pada perangkat lunak tersebut). Program yang telah dibuat selanjutnya

ditransfer ke PLC via modul komunikasi yang tersedia (umumnya port

serial: COM).

Perangkat lunak komputer untuk pemrograman PLC ini biasanya juga

dilengkapi dengan fasilitas monitoring dan komunikasi. Gambar 2.13

memperlihatkan contoh tampilan GUI perangkat lunak KGL untuk memprogram

rangkaian produk PLC master-K dari perusahaan LG.

Berkaitan dengan pemrograman PLC ini, sebenarnya ada lima model atau

metode yang telah distandardisasi penggunaannya oleh IEC (International

Electrical Commission) :

1. List Instruksi (Instruction List) - Pemrograman dengan menggunakan

instruksi-instruksi bahasa level rendah (Mnemonic), seperti LD/STR, NOT,

AND dan lain sebagainya.

2. Diagram Ladder (Ladder Diagram) - Pemrograman berbasis logika relai,

cocok digunakan untuk persoalan-persoalan kontrol diskret yang

input/output hanya memiliki dua kondisi On atau Off seperti pada sistem

kontrol konveyor, lift, dan motor-motor industri.

3. Diagram Blok Fungsional (Function Blok Diagram) - Pemrograman

berbasis aliran data secara grafis. Banyak digunakan untuk tujuan

kontrol proses yang melibatkan perhitungan-perhitungan kompleks dan

akuisisi data analog.

4. Diagram Fungsi Sekuensial (Sequensial Function Charts) - Metode grafis

untuk pemrograman terstruktur yang banyak melibatkan langkahlangkah

rumit, seperti pada bidang robotika, perakitan kendaraan, Batch Control,

dan lain sebagainya.

5. Teks Terstruktur (Structured Text) - Tidak seperti keempat metode

sebelumnya, pemrogaman ini menggunakan statemen-statemen yang

umum dijumpai pada bahasa level tinggi (high level programming)


38


seperti If/'Then, Do/While, Case, For/Next, dan lain sebagainya. Dalam

aplikasinya, model ini cocok digunakan untuk perhitungan-perhitungan

matematis yang kompleks, pemrosesan tabel dan data, serta fungsifungsi

kontrol yang memerlukan algoritma khusus

Gambar 2.13 Tampilan GUI pada perangkat lunak KGL untuk PLC Produk LG.

Walaupun hampir semua vendor PLC telah mendukung kelima model

pemrograman tersebut, tetapi secara de facto sampai saat ini yang sangat

luas penggunaannya terutama di industri adalah diagram Ladder.

Alasan utamanya adalah diagram ini sangat mudah untuk dipahami dan para

teknisi di pabrik umumnya telah lebih dahulu familiar dengan jenis diagram

ladder elektromekanis, yaitu diagram ladder dengan menggunakan simbol-

simbol komponen elektromekanis dalam penggambaran logika kontrolnya.

E. Perbandingan PLC dengan Jenis Kontroler Lainnya PLC Versus Control Relay Seperti telah dijelaskan sebelumnya, perancangan PLC pada awalnya di-

maksudkan untuk menggantikan control relay yang tidak fleksibel. Beberapa

keuntungan penggunaan PLC relatif terhadap control relay untuk pengontrolan

mesin atau proses di antaranya adalah:

Bersifat softwAre, artinya fungsi kontrol dapat secara mudah diubah dengan

mengganti program dengan software.

o Implementasi proyek cepat

o Pengabelan relatif sederhana dan rapi

o Monitoring proses terintegrasi


39


PLC Versus Mikrokontroler Mikrokontroler pada dasarnya adalah sebuah komputer yang dirancang untuk

melakukan tugas-tugas kontrol. Secara fungsional, PLC clan mikrokontroler ini

hampir sama, tetapi secara teknis pengontrolan mesin atau plant dengan

mikrokontroler relatif lebih sulit. Hal ini terkait dengan perangkat keras dan

perangkat lunak dari mikrokontroler tersebut. Dalam hal ini, pengontrolan

mesin atau plant dengan mikrokontroler memerlukan perancangan pengondisi

sinyal tambahan pada port input/output-nya, dan umumnya pemrograman

mikrokontroler ini dilakukan dengan menggunakan bahasa assembler yang

relatif sulit dipelajari.

PLC Versus Personal Computer (PC) Dengan perangkat antarmuka tambahan misalnya PPI 8255, sebuah PC dapat

digunakan untuk mengendalikan peralatan luar, tetapi filosofi perancangan PC

tidak dimaksudkan untuk digunakan sebagai perangkat pengontrolan,

melainkan pengolahan data (misalnya PC tidak dirancang untuk ditempatkan

pada lokasi dengan getaran ekstrim yang umum dijumpai di pabrik).

Dalam sistem kontrol dewasa ini, sebuah PC- selain dapat digunakan

sebagai perangkat pemrograman PLC -- juga umum digunakan untuk

monitoring clan menjadi perangkat komunikasi antara PLC dengan komputer

utama, misalnya pada sistem kontrol skala besar seperti diperlihatkan

Gambar L 14. Dengan kata lain, saat ini dapat dikatakan bahwa komputer

merupakan mitra tak terpisahkan dalam penggunaan PLC.

Gambar 2.14.

Pemanfaatan komputer

untuk menghubungkan

PLC dengan mainframe


40


F. Diagram Ladder

Diagram ladder atau diagram satu garis adalah satu cara untuk menggambar-

kan proses kontrol sekuensial yang umum dijumpai di industri. Diagram ini

merepresentasikan interkoneksi antara perangkat input dan perangkat

output sistem kontrol. Dinamakan diagram ladder (tangga) karena diagram ini

mirip dengan tangga. Seperti halnya sebuah tangga yang memiliki sejumlah

anak tangga, diagram ini juga memiliki anak-anak tangga tempat setiap

peralatan dikoneksikan. Gambar 2.15 berikut memperlihatkan salah satu

contoh diagram ladder elektromekanis sederhana dengan sebuah anak tangga.

Gambar 2.15. Contoh diagram ladderlektromekanis sederhana

perangkat standar secara langsung. Gambar 2.16 memperlihatkan beberapa

simbol peralatan listrik yang umum dijumpai dalam sistern diagram ladder

elektromekanis.

Pada awalnya, diagram ladder ini digunakan untuk merepresentasikan

rangkaian logika kontrol secara hardwired untuk mesin-mesin atau peralatan.

Karena luasnya pemakaian maka diagram tersebut menjadi standar

pemrograman kontrol sekuensial yang banyak ditemui di industri.

Rangkaian diagram ladder elektromekanis yang bersifat hardwired ini pada

dasamya secara langsung dapat diimplementasikan dengan menggunakan

PLC. Rangkaian logika kontrol pada diagram diimplementasikan secara

softwired dengan menggunakan software. Gambar 2.17 di bawah memperlihatkan

transformasi diagram ladder untuk Gambar 2.15 ke dalam format ladder PLC

beserta diagram penyambungannya. Dalam diagram penyambungan ini,

perangkat input/output seperti push button, limit switch, lampu, solenoid, dan lain

sebagainya dikoneksikan pada modul antarmuka PLC. Adapun diagram ladder-

nya diimplementasikan secara softwire di dalam memori PLC dengan

menggunakan relai-relai dan kontaktor-kontaktor internal yang bersifat soft.

Relai-relai internal ini merupakan alamat alamat bit pada memori PLC.


41


Gambar 2.17. Implementasi PLC untuk Gambar 2.15

Secara umum, logika pada Gambar 2.17 dapat dijelaskan sebagai berikut.

Dalam keadaan normal, peralatan yang terhubung dengan modul input ini

berada dalam keadaan terbuka sehingga kontaktor-kontaktor internalnya

pun berada dalam keadaan yang sama. Jika salah satu perangkat masukan

ini aktif maka keadaan kontaktor asosiasinya juga akan berubah.

Misalnya jika PB 1 ditekan dan LS I ada dalam keadaan tertutup maka akan

terjadi aliran daya melewati koil internal PL sehingga koil akan ter-energize.

Hal ini secara langsung akan mengaktiflcan lampu PL yang terhubung dengan

modul output PLC tersebut.

Untuk lebih memahami hubungan antara diagram ladder elektromekanis dan

transformasi diagram ladder PLC-nya ini, perhatikan Gambar 2.18(a). Pada

gambar terlihat berbagai kombinasi masukan yang mungkin terjadi beserta

konsekuensinya pada keluaran ladder tersebut, garis wama abu-abu pada

gambar menunjukkan adanya aliran daya pada titik tersebut, sedangkan

Gambar 2.18(b) menunjukkan diagram ladder PLC beserta diagram

penyambungan ekivalennya.


42


(a) (b)

Gambar 2.18. Hubungan antara diagram ladder elektromekanis sederhana

dan transformasi diagram ladder PLC-nya


43


III. Evaluasi Soal-soal pertanyaan : 1. Jelaskanlah beberapa kondisi menyebabkan PLC menjadi lebih populer

dibandingkan dengan jenis kontroler lainnya 2. Jelaskanlah tentang komponen utama PLC beserta fungsinya masing-masing 3. Jelaskan sejarah singkat perkembangan PLC 4. Jelaskanlah tentang klasifikasi PLC yang anda ketahui 5. Jelaskanlah peralatan input dan output PLC beserta fungsinya

IV. Daftar Pustaka 1. Setiawan, Iwan (2006). Progammable Logic Controller (PLC) dan Teknik

Perancangan Sistem Kontrol. Yogyakarta : Andi Offset. 2. Petruzella, FD (2005). Programmable Logic Controllers, Singapore : McGraw

Hill


44


KKoonnsseepp LLooggiikkaa ddaallaamm PPeemmooggrraammaann PPLLCC

PPeemmaakkaaiiaann LLiissttrriikk Risfendra [email protected] I. Pendahuluan

A. Deskripsi. Modul ini membahas prinsip dasar logika, pemograman PLC dengan diagram ladder, beserta beberapa contoh penyelesaian peogram menggunakan logika dasar

B. Prasyarat

Mahasiswa yang menggunakan modul ini diharapkan telah memiliki pengetahuan dasar tentang elektronika digital dan memahami prinsip kerja PLC.




D. Tujuan Akhir.

Mahasiswa mampu melakukan pemograman pada sebuah PLC dengan diagram ladder

E. Kompetensi. Mampu menjelaskan prinsip logika dasar, menggambar diagram ladder, dan menyelesaikan persoalan kendali sederhana.menggunakan gerbang logika

F. Cek Kemampuan.

Cek kemampuan dilakukan melalui tugas dan kuis pada bagian akhir modul.


45



II. Materi Pembelajaran

A. KONSEP LOGIKA Operasi kontrol sekuensial yang umum dijumpai di industri pada dasamya

hanya tersusun dari fungsi-fungsi kombinasi logika sederhana berikut: AND,

OR dan NOT. Sesuai mesin yang akan dikendalikan, kombinasi fungsi

logika tersebut bersama-sama dengan timer dan counter atau fungsi lainnya

(kalau ada) akan membentuk rangkaian logika kontrol yang diharapkan. Modul ini hanya akan membahas fungsi-fungsi logika dasar serta

representasi diagram ladder PLC-nya pada sistem kontrol kombinatorial.

Sifat sistem kombinatorial ini adalah output sistem kontrol yang pada saat

tertentu hanya tergantung pada input sistem kontrol saat itu juga sehingga

analisis dan perancangannya relatif lebih mudah.

Adapun output sistem kontrol sekuensial, selain tergantung pada input saat

itu, juga tergantung pada input-input sebelumnya sehingga analisis dan

perancangannya relatif lebih sukar.

Representasi diagram ladder PLC untuk sebuah rangkaian gerbang

kombinatorial tertentu akan selalu mengasumsikan peralatan atau sensor yang

terhubung dengan modul input PLC tersebut memiliki tipe atau jenis NO. Di

sini, hal ini penting ditekankan karena secara praktis peralatan atau sensor

yang terhubung ini dapat memiliki salah satu tipe berikut: NO atau NC.

B. Konsep Bilangan Biner Konsep bilangan biner muncul dari kenyataan bahwa banyak dari kejadian

atau proses yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari hanya terdiri dari dua

kondisi atau keadaan saja: lampu hidup atau mati, mesin jalan atau berhenti,

keadaan tombol terbuka (open) atau tertutup (dose). Dalam sistem digital,

kedua kondisi ini dapat dianggap sebagai sinyal dalam keadaan high

ataulow, on atau off, dan lain sebagainya. Secara umum, konsep dua

keadaan ini dapat menjadi dasar pengambilan keputusan.

Dalam modul ini, bilangan biner 1 merepresentasikan adanya sinyal,

sedangkan bilangan biner 0 menandakan tidak ada sinyal.

Pada sistem digital, kedua kondisi ini direpresentasikan oleh level

tegangan yang berbeda, yaitu +V dan OV, seperti diperlihatkan oleh Tabel

berikut:


46


C. Logika Dasar Operasi yang dilakukan oleh peralatan digital seperti PLC pada dasamya

berbasis pada tiga fungsi logika dasar: AND, OR dan NOT. Fungsi-fungsi ini

mengombinasikan variabel-variabel biner sehingga membentuk pemyataan

logika. Setiap fungsi memiliki aturan yang menentukan hasil keluaran (benar

atau salah).

Logika AND Keluaran gerbang AND akan high (1) jika semua masukan high (1). Jumlah

dan' masukan tidak dibatasi, tetapi hanya terdiri dari satu keluaran. Gambar 3.1

berikut memperlihatkan gerbang AND dua masukan beserta representasi

diagram ladder PLC dan tabel kebenarannya.

Gambar 3.1. Gerbang AND (a) Simbol (b) repriesentasi ladder PLC (c) tabel kebenaran

Logika OR Keluaran gerbang OR akan high (1) jika salah satu masukan high (1). Seperti

halnya dengan gerbang AND, jumlah masukan gerbang OR ini juga tidak

dibatasi, tetapi hanya terdiri dari satu keluaran. Gambar 3.2 memperlihatkan

gerbang OR dengan dua masukan beserta representasi diagram ladder

PLC dan tabel kebenarannya.


47


Gambar 3.3. Gerbang OR (a) simbol (b) representasi ladder PLC (c) tabel kebenaran

Logika NOT Tidak seperti fungsi logika AND dan OR, fungsi NOT ini hanya memiliki satu

masukan dan satu keluaran. Gambar 3.3 berikut berturut-turut memperlihatkan

simbol gerbang, realisasi ladder serta tabel kebenaran dari fungsi NOT.

Gambar 3.3. Gerbang NOT (a) simbol (b) representasi ladder PLC (c) Tabel kebenaran

Realisasi gerbang logika NOT dalam program diagram Ladder PLC dapat saja

memiliki bentuk seperti gambar berikut:

Gambar 3.4. Realisasi logika NOT pada diagram ladder

Seperti terlihat pada Gambar 3.4, realisasi ini membutuhkan relay tambahan

(CR) dalam ladder-nya. Hal ini tentu saja kurang efisien jika dibandingkan

dengan realisasi logika NOT pada Gambar 3(b). Namun, jika gerbang atau

logika NOT ini akan diimplementasikan dengan menggunakan rangkaian atau


48


ladder elektromekanis maka gambar di atas adalah satu-satunya cara yang

dapat digunakan.

Sekarang, coba cermati permasalahan sederhana ini: Sebuah push button (NO)

akan digunakan untuk mengontrol Lampu Y. Dalam keadaan normal (PB A

tidak ditekan), lampu Y akan menyala, sedang-kan jika tombol ditekan

(aktifl, justru lampu akan menjadi mati. Realisasikan logika tersebut dengan

diagram ladder elektromekanis dan diagram Ladder PLC:

Penyelesaian:

- Realisasi ladder elektromekanis

- Realisasi ladder PLC dan penyambungannya dapat digambarkan dalam dua

cara

D. Aljabar Boolean

Aljabar Boolean adalah aljabar yang berlaku pada persamaan-persamaan

atau fungsi logika diskret. Beberapa teorema atau sifat penting aljabar

Boolean yang dapat digunakan untuk menyederhanakan persamaan

persamaan logika di antaranya adalah:

Sifat Asosiatif: (A + B) + C = A + (B + C) (A · B) · C = A · (B · C)

Sifat Komutatif: A + B = B + A A · B = B · A


49


Sifat Distributif: Sifat Idempoten:

Sifat Identitas: Sifat komplemen:

Teorema D’Morgan:

Berikut ini adalah pemanfaatan sifat dan teorema untuk beberapa fungsi logika

dasar yang dapat digunakan untuk merancang diagram ladder ekivalennya.

Logika NAND Pada dasarnya, fungsi logika ini merupakan kebalikan dari logika AND:

keluaran akan Low jika semua masukan High. Gambar 3.5 berikut ini berturut-

turut memperlihatkan simbol NAND dua masukan dan tabel kebenarannya.

Gambar 3.5.

Simbol gerbang

NAND dan tabel

kebenarannya

Implementasi logika tersebut ke dalam diagram ladder dapat disederhanakan

dengan menggunakan teorema Demorgan berikut:

sehingga diagram ladder-nya akan terlihat seperti Gambar 3.6 berikut ini:

Gambar 3.6. Representasi

diagram ladder PLC untuk logika

NAND


50


Logika NOR Secara fungsional, logika ini merupakan kebalikan dari logika OR: keluaran

akan Low jika salah satu masukan High. Gambar 3.7 berturut-turut mem-

perlihatkan simbol NOR dua masukan dan tabel kebenarannya. Implementasi

logika tersebut ke dalam diagram ladder dapat disederhanakan dengan

menggunakan teorema Demorgan:

Gambar 6.Simbol

gerbang NOR dan tabel

kebenarannya

Diagram ladder-nya akan terlihat seperti Gambar 3.7 berikut ini:

Gambar 3.7. Representasi diagram ladder PLC untuk logika NOR

Rangkaian diatas dapat direalisasikan secara langsung tanpa penyederhanaan

terlebih dahulu seperti terlihat pada gambar berikut:


51


Logika Exclusive OR

Gambar 3.8.

Simbol gerbang XOR

dan tabel kebenarannya

Gambar 3.8 tersebut memperlihatkan simbol gerbang dan tabel kebenaran logika

XOR. Berdasarkan tabel, terlihat bahwa keluaran akan high jika salah satu

masukan high, atau secara matematis dapat ditulis:

Dengan demikian, representasi logika XOR dalam bentuk diagram ladder akan

tampak seperti pada Gambar 3.9 berikut ini:

Gambar 3.9.

Representasi diagram ladder PLC untuk logika XOR

E. Perancangan Diagram Ladder Berdasarkan Tabel Kebenaran

Jika output yang diharapkan dari rangkaian logika diberikan untuk setiap kombinasi

input maka hasilnya akan lebih mudah jika ditampilkan dalam bentuk tabel

kebenaran. Berdasarkan tabel ini maka ekspresi logikanya dapat langsung

diperoleh. Sebagai contoh, perhatikan tabel kebenaran berikut ini yang

memperlihatkan relasi logika dari sebuah rangkaian:


52


Terlihat dari tabel di atas, terdapat tiga kejadian yang menyebabkan output Y

bemilai 1 (high):

Dengan demikian, ekspresi total untuk tabel di atas dapat ditulis:

sedangkan bentuk diagram ladder-nya seperti terlihat pada Gambar 3.10

berikut:

Gambar 3. 10. Representasi diagram

ladder PLC dari tabel

kebenaran

Perlu diperhatikan di sini bahwa perancangan dengan menggunakan

pendekatan ini akan selalu menghasilkan bentuk jumlah dari suku-suku

perkalian (sum of products).

Contoh dan Penyelesaian Contoh 1 Perancangan Logika Sederhana 1 Rancanglah diagram ladder sederhana sedemikian rupa sehingga output D

akan On jika saklar A dan B, keduanya tertutup atau keadaan saklar C

tertutup.


53


Penyelesaian Dari permasalahan di atas, persamaan logikanya adalah:

sehingga susunan diagram ladder-nya adalah sebagai berikut:

Gambar 3.11.

Representasi diagram

ladder PLC contoh 1

Contoh 2 Perancangan Logika Sederhana 2 Rancanglah program sedemikian rupa sehingga keluaran D akan On Jika

Push Button A ditekan, atau salah satu tombol B atau C ditekan

Penyelesaian Persamaan logika untuk permasalahan di atas secara matematis dapat ditulis:

dan

sehingga susunan diagram ladder-nya adalah sebagai berikut:

Gambar 3.13.

Representasi diagram

ladder PLC contoh 2

Contoh 3 Perancangan Diagram Ladder dari Tabel Kebenaran

Rancanglah diagram ladder berdasarkan tabel kebenaran berikut ini:


54


Penyelesaian Berdasarkan tabel tersebut, terlihat bahwa Output Y akan high jika terjadi minimal

salah satu kombinasi input berikut ini:

sehingga ekspresi total output-nya dapat ditulis:

dengan demikian, diagram ladder-nya akan tampak seperti pada Gambar 3.13

berikut:

Gambar 3.13.

Representasi diagram ladder PLC contoh 3

III. Evaluasi

Kerjakan kembali contoh-contoh soal diatas dengan kombinasi logika dan tabel kebenaran yang bervariasi



Hill


55

Modul Pemakaian Listrik – ELO112-

PPeennggeennaallaann SSyysswwiinn PPeemmaakkaaiiaann LLiissttrriikk Risfendra [email protected] I. Pendahuluan

A. Deskripsi. Modul ini membahas pengenalan salah satu program yang sering digunakan dalam pemograman PLC yaitu syswin 3.3

B. Prasyarat

Mahasiswa yang menggunakan modul ini diharapkan telah memiliki pengetahuan dasar tentang prosedur pemograman PLC, memahami algoritma pemograman.




D. Tujuan Akhir.

Mahasiswa mampu mengoperasikan program syswin dalam pemograman PLC

E. Kompetensi. Mampu menjelaskan prosedur pemograman sebuah PLC dan mengoperasikan program syswin,.

F. Cek Kemampuan.

Cek kemampuan dilakukan melalui tugas dan kuis pada bagian akhir modul. Diklat Penyetaraan D3 ke S1 Kerjasama FT UNP-P4TK Medan

56




A. Pengoperasian SYSWIN 3.4

Aktifkan Syswin 3.4 sehingga muncul :

Mulailah dengan menu File New Project, sehingga akan dimunculkan kotak

dialog sebagai berikut:

Lakukan seting seperti pada gambar di atas !! Kemudian klik Ok !!

Mulailah melakukan penggambaran diagram Ladder, lihat Ringkasan

tombol/shortcut pada Tabel L1


57


Untuk penyuntingan jaringan (network), lihat Ringkasan tombol/shortcut pada

pada Tabel L1

Jika Anda mengklik Insert Network akan dimunculkan dialog:

ABOVE Current Network menyisipkan network di atas network terpilih

BELOW Current Network menyisipkan network di bawah network terpilih

Tombol-tombol lain yang berguna (lihat Ringkasan tombol/shortcut pada pada

Tabel L1:

Kiri sebagai Address Symbol Editor:

Tengah sebagai Edit Network Symbol:

Kanan sebagai Statement List:


58


Dari Statement List Editor ini Anda bisa mengetik kode-kode ladder-nya

kemudian melihat diagram ladder-nya (melalui tombol Test atau Close).

Karena pada dasarnya, Statement List ini merupakan ‘ungkapan’ dari diagram

ladder yang digambar.

Mencetak Diagram Ladder beserta kode-kodenya (Ctrl+P):

Lakukan seting seperti gambar sebelumnya (yang di-X hanya Ladder Diagram

saja), kemudian pilih options:


59


lakukan seting seperti pada gambar di atas !!

Mengatur komunikasi serial dengan PLC melalui menu

Projects Communications (lakukan seting seperti gambar berikut):

Untuk melakukan koneksi dengan PLC gunakan Online Connect ! (tombol-

tombol berikut hanya aktif jika sudah On-line!!)

1 2 3 4

Keterangan:

1. Communications Connect: untuk melakukan koneksi dengan PLC yang

bersangkutan;

2. PLC Mode: untuk memilih mode kerja dari PLC yang bersangkutan, jika

diklik akan dimunculkan pilihan:

3. Monitoring: untuk melakukan monitoring kerja PLC melalui komputer,

contoh tampilan:


60


4. Online Edit: digunakan untuk penyuntingan ladder secara online.

Tabel L 1. Ringkasan penggunaan tombol-singkat (ShortCut):

Tombol/ShortCut Gambar Fungsi

ESC

Mouse ke fungsi select

“

Normally Open Contact

/

Normally Close Contact

-

Horizontal Connector

|

Vertical Connector

O

Normally OFF Output

Q

Normally ON Output

F

Function

T

Timer

C

Counter

/

Negate / Differentiate

Del

Delete Item


61


Tombol/ShortCut Gambar Fungsi

Shift + F2

Open Project

Shift + F3

Save Project

Shift + F4

Print Object

Ctrl + x

Cut Items

Ctrl + c

Copy Items

Ctrl + v

Paste Items

Ctrl + z

Undo

Ctrl + F2

Data Force (jika Online)

Ctrl + F3

Data Set (jika Online)

Ctrl + F4

Choose Editor

Shift + F5

Select Network

Shift + F6 / Alt + Ins

Insert Network

Shift + F7 / Alt + Del

Delete Network

Shift + F8 / Alt + Enter

Test Network

Ctrl + F5

Block Manager

Ctrl + F6

Edit Address Symbols

Ctrl + F7

Edit Network Symbols

Ctrl + F8

Statement List

Shift + F9

Communications Connect

Shift + F10

PLC Mode (jika Online)

Ctrl + F11

Monitoring (jika Online)

Shift + F11

Online Edit (jika Online)

Shift + F12

Overview Mode


62


III. Evaluasi Lakukan latihan pemograman mengunakan syswin 3.4



Hill 3. Syswin 3.3 help for windows XP 4. Omron CPM-1A/CPM-2A Manual Operation Book


63


PPeemmooggrraammaann PPLLCC DDaassaarr PPeemmaakkaaiiaann LLiissttrriikk Risfendra [email protected] I. Pendahuluan

A. Deskripsi. Modul ini membahas dasar-dasasr dalam pemograman PLC, simbol dan fungsi instruksi dasar

B. Prasyarat

Mahasiswa yang menggunakan modul ini diharapkan telah memiliki pengetahuan dasar representasi logika dalam pemograman PLC dan sudah memahami dasar dalam menggunakan diagram ladder




D. Tujuan Akhir.

Mahasiswa mampu melakukan pemograman PLC untuk menyelesaikan persoalan sistem kendali otomatis

E. Kompetensi.

Mampu menguasai instruksi-instruksi dasar dan mampu menerapkannya dalam pemograman PLC

F. Cek Kemampuan.

Cek kemampuan dilakukan melalui tugas dan kuis pada bagian akhir modul.


64




A. Pendahuluan

Programmable Logic Controller (PLC) adalah sebuah komputer khusus yang

ditujukan untuk pengaturan proses di industri. PLC merupakan pengganti dari

sistem kendali berbasis relay yang terhubung secara hardwired, karena PLC

bekerja berdasar program (software) yang tersimpan dalam processor PLC.

Untuk pemrogramannya, PLC menggunakan bahasa khusus yang disebut

ladder diagram yang mirip dengan relay ladder.

PLC terdiri dari Central Processing Unit (CPU) yang berisi program aplikasi,

memori (berupa RAM dan ROM), dan modul interface Input-Output (I/O) yang

terhubung langsung dengan peralatan fisik input (switch, sensor) dan output

(motor, solenoid, lampu). Program aplikasi tersebut akan mengontrol PLC

sehingga pada saat sebuah input device ON, PLC akan memberikan respon

sesuai alur program yang telah dibuat, dan akan mengaktifkan output device

tertentu.

Selain itu PLC mempunyai alat tambahan (peripheral) berupa Programming

Console untuk memasukkan program ke PLC. Programming pada PLC juga

bisa dilakukan lewat komputer dengan software khusus.

Berikut ini blok diagram PLC :

Gambar 1 Blok Diagram fungsional PLC


65


B. Komponen - Komponen Hardware PLC

Central Processing Unit CPU adalah sebuah mikroprosesor yang mengatur kerja dari sistem PLC. CPU

ini menjalankan program (berupa ladder diagram), memproses sinyal I/O, dan

mengupdate status input-output, dalam suatu scan time tertentu.

Scan time merupakan waktu yang diperlukan untuk proses pembacaan status

input, memproses (mengerjakan ladder diagram) dan mengubah output secara

sekuensial dan kontinyu.

Memory Memory pada PLC terbagi menjadi : operating sistem memory dan user

memory. Operating system memory berupa ROM dan berfungsi untuk

menterjemahkan ladder diagram menjadi bahas yang dimengerti oleh

processor.

User memory berisi status I/O, user program (ladder diagram), nilai

timer/counter, dan data-data lain dari user. User memory bisa berupa RAM

yang dilengkapi dengan baterai supaya program dalam PLC tidak hilang ketika

power dimatikan. User memory juga bisa berupa EEPROM.

Input/Output Module Input/Output Module adalah bagian dari PLC yang berhubungan langsung

dengan dunia luar (input/output) secara fisik. Jumlah input/output yang

digunakan dalam suatu sistem sangat penting untuk menentukan tipe PLC

yang akan digunakan.

Programming Device Alat pemrograman pada PLC Omron yaitu : programming console yang

portable, dan komputer yang dilengkapi dengan software LSS/SSS (under

DOS) atau SysWin (under Windows).


66


C. Addressing pada PLC

Addressing adalah hal yang sangat penting dari pemrograman PLC, berikut ini

konvensi pemrograman yang digunakan pada PLC Omron. Setiap merk PLC

mempunyai konvensi yang berbeda.

I R 0 1 0 0 0

Jenis data area

Channel Bit

Satu channel terdiri dari 16 bit (bit 00 sampai bit 15).

Berikut ini struktur memory area PLC Omron secara keseluruhan.

D. Instruksi Dasar PLC

Berikut ini instruksi-instruksi dasar yang digunakan dalam pemrograman PLC

menggunakan ladder diagram. Seluruh instruksi dasar ini merupakan instruksi

bit karena operasinya terbatas pada setiap bit saja.


67


LOAD, AND, OR

OUTPUT - OUT

KEEP (11)

DIFFERENTIAL UP- DIFU (13), DIFFERENTIAL DOWN - DIFD (14)

END (01)


68


TIMER - TIM

COUNTER - CNT

Latihan


69


III. Evaluasi Soal-soal pertanyaan : Lakukan pemograman menggunakan instruksi dasar seperti yang terdapat pada latihan, dengan kombinasi alamat input/ output yang bervariasi

IV. Daftar Pustaka 1. Petruzella, FD (2005). Programmable Logic Controllers, Singapore : McGraw

Hill 2. Omron CPM-1A/CPM-2A Manual Operation Book


70


PPeemmooggrraammaann PPLLCC DDaassaarr ((llaannjjuuttaann)) PPeemmaakkaaiiaann LLiissttrriikk Risfendra [email protected] Materi Pembelajaran

Seiring pertambahan kompleksitas proses yang akan dikontrol maka kebutuhan akan

program yang sifatnya canggih tentunya juga semakin meningkat. Dewasa ini,

banyak proses di industri yang secara praktis membutuhkan program yang mampu

mendukung fungsi-fungsi tambahan di luar fungsi relay sebagai komponen standar

sebuah diagram ladder.

Dengan perkembangan perangkat keras dan perangkat lunak PLC yang begitu luar

biasa, hampir semua PLC yang beredar di pasaran telah dilengkapi dengan

berbagai instruksi yang sangat beragam. Jenis instruksi pada PLC ini dapat

dikategorikan ke dalam beberapa kelompok berikut Mil:

o Kelompok instruksi dasar : instruksi-instruksi yang termasuk kategori ini merupakan instruksi dasar logika, seperti NOT, AND, dan lain-lain.

o Kelompok instruksi perbandingan (comparison): instruksi-instruksi yang termasuk kategori ini berkaitan dengan operasi-operasi perbandingan.

o Kelompok instruksi timer/counter: instruksi-instruksi yang berkaitan dengan operas] timer dan counter.

o Kelompok instruksi aritmatika: instruksi-instruksi untuk operasi aritmatika.

o Kelompok instruksi operasi logika: instruksi-instruksi untuk mengeksekusi operasi-operasi logika

o Kelompok instruksi rotasi/geser: instruksi-instruksi yang berkaitan dengan operasi penggeseran dan rotasi data.

Kelompok instruksi, konversi: instruksi-instruksi yang berkaitan dengan pengubahan

tipe data.


71



o Kelompok instruksi manipulasi data: instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

manipulasi data

o Kelompok instruksi transfer data: instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

transfer, penyalinan, dan pertukaran data

o Kelompok instruksi lompabinterupsi: instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

operasi lompat dan interupsi.

o Kelompok instruksi sistem: instruksi-instruksi yang berkaitan dengan deteksi

kesalahan

o Kelompok instruksi komunikasi: instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

pertukaran data dengan perangkat luar lewat komunikasi serial

Secara khusus, pada bab ini akan dibahas komponen-komponen soft PLC seperti timer,

counter internal, serta fungsi penting lain yang banyak digunakan dalam aplikasi sistem

kontrol sekuensial di industri.

Oleh karena nama-nama fungsi yang berkaitan dengan komponenkomponen tersebut

sangat spesifik untuk setiap vendor PLC, dalam bab ini penjelasannya akan

mengacu pada salah satu merek PLC saja, yaitu PLC produk dari LG. Sebagai

bahan perbandingan, akan diberikan juga instruksi padanannya dalam format PLC

OMRON dalam kotak catatan (jika memang ada). Untuk mempercepat pemahaman

tentang materi ini, sebaiknya dicoba untuk memprogramnya secara langsung dalam

perangkat lunak pemrograman PLC merek LG yaitu KGL

A. Instruksi Latch (Pengunci) Seperti pada hardwired-nya, komponen ini berfungsi menahan keluaran untuk

masukan sesaat. Ada dua fungsi yang berkaitan dengan komponen ini:

1. SET: Menahan keluaran untuk status ON (latch) Bentuk umumnya: SET address Keterangan: Address adalah alamat bit (relay) internal atau output yang

akan ditahan statusnya.

2. RST: Menahan keluaran untuk status OFF (unlatch) Bentuk umumnya: RST address Keterangan: address adalah alamat bit (relay) internal atau output

yang akan di-reset statusnya

Pada umumnya, penggunaan fungsi di atas selalu berpasangan. Cara kerjanya

dapat dilihat dari diagram ladder PLC beserta pewaktuannya pada Gambar 6.1

dan Gambar 6.2


72


Gambar 6.1. Contoh aplikasi fungsi SET-RST

Gambar 6.2. Diagram Pewaktu untuk instruksi pada Gambar 6.1

Catatan: Dalam PLC OMRON, nama instruksi untuk fungsi yang sama seperti di atas

berturut-turut adalah SET dan RSET.

Secara fungsional, sebenarnya fungsi latch (unlatch) ini dapat saja

diimplementasikan dengan menggunakan susunan ladder seperti terlihat pada

Gambar 6.3 berikut:

Gambar 6.3. Susunan diagram ladder yang ekivalen dengan Gambar 6.1

Susunan instruksi (diagram ladder) mana yang lebih baik digunakan untuk tujuan-

tujuan penguncian, tentunya sangat tergantung pada kebiasaan programer

(subjektif). Namun sebagai informasi, para programer yang sangat terlatih

cenderung menggunakan susunan diagram ladder seperti pada Gambar 6.3

dibandingkan instruksi SET (RST) untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi

latching ini.


73


B. Timer Fungsi yang berkaitan dengan komponen ini pada setiap PLC bisa sangat

beragam, tetapi secara umum ada tiga fungsi yang relatif banyak digunakan:

1. L TON: ON delay timer, yaitu menunda waktu hidup selama selang waktu

tertentu.

Bentuk umumnya: TON No.Timer Time

Keterangan: No.Timer adalah nomor timer yang akan digunakan, sedangkan

Time adalah selang waktu tunda dalam satuan 100 ms atau 10 ms,

tergantung No.Timer dan tipe (seri) PLC-nya. Sebagai contoh, PLC seri K30S

memiliki 128 timer, di mana No.Timer antara T000T095 memiliki tundaan 100

ms, sedangkan No.Timer antara T096-T127 memiliki tundaan 10 ms untuk

setiap satu nilai Time.

Cara kerjanya dapat dilihat dari diagram ladder PLC beserta pewaktuannva di

bawah ini:

Gambar 6.4. Contoh fungsi aplikasi funsi TON

Gambar 6.5. Diagram pewaktu dari Gambar 6.4

Seperti komponen hardwired-nya, jika selang waktu setting belum tercapai

dan input timer tersebut dihilangkan maka nilai setting timer-nya akan

kembali pada nilai awal (tidak berkurang).

Sebagai informasi, dalam banyak aplikasi, instruksi TON ini lebih intensif

digunakan dibandingkan jenis jenis instruksi timer lainnya. Catatan: Dalam

PLC OMRON, nama instruksi untuk fungsi yang sama seperti di atas adalah TIM.

2. TOM OFF delay timer, yaitu menunda waktu mati selama selang waktu

tertentu.

Bentuk umum: TOFF No.Timer Time


74


Keterangan: No.Timer dan Time penjelasannya sama dengan TON.

Cara kerjanya dapat dilihat dari diagram ladder PLC beserta pewaktuannya

berikut ini:

Gambar 6.6. Contoh aplikasi fungsi TOFF


3. TMR: Integrating timer, yaitu menunda waktu hidup . selama selang integral

waktu tertentu.

Bentuk umum: TMR No.Timer Time

Keterangan: Penjelasan untuk No.Timer dan Time sama dengan TON.

Cara kerjanya dapat dilihat dari diagram ladder PLC beserta pewaktuannya

berikut ini:

Gambar 6.8. Contoh Aplikasi Fungsi TMR



75


C. Counter Beberapa fungsi yang berkaitan dengan komponen counter di antaranya adalah:

1. CTU: Up counter (Counter pencacah naik)

Bentuk umum: CTU No-Counter Constant

Keterangan: No.Counter adalah nomor counter yang akan digunakan,

sedangkan Constant adalah nilai cacah dalam counter yang akan dicacah

naik.

Cara kerjanya dapat dilihat dari diagram ladder PLC beserta

pewaktuannya berikut ini:

Gambar 6.10. Contoh aplikasi fungsi CTU


Dalam hal ini, U adalah masukan counter, R adalah masukan reset counter

tersebut, sedangkan nomor counter-nya adalah 001 dengan nilai cacah

sebesar 5 (00005).

Cara kerja fungsi ini relatif sederhana. Nilai counter akan dinaikkan untuk

setiap pulsa yang masuk pada kaki U dalam blok counter di atas.

Kontaktor yang dimiliki counter akan berubah kondisinya jika pulsa yang

masuk telah sama dengan nilai setting pada counter tersebut.

Catatan: Dalam PLC OMRON, nama instruksi untuk fungsi yang sama seperti di atas

adalah CNT.

2. CTD: Down Counter (Counter pencacah turun)


76


D. END Secara teknis, setiap program ladder yang dibuat harus selalu diakhiri oleh

fungsi END. Hal ini seperti tampak pada Gambar berikut:

Gambar 6.13. Fungsi END untuk mengakhiri program

Catatan: Dalam PLC OMRON, fungsi untuk mengakhiri program menggunakan nama

END j uga.

III. Evaluasi

Soal-soal pertanyaan : Lakukan pemograman menggunakan instruksi timer dan counter. Dari program tersebut pelajari bagaimana instruksi timer dan counter tersebut bekerja.


Perancangan Sistem Kontrol. Yogyakarta : Andi Offset 2. Petruzella, FD (2005). Programmable Logic Controllers, Singapore : McGraw

Hill 3. Omron CPM-1A/CPM-2A Manual Operation Book


77

16 June 2010 Diklat Penyetaraan D3 ke S1Diklat Penyetaraan D3 ke S1 1

PEMAKAIAN LISTRIK-ELO112-

Risfendra, [email protected] Elektro-Universitas Negeri Padang

16 June 2010 2 www.unp.ac.idwww.unp.ac.id

PETA KONSEP

DOMESTIK

Conditioner

INDUSTRI

ACTUATOR

CONTROLLER

Laundry

Cooker

HEATER

SELENOID

DRIVER

MAGNETICS

ELECTRONICS

LISTRIK

PLC

MC

PC

RELAY

16 June 2010 Diklat Penyetaraan D3 ke S1 3

Industrial Otomation

Risfendra, [email protected]

Teknik Elektro-Universitas Negeri Padang

16 June 2010 Diklat Penyetaraan D3 ke S1 4 www.unp.ac.idwww.unp.ac.id

Teknik kontrol di Industri lebih seringdikaitkan dengan kata “OTOMASI”

Kata otomasi memiliki makna berbedauntuk orang yang berbeda

Otomasi automatic autonomous


Apa itu otomatis ?

Automatic is : 1. Working by itself2. Without direct human

intervention

Suatu sistem yang dapat menjagaparameter keluarannya pada nilai yang diinginkan, tanpa intervensi langsungdari manusia

“ “


Ilustrasi 1

Gambar. Otomasi pada SILO


Ilustrasi 2

Gambar. Otomasi produksi air galon


Ilustrasi 3

Gambar. Otomasi sistem proses pengaduk larutan


Ilustrasi 4

Kontrol Production_line


Ilustrasi 5

Sistem kontrolElevator


………………….


Mengapa otomatis?

Pekerjaan membosankan

(why)

Pekerjaan Bahaya

ekonomis

“Me-manusia-kan manusia”


Keuntungan Otomatis

Waktu produksi lebihsingkat

Proses produksi lebihsederhana

Kualitas lebih terjaga(konsisten)

Meningkatkan martabatpekerja


Dalam Teknik kontrol di industri, rangkaian kontrolmenerima dan mengolah informasi tentang kondisi sistemsecara kontinyu

Informasi demikian antara lain menggambarkan:– Posisi mekanik komponen bergerak– Temperatur pada beberapa lokasi– Tekanan yang ada pada pipa, saluran, bejana– Kecepatan aliran fluida– Gaya yang menekan pada bermacam peralatan pendeteksi– Kecepatan gerekan, dll


Rangkaian kontrol mengambil semua informasi empirisini dan mengkombinasikan dengan masukan darioperator untuk membangkitkan sinyal kontrol

Masukan dari operator dapat berupa:– Selector switch setting– Potential dial setting

Masukan yang demikian menyatakan respon sistem yang dikehendaki, atau dengan kata lain sebagai hasilproduksi yang dikehendaki dari sistem yang dibentuk


Berdasarkan hasil perbandingan antara informasi sistemdan masukan operator, maka rangkaian kontrol “membuatkeputusan”

Keputusan tersebut terkait dengan aksi sistem selanjutnyaseperti;

– Apakah men-”start” atau men-”stop” suatu motor.– Apakah mempercepat atau memperlambat suatu gerakan

mekanik– Apakah membuka atau menutup suatu kontrol valve– atau menghentikan (shutdown) sistem secara menyeluruh

karena ada kondisi tidak aman


Rangkaian kontrol hanya merefleksikan keinginan danharapan dari perancang rangkaian, yang meramalkansemua kondisi masukan yang ada dan dirancang denganrespon rangkaian yang sesuai

Rangkaian kontrol mencerminkan gagasan “sang”perancang rangkaian, oleh sebab itu disebut sebagairangkaian pembuat keputusan (decision-making circuits) atau sering disebut sebagai rangkaian logika (logic circuit)


Hubungan tiga bagian utamadalam suatu sistem kontrol di industri

INPUT(Sekumpulan Informasi)

LOGIC(Pembuat Keputusan)

OUTPUT(Alat Penggerak)

May be in same cabinetor may be in separate location

May be physically or remote from each other


Micro-automation

Otomasi sistem ukuran kecil atau medium yang biasa disebut “automation island”

Merupakan bagian dari suatu plantproduksi yang besar


automation island


Macro-automation

Otomasi yang fungsi utamanya terkaitdengan koordinasi dan supervisi darisejumlah atau beberapa “automation island”

Dalam suatu plant yang besar fungsi inidilakukan dengan bantuan komputer(industrial PC)


Macro-automation


TUGAS

MENCARI CONTOH SISTEM KONTROL SEDERHANA (HOME/INDUSTRIAL)JELASKAN PRINSIP KERJA SISTEMDIAGRAM BALOK/SKETSAPARAMETER YANG DIKENDALIKANPARAMETER YANG DIMANIPULASI


Basic Control Circuit



Diagram tangga (ladder diagram)


Ingat kembali…

Prinsip relay…


Ingat kembali…

kontaktor


Key principles….

SwitchingNONC

Logic“1” “high” “+5volt”“0” “low” “ground”NOTANDOR


Rangkaian relay…

Logika OR


Rangkaian relay…

Logika AND


Rangkaian self-conservative

Rangkaian yang dapat mempertahankankondisi ON walaupun saklar hanya ditekansesaat


Dominan reset (off)

Dominan set (on)

Aon off

a

on

off a

A


ELEMEN INPUT: Tombol tekan S1 dan S2

ELEMEN PROSES: Relai A

ELEMEN OUTPUT: Lampu Y

Ket : Sambungan antaraelemen-elemen tersebut dilaksanakan melaluipengawatan.

S1

A

a 1 a2

Y

ElemenInput

ElemenProses

ElemenOutput

S2


Rangkaian interlocking

Rangkaian sekuensisalyang dirancang untukmelindungi mesin, peralatan dankeselamatan operator dengan mengaturwaktu operasionalmesin dan peralatanuntuk bekerjaberdasarkan urutanyang ditentukan


Rangkaian time on delay


Rangkaian Dasar Pengendali Motor 3 Fasa

Penggunaan Satu Push – button untuk Starting dan Stopping

(a) diagram rangkaian kontrol (b) diagram rangkaian daya


Penggunaan Push – button Terpisah untuk Starting dan Stopping

Rangkaian kontrol untuk starting dan stopping dengan dua push button terpisah.



Stasiun Push-button Berganda ( Multiple Push Button Stations)

Rangkaian kontrol starting motor dari tiga lokasi.



. Kontrol Sekuensial ( Sequence Control )

a. Sekuensial b. Sekuensial otomatis



Metode Interlocking untuk Kontrol Pembalik Putaran



Example…

Prinsip Kerja:Pengisian suatu tangki besar, pompa diaktifkan dengan saklar S. ketinggian air diukur melalui sensor tekanan A dan B, jika level air 2m maka A=1 dan jika level air 3m maka B=1. Air keluark dari tangkimelalui dua valve, C dan D (bukaan C dua kali lebih besar dari D). Setiapvalve memiliki limit switch pada tangkainya untuk menginformasikankondisi valve terbuka.

Tujuan kontrol:Mencegah supaya penyusutan air tidak terlalu rendah

Fungsi kontrol:Pompa diaktifkan jika kondisi berikut terpenuhi (terjadi):1. Ketinggian air dibawah 2 m2. Ketinggian air diantara 2 dan 3 m, dan valve C dalam kondisi

terbuka3. Ketinggian air diatas 3 m, tetapi valve terbuka keduanya

Reservoir

A B

Pressure Switches

(3m)(2m)

D

C

S

S=A’+B’C+CD


Example……

24 VDC 220 VAC

LSB

PB START

RMRM

RM

PB STOP LSA

M

Pompa Air


Discuss…….

Kontrol gorden/tirai

B

A

CT

1.Tuliskan prinsip kerja sistem2.Tabel kebenaran3.Fungsi biner4.Sensor (input) dan aktuator

(output) yang digunakan5.Diagram kawat kontrol


Discuss…

Buat sistem kendali otomatisuntuk peralatan listrik rumahtangga

Prinsip kerja sistemDiagram balokElectrical control elementWiring Control Circuit


Berkenalan dengan PLC



Tujuan belajar (Objectives) :

Memberi definisi tentang PLC

Menjelaskan keuntungan menggunakan PLC

Mengklasifikasikan PLC

Membedakan PLC dengan Kontroler yang lain


ogicogicrogrammablerogrammable

PP LL CC

ontrollerontroller


PLC

Komputer khusus yang digunakan untukmengendalikan mesin dansistem proses

Menggunakan memori yang dapatdiprogram untuk menyimpan instruksidan fungsi khusus (timer, counter, aritmatika, dll)

Sebagai pengganti “relay logic”


Keuntungan PLC

Lebih handal

Lebih Flexible

Lebih murah

Kemampuan berkomunikasi

Waktu respon lebih cepat

Mudah mendeteksi kesalahan(troubleshoot)


Klasifikasi PLC


Klasifikasi PLC…

Medium/ Large


PLC vs Control Relay

Waktu; Implementasi lebih cepat

Pengabelan (wiring); lebih sederhana dan rapi

Flexible; fungsi kontrol dapat dirubah melalui software

Sistem monitoring dapat dilakukan secara terintegrasi


PLC vs Control Relay...

Relay-Based Control Circuit PLC-Based Control Circuit


PLC vs MC (micro controller)

Secara fungsional hampir samaSecara teknis:

PLC Lebih praktisPemograman PLC lebih mudahPLC sudah dilengkapi antarmuka (interface) yang sesuai standar industri


PLC vs PC (personal computer)

PLC lebih Compact, sehingga lebih tahan terhadap:

GetaranPerubahan temperatur yang ekstrim

Pada sistem kontrol berskala besar, PC sebagai mitra PLC dalam hal monitoring maupun koordinasi


Contoh: Sistem Start Motor


Perangkat Keras PLC



Tujuan Perkuliahan (Objectives) :

Menjelaskan bagian utama sebuahPLC beserta fungsinya

Menjelaskan prosedur pengoperasian PLC

Menjelaskan Contoh Peralatan Input

Menjelaskan Contoh Peralatan Output

Menjelaskan Pengertian Sensor dan Aktuator

Mengidentifikasi fasilitas perangkat keras PLC


Konstruksi PKonstruksi PLCLC

Fixed/Compact

Rack/Modular


Konstruksi PLCKonstruksi PLC……


Peralatan input dan peralatan output tidak terhubung secara

langsung

PLC dan Peralatan I/OPLC dan Peralatan I/O


BagianBagian UtamaUtama PLC:PLC:

Power Supply

CPU (Processor + Memory)

Modul I/O

Programming Device


InteraksiInteraksi FungsionalFungsional sistemsistem PLCPLC


Power Supply

Menyuplai tegangan ke seluruhkomponen utama

Monitoring

Regulasi

Warning and Protection

Tegangan Input: 220 vac;120 vac; 24 vdc (toleransi 10-15 %)


Prosesor (Processor)---Profesor

Fungsi utama:to commandgovern

Aktifitas:

Mathematical operationsData handlingData handling

Diagnostic routines


Processor scan


Memory

Tempat menyimpan data dan program yang dieksekusi processor

Jenis Memori:

Volatile RAM

Nonvolatile ROM

PROM

PROM

EEPROM


Fixed I/O

ModulModul I/OI/O

Modular I/O


PLC PLC dandan I/O deviceI/O device

Sensor

Aktuator


PLC PLC dandan I/O deviceI/O device……


Peralatan Input


Peralatan Output


ModulModul I/OI/O........

Digital I/O modul (DI-DO)

Analog I/O modul (AI-AO)

Fuzzy Logic Modul


Koneksi PLC - I/O device

Output ModulRelayTransistorTriac

Input ModulDC 12 – 24 VoltAC 200 – 240 VoltAC/DC 12 – 24 Volt


Programming DeviceProgramming Device

Miniprogrammer

= Handheld= Manual programmers

Personal Computer


Perangkat Lunak danPemograman PLC



Tujuan belajar (Objectives) :

Menjelaskan kumunikasi PLC dengan peralaatan pemograman

Menjelaskan bahasa yang umum digunakan dalam pemograman PLC

Menjelaskan mode operasi PLC

Menentukan alamat I/O PLC dalam pemograman

Membuat dan memasukkan diagram ladder ke PLC


PemogramanPemograman PLCPLC

Ladder Diagram

Boolean

F B D

Sequensial Function Chart

LD I0.2OR I0.3OUT Q0.1


PemogramanPemograman PLCPLC……

Menentukan urutan kerja mesin

Pengalamatan I/O

Implementasi

Programming Simulasi

Pengujian

Steps:


ProsedurProsedurPerancanganPerancangan

Menentukan keperluan

Sistem kontrolyang diinginkan

Gambar sistemUmum dari

Sistem kontrol

Daftarkan semua peralatan Input dan

Output ke I/O PLC yangBersangkutan

TerjemahkanFlowchart ke

Diagram Ladder

Memprogram Diagramyang telah dirancang ke

PLC

SimulasikanProgram dan

Periksa Software

ApakahProgram OK ?

Perbaiki Program

Tidak

Hubungkan semuaPeralatan Input

danOutput ke PLC

Ya

Periksa semuaSambungan Input

dan Output

Test ProgramDijalankan

Apakah Program OK ?

Perbaiki Program

Tidak

Simpan programDalam eprom, dll

Ya

Semua diagram diDokumen secara

sistematik

End


Mode Mode OperasionalOperasional PLCPLC

RUN

STOP/Program

Monitor


Contoh: Sistem Kontrol Pengepakan

Gambar Sistem Pengepakan


Alokasi I/O

Diagram Waktu Operasional


Diagram Ladder


Boolean program

16 June 2010 87Diklat Penyetaraan D3 ke S1 www.unp.ac.idwww.unp.ac.id

ContohContoh AplikasiAplikasiKontrol Operasional Pengisian/Pengosongan


Contoh Aplikasi Perancangan

Diagram Ladder ???????????????

Kontrolprosespengisian

Penentuan I/O ?????????????


Simpulan

??

????

??????

www.unp.ac.idwww.unp.ac.id

pemakaian listrik elo112 p4tk 2010

Documents