Pengenalan PLC Bahasa Pemograman Eksekusi Program

4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Programmable Logic Controller PLC NEMA The National Electrical Manufacturers Association mendefinisikan PLC sebagai piranti elektronika digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram sebagai penyimpan internal dari sekumpulan instruksi dengan mengimplementasikan fungsi-fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktuan, perhitungan, dan aritmetika, untuk mengendalikan berbagai jenis mesin ataupun proses melalui modul IO digital dan atau analog. PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada pabrik minuman, pabrik kertas, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, hampir semua aplikasi memerlukan kontrol listrik atau elektronik lainnya Putra, 2004: 3.

2.1.1 Pengenalan PLC

PLC mempunyai karakter kontrol yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan sequence untuk mendapatkan kondisi akhir yang diinginkan. Controller ini menerima input dan menghasilkan output sinyal-sinyal listrik untuk mengendalikan suatu sistem. Konsep dari PLC adalah sebagai berikut: 1 Programmable: kemampuannya dalam membuat program yang ingin dirancang dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat. 2 Logic: kemampuannya dalam memproses input secara aritmetik ALU, yaitu melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi dan negasi. 3 Controller: kemampuannya dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan. forum belajar bersama, http:instrumentasidanfisika.blogspot.com201009plc- kenali-dulu-dasarnya.html , akses 15 Agustus 2013 Universitas Sumatera Utara 5 Ada berbagai macam jenis dan spesifikasi PLC, tergantung kebutuhan sipemakai. Salah satu contoh bentuk fisik dari PLC ini ditunjukkan seperti Gambar 2.1 di bawah ini. Gambar 2. 1 PLC Type Siemens Simatic S7

2.1.2 Bagian-Bagian PLC

Ada terdapat bagian – bagian dari PLC, yaitu : CPU, Terminal Supply, Terminal Pentanahan Fungsional, Terminal Keluaran, Terminal Masukan, Indikator PC, Terminal pentanahan pengaman, Indikator masukan Indikator, Indikator keluaran, Memori PLC, Peripheral Port, Exspanssion I O Frans, Skripsi, 2009: 8-11.

2.2.3.1 CPU

CPU adalah otak dalam PLC, merupakan tempat mengolah program sehingga sistem kontrol yang telah didesain akan bekerja seperti yang telah diprogramkan. CPU ini juga menangani komunikasi dengan piranti eksternal, interkoneksi antar bagian-bagian internal PLC, eksekusi program, dan lain – lain. CPU terdiri dari bermacam-macam rangkaian memori untuk menyimpan program, menyimpan macam-macam tabel yang diperlukan untuk status bit dan data manipulasi, menyimpan instruksi-instruksi program yang berfungsi untuk Universitas Sumatera Utara 6 memberikan petunjuk-petunjuk pada orang yang melaksanakan program. Perangkat CPU dipasang pada rak-rak atau panel-panel standard dengan spesifikasi sebagai berikut : Perangkat CPU tersebut terdiri dari : a. Modul Catu Daya b. Modul Kontrol Logik c. Modul Kontrol Aritmatik d. Modul Kontrol IO e. Modul Memori f. Modul Input dan Output Pembantu

2.2.3.2 Terminal Supply

Adalah terminal untuk memberi tegangan supply ke PLC

2.2.3.3 Terminal Masukan

Adalah terminal yang menghubungkan ke rangkaian input PLC.

2.2.3.4 Terminal Keluaran

Adalah terminal yang menghubungkan ke rangkaian output PLC.

2.2.3.5 Terminal Pentanahan Fungsional

Adalah terminal pertanahan yang harus diketanahkan jika menggunakan tegangan sumber AC.

2.2.3.6 Indikator PC

Indikator yang memperlihatkan atau menampilkan status operasi atau mode dari PC.

2.2.3.7 Terminal pentanahan pengaman

Adalah terminal pengaman pentanahan untuk mengurangi resiko kejutan listrik.

2.2.3.8 Indikator masukan

Indikator masukan atau indikator input menyala saat terminal masukan ON. Universitas Sumatera Utara 7

2.2.3.9 Indikator keluaran

Indikator keluaran atau indikator output menyala saat terminal keluaran ON.

2.2.3.10 Memori PLC

a. IR Internal Relay IR berfungsi untuk menyimpan status keluaran dan masukan PLC. Daerah IR terbagi atas tiga macam area, yaitu area masukan, area keluaran dan area kerja. b. SR Special Relay SR memiliki fungsi-fungsi khusus seperti untuk pencacah, interupsi dan status flags. c. AR Auxilary Relay AR terdiri dari flags dan bit untuk tujuan-tujuan khusus. Dapat menunjukkan kondisi PLC yang disebabkan oleh kegagalan sumber tegangan, kondisi spesial IO, kondisi input atau output unit, kondisi CPU PLC, kondisi memori PLC. d. LR Link Relay Berfungsi untuk data link pada PLC link system. Tukar-menukar informasi antara dua PLC atau lebih dalam suatu sistem kontrol yang saling berhubungan satu dengan yang lain dan artinya untuk menggunakan banyak PLC. e. HR Holding Relay Holding Relay berfungsi untuk mempertahankan kondisi kerja rangkaian PLC yang sedang dioperasikan apabila terjadi gangguan pada sumber tegangan dan akan menyimpan kondisi kerja PLC walaupun sudah dimatikan. f. TR Temporary Relay Berfungsi untuk penyimpanan sementara kondisi logika program pada ladder diagram yang mempunyai titik percabangan khusus. g. DM Data Memory Berfungsi untuk penyimpanan data-data program karena isi DM tidak akan hilang reset walaupun sumber tegangan PLC mati. Universitas Sumatera Utara 8

2.2.3.11 Peripheral Port

Penghubung antara CPU dengan PC atau peralatan peripheral lainnya,

2.2.3.12 Exspanssion I O

Penghubung CPU ke exspanssion IO unit.

2.1.3 Bahasa Pemograman

Terdapat banyak pilihan bahasa untuk membuat program dalam PLC. Masing-masing bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian tergantung dari sudut pandang kita sebagai userpemogram. Pada umumnya terdapat 2 bahasa pemograman sederhana dari PLC, yaitu pemograman diagram ladder dan bahasa instruction list. mnemonic code. Diagram Ladder adalah bahasa yang dimiliki oleh setiap PLC Frans, Skripsi, 2009: 18.

2.1.4 Diagram Ladder

Instruksi tangga atau ladder instruction adalah instruksi-instruksi yang terkait dengan kondisi-kondisi di dalam diagram tangga. Instruksi-instruksi tangga, baik yang independen maupun kombinasi atau gabungan dengan blok instruksi berikut atau sebelumnya, akan membentuk kondisi eksekusi. Diagram ladder menggambarkan program dalam bentuk grafik. Diagram ini dikembangkan dari kontak-kontak relay yang terstruktur yang menggambarkan aliran arus listrik. Dalam diagram ladder terdapat dua buah garis vertikal dimana garis vertikal sebelah kiri dihubungkan dengan sumber tegangan positip catu daya dan garis sebelah kanan dihubungkan dengan sumber tegangan negatip catu daya. Program ladder ditulis menggunakan bentuk pictorial atau simbol yang secara umum mirip dengan rangkaian kontrol relay. Program ditampilkan pada layar dengan elemen-elemen seperti normally open contact, normally closed contact, timer, counter, sequencer dan lain – lain ditampilkan seperti dalam bentuk pictorial. Di bawah kondisi yang tepat, listrik dapat mengalir dari rel sebelah kiri ke beban menuju jalur rel di sebelah kiri yang dioperasikan oleh saklar. Contoh Universitas Sumatera Utara 9 hal tersebut dapat digambarkan pada diagram ladder gambar 2.2. Peraturan secara umum di dalam menggambarkan program ladder diagram adalah :  Daya mengalir dari rel kiri ke rel kanan  Output koil tidak boleh dihubungkan secara langsung di rel sebelah kiri.  Tidak ada kontak yang diletakkan di sebelah kanan output coil  Hanya diperbolehkan satu output koil pada ladder line Frans, Skripsi, 2009: 19. Dengan diagram ladder, kondisi di atas direpresentasikan menjadi Gambar 2. 2 di bawah ini. Gambar 2. 2Diagram Ladder Di antara dua garis vertikal ini, dipasang kontak-kontak yang menggambarkan kontrol dari switch, sensor atau output. Satu baris dari diagram disebut dengan satu rung. Input menggunakan symbol kontak normally open dan kontak normally close. Output mempunyai simbol yang terletak paling kanan.

2.2.3.13 Instruksi-instruksi diagram ladder

a LOAD LD dan LOAD NOT LD NOT Masing-masing instruksi ini membutuhkan satu baris kode mnemonik dan kondisi eksekusinya, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3 di bawah ini. Universitas Sumatera Utara 10 Gambar 2. 3 Contoh Instruksi LD dan LD Not b AND dan AND NOT Bila terdapat dua atau lebih kondisi yang dihubungkan secara seri pada garis instruksi yang sama, maka instruksi pertama LD atau LD NOT dan kemudian sisanya menggunakan instruksi AND atau AND NOT. Diagram ladder untuk instruksi di atas ditunjukkan pada Gambar 2.4 di bawah ini. Gambar 2. 4 Contoh instruksi AND dan AND NOT c OR dan OR NOT Bila dua atau lebih kondisi dihubungkan secara pararel, artinya dalam garis instruksi yang berbeda kemudian bergabung lagi dalam satu Universitas Sumatera Utara 11 garis instruksi yang sama, maka kondisi pertama terkait dengan instruksi LD atau LD NOT dan kemudian sisanya berkaitan dengan instruksi OR atau OR NOT. Gambar diagram ladder untuk kondisi paralel ditunjukkan seperti pada Gambar 2.5 berikut ini. Gambar 2. 5 Contoh Instruksi OR dan OR NOT d OUT Cara yang paling mudah untuk mengeluarkan hasil kombinasi kondisi eksekusi adalah dengan menyambung langsung dengan keluaran melalui instruksi OUTPUT OUT. Instruksi ini digunakan untuk mengontrol bit operan yang bersangkutan berkaitan dengan kondisi eksekusi apakah ON atau Off. Diagram ladder untuk instruksi OUT ditunjukkan seperti pada Gambar 2.6 di bawah ini. Gambar 2. 6 Contoh Instruksi OUT Universitas Sumatera Utara 12 e END Instruksi terakhir yang harus dituliskan atau digambarkan dalam diagram tangga adalah instruksi END. Jika suatu diagram tangga atau program PLC tidak dilengkapi instruksi END, maka program tidak dapat dijalankan. Bentuk digram ladder untuk instruksi END ditunjukkan seperti Gambar 2.7 di bawah ini Frans, Skripsi, 2009: 20-22. Gambar 2. 7 Contoh intruksi END

2.2.3.14 Prinsip – Prinsip Diagram Ladder PLC

Dengan menunjukkan hubungan antara satu rangkaian kontrol dengan ladder diagram untuk lebih mudah mempresentasikannya. Pada kedua gambar di bawah ini menunjukkan cara kerja yang sama walaupun dalam bentuk penggambaran yang berbeda. Yang mana 2.8a merupakan penggambaran start-stop motor secara diagram kontrol dan 2.8b menunjukkan penggambaran start-stop motor secara diagram ladder Frans, Skripsi, 2009: 23. start stop safety Thermal Over Load Motor a. Universitas Sumatera Utara 13 start stop safety Thermal Over Load Motor b Gambar 2. 8 a Rangkaian Kontrol Start–Stop Motor b Diagram Ladder Start- Stop Motor

2.1.5 Eksekusi Program

Saat eksekusi program dijalankan, unit CPU didalam PLC akan men- scan program dari atas ke bawah, memeriksa semua kondisi dan mengerjakan semua instruksi terkait ke arah bawah. Dengan demikian penting untuk menempatkan instruksi-instruksi sesuai urutan yang seharusnya, sehingga program bisa bekerja atau berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Dan CPU selalu mengerjakan instruksi dari kiri ke kanan sebelum kembali lagi ke titik cabang kemudian mengerjakan pada garis instruksi berikutnya dan seterusnya Frans, Skripsi, 2009: 25.

2.1.6 Personal Computer