RANGKAIAN KONTROL SISTEM PLC

RANGKAIAN KONTROL SISTEM PLC

PLC adalah device kontrol yang juga membutuhkan sistem kontrol pendukung sebagaimana device-device kontrol lainnya, dan untuk mengaktifkan kerja dari device ini maka dibutuhkan sumber tegangan dari luar yang disusun dalam sebuah sistem kontrol yang bertujuan untuk mengatur dan melindungi sistem.

Ada 3 sistem kontrol pendukung yang harus diinstal pada sistem kontrol PLC yaitu :
1. kontrol rangkaian daya yang mensuplai tegangan sumber ke PLC dan untuk sumber cadangan bagi penambahan sistem.
2. kontrol rangkaian input yang mensuplai tegangan sumber ke inputan PLC dan
3. kontrol rangkaian output yang mensuplai tegangan sumber ke outputan PLC.
Dan ketiga rangkaian kontrol diatas berfungsi untuk :

a. melindungi sistem dari arus beban lebih dan arus tanah
b. memberikan layanan energi listrik bagi PLC termasuk semua device input/output,
c. meng-isolir keadaan error/alarm yang terjadi pada PLC
d. memberikan layanan sumber tegangan untuk komputer /notebook yang digunakan untuk keperluan pemeliharaan, monitoring dan trouble shooting.
e. Melindungi sistem PLC dari gangguan riak-riak tegangan dan freukwensi yang tidak diinginkan.

Rangkaian daya
Ada beberapa komponen utama pada rangkaian daya yaitu :
1. Sumber tegangan sistem
Sumber tegangan ini sama dengan sumber tegangan yang ada pada induksi pada umumnya yaitu 380 V dan 220 V untuk standar tegangan di Indonesia.

2. Transformator
Device ini berguna untuk menurunkan atau menaikkan tegangan sehingga diperoleh tegangan output (sekunder) sesuai dengan tegangan kerja sistem antara PLC jika yang ada bertegangan kerja 100V (device standar Jepang) maka diperlukan step down trafo input 380 V dan 100 V.


3. Power Supply
Device ini berguna untuk menyearahkan tegangan AC menjadi tegangan DC yang dibutuhkan untuk sumber tegangan kerja pada type PLC tertentu.

4. Breaker
Breaker berguna untuk memutuskan –menghubungkan rangkaian dari sumber tegangan, istilah ini bisa terjadi pada saat kondisi overload,hubung singkat dan untuk pemeliharaan, rating teganganpun harus dipilih sesuai dengan kapasitas beban yang dilayaninya, dalam hal ini harus dihitung besarnya daya pada transformator yang melayani device-device seperti power supply,PLC, Relai dan lain-lain.

5. Earth Leakage Breaker (ELB)
Kegunannya hampir sama dengan breaker biasa yaitu memutus-menghubungkan rangkaian dari sumber tegangan, hanya saja ELB memiliki fungsi khusus yaitu mengisolir sistem dari gangguan hubungkan tanah.gangguan hubung tanah yang dimaksudkan disini yaitu adanya arus bocor dari sistem ketanah/Ground sehingga bisa menyebabkan adanya potensi tegangan sentuh yang berbahaya pada keselamatan manusia. ELB akan memutuskan sistem jika dideteksi adanya arus bocor beberapa miliampere saja tergantung rating dari ELB tersebut.

6. Circuit Protektor
Sebagaimana fungsi breaker, circuit protektor berfungsi khusus untuk melindungi rangkaian dari gangguan arus lebih dan hubung singkat, dan bisa dikatakan bahwa circuit protektor adalah breaker dengan rating arus kecil untuk melindungi rangkaian kontrol.

7. Noise Filter
Device ini berguna untuk menfilter adanya riak-riak tegangan freukuensi yang memasuki sistem sehingga outputnya selalu menghasilkan tegangan dan freukuensi yang tidak mengganggu sistem kontrol PLC, Device ini berupa hubungan seri pararel dari Induktor dan Capasitor yang mampu meredam khususnya freukuensi-freukuensi liar.

8. Relay
Sebagaimana diketahui bahwa relay akan selalu ada dalam sistem kontrol bagaimana jenis dan bentuk sistem yang dipakai, manfaatnya dalam mengatur kondisi off-on device menyebabkan relay dipakai dalam sistem rangkaian daya untuk sistem kontrol.

9. Maintenance Source
Device ini sama dengan stop kontak biasa yang memberikan sumber tegangan kerja untuk komputer/notebook bagi keperluan pemeliharaan, memonitoring dan troubleshooting sistem kontrol PLC.

DIAGRAM KONTROL RANGKAIAN DAYA

DASAR – DASAR PLC

Programmable logic Control

PLC adalah peralatan/ device yang penggunannya dapat memprogram untuk menghasilkan serentetan atau urutan dari sebuah event atau kejadian, kejadian atau event ini diperoleh dari sebuah trigger (input ON atau OFF) yang diterima oleh PLC. Berdasarkan logika program yang ada PLC mengolah data Input dan memberikan hasil berupa Output yang identik dengan logika ON dan OFF, hasil output PLC ini akan mengaktifkan atau sebaliknya dari peralatan listrik yang terhubung ke output PLC.

Dalam materi telah dijelaskan bagaimana peranan relay dalam system kontrol, dan disini akan dibahas hubungan antara relay dan PLC sebagai sama-sama-device kontrol.
PLC mengambil sistem kerja dari relay dimana ada coil (termasuk instruksi-instruksi) dan kontak yang mencerminkan kondisi dari coil/instruksi tersebut, jika coil atau instruksi itu aktif maka kontak-kontaknya akan berubah status. Tetapi PLC adalah sebuah device terprogram sehingga kemampuannya dalam menyediakan data-data, mengolah, menghitung dan kecepatan prosesnya tidak bias disamakan dengan relay. Karena PLC bekerja berdasarkan sistem olah data electronic yang mampu memberikan banyak alternatif olah data seperti angka, timer, counter, register, dan lain-lain, sedangkan relay bekerja berdasarkan system kerja elektromagnetik yang terbatas pada pengkondisian on-off saja.

PLC juga menyediakan kontak-kontak yang tak terbatas jumlahnya untuk setiap coil outputan, dan tentu saja jumlah kontak ini menjadi relative terbatas sesuai kemampuan memory dari PLC itu sendiri. Kemampuannya dalam mengolah data terprogram inilah yang menyebabkan PLC menjadi device paling utama dalams ebuah system automatisasi, sedangkan relay akan tetap dipergunakan sebagai device pendukungnya.

Jika diasosiasikan lebih lanjut maka PLC adalah kumpulan dari banyak sekali relay ( coil/instruksi output dan kontak) yang satu sama lain akan saling berhubungan sesuai dengan program yang telah disimpan membentuk urutan dari sebuah kejadian/ proses yang akan datang dari inputan PLC dan menghasilkan output program yang mengatur kondisi ob/off dari device outputan Plc itu sendiri.

Kelebihan PLC
1. Simple Dalam Bentuk Dan Ukurannya
Dengan menggunakan sistem kontrolPLC maka hanya dibutuhkan box control dengan size yang lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan sistem control relay.

2. Mudah Dalam Proses Perangkaiannya
Karena menggunakan sistem control yang terprogram, maka perangkaian untuk semua device I/O hanya dilakukan sekali dan susunan diagram garis sistem kontrolnya sangat mudah untuk dirangkai walaupun oleh seorang pemula sekalipun.

3. Menghemat Waktu Modifikasi
Perubahan alur control tidak merubah rangkaian I/O pada PLC karena hanya merubah program saja, sedangkan pada control relay harus merubah rangkaian kabel yang sangat rumit dan memakan waktu lama.dalam aktualnya sebuah sistem kontrol tidak bisa dituangkan dalam sebuah program jadi yang dijamin akan berjalan sebagaimana mestinya, tetapi membutuhkan trial dan error sampai dicapai sebuah hasil program yang memuaskan, hanya dengan merubah program saja tentu perubahan menuju sistem kontrolyang memuaskan tidak terlalu rumit. Jika menggunakan kontrol relay dengan sistem kontrol yang komplexs bisa dipastikan tidak akan mungkin bisa mengejar schedule yang telah ditetapkan untuk mencapai system control yang memuaskan.

4. Flexible
Sistem control PLC sangat Flexible terhadap perubahan dan modifikasi sitem yang dikontrolnya, bahkan penambahan I/O atau device sangat memungkinkan tergantung dari persyaratan hardware PLC itu sendiri. Bahkan PLC mampu link dengan system lain yang memenuhi persyaratan tertentu seperti robot, touch panel dan aplikasi program computer.

5. Mudah Dalam Pemeliharaan Dan penemuan masalah
Karena tidak tergantung pada relay, maka pemeliharaannya terbatas pada terminal I/O, backup data, battery dan pengkondisian suhu dimana PLC ditempatkan. Untuk kontrol relay maka harus dilakukan secara rutin inspeksi terhadap semua relay yang terpasang karena mudah sekali terganggu dengan adanya polusi logam ringan yang sering menutupi kontak-kontak relay, pelacakan terhadap trouble yang terjadi juga sangat mudah karena bisa dimonitoring lewat computer.

6. Ekonomis
Untuk mengontrol mesin-mesin yang melibatkan servo motor, timer bertingkat, counter bertingkat, robot, touch panel, data register, dan sejenisnya maka penggunaan PLC sangat ekonomis dibandingkan dengan menggunakan kontrolkonvensional yang kadang- kadang tidak sanggup untuk mengontrol sistem yang kompleks.

Hardware Sistem Kontrol PLC :
a. Sumber daya : adalah sumber energi listrik dengan tegangan kerja untuk mengaktifkan semua komponen dalam PLC. Tegangan kerja 100 – 240 VAC.
b. Input : adalah terminal yang terhubung ke peralatan yang menggunakan device switch atau saklar, hanya dikenal 2 kondisi pada terminal input yaitu On dan Off. Atau dalam logika dikenal bilangan biner 1 dan 0.
c. MPU atau main processing Unit : Element PLC dimana program dipanggil, disimpan dan diolah.
d. Output ; adalah terminal PLC yang mencerminkan hasil olah program yang akan mengontrol On atau Off sebuah device yang terhubung ke terminal ini.
e. Power supply internal : yaitu sumber energi DC biasanya 24 volt yang dihasilkan oleh PLC sebagai hasil proses penyearah tegangan AC, tegangan 24 VDC ini diperlukan untuk sumber tegangan pada terminal input. Tidak semua PLC mempunyai fasilitas ini sehingga diperlukan sumber 24 VDC dari luar jika PLC tidak menyediakannya.
f. Programming port : yaitu tempat menstransfer dan memonitor kinerja program PLC baik dari PC ke PLC atau sebaliknya.
g. Run/Stop switch : yaitu switch untuk memilih mode kerja PLC yang diinginkan, jika ingin mengaktifkan program digunakan RUN dan jika ingin menstransfer program baru dari PC ke PLC digunakan STOP.

Yang Diperlukan Untuk memprogram PLC
a. sebuah console atau programming tools yang diperlukan untuk membuat program, menstransfer, mengedit, dan memonitor kinerja program PlC.
b. Sebuah Opto- kabel interface RS232/RS242 untuk komunikasi antara console/PC dan PLC, Interface ini dipakai pada saat menstransfer/ memanggil dan memonitor program PLC.
c. Sebuah personal Computer (PC) : jika console tidak ada, maka PC lebih Flexible dan mudah dalam membuat, mengedit, menstransfer dan memonitor program PLC.
d. Software PLC : jika digunakan PC, maka harus ada software pemrograman dari PLC yang bersangkutan.

Aplikasi PLC Sederhana

Ditulis oleh arief

Selasa, 25 November 2008 15:27

Sekarang mari kita bandingkan sebuah rangkaian relay dalam bentuk simbol elektronik dengan simbol logik PLC. Seperti pada artikel Relay, kita bisa membayangkan cara kerja PLC seperti cara kerja pada rangkaian relay tersebut. Di bawah ini adalah simbol rangkaian elektronik yang terdiri dari SW1, SW2, Relay (Coil) dan Battery (power supply). Pada rangkaian di atas relay akan ON (menutup) apabila kedua saklar yaitu SW1 dan SW2 kita tutup. Sekarang kita ubah simbol elektronik di atas menjadi diagram Ladder yang biasa digunakan pada PLC. Maka akan tampak seperti di bawah ini: SW1 dan SW2 digambarkan dengan lambang LD (Load) input, sedangkan Coil dilambangkan dengan Out. Dan semuanya dibuat dalam satu baris (istilah dalam PLC adalah Rung/ anak tangga). Sedangkan garis vertikal di dua sisi adalah bisa kita anggap power supply. Instruksi END merupakan tanda akhir baris pada instruksi PLC. Pada beberapa type PLC instruksi ini mutlak dimasukan, tetapi ada juga beberapa PLC yang tidak memerlukan instruksi ini untuk menandakan akhir suatu program PLC. Untuk lebih memahami kita coba menggunakan software ZEN dari OMRON yang mempunyai fasilitas Simulasi PLC. Jika anda belum punya, bisa coba download di sini. Perhatikan gambar printscreen dari program ZEN di bawah ini yang identik dengan gambar di atas.     Gambar di atas semua input dan output dalam kondisi OFF. Berikut ini SW1 dalam kondisi ON yang ditunjukkan dengan warna hijau pada I0,     Gambar berikut ini menunjukkan SW2 (I1) dalam kondisi ON,     Dan gambar terakhir kondisi kedua switch ON, yang berarti output juga ON,     Dari gambar-gambar di atas dapat diambil gambaran, bagaimana sebuah PLC bekerja. Kalo kita gunakan teori Aljabar Boole, pasti akan lebih paham. Output akan ON (menyala) jika kedua input ON (menyala). Ini sama dengan pernyataan AND pada operasi Boolean. Memang cara kerja PLC adalah menggunakan prinsip Aljabar Boole, seperti tabel di bawah ini:    Pernyataan 1 (SW1)  Pernyataan 2 (SW2 Hasil (Coil)   True  True  True  True  False  False  False  True  False  False  False  False   Atau lebih jelasnya dengan gambar berikut, di mana I0 dan I1 sama dengan Sw1 dan Sw2, Q0 sama dengan Coil (output):   Mudah-mudahan pemaparan di atas mudah dipahami.

MEMAHAMI SISTEM KERJA PLC

Untuk memahami kerja PLC maka harus memahami terlebih dahulu prinsip kerja Relay , dimana relay memiliki coil yang disuplai oleh sumber tegangan dan kontak yang menghubungkan dua terminal.

Prinsip kerja relay : jika diberi sumber tegangan kerja maka semua kontak-kontaknya akan berubah status. Kontak NO menjadi close dan kontak NC menjadi open.

Prinsip kerja PLC signal dari device input (on/off) akan mengaktifkan coilo semua (input) yang mencerminkan masing-masing device input (dalam hal ini disimpan dalam sebuah memory data input) coil semua ini akan mengontrol kondisi on/off internal kontak yang tersusun dalam sebuah program PLC/Ladder diagram (programing & prossesing).

Sesuai prinsip logika relay, PLC akan mengolah program secara urut dan kontinyu (loop) sehingga menghasilkan sebuah hasil program berupa kondisi on/off internal coil outputan yang disimpan dalam memory data outputan dan latch memory. Internal coil outputan ini yang sudah tersimpan dalam memory ini akan mengontrol kontak output semu yang menghubungkan device output dan sumber tegangan.

Sebagai contoh lihat gambar diatas :
a. di dalam PLC diassosiasikan memiliki coil bayangan/semu MX...dan kontak semu MY...(masing-masing adalah memori data input dan output)
b. Coil MX...mendapat suplai tegangan 24Vdc melalui input PLC yaitu tombol X0 dan tombol X1
c. Kontak MY... mendapat suplai tegangan misal 220 Volt yang memikul beban lampu Y0 dan Y1 melalui kontak bayangan MY.......
d. Jika tombol X0 ditekan (walaupun sebentar), maka coil bayangan MX0 akan bekerja sehingga kontak-kontaknya akan berubah status. Coil bayangan MX0 ini akan merubah status kontak yang berada dalam bahasa pemrograman PLC. Dalam hal ini kontak X0 akan menjadi close (tertutup) walaupun tombol X0 dilepas, kontak Y0 akan mengunci sampai tombol X1 dilepas.
e. Karena kontak X) tertutup, maka coil Y0 akan bekerja dan merubah status kontak MY0 menjadi tertutup, dalam hal ini lampu L1 akan mendapat suplai tegangan dan menyala.
f. Jika tombol X2 ditekan, maka coil bayangan MX1 akan bekerja dan mengubah status kontak NC dalam bahasa pemrograman menjadi terbuka, dalam hyal ini coil Y0 menjadi tidak aktif.
g. Karena coil Y0 non aktif, maka kontak bayangan MY0 terbuka dan lampu L1 mati.

PRINSIP KERJA LEDEAR DIAGRAM PADA PLC

Dalam dunia kendali, Ladder Diagram sudah menjadi hal yang tidak asing lagi. Ladder Diagram adalah metoda pemrograman yang umum digunakan pada PLC. Ladder Diagram merupakan tiruan dari logika yang diaplikasikan langsung oleh relay. Ladder Diagram banyak mengurangi kerumitan yang dihadapi oleh teknisi untuk menyelesaikan tujuannya. Tapi bagaimanakah Ladder Diagram itu bekerja? atau dengan kata lain, bagaimana sebenarnya representasi dari Ladder Diagram itu sehingga bisa menyusun logika-logika boolean?

Sebelum membahas ke permasalahan utama, ada baiknya kita mengerti dulu apa itu relay. Relay adalah peralatan sederhana yang menggunakan medan magnetik untuk mengontrol saklar, seperti pada gambar berikut.

Gambar 01. Relay

Ketika tegangan diberikan pada masukan koil, arus yang tercipta menghasilkan medan magnetik. Medan inilah yang akan menarik saklar metal ke arahnya dan akan menyentuh bagian saklar yang lain. Akibat dari mekanisme ini adalah rangkaian yang sebelumnya rangkaian terbuka menjadi rangkaian tertutup. Sifat relay yang seperti ini (menjadi rangkaian tertutup setelah diberikan tegangan) disebut dengan normally open. Dengan demikian, normally closed relay adalah relay yang akan menjadi rangkaian terbuka setelah diberikan tegangan. Umumnya, relay digambarkan oleh diagram skematik menggunakan sebuah lingkaran yang menggambarkan koil masukan. Kontak output ditunjukkan oleh dua garis paralel. Kontak normally open digambarkan dengan 2 garis dan akan terbuka (non-conducting) apabila tidak diberikan energi. Normally closed adalah yang sebaliknya dan digambarkan oleh dua garis dengan garis diagonal yang memotong kedua garis tersebut. Saat tidak diberikan energi, keadaan relay adalah tertutup (conducting).

Relay digunakan agar keadaan satu sumber (terbuka atau tertutup) energi dapat mengatur keadaan sumber energi (terbuka atau tertutup) lainnya yang biasanya memiliki arus yang lebih besar dan kedua sumber energi ini saling terisolasi satu sama lain (tidak terhubung secara langsung). Relay merupakan komponen utama dalam PLC. Contoh sederhana dari penggunaan relay ditunjukkan oleh gambar berikut.

Gambar 02. Analogi Ladder Diagram

Pada sistem ini, relay pertama pada gambar kiri bersifat normally closed dan akan mengalirkan arus terus hingga terdapat tegangan yang diaplikasikan pada relay ini (input A). Relay kedua adalah normally open dan tidak akan mengalirkan arus sampai ada tegangan yang diaplikasikan ke relay ini (input B). Jika arus mengalir pada kedua relay yang pertama, maka arus juga akan mengalir pada relay ketiga dan akan menutup saklar pada output C. Rangkaian seperti ini umum digambarkan pada skematik Ladder Diagram pada gambar tersebut. Secara logika, diagram ini dapat dibaca sebagai berikut: C akan “on” ketika A “off” dan B “on”.

Dalam logika Boolean dirumuskan sebagai C = A’.B

Gambar 03. Skematik Gerbang Digital yang Ekivalen

Gambar berikut ini merupakan contoh yang lebih kompleks pada aplikasi dalam PLC, dengan 2 buah tombol pada input.

Gambar 04. Contoh Aplikasi dalam PLC