Ringkasan yang Dimaksud Programmable Logic Controller

   Pada Postingan yang pertama. Disini akan dibahas tentang PLC (Programmable Logic Controller)  atau dikenal dengan Kontrol Logika yang Terprogram sebelumnya sehingga alat tersebut akan berjalan sesuai pada perintah yang terprogram.

Gambar PLC Omron 

(Sumber: jagootomasi)

  PLC (Programmable Logic Controller) adalah +- suatu alat mikroprosesor yang mempunyai fungsi untuk otomasi sistem industri yang ilustrasinya pengawasan dan pengontrolan mesin di jalur perakitan suatu pabrik.

   Menurut Wikipedia.id. "PLC mempunyai instrumen input dan output yang dipakai untuk saling menghubungkan dengan perangkat luar seperti sensor, relai, contactor dll. Bahasa pemrograman yang dipakai untuk mengoperasikan PLC berbeda dengan bahasa pemrograman yang biasa dipakai untuk pemrograman komputer. Bahasa yang dipakai pada PLC adalah Ladder, berisi input-proses-output. Dinamakan Ladder, karena bentuk tampilan bahasa pemrogramannya menyerupai tampilan tangga. Selain itu, PLC juga bisa diprogram memakai pemrograman SFC dan pemrograman ST, noted: buat yang ST sudah jarang dipakai lagi karena terlalu jadul".

    "Programmable Logic Controllers (PLC) adalah komputer elektronik yang ramah dan gampang dipakai oleh pengguna (user friendly) yang mempunyai fungsi kendali (kontrolling) buat berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beragam. Penjabaran Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) yang intinya adalah sistem elektronik yang beroperasi secara digital dan didisain pemakaian  yang berada di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang bisa diprogram untuk penyimpanan secara internal perintah-perintah yang menjalankan fungsi-fungsi detail seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengendalikan mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital maupun analog". Dikutip dari wikipedia.id

    Konsep dari PLC antara lain:

1.   Programmable, kemampuan untuk menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya ini sama seperti cara kerja memori.

2.  Logic, adalah kemampuan untuk memproses masukkan (input / I) secara Aritmatic and Logic Unit (ALU), yaitu dengan melakukan operasi menjumlahkan, mengurangi, mengalikan, membagi, membandingkan, negasi, AND, OR, dan lain sebagainya.

3.   Controller, adalah kemampuan dalam mengontrol dan untuk mengatur proses hingga menghasilkan output yang sesuai keinginan.

 

   Dibawah ini merupakan Komponen - komponen dari PLC beserta fungsinya :

Blok Diagram Cara Kerja PLC

(Sumber: belajarplconline)

    

1. Central Processing Unit (CPU)

   CPU merupakan otak dari PLC atau di kenal dengan bagian utama. CPU berfungsi untuk berkomunikasi dari CPU ke PC atau Console, interkoneksi pada bagian-bagian PLC, mengeksekusi atau mengimplementasi program-program, serta mengatur masukkan (input) dan keluaran (ouput) sistem.

2. Memori

    Memori adalah tempat penyimpan data sementara dan program yang harus dijalankan. program tersebut dibuat oleh pengguna yang dikenal dengan user yang merupakan hasil terjemahan dari ladder diagram. Sistem memori pada PLC mengarah pada teknologi flash memory. Dengan menggunakan teknologi flash memory dapat memudahkan bagi user atau pengguna untuk melakukan programming maupun reprogramming secara berulang-ulang. Selain itu didalam flash memory itu terdapat EPROM yang dapat dihapus berulang kali. Sistem memori dibagi dalam banyak blok. Masing-masing blok memiliki fungsi tersndiri. Banyak beberapa bagian dari memori digunakan untuk menyimpan status dari masukkan dan keluaran yang di kenal input dan output, sementara bagian memori yang lain berguna untuk menyimpan variable yang digunakan program contohnya nilai timer dan counter. PLC mempunyai suatu rutin kompleks yang dapat digunakan untuk memastikan memori PLC yang tidak rusak ditandai lewat nyala lampu indikator pada PLC.

3. Power Supply (Catu Daya) PLC

 

    Power Supply (Catu daya) digunakan untuk memberikan tegangan (voltage) pada PLC. Tegangan atau voltage masukan pada PLC biasanya sekitar 220 VAC atau 24 VDC. Pada PLC yang mempunyai kapasitas yang besar, catu daya atau voltage biasanya diletakkan secara terpisah. power supply yang tidak digunakan untuk memberikan daya secara langsung ke input maupun output. Maka penggunaan saklar yang berarti pemutus atau penyampung input dan output murni. Jadi pengguna Saklar harus menyediakan sendiri catu daya untuk input dan output pada PLC. Dengan cara digunakan saklar maka PLC itu tidak akan mudah rusak.

4. Rangkaian Input PLC

    Pada suatu sistem otomatis mempunyai kemampuan yang tergantung pada kemampuan PLC dalam membaca sinyal dari berbagai piranti input, contoh sensor. Untuk mendeteksi suatu proses dibutuhkan sensor yang tepat untuk tiap-tiap kondisi. Sinyal masukan (input) bisa berupa logika 0 dan 1 (ON dan OFF) atau bisa juga dengan masukan analog. Pada Jalur Input terdapat rangkaian antarmuka yang terhubung dengan CPU. Rangkaian jalur input digunakan untuk menjaga agar sinyal-sinyal yang tidak diinginkan, sehingga  tidak langsung masuk ke dalam CPU. Selain itu rangkaian tersebut berfungsi sebagai tegangan dari sinyal-sinyal input yang memiliki tegangan kerja yang berbeda dengan CPU supaya bisa menjadi sama. Contoh: Apabila pada CPU menerima input atau masukkan dari sensor yang mempunyai tegangan kerja yang besarnya 24VDC maka tegangan kerja sebesar itu harus dikonversi terlebih dulu menjadi 5VDC supaya tegangan yang sudah dikonversi sesuai dengan tegangan kerja CPU

   Pada rangkaian di atas digunakan untuk menjaga dari sinyal-sinyal yang tidak diinginkan supaya tidak langsung masuk ke dalam CPU. Selain itu, pada rangkaian tersebut mempunyai fungsi sebagai tegangan (voltage) dari sinyal-sinyal masukkan yang awalnya memiliki tegangan kerja yang berbeda dengan CPU supaya menjadi sama. Contoh: Apabila pada CPU menerima input atau masukkan dari sensor yang mempunyai tegangan kerja yang besarnya 24VDC maka tegangan kerja sebesar itu harus dikonversi terlebih dulu menjadi 5VDC supaya tegangan yang sudah dikonversi sesuai dengan tegangan kerja CPU. Rangkaian tersebut disebut rangkaian Opto-Isolator, artinya tidak mempunyai hubungan kabel sama dunia luar. Cara kerja rangkaian di atas yaitu saat bagian input mendapatkan sinyal, maka akan ditandai dengan indikator LED menjadi ON sehingga photo-transistor bisa menerima cahaya dan yang nantinya akan menghantarkan arus ON yang selanjutnya tegangannya drop di bawah 1 Volt. Proses di atas akan menyebabkan CPU membaca logika 0. Begitu juga dengan sebaliknya.

5. Rangkaian output PLC

    Suatu sistem otomatis akan menjadi tidak lengkap  jika sistem tersebut tidak memiliki jalur output. Output sistem atau jalur output ini bisa berupa analog ataupun digital. output / O (keluaran) analog digunakan supaya menghasilkan sinyal analog sedangkan output (keluaran) digital digunakan supaya bisa menghubungkan dan memutuskan jalur, contohnya instrument / piranti output yang banyak sering dipakai dalam PLC antara lain motor, relai, selenoid, lampu, dan speaker. Seperti pada rangkaian input PLC dan output PLC juga dibutuhkan suatu antarmuka yang berfungsi untuk melindungi CPU dari peralatan luar yang dikenal dengan peralatan eksternal. Antarmuka output PLC sama dengan antarmuka input PLC.

6. Penambahan I/O PLC

   Setiap PLC pasti memiliki jumlah Input I/O Output yang terbatas, yangmana ditentukan berdasarkan tipe PLC. Tetapi, di dalam Aplikasi seringkali Input I/O Output yang terdapat pada PLC tidak mencukupi. Oleh sebab itu, diperlukan perangkat tambahan untuk menambah jumlah input I/O output yang tersedia. Penambahan jumlah input I/O output ini dinamakan expansin Unit.

Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Didalam prakteknya PLC dapat  dibagi secara umum dan secara khusus.

    Secara umum fungsi PLC sebagai berikut:

• Sekuensial Control. PLC bisa mengoperasikan input signal (sinyal masukkan) biner menjadi output (keluaran) yang dipakai untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga asupaya semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dengan urutan yang tepat.
• Monitoring Plant. PLC dapat secara berkesinambungan memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil reaksi yang dibutuhkan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melampaui batas) atau memperlihatkan pesan tersebut pada operator.

   Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah bisa memasukkan input / masukkan ke CNC (Computerized Numerical Control). Kurang Lebih PLC dapat memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. Jika dibandingkan antara CNC dengan PLC memiliki tingkat ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dihunakan untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moduling dan sebagainya.

Prinsip kerja sebuah PLC 

   Prinsip kerja PLC secara singkat yaitu PLC dapat menampung sinyal masukan proses yang dikendalikan selanjutnya menjalankan serangkaian instruksi logika kepada sinyal masukan tersebut sesuai dengan program yang sudah disave dalam memori lalu menghasilkan sinyal output untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya.

Secara detailnya seperti dibawah ini:

1. Input

   Sensor dan tranducer merupakan sinyal input yang akan masuk ke dalam CPU. Sinyal sensor ini memiliki dua jenis, yaitu: discrete signal dan analog signal. Discrete signal berupa saklar biner dimana hanya sebuah ON atau OFF signal ( 1 atau 0, Benar atau salah), Contoh nya : push button, limit switch dan level sensor. Sedangkan sinyal analog memakai prinsip yang rentang suatu nilai antara nol hingga skala penuh (Full Scala). Contoh dalam kehidupan sehari-hari adalah saat anda sedang memutar volume speaker atau radio anda. Rentang nilai dari sensor (sinyal masukkan) ini akan ditafsirkan sebagai nilai-nilai integer oleh CPU PLC. CPU PLC sekarang ini sering memakai 16 bit processor sehingga nilai integer nya memiliki rentang -32768 hingga 32767. Contoh dari sinyal analog (analog signal) ini adalah sensor temperature, sensor tekanan dan sensor aliran. Analog signal bisa berupa tegangan (voltage) atau arus listrik dan nilai sinyal tersebut akan diubah dengan nilai integer CPU,  contohnya: sebuah analog 0 – 5 V atau 4 – 20 mA akan dikonversikan menjadi nilai integer 0 – 32767. 

2. CPU

   Semua aktivitas atau pemprosesan data yang diambil dari data input berupa sensor yang terjadi pada Central Processing Unit (CPU). CPU mempunyai tiga bagian utama, yaitu : Processor, Memory System, dan System Power Supply. Processor akan mengoperasikan sinyal masukkan (I/Input) secara aritmatic and logic, yaitu mengaplikasikan operasi logika, sequential, timer, counter dan mengadaptasi atau mengolah fungsi-fungsi yang sesuai keinginan bersumber pada program yang sudah ditentukan. Selain itu, processor juga bisa mengolah program yang ada di dalam memori, mengatur komunikasi  antara input-output, memori dengan processor itu sendiri.

3. Output

   

    Hasil pemrosesan data yang diolah pada CPU akan berupa signal keluaran digital yang dikirim ke modul output untuk menjalankan actuator. Actuator ini dapat berupa motor listrik, solenoid, heater, led display, injector, heater, pompa, dan lain-lain. Actuator ini akan berfungsi sesuai instruksi dari CPU, jika pada CPU telah diprogram timer ON dari lampu selama dua detik maka lampu pada aktuator akan menyala selama dua detik dan kemudian setelah dua detik lampu akan OFF.

Keuntungan dan kerugian dari PLC:

Keuntungan dari PLC itu sendiri:

a.  Fleksibel

 

    Satu PLC bisa mengendalikan dengan banyak kendali. Karena pada jaman dulu, setiap perangkat elektronik hanya bisa mengendalikan satu proses. Jadi kalau ingin mengendalikan sepuluh proses maka dibutuhkan sepuluh mesin. Tetapi di masa sekarang satu PLC saja sepuluh mesin tersebut bisa dijalankan hanya dengan masing-masing program yang telah dibuat

  

b.  Perubahan dan pengkoreksian kesalahan sistem lebih mudah

 

   Apabila salah satu dari sistem akan dikoreksi atau dirubah, maka pengubahannya hanya dikerjakan oleh program yang terdapat di komputer, dengan jangka waktu yang relatif singkat, selanjutnya didownload ke PLC. Jika tidak menggunakan PLC, bisa memakai relay. Maka perubahannya bisa dilakukan dengan cara merubah posisi pengkabelannya. Cara tersebut bisa membutuhkan waktu yang lama.

c.  Jumlah kontak yang banyak

    Jumlah kontak yang dimiliki oleh  PLC, masing-masing coil lebih banyak daripada kontak yang dimiliki oleh sebuah relay.

d.  Harganya lebih murah

    PLC yang sanggup menyederhanakan banyak pengkabelan dibandingkan dengan sebuah relay yang boros dengan banyak pengkabelan. Sebuah PLC kalau dihitung-hitung harganya lebih murah dibandingkan dengan harga beberapa buah relay yang bisa melakukan pengkabelan dengan jumlah yang sama dengan sebuah PLC. PLC mencakup relay, timers, counters, sequencers, dan fungsi lainnya.

e.  Pilot running

     PLC yang sudah terprogram bisa coba dijalankan dan dievaluasi lebih dahulu di kantor atau laboratorium. Program PLC bisa ditulis, diuji, diobserbvasi dan dimodifikasi jika memang benar-benar dibutuhkan dan proses ini lebih sangat menghemat waktu jika dibandingkan dengan sistem relay konvensional yang diuji dari hasil terbaik di pabrik.

f.  Observasi visual

   Selama program PLC dijalankan, operasi pada PLC dapat dilihat pada layar CRT. Kesalahan dari operasinya pun dapat diamati jika terjadi.

g.  Kecepatan operasi

     Kecepatan operasi PLC lebih cepat dibandingkan dengan kecepatan operasi relay. Kecepatan PLC ditentukan dengan waktu satuan millisecond dalam scannya.

h.  Metode Pemrograman Ladder atau Boolean

   PLC pada pemrogramannya bisa dinyatakan dengan pemrograman ladder bagi teknisi, bisa dengan aljabar boolean bagi programmer yang bekerja di sistem kontrol digital atau Boolean.

i   Sifatnya tahan uji

    PLC itu solid state device sehingga bersifat lebih tahan uji. Pada dasarnya Solid state device lebih tahan uji dibandingkan dengan relay dan timers mekanik atau elektrik.

j   Menyederhanakan komponen-komponen sistem kontrol

   PLC juga didalamnya terdapat counter, relay dan komponen-komponen lainnya, sehingga tidak perlu memerlukan komponen-komponen tersebut sebagai tambahan. Sedangkan penggunaan relay masih membutuhkan counter, timer ataupun komponen-komponen lainnya sebagai peralatan tambahan.

k.  Dokumentasi

    Printout dari PLC bisa langsung didapat dan tidak perlu melihat blueprint circuit-nya. Sedangkan relay yang printout sirkuitnya tidak bisa didapat.

l.    Keamanan

      Pengubahan pada PLC bisa dilakukan dengan syarat PLC tidak dikunci dan diprogram. Apabila PLC dikunci dan diprogram maka tidak ada orang lain yang tidak berkepentingan dapat mengubah program PLC.

m.  Dapat melakukan pengubahan dengan pemrograman ulang

    Pada dasarnya PLC bisa diprogram ulang secara cepat, proses produksi yang mix dapat diselesaikan. contoh pada bagian B akan dijalankan tetapi bagian A masih dalam proses, maka proses pada bagian B dapat diprogram ulang dalam satuan second (detik).

n.   Penambahan rangkaian lebih cepat

      User bisa menambah rangkaian pengendali dengan cepat sewaktu-waktu, tanpa memerlukan biaya dan tenaga yang besar layaknya pada pengendali konvensional.

 

  Kekurangan dari PLC antara lain:

a.  Teknologi yang masih baru

     
     Pengubahan sistem kontrol lama yang memakai ladder atau relay ke rancangan (konsep) komputer PLC adalah suatu hal yang sulit untuk sebagian orang

b.  Buruk untuk aplikasi program yang tetap

    Beberapa banyak aplikasi merupakan aplikasi yang memiliki satu fungsi. Sedangkan PLC sendiri bisa mencakup beberapa fungsi sekaligus. Pada aplikasi yang memiliki satu fungsi itu jarang sekali dilakukan perubahan bahkan tidak sama sekali dilakukan, sehingga penggunaan PLC pada aplikasi dengan satu fungsi akan membuat boros (biaya).

c.  Pertimbangan lingkungan

    Pada saat pemrosesan PLC, lingkungan akan mengalami pemanasan yang tinggi, vibrasi atau getaran bisa saja kontak langsung dengan piranti elektronik di dalam PLC dan hal ini jika terjadi secara terus menerus, akan mengganggu kinerja PLC sehingga PLC tidak bisa berfungsi optimal.

d.  Operasi dengan rangkaian tetap

    Jika rangkaian pada sebuah operasi tidak diubah maka penggunaan PLC lebih mahal dibanding dengan peralatan kontrol lainnya. PLC bisa lebih efektif apabila program pada proses tersebut di-upgrade secara periodik.