BAB III SISTEM PENGAWATAN PLC TEKNIK PERANCANGAN DIAGRAM
TANGGA
3.1 Teknik Pengawatan PLC
Salah satu bahasan penting yang sering terlewatkan pada saat pembelajaran PLC adalah cara menghubungkannya dengan sistem yang akan dikendalikan.
Koneksi yang dimaksudkan bisa jadi saklar pembatas, sensor kedekatan, sensor cahaya, kontaktor, dsb. PLC memerlukan teknik pengawatan yang sesuai sehingga
bisa melaksanakan tugas kendali dengan tepat pula. Sistem PLC biasanya melibatkan penanganan rangkaian yang beroperasi
pada beberapa level tegangan maupun arus. Catu daya PLC bisa jadi memerlukan sumber 220 VAC, sementara itu peralatan sensor biasanya membutuhkan catu daya
tegangan 24 VDC. Di sisi lainnya, aktuator berupa motor listrik justru membutuhkan catu daya 3 phasa, 380 VAC. Arus untuk peralatan sensor hanya berkisar pada
ratusan mA, sementara itu arus untuk sebuah motor listrik bisa berkisar dari beberapa ampere sampai ratusan ampere.
Untuk bisa memfasilitasi berbagai peralatan dengan level teganganarus yang bervariasi, suatu teknik antar-muka interface yang tepat akan mampu
menyelesaikan permasahan yang dimaksudkan. Sebagai contoh, output suatu PLC yang hanya memungkinkan pensaklaran komponen DC dapat diantar-muka dengan
suatu rele yang memerlukan catu daya DC. Setelah itu kontak dari rele tersebut sudah bisa digunakan untuk berbagai keperluan pensaklaran komponen DC maupun
23
AC. Hal ini dikarenakan kontak dari sebuah rele bersifat bebas, yang lebih populer dengan sebutan “free contact”.
Gambar 3.1 Tampilan suatu PLC generik
Koneksi PLC, kecuali untuk daya utama hanya terbatas menghubungkan input pada peralatan perasa dan saklar, dan menghubungkan output dengan peralatan
yang akan dikendalikan lampu, kontaktor, motor, dsb. Pada Gambar 3.1,
ditunjukkan sebuah tampilan PLC generik, maksudnya adalah sebuah PLC secara umum, tanpa merujuk kepada suatu merektipe tertentu. PLC generik ini diasumsikan
memiliki 6 input dan 4 output 10 IO. Sistem penyampungan input pada PLC generik ini diasumsikan memiliki tipe selectable common disimbolkan dengan SS.
24
Q4 COM 4
Q3 COM 3
Q2 COM 2
Q1 COM 1
0 V 24 V DC
I2 I1
I4 I3
I6 I5
SS SS
N L
100-240 V AC OUTPUT
INPUT
GENERIC PLC
Programming Port
Terminal SS bagian bawah menangani I1, I2, dan I3; sementara itu terminal SS bagian atas menangani I4, I5, dan I6. Sistem penyambungan output pada PLC
generik ini diasumsikan memiliki tipe rele dan memiliki common masing-masing. Pada PLC generik ini, diasumsikan bahwa catu daya yang dibutuhkan adalah AC;
sementara itu tegangan searah akan otomatis dibangkitkan ketika unit PLC generik sudah mendapatkan catu daya antara 100 – 240 VAC.
3.1.1 Koneksi Daya PLC
Catu daya suatu PLC bervariasi tergantung pada jenis PLC yang digunakan. PLC yang tersedia dapat beroperasi dalam rentang penggunaan yang luas, misalnya:
24 VDC, 120 VAC, dan 240 VAC. Bahkan dijumpai juga vendor yang memproduksi unit yang beroperasi dalam tegangan antara 120 sampai 240 VAC tanpa perlu
melakukan modifikasi pada unit tersebut. Khusus untuk koneksi daya pada unit yang menggunakan DC, perhatian lebih harus diberikan untuk memastikan bahwa terminal
+ dan - telah dipasang dengan benar. Koneksi daya untuk unit AC tidak terlalu penting untuk diperhatikan terkecuali spesifikasi PLC mengharuskan kawat phasa
dan netral dihubungkan pada terminal yang sesuai. Pada dasarnya, terlepas dari jenis catu daya yang digunakan, level tegangan
kendali yang digunakan untuk pemrosesan di dalam unit PLC merupakan tegangan DC 05 V, dimana tegangan 0 VDC merepresentasikan logika “0” dan tegangan 5
VDC merepresentasikan logika “1”. Jadi untuk unit PLC yang menggunakan catu daya AC, sebenarnya pada unit PLC tersebut akan terjadi suatu mekanisme
penyearahan sumber AC menjadi DC.
25
3.1.2 Sinking dan Sourcing
Sinking dan sourcing merupakan istilah yang digunakan untuk menjelaskan tentang kutub positif dan negatif yang menghubungkan antara catu daya dengan
beban output. Sebagian besar PLC memungkinkan pemakai memilih untuk melakukan pemasangan saklar pada posisi sinking atau sourcing pada bagian input.
Biasanya produsen PLC menyediakan terminal khusus pada bagian input untuk keperluan tersebut. Pada terminal ini, catu daya sinking - atau sourcing +
dihubungkan. Sementara itu penghantar catu daya lainnya dihubungkan dengan peralatan input eksternal tertentu yang dihubungkan dengan PLC.
Beberapa jenis PLC hanya memiliki input sinking - atau sourcing + saja. Untuk itu jika menemui PLC jenis ini, cara pemasangannya harus memperhatikan
konfigurasi dari PLC tersebut. Untuk membedakan antara sinking - dan sourcing + yang terdapat pada PLC, pada umumnya digunakan simbol-simbol yang berbeda
untuk mengidentifikasi terminal sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 2.1. Tabel 3.1
Simbol terminal input PLC
Tipe Terminal Simbol
Contoh Tegangan
Fixed positive common + COM + V 24 VDC
Fixed negative common - COM - V 0 VDC
Selectable common SS
0 atau 24 VDC Pemasangan komponen output PLC hampir sama dengan pemasangan
komponen input pada PLC jika menggunakan rele, karena rele menggunakan isolasi mekanis yang memungkinkan segala macam tipe tegangan diubah voltage free
contacts. Jika menggunakan triac, sinkingsourcing tidak digunakan karena triac mengubah tegangan AC yang polaritasnya bisa saling dipertukarkan. Jika
26
menggunakan transistor, hal yang sangat penting adalah menentukan penggunaan sinkingsourcing. Hal ini dikarenakan transistor dirancang khusus untuk beroperasi
dengan tegangan negatif atau tegangan positifnya saja. Oleh karena itulah penghubungan tegangan pada output tipe transistor harus pada terminal yang benar
dan tepat.
3.1.3 Pengawatan Input
Rangkaian input pada suatu PLC menggunakan penggandeng optik optocoupler, untuk mengisolasi rangkaian eksternal dan rangkaian internal input
PLC secara elektrik. Penggandeng optik bertujuan melindungi rangkaian internal PLC dari kemungkinan kerusakan akibat pemasangan piranti input. Rangkaian input
PLC yang sederhana bisa berupa yang AC maupun DC. Selain itu terdapat pula yang sinking maupun sourcing.
Gambar 3.2 Rangkaian input PLC menggunakan penggandeng optik
optocupler yang disederhanakan: a Catu daya AC; b Catu daya DC Piranti input bisa merupakan saklar ataupun sensor. Untuk piranti input yang
memiliki jenis output sinking harus dihubungkan dengan PLC dengan jenis input sourcing dan sebaliknya, untuk piranti input yang memiliki jenis output sourcing
harus dihubungkan dengan PLC dengan jenis input sinking. Atau dengan kata lain,
27 +
- L
N a
b
pemasangan piranti input ke rangkaian input PLC harus sepasang sinkig-sourcing atau sourcing-sinking.
Jika pemasangannya tidak memenuhi kaidah yang dimaksudkan maka piranti input yang dipasang tidak akan berfungsi dengan benar atau bahkan tidak
berfungsi sama sekali, sehingga berpotensi mengakibatkan kesalahan dalam proses kendali yang sudah dirancang.
3.1.3.1 Input Sinking
Jenis input sinking tepat digunakan bila terdapat beberapa catu daya di dalam sistem PLC. Piranti yang bisa dihubungkan ke input PLC jenis sinking adalah
piranti dengan jenis output sourcing.
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor jenis output PNP sourcing yang
disederhanakan
3.1.3.2 Input Sourcing
Jenis input sourcing tepat digunakan bila terdapat catu daya tunggal di dalam sistem PLC. Piranti yang bisa dihubungkan ke input PLC jenis sourcing
adalah piranti dengan jenis output sinking.
28 Vcc
Gnd Output
RANGKAIAN SENSOR
Gambar 3.4
Rangkaian Sensor jenis output NPN sinking yang disederhanakan
3.1.4 Pengawatan Output
Pada prinsipnya, rangkaian output pada PLC juga umumnya menggunakan suatu isolator optik, untuk menghindari kontak langsung rangkaian output internal
PLC dengan berbagai peralatan output yang terhubung pada PLC. Isolator optik ini menggunakan transistor yang bersifat sinking atau sourcing. Unit yang menggunakan
transistor NPN, dikenal dengan unit sinking; sementara unit yang menggunakan transistor PNP, dikenal dengan unit sourcing.
Selain itu, pada bagian rangkaian output juga ditambahkan dengan rele, transistor, ataupun triac, untuk melaksanakan fungsi pensaklaran yang dibutuhkan.
Masing-masing tipe output memiliki karakteristiknya masing-masing. Oleh karena itu untuk aplikasi yang menggunakan PLC, pemilihan tipe output yang sesuai akan
sangat berpengaruh pada unjuk kerja peralatan yang dikendalikan.
3.1.4.1 Tipe Rele
Pada PLC dengan output tipe rele, memungkinkan pensaklaran peralatan yang membutuhkan catu daya ac maupun dc. Oleh karena itu, output tipe rele sering
disebut juga dengan output tegangan bebas volt-free. 29
Vcc
Gnd Output
RANGKAIAN SENSOR
Gambar 3.5
Rangkaian output PLC tipe rele yang disederhanakan
3.1.4.2 Tipe Transistor
Untuk keperluan pensaklaran yang lebih cepat, biasanya PLC dengan output tipe transistor lebih direkomendasikan. Hal ini dikarenakan waktu respons transistor
lebih cepat dibandingkan dengan rele. Akan tetapi output tipe transistor hanya bisa diaplikasikan untuk peralatan yang menggunakan catu daya dc.
Gambar 3.6 Rangkaian output PLC tipe transistor yang disederhanakan
3.1.4.3 Tipe Triac
Jika peralatan output menggunakan catu daya ac, dan diperlukan switching yang lebih cepat, maka PLC dengan output tipe triac merupakan pilihan yang tepat.
Waktu respons triac lebih cepat daripada rele dan relatif lebih tahan terhadap 30
BEBAN -N
+L
BEBAN +
- +
switching yang cepat. Akan tetapi, output tipe triac membutuhkan suatu mekanisme perlindungan terhadap kemungkinan terjadinya arus lebih.
Gambar 3.7 Rangkaian output PLC tipe triac yang disederhanakan
3.2 Dasar Diagram Tangga
Kategori