Pengenalan Dasar PLC

PENGENALAN DASAR PLC

Assalamualaikum Wr. Wb.

Bagaimana kabar Anda semua, kali ini saya akan memposting berkaitan dengan materi dasar PLC. Tiap-tiap PLC pada dasarnya merupakan sebuah mikrokontroller yang dilengkapi dengan periheral yang dapat berupa masukan digital, keluaran digital atau relai. Perangkat lunak programnya yang seringkali digunakan yaitu diagram tangga atau ladder diagram

CPM1A merupakan PLC produk dari Omron. Pada gambar di bawah ini ditunjukkan gambar PLC Omron CPM1A.

Sebagaimana terlihat pada gambar, selain adanya indikator keluaran dan masukkan, terlihat juga adanya 4 macam lampu indicator, yaitu PWR, RUN, ERR/ALM, dan COMM. Arti masing-masing indicator tersebut ditunjukkan pada table di bawah ini.

Indikator	Status	Keterangan
PWR (hijau)	ON	Catu daya disalurkan ke PLC
	OFF	Catu daya tidak disalurkan ke PLC
RUN (hijau)	ON	PLC dalam kondisi mode kerja RUN atau monitor
	OFF	PLC dalam kondisi mode PROGRAM atau munculnya kesalahan yang fatal.
COMM (hijau)	Kedip	Data sedang dikirim melalui port periferal atau RS-232C
	OFF	Tidak ada proses pengiriman data melalui port perferal atau RS-232C
ERR/ALM (merah)	ON	Muncul suatu kesalahan fatal (operasi PLC berhenti)
	Kedip	Muncul suatu kesalahan tak fatal (operasi PLC berlanjut)
	OFF	Operasi berjalan dengan normal

Arti Lampu Indikator PLC CPM1A

Selain 4 lampu indikator, juga bisa ditemukan adanya fasilitas untuk melakukan hubungan komunikasi dengan computer, melalui RS-232C atau yang lebih dikenal dengan port serial.

A.    Stuktur PLC

1.   Unit CPU meliputi bagian bagian :

Struktur internal dari unit CPU terdiri atas beberapa bagian seperti memori I/O, program, rangkaian masukan, rangkaian keluaran dan lain sebagainya.

Struktur Internal Unit CPU PLC

Struktur Internal Unit CPU PLC

a.     Memori I/O

Program akan membaca dan menulis data pada area memori ini selama eksekusi. Beberapa bagian dari memori merupakan bit yang mewakili status masukan dan keluaran PLC.  Beberapa bagian dari memori I/O akan dihapus saat PLC dihidupkan dan beberapa bagian lainnya tidak berubah (karena ada dukungan baterai).

b.     Program

Merupakan program yang ditulis oleh pengguna. CPM1A menjalankan program secara siklus. Program itu sendiri dapat dibagi dua bagian : bagian “program utama” yang dijalankan secara siklus dan bagian program interupsi” yang akan dijalankan saat terjadi interupsi yang bersangkutan.

c.     Setup PC

Setup PC mengandung berbagai macam parameter awalan (Startup) dan operasional. Parameter tersebut hanya dapat diubah melalui piranti pemrograman saja, tidak dapat diubah melalui program. Beberapa parameter dapat diakses hanya pada saat PLC dihidupkan, sedangkan beberapa parameter yang lain dapat diakses secara rutin walaupun PLC dimatikan.

d.     Saklar Komunikasi

Saklar komunikasi menentukan apakah port peripheral dan RS-232C yang bekerja dengan pengaturan komunikasi yang ada di dalam setup PC.

e.   Mode Kerja

Unit PLC CPM1A dapat bekerja dalam tiga mode : PROGRAM, MONITOR, dan RUN. Hanya satu mode kerja saja yang aktif pada saat yang bersamaan.

f.    Mode Program

Program atau diagram tangga tidak dapat berjalan dalam mode program ini. Mode ini digunakan untuk melakukan beberapa operasi dalam persiapan eksekusi program :

1)  Mengubah parameter-parameter inisial/operasi sebagaimana terdapat di dalam setup PC.

2)  Menulis, menyalin, atau memeriksa program

3)  Memeriksa pengkabelan dengan ‘cara memaksa bit-bit I/O ke kondisi set atau reset

g.  Mode Monitor

Program atau diagram tangga berjalan dalam mode monitor ini dan beberapa operasi dapat dilakukan. Secara umum, mode monitor digunakan untuk melacak kesalahan, operasi pengujian, dan melakukan penyesuaian :

1)  Pengeditan on-line

2)  Mengawasi memori I/O selama PLC beroperasi

3) Memaksa set atau reset bit-bit I/O, mengubah nilai-nilai dan mengubah nilai saat PLC beroperasi.

B.        Mode Run

  Program atau diagram tangga dijalankan dengan memori PLC Omron CPM1A memiliki fungsi-fungsi khusus. Masing-masing lokasi memori memiliki ukuran 16-bit atau 1 word, beberapa word membentuk daerah dan masing-masing daerah inilah membentuk fungsi-fungsi khusus.

1.     Daerah IR

Bagian memori ini digunakan untuk menyimpan status keluaran dan masukan PLC. Beberapa bit berhubungan langsung dengan terminal masukan dan keluaran PLC (terminal sekrup). Untuk CPM1A masing-masing bit IR000 berhubungan langsung dengan terminal masukan, misalnya IR000.00 berhubungan langsung dengan terminal masukan ke-1, dan begitu seterusnya.

Daerah IR terbagi atas tiga macam area :

1)     Area masukan (Input Area)

2)     Area keluaran (Output Area)

3)     Area Kerja (Work Area)

Area Memori		Word	Bit	Fungsi
Area IR	Area Masukan	IR000-IR009	IR000.00-IR009.15	Bit-bit ini dapat dialokasikan ke terminal-terminal I/O.
		(10 word)	(160 bit)
	Area Keluaran	IR010-IR019	IR200.00-IR019.15
		(10 word)	(160 bit)
	Area Kerja	IR200-IR231	IR200.00-IR231.15	Bit-bit ini dapat digunakan dengan bebas dalam program
		(32 word)	(160 bit)

Pembagian Area IR pada CPM1A

2.     Daerah SR

Merupakan bagian khusus dari alokasi memori yang digunakan sebagai bit-bit control dan status (flag), digunakan paling sering untuk pencacah dan interupsi. Misalnya, SR250 memiliki bit nomor 00 hingga 15, digunakan untuk menyimpan BCD 4-digit dari pengaturan kontrol analog 0.

3.     Daerah TR

Saat pindah ke sub-program selama eksekusi program, maka semua data yang terkait hingga batasan return sub-program akan disimpan dalam daerah TR ini. Hanya terdapat 8 bit yaitu TRO hingga TR7 untuk CPM1A.

4.     Daerah HR

Bit-bit pada daerah HR ini digunakan untuk menyimpan data dan tidak akan hilangwalaupun PLC sudah tidak mendapatkan catu daya atau PLC sudah dimatikan, karena menggunakan baterai. Untuk CPM1A, daerah ini terdiri dari 20 word, HR00 hingga HR19 atau 320 bit, HR00.00 hingga HR19.15. Bit-bit HR ini bebas digunakan dalam program sebagaimana bit-bit kerja.

5.     Daerah AR

Daerah yang digunakan untuk menyimpan bit-bit kontrol dan status, seperti status PLC, kesalahan, waktu system dan lain sejenisnya. Daerah AR juga dilengkapi baterai, sehingga data kontrol maupun status tetap akan tersimpan walaupun PLC sudah dimatikan. Untuk CPM1A, daerah ini terdiri dari 16 word, AR00 hingga AR15 atau 256 bit, AR00.00 sampai AR15.15. Misalnya AR08 bit 00 hingga 03 digunakan untuk menyimpan kode kesalahan port RS232 dengan ketentuan tiap bit :

00 – bit normal

01 – kesalahan  paritas

02 – kesalahan frame

03 – kesalahan overrun

6.     Daerah LR

Digunakan sebagai pertukaran data saat dilakukan koneksi atau hubungan dengan PLC lain. Untuk CPM1A, daerah ini terdiri dari 16 word, LR00 hingga LR15 atau 256 bit. LR00.00 hingga LR15.15.

7.     Daerah Pewaktu/Pencacah (Timer/Counter) – T/C Area

Daerah ini digunakan untuk menyimpn nilsi-nilsi pewaktu atau pencacah. Untuk CPM1A  terdapat 128 lokasi (TC000 hingga TC127).

8.     Daerah DM

Berisikan data-data yang terkait dengan pengaturan komunikasi dengan komputer dan data pada saat ada kesalahan. Daerah DM terbagi lagi menjadi 4 area :

a.     Read/Write : Are DM hanya bisa diakses dalam satuan word saja. Nilai yang tersimpan akan tetap tersimpan walaupun PLC dimatikan

b.   Error Log      : digunakan untuk menyimpan kode kesalahan (error) yang muncul. Dapat digunakan sebagai DM baca/tulis jika fungsi pencatat kesalahan tidak digunakan.

c.     Read-only     : tidak dapat ditumpangi data lain untukprogram.

d. PC Setup      : digunakan untuk menyimpan berbagai parameter yang mengontrol operasi PLC.

B.    PEMROGRAMAN PLC

Sebuah diagram tangga terdiri dari sebuah garis menurun ke bawah pada sisi kiri dengan garis0garis bercabang ke kanan. Garis yang ada di sebelah kiri tersebut sebagai palang bis, sedangkan garis-garis cabang adalah baris instruksi atau anak tangga. Sepanjang garis instruksi di tempatkan berbagai macam kondisi yang terhubungkan ke instruksi lain di sisi kanan. Kombinasi logika dari kondisi-kondisi tersebut menyatakan kapan dan bagaimana instruksi yang ada di sisi kanan tersebut dikerjakan.

C.    INTRUKSI DASAR PLC

            Semua instruksi-instruksi tangga atau ladder instruction adalah instruksi-instruksi yang terkait dengan kondisi-kondisi di dalam diagram tangga. Instruksi0-instruksi tangga, baik yang independen maupun kombinasi atau gabungan dengan blok instruksi, akan membentuk suatu kondisi eksekusi. Adapun instruksi instruksi dasar dalam PLC antara lain :

1.     LOAD (LD) dan LOAD NOT (LD NOT)

        Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logika saja, dan sudah dituntut untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti contact NO relay untuk instruksi LOAD dan seperti contact NC relay untuk instruksi LOAD NOT.

Contoh instruksi LD dan LD NOT

2.   AND dan AND NOT

                    Jika terdapat dua atau lebih kondisi yang dihubungkan secara seri pada garis            instruksi yang sama, maka kondisi yang pertama menggunakan instruksi LD atau LD               NOT dan sisanya menggunakan instruksi AND atau AND NOT.  Pada gambar di bawah            ditunjukkan sebuah penggalan diagram tangga yang mengandung tiga kondisi yang                dihubungkan secara seri pada garis instruksi yang sama berkaitan dengan LD,                       AND NOT, dan AND. Instruksi yang digambarkan paling kanan sendiri akan memiliki               kondisi ON jika ketiga kkndisi di kiri semuanya ON, dalam hal ini IR000.00 dalam                 kondisi ON, IR010.00 dalam kondisi OFF, dan LR00.00 dalam kondisi ON.

Contoh penggunaan AND dan AND NOT

3.     OR dan OR NOT

                    Jika dua atau lebih kondisi dihubungkan secara paralel, artinya dalam garis               instruksi yang berbeda kemudian bergabung lagi dalam satu garis instruksi yang                  sama, maka kondisi yang pertama terkait dengan instruksi LD atau LD NOT dan                     sisanya berkaitan dengan instruksi OR atau OR NOT.

Contoh penggunaan OR dan OR NOT

4.     OUTPUT dan OUTPUT NOT

Cara yang paling mudah untuk mengeluarkan kondisi eksekusi adalah dengan menghubungkan langsung dengan keluaran melalui instruksi OUT atau OUT NOT. Kedua instruksi ini digunakan untuk mngontrol bit operan yang bersangkutan berkaitan  dengan kondisi eksekusi. Dengan menggunakan instruksi OUT, maka bit operan akan menjadi ON jika kondisi eksekusinyajuga ON, sedangkan OUT NOT akan menyebabkan bit operan menjadi ON jika kondisi eksekusinya OFF. Pada gambar di bawah terlihat jika IR010.00 akan ON selama IR000.00 juga ON, sedangkan IR010.01 akan ON selama IR000.01 dalam kondisi OFF.

5.   END

Instruksi terakhir yang harus dituliskan ataudigambarkan dalam diagram tangga adalah instruksi END. CPU pada PLC akan menyebabkan semua instruksi dalam program dari awal hingga ditemui instruksi END yang pertama, sebelum kembali legi mengerjakan instruksi dalam program dari awal lagi, artinya instruksi yang ada di bawah atau setelah instruksi END akan diabaikan. Angka yang dituliskan pada instruksi END pada kode mnemonic merupakan kode fungsinya. Instruksi END tidak memerlukan operan serta tidak boleh diawali dengan suatu kondisi. Jika suatu program PLC tidak dilengkapi dengan instruksi END maka program tidak akan dijalankan sama sekali.

  

6.     AND LOAD (AND LD)

            Untuk kondisi ladder diagram yang khusus seperti di bawah ini :

Pada gambar terdapat dua blok logic yang ditandai dengan kotak bergaris putus-putus yang akan menghasilkan kondisi eksekusi ON jika blok logic kiri dalam kondisi ON dan blok kanan juga dalam kondisi ON.

Contoh penggunaan instruksi blok AND LD

7.     OR LOAD (OR LD)

Untuk kondisi diagram tangga yang khusus seperti di bawah ini, kondisi eksekusi ON akan dihasilkan jika blok logic atas atau blok logic bawah dalam kondisi ON.

                             Contoh penggunaan instruksi OR LD

8.     Garis Percabangan Instruksi

Pada pemrograman yang relatif kompleks, banyak dijumpai diagram tangga dengan banyak titik percabangan. Dalam hal ini diperlukan tambahan instruksi untuk titik percabangan yaitu dengan menggunakan TR bit. Instruksi ini diperlukan karena untuk diagram tangga yang bercabang logikanya berubah lain dari umumnya. Logika bitnya telah dipindahkan secara semu ke bagian kanan dari titik percabangan.

                             Contoh diagram tangga dengan garis percabangan instruksi

9.    INTERLOCKS IL (02) dan INTERLOCKS CLEAR ILC (03)

Interlocks dan Interlocks Clear merupakan satu pasang instruksi. Jika ada Interlocks, maka harus ada instruksi penutupnya yaitu interlocks Clear. Diagram tangga yang berada dalam wilayah IL (02) dan ILC (03) tidak akan bekerja jika IL (02) belum bekerja. Instruksi ini dapat menggantikan diagram tangga yang ada titik percabangannya sehingga diagram tangganya menjadi lebih sederhana.

  10. JUMP (JMP) dan JUMP END (JME)

Instruksi ini mirip dengan IL (02) dan ILC (03). Bedanya jika kondisi logika untuk instruksi JMP sudah OFF, kondisi logika output diagram tangga yang berada diantara instruksi JMP dan JME yang mempunyai logic ON akan tetap ON (latching), walaupun kondisi input ligic-nya sudah OFF.

                             Modifikasi diagram tangga dengan JMP

11.    SET dan RESET

Instruksi SET dan RESET ini hamir sama dengan instruksi OUT dan OUT NOT, hanya saja instruksi SET dan RESET ini mengubah kondisi status bit operan saat kondisi eksekusinya ON. Kedua instruksi ini tidak akan mengubah kondisi status bit jika kondisi eksekusinya OFF.

                             Contoh penggunaan instruksi SET dan RESET

9        12. DIFFERENTIATE UP (DIFU) dan DIFFERENTIATE DOWN (DIFD)

Instruksi DIFU dan DIFD berfungsi untuk mengubah kondisi logika bit operan dari OFF menjadi ON selama 1 scan tima. 1 scan time adalah jumlah waktu yang dibutuhkan oleh PLC untuk menjalankan program dimulai dari alamat program 00000 sampai instruksi END. DIFU sifatnya mendeteksi transisi naik dari input dan DIFD mendeteksi transisi turun dari input.

                             

1        13. KEEP

Instruksi ini berfungsi untuk mempertahankan kondisi output untuk tetap ON walaupun input sudah dalam keadaan OFF. Logika input harus diumpankan ke titik SET dari instruksi KEEP. Untuk mereset output adalah dengan titik reset dari instruksi KEEP.

                           Contoh penggunaan instruksi KEEP

1        14. TIMER (TIM) dan COUNTER (CNT)

Timer/Counter pada PLC berjumlah 512 buah yang bernomor TC000 sampai TC511. Jika suatu nomor dipakai sebagai Timer/Counter, maka nomor tersebut tidak boleh dipakai lagi sebagai timer atau counter. Nilai Timer/Counter pada PLC bersifat countdown (menghitung mundur) dari nilai awal yang ditetapkan oleh program. Setelah hitungan mundur tersebut mencapai angka nol, maka contact NO Timer/Counter akan ON.

Contoh Timer

Contoh Counter

     15.  SHIFT REGISTER (SFT)

Instruksi ini berfungsi untuk menggeser data dari bit yang paling rendah tingkatannya ke bit yang lebih tinggi tingkatannya. Data input akan mulai bergeser pada saat transisi naik dari clock input

Contoh penggunaan instruksi shift register

16.   MOVE (MOV)

Instruksi MOV berfungsi untuk memindahkan data channel (16 bit data) dari alamat memori asal ke alamat memori tujuan. Atau untuk mengisi suatu alamat memori yang ditunjuk dengan data bilangan.

14.  COMPARE (CMP)

Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan dua data 16 bit dan mempunyai output berupa bit > (lebih dari), bit = (sama dengan), dan bit < (kurang dari).

Demikian sekilas tentang Belajar Pengenalan dasar dasar PLC. Semoga bermanfaat, berguna dan menjadi inspirasi Anda untuk lebih giat memperlajari tentang Aplikasi dari PLC untuk kontrol mesin mesin industri yang ada di pabrik.