Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES

TUGAS AKHIR

Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran

Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

OLEH :

NAMA : HAMDANI NIM : 02 04020 58

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Tugas akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro

Disetujui Oleh, Pembimbing

IR. T. AHRI BAHRIUN MSC. NIP 131 456 553

Diketahui oleh,

Ketua Departemen Teknik Elektro

Ir. Nasrul Abdi, MT NIP: 131 459 555

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Perkembangan sistem otomasi dalam dunia ini tidak lepas dari berkembangnya teknologi dalam bidang elektris, yang dimulai pada awal abad ini. Dalam perkembangannya hingga kini, sistem otomasi semakin lama semakin bertambah kompleks. Perkembangan ini membentuk sistem otomasi menuju pada suatu struktur tertentu, dan membentuk suatu hirarki sistem otomasi.

Dalam dunia otomasi, Programmable Logic Controller (PLC) dikenal sebagai salah satu alat kontrol. Alat ini bukan hanya mampu menggantikan penggunaan relay sebagai alat kontrol, tetapi juga memiliki banyak tambahan fungsi kontrol.

Tugas akhir ini memaparkan tentang penggunaan PLC Mitsubishi FX0S-30MR-ES dan software pendukungnya yaitu : Mitsubishi GX Developer ,dalam berbagai bentuk kontrol pemrograman seperti: pemrograman timer, counter, set-reset, compare, relay-relay internal, yang juga diaplikasikan dalam proses pengontrolan otomatis seperti :

1. Pengontrolan sistem penerangan dan pendinginan diruangan direktur, staff dan satpam.

2. Pengontrolan lampu taman. 3. Pengontrolan saluran telepon.

4. Pengontrolan sistem keamanan dan kebakaran.

Tugas akhir ini juga memaparkan cara memrogram PLC Mitsubishi FX0S-30MR-ES untuk digunakan dalam berbagai proses kontrol yang diinginkan, sehingga dapat diketahui keunggulan penggunaan PLC sebagai alat kontrol dibandingkan dengan penggunaan relay

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan kekuatan dan ketabahan kepada kita semua dalam menempuh hidup ini terutama kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan studi hingga terselesaikannya tugas akhir ini

Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi Penulis untuk mempelajari gelar Sarjana Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Sumatra Utara.

Adapun judul tugas akhir ini adalah :

APLIKASI SMART SISTEM PADA GEDUNG PERKANTORAN DENGAN MENGGUNAKAN PLC FX0S-30MR-ES

Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian tugas akhir ini, Penulis banyak memperoleh bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan penuh ketulusan hati, Penulis mengucapkan banyak terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua Orangtua tercinta, Syaiful dan Srimaslina Br Tarigan yang selalu memberikan dukungan, perhatian, dan doa yang tak henti-hentinya selama hidup Penulis.

3. Bapak Ir. Rahmat Fauzi, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik , Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. T. Ahri Bahriun, Msc selaku Dosen Pembimbing Penulis yang telah meluangkan waktu dan tempat untuk membimbing dan membantu Penulis menyelesaikan Tugas akhir ini.

5. Rekan-rekan asisten Laboratorium Komputer dan Pengaturan Departemen Teknik Elektro FT. USU.

6. Buat yang rekan-rekan yang selalu membantu dan mendukung Penulis, Deddy Irwan, Hendra, Adhi, Novri, Rahmat Smb, Rahmat Srg, Ipeng, Esron, Aboe, dan Bapak Adek semoga cepat mendapat gelar Professor.

7. Semua rekan-rekan di Fakultas Teknik Elektro USU terutama angkatan 2002 yang telah banyak memberi warna dalam hidup Penulis.

8. Semua orang yang tidak dapat disebutkan satu persatu, Penulis mengucapkan banyak terima kasih.

Akhir kata, Penulis sangat mengharapkan tanggapan dan kritikan yang membangun dari berbagai pihak agar dapat dipergunakan oleh Penulis untuk meningkatkan kualitas diri.

Medan, Mei 2008

Hamdani NIM. 020402058

DAFTAR ISI

Abstrak ...i

Kata Pengantar...ii

Daftar Isi...iv

Daftar Tabel...vii

Daftar Gambar ...viii

BAB I PENDAHULUAN I. 1 Latar Belakang………1

I. 2 Rumusan Masalah………...2

I. 3 Tujuan Penulisan………... .3

I. 4 Batasan Masalah………...3

I. 5 Metodologi...4

I. 6 Sistematika Penulisan………..5

BAB II TEORI DASAR PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) II. 1 Umum……….7

II. 2 Konsep Dasar Programmable Logic Controller………….…………8

II. 3 Programmable Logic Controller…...………..11

II.3.1 Sejarah Programmable Logic Controller...12

II.3.2 Prinsip kerja Dasar PLC...13

II.3.3 Komponen-komponen Penyusun PLC...15

II.3.4 Perangkat-perangkat input/output pada PLC...19

BAB III PEMOGRAMAN PLC DENGAN MITSUBISHI GX DEVELOPER III. 1 Umum………26

III.3.2 Logika OR……….34

III.3.3 Logika NOT………. ……….34

III.3.4 Logika NAND………....35

III.3.5 Logika NOR………..….36

III.3.6 Logika XOR………...37

III. 4 Pemograman PLC dengan Menggunakan Mitsubishi GX Developer………...………...38

III. 4.1 Mitsubishi GX Developer………..38

III. 4.2 Relai-relai Internal pada Mitsubishi GX Developer………..44

III. 4.2.1 Pemograman Internal Relai... ………...44

III. 4.3 Timer pada Mitsubishi GX Developer………..47

III. 4.4 Counter pada Mitsubishi GX Developer………...48

BAB IV APLIKASI SMART SISTEM GEDUNG PERKANTORAN DENGAN MENGGUNAKAN PLC FX0S-30MR-ES IV. 1 Perancangan dan Aplikasi sistem……….….52

IV.2 Daftar Input dan Output……….………...53

IV. 3 Lampu dan Ac diruangan Direktur………..….54

IV. 4 Lampu dan Ac diruangan Staff……….55

IV. 5 Saluran Telepon pada ruangan Staff dan Satpam………...56

IV. 6 Alarm Kebakaran dan Alarm Keamanan………..58

IV.7 Lampu Taman………...60

IV.8 Lampu dan Ac diruangan Satpam……….61

IV.9 Perhitungan waktu dan hari..……….68

IV.10 Prinsip Kerja………..65

IV.11 Diagram Ladder……….67

IV.12 Rancangan Circuit Diagram………..69

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan………....70

DAFTAR PUSTAKA Lampiran

DAFTAR TABEL

Tabel.3.1 Contoh Konsep bilangan Biner ... 32

Tabel 3.2. Tabel kebenaran logika AND ... 33

Tabel 3.3. Tabel kebenaran logika OR ... 34

Tabel 3.4. Tabel kebenaran unutk logika NOT ... 35

Tabel 3.5. Tabel kebenaran logika NAND... 36

Tabel 3.6. Tabel kebenaran logika NOR... 37

Tabel 3.7. Tabel kebenaran logika XOR... 38

Tabel 3.8. Daftar high speed counter... 51

Tabel 4.1a. Daftar Internal Relay, Timer, Counter... 53

Table 4.1b. Daftar input dan Output secara Lengkap ... 53

Tabel 4.2. Daftar Input dan Ouput ... 55

Tabel 4.3. Daftar Input dan Ouput ... 56

Tabel 4.4. Daftar Input dan Ouput ... 57

Tabel 4.5. Daftar Input dan Ouput ... 59

Tabel 4.6. Daftar Input dan Ouput ... 60

Tabel 4.7. Daftar Input dan Ouput ... 62

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Hubungan peralatan input dengan modul input ... 14

Gambar 2.2 Hubungan modul output dengan peralatan output ... 14

Gambar 2.3 Input dan Output terhubung sebagai bagian integral dari PLC... 21

Gambar 2.4 Modul I/O terpisah dari PLC melalui sistem rack... 21

Gambar 2.5a Empat titik modul input diskrit 120 V-AC ... 22

Gambar 2.5b Empat titik modul output diskrit 4 – A 120 V-AC... 23

Gambar 2.6a Format Alamat pada PLC mikro ... 24

Gambar 2.6b Format Alamat I/O pada PLC yang besar... 25

Gambar 3.1 Tampilan Mitsubishi Gx Developer sistem operasi Windows XP 27 Gambar 3.2 Contoh ladder diagram ... 29

Gambar 3.3 Membaca sebuah ladder diagram... 31

Gambar 3.4 a. Logika AND dalam bentuk hubungan kelistrikan... 33

Gambar 3.4 b. Gerbang Logika AND... 33

Gambar 3.5 a. Logika OR dalam bentuk hubungan kelistrikan... 34

Gambar 3.5 b Gerbang Logika OR ... 34

Gambar 3.6 a. Logika NOT dalam bentuk hubungan kelistrikan ... 35

Gambar 3.6 b Gerbang Logika NOT ... 35

Gambar 3.7 Gerbang Logika NAND... 35

Gambar 3.8 Gerbang Logika NOR... 36

Gambar 3.11 Menu tampilan awal pada Mitsubishi GX Developer ... 41

Gambar 3.12 Menu tampilan untuk memilih tipe dan seri PLC ... 41

Gambar 3.13 Menu tampilan untuk membuat input... 42

Gambar 3.14 Menu tampilan untuk membuat output... 42

Gambar 3.15 Menu tampilan program convert... 43

Gambar 3.16 Menu tampilan untuk proses transfer program ke PLC... 43

Gambar 3. 17 Internal relay sebagai penahan (latching) ... 44

Gambar 3.18 Operasi One-shot... 45

Gambar 3.19 Fungsi Set dan Reset... 46

Gambar 3.20 Fungsi Master Control... 46

Gambar 3.21 Operasi timer... 48

Gambar 3.22 Operasi Counter pada Mitsubishi ... 49

Gambar 4.1 Ladder diagram diruang Direktur ... 54

Gambar 4.2 Ladder diagram di Ruang Staff ... 56

Gambar 4.3 Ladder diagram Saluran Telepon... 57

Gambar 4.4 Ladder diagram Alarm Kebakaran dan Keamanan ... 58

Gambar 4.5 Ladder diagram Lampu Taman ... 60

Gambar 4.6 Ladder diagram Lampu dan Ac Satpam ... 61

Gambar 4.7 Ladder diagram Timer ... 63

Gambar 4.8 Ladder diagram perhitungan hari... 64

Gambar 4.9 Ladder diagram Keseluruhan ... 67

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Perkembangan teknologi di bidang pengontrolan dewasa ini, memungkinkan manusia untuk menciptakan sistem otomasi untuk mengerjakan perkerjaan sehari-hari. Mulai dari manufacturing sampai pada pengendalian lalu lintas dan keamanan rumah tinggal. Salah satu teknologi yang terus berkembang dan dipergunakan secara luas di bidang pengontrolan adalah PLC. Teknologi yang semakin maju dan terus berkembang ini membawa kepada perubahan dan tuntutan yang baru. Salah satunya adalah di bidang pengendalian sistem penerangan, pendingin, komunikasi, parkir dan keamanan dalam suatu gedung perkantoran yang terintegrasi.

Selama ini, untuk pengaturan sistem-sistem ini masih menggunakan relay

-relay konvensional sebagai pengontrolnya. Salah satu masalah yang sering muncul

adalah jika salah satu relay rusak maka secara otomatis sistem akan berhenti dan hanya akan dapat dijalankan lagi jika relay tersebut telah selesai diperbaiki, proses ini biasanya memakan waktu yang lama. Selain itu jika sistem yang hendak diperbaharui maka keseluruhan sistem harus dibongkar. Sedangkan apabila menggunakan PLC waktu perbaikan dan pembaharuan sistem relatif lebih singkat karena hanya dengan mengganti program sistem dapat berjalan kembali.

Pada umumnya proses pengontrolan suatu sistem dibangun oleh sekelompok alat elektronik, yang dimaksudkan untuk meningkatkan stabilitas, akurasi, dan

mendasari sistem otomasi pada kinerja sistem ini adalah pergeseran peranan dalam pengambilan keputusan. Pengambilan keputusan yang sebelumnya dilakukan oleh manusia beralih pada alat kontrol digital yang berisikan suatu program sesuai dengan proses yang ingin dibuat dan dicapai. Kelebihan lainnya dari PLC ini adalah efesien, hal ini dikarenakan program yang dibuat dapat mewakili banyaknya komponen-komponen elektronika lainnya. Di samping itu, masih banyak kelebihan yang didapat dengan menggunakan alat kontrol digital ini dan akan dibahas pada bab selanjutnya.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Pada tugas akhir ini akan dibahas perancangan smart system untuk mengontrol jalannya sistem yang ada pada gedung perkantoran seperti sistem penerangan, saluran telepon, sistem keamanan, dan sistem pendinginan serta dilakukan juga pengontrolan pada lampu yang terdapat di halaman gedung dengan menggunakan PLC FX0S-30MR-ES. Pengontrolan yang dilakukan pada gedung perkantoran tersebut adalah ruangan direktur, ruangan staff, dan ruangan satpam.

Pada ruangan direktur akan dirancang sistem penerangan dan sistem pendinginan yang akan bekerja apabila sensor yang terdapat pada ruangan tersebut aktif. Sedangkan pada ruangan staff, sistem tersebut akan aktif apabila PLC tersebut sudah aktif. Pada ruangan satpam sistem tersebut akan aktif apabila waktu kerja pada ruangan staff telah berakhir. Pengontrolan pada lampu-lampu yang terdapat pada halaman gedung akan aktif bersamaan dengan aktifnya sistem yang terdapat pada ruangan satpam.

Perancangan sistem ini akan diprogram dengan menggunakan Ladder Diagram, yaitu pemrograman berbasis kontak logika relay untuk mengontrol input/

output yang memiliki dua kondisi (on-off). Software yang digunakan untuk menjalankan sistem Ladder diagram adalah Mitsubishi Gx Developer.

PLC yang digunakan untuk merancang sistem ini tidak dilengkapi dengan modul RTC sehingga digunakan timer sebagai penghitung waktu dan counter sebagai penghitungan hari.

1.3 TUJUAN PENULISAN

Penulisan tugas akhir bertujuan untuk :

1. Merancang Aplikasi Smart Sistem Gedung Perkantoran Dengan menggunakan PLC Mitsubishi FX0S-30MR-ES.

2. Memberdayakan penggunaan PLC Mitsubishi FX0S-30MR-ES sebagai salah satu alat pembelajaran alat kontrol otomatis bagi mahasiswa Teknik Elektro FT USU.

3. Mengetahui cara kerja PLC dalam rangka mengontrol suatu proses yang diinginkan sehingga diperoleh efisiensi dan efektifitas dibandingkan dengan pengontrolan berupa relay.

1.4 BATASAN MASALAH

Untuk menghindari terjadinya kesimpangsiuran dan luasnya pembahasan dalam tugas akhir ini, maka penulis akan memberikan beberapa batasan, yaitu :

1. PLC (Programmable Logic Controller) yang digunakan pada perancangan ini adalah merk Mitsubishi, FX0S-30MR-ES.

3. Sistem yang dirancang hanya untuk mensimulasikan mekanisme sistem pada gedung perkantoran.

4. Sistem yang dirancangan tidak diimplemenatasikan secara nyata melainkan secara simulasi.

5. Sistem yang dirancang hanya bekerja pada saat listrik stabil.

1.5 METODOLOGI

Metode yang digunakan penulisan dalam penelitian ini adalah : 1. Pendefenisian Sistem

Perancangan sistem ini dirancang dapat bekerja setiap hari. Pada hari senin sampai dengan hari jumat para staff bekerja seperti biasanya antara pukul 08.00 sampai dengan pukul 17.00, sedangkan pada hari sabtu para staff hanya bekerja setengah hari antara pukul 08.00 sampai dengan pukul 12.00. pada hari minggu tidak terdapat kegiatan pada gedung perkantoran. Pukul 17.00 sampai dengan pukul 08.00 lampu yang terdapat pada halaman gedung perkantoran akan hidup.

2. Tahap Pemrograman

Perancangan sistem ini akan diprogram dengan menggunakan Mitsubishi Gx Developer. Program ini bertujuan agar setiap pengguna personal komputer dapat berkomunikasi dengan PLC itu sendiri. Pada metode ini mengunakan Ladder

Diagram untuk menjalankan sistem yang telah diprogram. Ladder Diagram ini

3. Tahap Pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap aplikasi tersebut dengan menggunakan PLC FX0S-30MR-ES di Laboratorium Pengaturan dan Komputer, Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universtas Sumatera Utara..

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

Penulisan tugas akhir ini disusun secara sistematis sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bagian ini berisikan latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi dan sistematika penulisan

BAB II TEORI DASAR

Bab ini memberikan penjelasan mengenai teori-teori dasar yang diperlukan dalam tugas akhir ini. Diantaranya dijelaskan mengenai sejarah dan konsep dasar Progammable Logic Controller, komponen-komponen utama penyusun PLC, dan perangkat-perangkat Input

-Output pada PLC.

BAB III DASAR PEMROGRAMAN PLC DENGAN MENGGUNAKAN MITSUBISHI Gx DEVELOPER

BAB IV APLIKASI SMART SISTEM GEDUNG PERKANTORAN DENGAN MENGGUNAKAN PLC MITSUBISHI FX0S-30MR-ES

Bab ini berisi penjelasan tentang Perancangan Aplikasi Smart Sistem Gedung Perkantoran dengan Menggunakan PLC Mitsubishi FX0S-30MR-ES berikut dengan simulasinya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan beberapa kesimpulan dan saran dari penulisan tugas akhir ini.

BAB II

TEORI DASAR PLC

(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL)

2.1 UMUM

Pada awalnya, peralatan kontrol merupakan suatu peralatan sederhana yang menggantikan satu bentuk usaha menjadi usaha yang dapat dikontrol dan diatur oleh manusia. Ini berarti peralatan kontrol merupakan suatu teknologi yang maju di jamannya, yang menggantikan fungsi tertentu dalam suatu proses tertentu. Namun dalam pengoperasiannya, manusia yang mengendalikan peralatan kontrol tersebut.

Sistem otomasi telah ada untuk beberapa tahun dalam skala yang kecil, menggunakan peralatan mekanikal yang sederhana untuk mengotomasikan proses

manufacturing yang sederhana. Pada tahun 1940 sistem otomasi mulai memasuki

dunia elektronik untuk meningkatkan kinerja sistem kontrol. Pada tahun 1950-an, penguat elektonik dan magnetic memberikan sumbangan besar pada sistem kontrol, yaitu dengan memungkinkan umpan balik pada kontrol posisi. Bagaimanapun juga, konsep akan menjadi benar-benar terwujud dalam prakteknya dengan adanya perubahan atau evolusi pada komputer digital yang fleksibilitasnya memampukannya untuk mengatur hampir semua bagian dari tugas atau proses produksi. Komputer digital dengan kombinasi kecepatan, kemampuan untuk menghitung atau mengkalkulasikan dengan cepat, harga, dan ukuran yang dibutuhkan secara keseluruhan, pertama kali muncul sekitar tahun 1960. sebelumnya,

komputer-sederhana, proses yang diulang-ulang, dan proses-proses lain yang lebih kompleks. Pada periode ini juga muncul apa yang dinamakan PLC (Programmable Logic

Controller) sebagai pengganti relay elektromagnetik pada sistem kontrol yang

bersifat sekuensial .

2.2 Konsep Dasar Programmable Logic Controller

Secara definitif, menurut NEMA (National Electrical Manufactures Association), PLC adalah suatu alat elektronika digital yang berbasis mikrokontroller dan menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan dan mengaplikasikan instruksi-instruksi dari suatu fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktuan (timing), pencacahan (counting), dan aritmatika dalam rangka mengendalikan suatu sistem.

PLC merupakan elemen unit pengendali yang fungsi pengendaliannya dapat diprogram sesuai dengan keperluan. Jadi, sebelum digunakan PLC diprogram terlebih dahulu agar proses pengendalian yang terjadi sesuai dengan yang diinginkan. Peranti ini juga dirancang sedemikian rupa agar tidak hanya para programmer komputer saja yang dapat membuat dan mengubah program-program yang ada di dalamnya melainkan juga dapat dioperasikan oleh para insinyur yang memiliki kemampuan terbatas mengenai bahasa pemrograman. Oleh sebab itu para perancang PLC sudah menempatkan sebuah program awal (pre-program) yang memungkinkan program-program kontrol dapat dimasukkan dengan menggunakan bahasa pemrograman yang sederhana dan mudah dipahami.

Kemudahan-kemudahan yang di dapat dengan menggunakan PLC sebagai unit pengendali adalah sebagai berikut :

1. Fleksibel

Sebelum menggunakan PLC, sebagian besar sistem kontrol menggunakan alat kontrol berupa relay ataupun electronic card. Sistem tersebut tidak praktis karena tidak bisa digunakan secara umum. Sebagai contoh pada setiap peralatan kontrol yang berbeda tipe, dibutuhkan electronic card yang berbeda pula sesuai dengan yang dibuat oleh pabrikannya. Sedangkan PLC bisa digunakan secara umum pada setiap tipe peralatan kontrol dan agar dapat menjalankan aplikasinya hanya menyediakan program saja.

2. Kemudahan pembuatan dan pengeditan program.

PLC mudah diprogram dengan menggunakan bahasa pemrograman yang relatif sederhana dan mudah dipahami serta sebagian besar berhubungan dengan operasi-operasi logika dan penyambungan.

3. Kemudahan pemeliharaan dan perbaikan

Dibutuhkan banyak waktu pada saat hendak memodifikasi proses pengontrolan dengan menggunakan electronic card maupun relay-relay. Selain itu proses pelacakan pada saat terjadi gangguan akan cukup sulit dilakukan. Tetapi, dengan PLC proses modifikasi dapat dilakukan dengan hanya dengan pemrograman ulang (Reprograming) tanpa perlu diinstalasi ulang. Proses pelacakan kesalahan juga dapat dimonitor langsung dengan menggunakan programing tools yang disediakan oleh masing-masing vendor PLC.

4. Dapat digunakan pada berbagai macam alat

Proses pengontrolan dengan menggunakan PLC dapat dilakukan pada berbagai macam alat maupun peralatan kontrol, walaupun peralatan kontrol yang digunakan berbeda-beda jenis maupun tipe. Pemakai hanya perlu menyediakan program aplikasi sesuai dengan PLC yang digunakan dan memrogram PLC tersebut agar beroperasi sesuai dengan proses yang diinginkan.

5. Memiliki jumlah kontak relay yang banyak

Setiap PLC memiliki jumlah kontak relay yang cukup banyak. Sedangkan pada relay konvensional jumlah kontaknya terbatas. Pada satu koil internal

relay PLC jumlah kontaknya bisa mencapai ratusan, tetapi hal ini juga

tergantung pada kapasitas memori dari PLC yang digunakan. 6. Memiliki banyak fasilitas dan lebih fungsional

Setiap PLC sudah memiliki fasilitas seperti timer, counter, latch, dan fungsi-fungsi lainnya. Sehingga tidak diperlukan lagi penggunaan timer dan counter dan fasilitas eksternal lainnya karena sudah ada dalam PLC.

7. Keamanan (security) yang baik

Program PLC yang telah dirancang dapat diroteksi sehingga tidak dapat diubah orang sembarangan. Hal ini berbeda dengan sistem relay

konvensional yang sistemnya cenderung lebih terbuka dan memungkinkan setiap orang melakukan perubahan pada sistemnya.

8. Program yang telah dibuat dapat disimpan

Program aplikasi PLC yang telah dirancang dengan mudah dapat disimpan pada CD, disket, dan harddisk komputer seperti program komputer pada

umumnya. Sehingga program aplikasi yang asli dapat disimpan dan bisa digunakan kembali bila diperlukan.

9. Dapat dimonitoring secara visual

Sebelum program aplikasi yang telah dirancang akan digunakan, maka program tersebut dapat dites terlebih dahulu dalam skala laboratorium dengan menggunakan lampu indikator yang ada pada PLC. Hal ini akan memudahkan proses evaluasi dan penyempurnaan program. Selain itu, program tersebut dapat dimonitoring secara visual dengan menggunakan programming device yang disediakan masing-masing PLC.

10.Bersifat kokoh dan dirancang untuk dapat beroperasi pada kondisi suhu, kelembapan, getaran, dan tingkat kebisingan yang lebih dari kondisi normal.

Perkembangan PLC berhubungan erat dengan perkembangan mikroprosesor. Oleh karena itu, bila kemampuan mikroprosesor meningkat, maka kemampuan PLC yang menggunakan mikroprosesor tersebut meningkat juga. Saat ini PLC sudah mampu berkomunikasi dengan operator, dengan modul-modul khusus seperti PID, analog I/O, dan komputer untuk suatu proses pengendalian khusus.

2.3 PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai PLC secara detail, mulai dari sejarah, konsep, prinsip kerja dasar PLC, komponen-komponen penyusun PLC, dan perangkat-perangkat input-output PLC.

2.3.1 Sejarah Programmable Logic Controller (PLC)

PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960. PLC dibuat untuk mengurangi beban ongkos perawatan dan penggantian sistem kontrol yang menggunakan relay. Bedford Associates mengusulkan MODICON (Modular Digital

Controller) untuk perusahaan yang ada di Amerika. MODICON 084 merupakan PLC

yang pertama yang digunakan pada produk yang bersifat komersil.

Semakin meningkatnya kebutuhan dalam proses produksi menyebabkan sistem-sistem harus sering berubah-ubah. Apabila sistem yang digunakan merupakan

relay mekanik, tentu saja hal tersebut akan menjadi masalah besar. Selain masa

penggunaannya terbatas, sistem juga membutuhkan perawatan yang cermat. Jika terjadi kerusakan maka akan sangat sulit untuk menemukannya. Oleh sebab itulah dibutuhkan pengontrol yang memudahkan baik dalam perawatan maupun penggunaanya.

Pada tahun 70-an, teknologi PLC yang dominan adalah mesin sequencer dan CPU yang berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901 dan 2903 cukup populer digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. Kemampuan komunikasi pada PLC muncul pada tahun 1973. sistem yang pertama adalah Modbus dari MODICON.

Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menyetandarisasi komunikasi dengan protokol milik General Motor (MAP). Pada tahun 1990-an dilakukan reduksi protokol baru dan modernisasi lapisan fisik dari protokol-protokol yang populer pada tahun 1980-an. Standar terakhir, yaitu IEC 1131-3, berusaha menggabungkan bahasa pemrogram PLC di bawah satu standar internasional.

Dewasa ini, vendor-vendor PLC umumnya memproduksi PLC dengan berbagai ukuran, jumlah input/output, instruksi dan kemampuan lainnya yang

beragam. Hal ini pada dasarnya dilakukan untuk memenuhi kebutuhan pasar yang sangat luas, yaitu untuk tujuan kontrol yang relatif sederhana dengan jumlah

input/output puluhan, sampai kontrol kompleks dengan jumlah input dan output yang

mencapai ribuan.

Industri otomotif masih merupakan perusahaan pengguna PLC terbesar. PLC digunakan pada banyak jenis industri yang berbeda, seperti packaging dan mesin-mesin semikonduktor. Jenis PLC yang terkenal adalah Koyo, Honeywell, Siemens, Schneider Electric, Omron, Rockwell, General Electric, Panasonic dan Mitsubishi. 2.3.2 Prinsip Kerja Dasar PLC

Prinsip kerja PLC sama dengan prinsip relay yaitu berupa saklar on-off, tetapi PLC dipandang lebih menguntungkan daripada relay pada umumnya. Pada dasarnya, operasi PLC ini relatif sederhana yaitu peralatan input/output dihubungkan dengan modul input/output yang tersedia pada PLC. Peralatan input ini dapat berupa sensor-sensor analog, push button, limit switch, lampu, dan lain sebagainya. Gambar 2.1 dan Gambar 2.2 memperlihatkan hubungan beberapa peralatan input/output

Power + Supply

-

Temperature switch

Push Button 0

1 2 3 4 5 6 Com

Peralatan input Modul Input

0 1 2 3 4 5 6 Com

+ DC Power Supply -

Lampu

Peralatan output Modul output

Gambar 2.1 Hubungan Peralatan Input dengan Modul Input

Gambar 2.2 hubungan modul output dengan peralatan output

Selama proses operasinya, CPU sebuah PLC melakukan tiga operasi utama yaitu:

1. Membaca data masukan (input) melalui perangkat yang disebut modul

input.

2. Mengeksekusi program kontrol yang telah dirancang dan tersimpan pada memori PLC.

3. Memperbaharui data-data pada modul output PLC. Ketiga proses di atas dinamakan proses scanning

Kondisi input PLC dibaca, kemudian diolah dan disimpan dalam memori. PLC akan memproses keadaan input tadi di CPU sesuai dengan instruksi logic yang sudah diprogram. Kondisi output digunakan untuk mengendalikan suatu peralatan tertentu, seperti motor, variabel speeddrive, dan sebagainya.

Dalam hal ini prosessor akan mengontrol peralatan luar yang terhubung dengan modul output berdasarkan kondisi perangkat input serta program yang tersimpan di dalam PLC tersebut.

2.3.3 Komponen-komponen Penyusun PLC

PLC pada dasarnya adalah komputer yang didesain untuk keperluan khusus. PLC memiliki empat komponen utama, yaitu : Power Supply (catu daya), Processor, Memori, Modul Input/Output.

Adapun komponen-komponen utama dari sebuah PLC dijelaskan sebagai berikut :

1. Power Supply

Unit Power supply (catu daya) dibutuhkan untuk mengubah tegangan AC dari sumber menjadi tegangan rendah DC (5 Volt) yang akan digunakan oleh IC

(Back-up Battery). Sehingga jika terjadi kegagalan power, maka secara otomatis baterai akan menggantikan Power supply utama ke CPU agar program pada memori user tidak hilang.

2. Prosessor

Prosessor merupakan otak PLC, yang berfungsi mengendalikan dan mengawasi jalannya operasi dalam PLC, dan juga melakukan operasi manipulasi data sesuai dengan instruksi program yang tersimpan dalam memori. Suatu jalur komunikasi internal akan membawa informasi dari dan ke CPU, memori dan unit I/O, dengan dikontrol oleh Prosessor. Sistem pada CPU PLC berbasis mikroprosesor. Prosessor terintegrasi dengan CPU (Central Processing Unit) pada PLC. Jadi fungsi utama Prosesor pada PLC adalah mengatur tugas dari keseluruhan sistem PLC baik itu berupa fungsi matematis, manipulasi data, tugas-tugas diagnostik, dan lain sebagainya. Mikroprosesor dari sebuah PLC dikategorikan berdasarkan jumlah dan panjang ukuran bit dari register prosesor tersebut dan biasanya terdiri dari 8, 16, dan 32 bit. Semakin panjang ukuran jumlah bit, maka akan semakin cepat pula proses yang terjadi pada PLC tersebut. Setiap kali melakukan proses

scanning, prosesor akan mengeluarkan sinyal pada akhir proses scan yang

dinamakan sinyal end-of-scan (EOS). Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu kali proses scan dinamakan waktu scan (scan time). Waktu scan dapat didefenisikan sebagai waktu total yang diperlukan prosesor untuk mengeksekusi program dan memperbaharui modul input/outputnya. Waktu scan dipengaruhi oleh dua faktor yaitu jumlah memori yang diperlukan oleh program yang dirancang dan jenis instruksi yang digunakan

dalam program. Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali scan dapat bervariasi antara beberapa millidetik, sampai ratusan millidetik.

3. Memori

Memori merupakan area dalam CPU PLC tempat data serta program rancangan disimpan dan dieksekusi oleh prosessor. Pada umumnya memori terbagi atas dua kategori yaitu : volatile memory dan nonvolatile memory.

Program atau data yang di simpan pada volatile memory akan hilang apabila catu daya PLC mati. Volatile memory juga sering disebut Random Access Memory (RAM). Sebagian PLC yang menggunakan RAM dilengkapi dengan baterai cadangan apabila catu daya sumber mati. Tetapi hal ini juga akan menjadi masalah jika terjadi kegagalan baterai. Hal sebaliknya terjadi pada

nonvolatile memory. Yang termasuk dalam kategori nonvolatile memory

yaitu :

• Read-Only Memory (ROM)

Memori ini dirancang untuk menyimpan program secara permanen. Secara umum PLC jarang menggunakan ROM untuk menyimpan program pengguna kecuali untuk aplikasi khusus yang programnya tidak akan diubah.

• Programmable Read-Only Memory (PROM)

Merupakan salah satu jenis ROM yang dapat diprogram ulang dengan menggunakan alat pemrograman khusus. Memori ini jarang digunakan

• Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM)

Ini merupakan memori sejenis PROM yang dapat diprogram ulang setelah program yang sebelumnya telah tersimpan dihapus dengan menggunakan sinar ultraviolet.

• Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) Ini merupakan jenis ROM yang menyerupai RAM dan paling banyak digunakan pada PLC untuk menyimpan program pengguna. Hal ini disebabkan karena dalam mengubah program pada memori ini dapat menggunakan perangkat pemrograman pada PLC itu sendiri, misalnya : komputer atau mini-programmer. Keunggulan lainnya dari memori jenis ini adalah kemampuan hapus-tulisnya yang berkisar 10.000 kali

4. Input/Output

Sistem input/output diskrit pada dasarnya merupakan antarmuka yang menghubungkan CPU (Central Processing UnitI) dengan peralatan

input/output. Secara fisik, rangkaian input/output dengan unit CPU

terpisah secara kelistrikan. Hal ini menjaga agar kerusakan pada peralaan input/output tidak menyebabkan terjadinya hubung singkat pada unit CPU.

• Modul Input pada PLC

Kemampuan suatu sistem otomasi bergantung pada kemampuan PLC dalam membaca sinyal dari berbagai peranti input, misalnya sensor. Untuk mendeteksi suatu proses dibutuhkan sensor yang tepat untuk

masing-masing kondisi. Dengan kata lain sinyal input dapat berupa logika 0 dan logika 1 (on/off) ataupun analog.

Berikut ini merupakan jenis input pada PLC yang sering digunakan :

1. Input tegangan DC 12-24 Volt.

2. Input tegangan AC 200-240 Volt

3. Input tegangan AC/DC 12-24 Volt.

• Modul Output pada PLC

Suatu sistem otomasi tidak akan lengkap jika sistem tersebut tidak memiliki modul output. Output sistem ini dapat berupa analog maupun digital. Output analog digunakan untuk menghasilkan sinyal analog sedangkan output digital digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan jalur. Contoh peranti output yang sering digunakan pada PLC adalah motor, relay, lampu dan speaker.

Dari keempat contoh di atas, output jenis relay adalah yang paling

fleksible penggunaanya karena dapat mengerakkan beban AC maupun

DC. Kelemahannya terletak pada tanggapan switching-nya yang relatif lambat, harga yang relatif mahal, dan akan mengalami kerusakan setelah beberapa juta siklus switching.

2.3.4 Perangkat-perangkat Input-Output pada PLC

Beberapa contoh peranti input pada PLC antara lain: 1. tombol-tekan / saklar-saklar mekanis

2. saklar pembatas / saklar jarak

3. sensor-sensor dan saklar-saklar fotoelektris 4. Enkoder

5. Pengukur regangan (strain gauge)

6. Detektor ketinggian cairan dan pengukur aliran cairan 7. Keypad

Sedangkan peranti output seperti : 1. kontaktor

2. katup-katup kontrol direksional / keran solenoid 3. motor DC, motor langkah ( stepper motor ) 4. lampu indikator.

Beberapa pengontrol yang dapat diprogram mempunyai modul terpisah untuk

input dan output. Hal ini untuk menjaga agar kerusakan pada peralatan input/output

tidak menyebabkan terjadinya hubung singkat pada unit CPU. Isolasi rangkaian modul dari CPU ini umumnya menggunakan rangkaian optocoupler. Tetapi ada juga PLC yang mempunyai input dan output yang dihubungkan sebagai bagian integral dari pengontrol (Gambar 2-3).

P L C In p u t

O u tp u t

L im it s w itc h

s p e a k e r

la m p u b u z z e r

Gambar 2.3 Input dan Output terhubung sebagai bagian integral dari PLC Pada PLC yang memiliki hubungan I/O terpisah, sering digunakan rak sebagai tempat I/O diletakkan. Pada saat modul diletakkan pada rak, maka hubungan listrik dengan sederetan kontak yang disebut “backplane”, diletakkan pada bagian belakang rak. Prosessor PLC yang dihubungkan dengan backplane ini, dapat berkomunikasi dengan semua modul pada rak. ( seperti Gambar 2-4 )

.

digunakan oleh pengontrol. Modul interface output mengubah pengontrol sinyal (misalnya 5 V dc) menjadi sinyal eksternal (misalnya 120 V ac) yang mengendalikan sistem. Ada banyak jenis input dan output yang dapat dihubungkan pada pengontrol yang dapat diprogram dan dapat dibagi menjadi dua grup yakni : digital (disebut juga diskrit) dan analogi.

Tiap modul I/O diberi daya oleh sumber tegangan (Gambar 2-5a dan 2.5b). Karena tegangan tersebut dapat berbeda magnitude maupun jenis, maka modul I/O dapat dijumpai pada berbagai batas kerja tegangan dan arus ac dan dc. Kedua tegangan dan arus harus cocok dengan persyaratan listrik dari sistem yang dihubungkan. Ada 4, 8, 12, 16 atau 32 terminal per modul. Pembuatan PLC membuat modul input dan output yang beraneka ragam. Modul analog I/O menyediakan interface untuk berbagai sinyal analogi, meliputi rentang tegangan (misalnya, 1 sampai dengan 5 V) dan rentang arus (misalnya, 4 sampai dengan 20 mA).

Gambar 2.5b Empat titik modul output diskrit 4 – A 120 V-AC

Sinyal dihubungkan pada PLC melalui modul input. Modul input melakukan empat tugas pada sistem pengendali PLC antara lain:

• Merasakan sinyal yang diterima dari sensor pada peralatan kontrol

• Mengubah sinyal input menjadi level tegangan yang sesuai pada PLC tertentu • Mengisolasi PLC dari fluktuasi pada tegangan atau arus sinyal input

• Memilih sinyal ke PLC yang menunjukkan sensor mana yang memulai sinyal. Modul interface input analog berisi rangkaian yang perlu menerima tegangan analog atau sinyal arus dari peranti analog. Input tersebut akan diubah dari input

yang bernilai analog ke input yang bernilai digital oleh suatu rangkaian konverter

analogi ke-digital (A/D. Peranti yang merasakan input analog mencakup suhu,

cahaya, kecepatan, tekanan dan posisi transduser.

Modul interface output analog berfungsi untuk menerima data digital dari prosesor yang kemudian akan diubah menjadi tegangan atau arus yang berbanding

rangkaian konverter digital-ke analog (D/A) untuk menghasilkan bentuk analog yang dibutuhkan.

Masing-masing port atau terminal pada modul input dan output diberi nomor

tujuan yang unik (Gambar 2.6). Ini bertujuan agar prosesor dapat mengenali lokasi

dari peranti untuk memonitor atau untuk mengontrolnya. Jenis modul dan lokasi fidik yang sesungguhnya dari terminal menetapkan alamat pemrograman. Format pengalamatan input dan output tergantung pada PLC khusus yang digunakan, dan biasanya dijumpai secara khusus pada manual pemakaian PLC yang akan digunakan. Alamat-alamat tersebut dapat disajikan dalam istilah desimal, oktal atau heksa desimal, tergantung pada sistem bilangan yang digunakan oleh PLC itu sendiri.

Gambar 2.6a Format Alamat pada PLC mikro

Format PLC mikro yang digambarkan pada Gambar 2.6a menggunakan bilangan terbatas dari titik kontrol. Masing-masing peranti input dan output harus mempunyai alamat tertentu. Pada instalasi rak PLC yang besar yang ditunjukkan pada Gambar 2.6b, lokasi modul di dalam rak dan bilangan terminal dari modul pada alat input atau output yang dihubungkan, akan menentukan alamat dari peranti.

Gambar 2.6b Format Alamat I/O pada PLC yang besar

Sistem pengontrol yang dapat diprogram memerlukan dua suplai daya. Suplai pertama, menyediakan daya yang akan digunakan oleh beban output untuk beroperasi dan disediakan oleh pemakai pengontrol yang dapat diprogram dalam hal ini PLC. Sedangkan suplai daya kedua diberikan secara internal sebagai modul yang merupakan bagian terintegrasi dengan PLC. Suplai daya ini menyediakan arus-searah internal untuk mengoperasikan rangkaian logika pada prosesor dan perangkat I/O. Besar tegangan yang disediakan tergantung pada jenis rangkaian terpadu (IC) di dalam sistem. Jika sistem dibuat dari IC gerbang logika, maka besar daya internal adalah sebesar 5 V, tetapi jika rangkaian terpadu adalah sistem jenis semikonduktor metal oksida yang saling melengkapi (complementary metal oxide semiconduktor = CMOS), maka besar tegangan suplai daya itu berada dalam rentang 3 V sampai dengan 18 V.

BAB III

PEMROGRAMAN PLC

DENGAN MITSUBISHI GX DEVELOPER

3.1. UMUM

Bahasa pemrograman yang digunakan untuk mengoperasikan sebuah Programmable Logic Controller ( PLC ) terus berkembang secara perlahan sejak PLC diperkenalkan pada tahun 1960. Sampai pertengahan tahun 1980, program pada PLC dituliskan dengan menggunakan perangkat pemrograman personal seperti sekarang dan penulisan bahasa pemrogramannya menggunakan serangkaian elemen logikal. Program kemudian disimpan pada sebuah kaset tape recorder. Hal ini menyebabkan keterbatasan dalam proses dokumentasi dan penyimpanan program karena keterbatasan memori penyimpanan. Seiring dengan perkembangan waktu, pemrograman PLC kemudian dituliskan dengan mengunakan aplikasi pada sebuah komputer pribadi yang dapat dihubungkan langsung dengan PLC. Dewasa ini, PLC sudah menggunakan memori yang sifatnya non-volatile seperti ROM, PROM, EPROM, dam EEPROM.

Program yang dipakai untuk sistem-sistem yang berbasis mikroprosesor biasanya mengunakan bahasa/kode mesin. Bahasa/kode mesin ini merupakan serangkaian bilangan biner yang merepresentasikan instruksi-instruksi program. Tetapi juga dapat digunakan bahasa mesin yang menggunakan kode mnemonic atau

STL (Statement List). STL atau kode mnemonic ini relatif lebih sulit dipelajari karena

dalam menggunakannya harus terlebih dahulu memahami makna serangkaian kode yang biasanya digunakan pada bahasa/kode mesin.

Kebanyakan PLC sekarang ini sudah menggunakan perangkat pemrograman yang sifatnya friendly user sehingga pemakai PLC yang berasal dari kalangan non-programmer dapat juga mempelajarinya dengan mudah. Penggunaan komputer personal untuk memrogram sebuah PLC dapat langsung menggunakan teknik pemrograman sekuensial yaitu, ladder diagram . Ladder diagram ini dapat langsung digambar dengan menggunakan fasilitas GUI (Graphic User Interface) seperti pemrograman visual yang dengan mudah dapat beroperasi pada sistem operasi Windows. Program yang telah dibuat kemudian dapat ditransfer ke PLC dengan menggunakan modul komunikasi yang telah tersedia yaitu serial port : COM. Perangkat seperti ini juga dilengkapi dengan fasilitas monitoring dan komunikasi. Gambar 3.1 memperlihatkan contoh tampilan GUI perangkat lunak Mitsubishi Gx Developer yang digunakan untuk memrogram PLC Mitsubishi.

Sesuai dengan ketetapan IEC (International Electrical Commision) 61131-3 pemrograman PLC dibagi atas 3 standar pemrograman yaitu :

1. List Instruksi (Instruction List), yaitu : pemrograman dengan menggunakan instruksi-instruksi bahasa level rendah seperti Load, Not, And, And Inverse dan sebagainya.

2. Diagram Tangga (Ladder Diagram), yaitu : pemrograman berbasis kontak logika relay, yang cocok digunakan untuk persoalan-persoalan kontrol diskret yang input-ouputnya hanya memiliki dua kondisi (On-Off) seperti pada kontrol konveyor, lift, lampu , atau motor listrik.

3. Diagram Blok Fungsional (Function Block Diagram), yaitu : pemrograman berbasis aliran data secara grafis. Pemrograman ini banyak digunakan untuk tujuan kontrol proses yang melibatkan akuisisi data analog dan perhitungan-perhitungan yang lebih kompleks.

Walaupun kebanyakan PLC telah mampu menggunakan ketiga model pemrograman tersebut di atas, tetapi sampai saat ini pemrograman dengan menggunakan ladder diagram lebih banyak digunakan. Hal ini disebabkan karena

ladder diagram lebih mudah dipahami dan tampilannya mirip dengan wiring

diagram. Alurnya bisa dilihat secara langsung, tanpa harus memahami banyak kode

program seperti pada kode Mnemonic. Selain itu dengan menggunakan ladder

diagram dapat juga menambahkan keterangan pada masing-masing alamat pada

ladder diagram, sehingga dapat memahami fungsi dari masing-masing alamat pada

X2 Y1 3.2. DIAGRAM TANGGA ( LADDER DIAGRAM )

Diagram tangga (ladder diagram) merupakan diagram satu garis yang menggambarkan suatu proses kontrol sekuensial yang umum. Diagram ini menunjukkan hubungan interkoneksi antara perangkat input dengan perangkat output sistem kontrol. Dinamakan diagram tangga (ladder diagram) karena diagram ini mirip dengan tangga. Sama seperti halnya sebuah tangga, diagram ini memiliki sejumlah anak tangga tempat setiap peralatan dikoneksikan. Gambar 3.2 memperlihatkan salah satu contoh sederhana sebuah diagram tangga (ladder

diagram) yang digunakan pada pemrograman PLC.

L1 L2

Perangkat input Output

Gambar 3.2 Contoh ladder diagram

Dari Gambar 3.2 di atas, garis vertikal pada ladder diagram yang ditandai dengan L1 dan L2 pada dasarnya adalah merupakan line tegangan yang dapat berupa sumber tegangan DC maupun sumber tegangan AC. Jika line tersebut merupakan sumber tegangan AC, maka L1 disebut line fasa sedangkan L2 disebut line netral. Tetapi apabila line tersebut merepresentasikan sumber tegangan DC, maka line L1

Dalam menggambarkan sebuah ladder diagram, ditetapkan beberapa konvensi-konvensi tertentu antara lain :

1. Garis –garis vertikal diagram merepresentasikan rel-rel daya, yang dapat berupa sumber tegangan DC atau AC dimana di antara keduanya komponen-komponen rangkaian terhubung.

2. Tiap-tiap anak tangga merepresentasikan sebuah operasi sekuensial di dalam suatu sistem kontrol.

3. Sebuah ladder diagram dibaca dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah. Anak tangga teratas dibaca dari kiri ke kanan, berikutnya anak tangga kedua dibaca dari kiri ke kanan begitu seterusnya. Ketika PLC dalam keadaan bekerja, PLC akan membaca seluruh program tangga dari dari kiri ke kanan, dan dari atas ke bawah. Prosedur ini disebut sebagai sebuah siklus.

4. Tiap-tiap anak tangga harus dimulai dengan sebuah input atau beberapa input dan harus berakhir dengan setidaknya sebuah output. Istilah input ini digunakan sebagai sebuah langkah kontrol seperti menutup sebuah saklar sedangkan istilah output digunakan pada sebuah perangkat yang terkoneksi pada sebuah output PLC misalnya: lampu indikator.

5. Perangkat-perangkat listrik ditampilkan dalam kondisi normalnya. Ini berarti bahwa sebuah saklar yang terbuka dalam keadaan normalnya akan digambarkan terbuka dalam ladder diagramnya begitu juga sebaliknya, sebuah saklar yang tertutup dalam keadaan normalnya digambarkan tertutup pada ladder diagramnya.

6. Sebuah perangkat tertentu dapat digambarkan pada lebih dari satu anak tangga. Sebagai dapat menggunakan beberapa relay untuk menjalankan

Akhir (End)

Perangkat Input

Output

sebuah lampu indikator. Seperti pada Gambar 3.3 di bawah, beberapa input (terdiri atas beberapa anak tangga) dipasangkan pada satu output. Penggunaan alamat yang berupa huruf atau nomor-nomor untuk tiap perangkat input maupun output dimaksudkan untuk memberi label bagi perangkat tersebut pada tiap-tiap situasi kontrol yang dihadapinya.

Gambar 3.3 Membaca sebuah ladder diagram

7. Alamat-alamat bagi tiap–tiap perangkat I/O menggunakan notasi yang tergantung pada pabrikan PLC pembuatnya. Sebagai contoh pada Mitsubishi menggunakan huruf X untuk alamat inputnya dan huruf Y untuk alamat outputnya, misalnya: X001, X040, Y002, Y020, dan lain sebagainya. Sedangkan Siemens menggunakan huruf I sebagai input dan huruf Q sebagai

3.3. FUNGSI - FUNGSI LOGIKA

Banyak situasi kontrol yang mengharuskan dilakukannya kombinasi tindakan-tindakan pengontrolan agar kondisi-kondisi tertentu terpenuhi. Kombinasi-kombinasi logika dari pengontrolan tersebut diharapkan akan membentuk suatu rangkaian proses kontrol yang diharapkan. Dalam kombinasi logika, hanya dikenal dua logika keadaan yaitu situasi ON dan situasi OFF atau bisa juga diandaikan dengan situasi saklar terbuka dan saklar tertutup. Dua kondisi ini juga dapat disebut sebagai konsep bilangan biner atau konsep Boolean. Bilangan biner 1 merepresentasikan adanya sinyal sedangkan bilangan 0 merepresentasikan tidak adanya sinyal.

Tabel.3.1 Contoh Konsep bilangan Biner

1 0 Contoh

Beroperasi Tidak beroperasi Limit switch

Tertutup Terbuka Valve

ON OFF Lampu

Berjalan Berhenti Motor

Berbunyi Diam Alarm

Konsep bilangan biner seperti di atas pada dasarnya juga digunakan pada PLC, dimana fungsi-fungsi yang terdiri dari AND, OR, NOT mengkombinasikan variabel-variabel biner sehingga membentuk suatu pernyataan logika. Setiap fungsi memiliki aturan yang menentukan hasil keluaran, apakah hasil keluaran tersebut benar atau salah.

A B 3.3.1. LOGIKA AND

Gambar 3.4a di bawah menunjukkan bahwa perangkat output C (lampu) tidak akan menyala apabila salah satu (A atau B ) atau kedua saklar A dan B tidak dalam posisi tertutup. Apabila menggunakan logika bilangan biner, maka keluaran bernilai 1 (lampu menyala) tidak akan diperoleh apabila kondisi A (saklar A) atau B (saklar B) bernilai 0 atau kondisi keduanya (saklar A dan B) bernilai 0. Bila ingin mentabulasi dalam bentuk sebuah tabel, maka hubungan antara input dan outputnya dapat digambarkan pada Tabel 3.2.

C

Gambar 3.4a. Logika AND dalam bentuk hubungan kelistrikan b. Gerbang Logika AND

Tabel 3.2. Tabel kebenaran logika AND INPUT

A

INPUT B

OUTPUT C

0 0 0

1 0 0

0 1 0

1 1 1

A

C B

A B

A

B C

3.3.2. LOGIKA OR

Gambar 3.5a menunjukkan suatu situasi dimana sebuah perangkat output (lampu) akan menghasilkan output (menyala) apabila salah satu saklar yaitu saklar A atau B dihubungkan. Hubungan logika tersebut dapat juga dilihat pada kombinasi bilangan biner dalam Tabel 3.3 di bawah ini. Dimana apabila input A atau input B bernilai 1 maka output C akan bernilai 1.

Gambar 3.5a. Logika OR dalam bentuk hubungan listrik b. Gerbang logika OR

Tabel 3.3. Tabel kebenaran logika OR INPUT

A

INPUT B

OUTPUT C

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

3.3.3. LOGIKA NOT

Logika NOT dapat direpresentasikan dengan Gambar 3.6 dimana perangkat output lampu akan menyala apabila kondisi saklar A tetap dalam keadaan tertutup.

SUMBER TEGANGAN

A

A C

Tabel kebenaran logika ini dapat dilihat pada Tabel 3.4. Gerbang logika NOT terkadang disebut juga logika pembalik (inverter).

Gambar 3.6a Logika NOT dalam bentuk hubungan listrik b. Gerbang logika NOT

Tabel 3.4. Tabel kebenaran untuk logika NOT INPUT

A

OUTPUT C

0 1

1 0

3.3.4. LOGIKA NAND

Pada dasarnya logika NAND merupakan kebalikan dari logika AND. Sehingga apabila nilai bilangan biner dari output logika AND bernilai 1 maka output logika NAND akan bernilai 0. Pada aljabar Boolean notasi logika NAND dituliskan sebagai A.B, dimana sesuai sifat komutatif A.B₌B.A. Gerbang logika NAND dan tabel logika kebenaran logika NAND diperlihatkan pada Gambar dan Tabel di bawah ini.

A

Tabel 3.5. Tabel kebenaran logika NAND INPUT

A

INPUT

B

OUTPUT C =A.B

0 0 1

1 0 1

0 1 1

1 1 0

3.3.5. LOGIKA NOR

Jika logika NAND merupakan kebalikan dari logika AND, maka logika NOR merupakan kebalikan dari logika NOT. Pada aljabar Boolean logika NOR dituliskan sebagai A₊B, dimana dapat juga dituliskan A₊B₌B₊A. Tabel kebenaran logika NOR dan simbolnya ditunjukkan pada Tabel dan Gambar di bawah ini.

Gambar 3.8. Simbol gerbang logika NOR A

B

Tabel 3.6. Tabel kebenaran logika NOR INPUT

A

INPUT

B

OUTPUT C =A₊B

0 0 1

1 0 0

0 1 0

1 1 0

3.3.6 LOGIKA XOR

Sebuah gerbang OR akan menghasilkan output ketika salah satu atau kedua inputnya bernilai 1. Akan tetapi pada kondisi tertentu diperlukan sebuah gerbang yang mamapu menghasilkan output apabila salah satu inputnya, tetapi bukan kedua-duanya bernilai 1. Simbol gerbang logika dan Tabel kebenaran logika XOR ( OR

exclusive) dapat dilihat di bawah ini.

Gambar 3.9 Simbol gerbang logika XOR A

Tabel 3.7. Tabel kebenaran logika XOR INPUT

A

INPUT

B

OUTPUT C=A⊕B

0 0 0

1 0 1

0 1 1

1 1 0

3.4. PEMROGRAMAN PLC DENGAN MENGGUNAKAN MITSUBISHI GX DEVELOPER

Programmable logic controller yang digunakan oleh penulis untuk merancang beberapa proses kontrol dalam tugas akhir ini adalah PLC Mitsubishi dengan spesifikasi dapat di lihat pada lampiran 1.

Spesifikasi tersebut menunjukkan bahwa PLC yang digunakan dapat beroperasi pada suplai tegangan 100-240 VAC dengan frekuensi 50/60 Hz, dan memiliki arus kerja sebesar 2.5 A. Selain itu, PLC ini memiliki jumlah terminal input 16 buah dan terminal output sebanyak 14 buah, sedangkan tegangan kerja sebesar 24 VDC. Sehingga semua input yang digunakan bekerja pada tegangan 24 VDC dan semua terminal output memiliki tegangan 100-240 VAC.

3.4.1. Mitsubishi GX Developer

Pada dasarnya setiap vendor PLC memiliki software pendukungnya masing, seperti : PLC Omron yang menggunakan program CX, PLC Siemens yang menggunakan program Micro Win S7, PLC LG yang menggunakan program KGL_Win, dan Mitsubishi sendiri yang menggunakan Mitsubishi GX Developer.

Program pendukung (software support) ini bertujuan agar setiap pengguna personal komputer yang bermaksud untuk menggunakan PLC sebagai alat kontrol dapat berkomunikasi dengan PLC itu sendiri. Walaupun setiap merk PLC menggunakan software yang berbeda-beda, namun pada dasarnya sistem operasionalnya sama saja. Mitsubishi GX Developer memiliki enam simbol dasar yang digunakan pada pemrogramannya. Setiap simbol memiliki keunikan tersendiri. Keenam symbol tersebut antara lain :

X : digunakan sebagai simbol input PLC Y : digunakan sebagai simbol output PLC T : digunakan sebagai simbol timer pada PLC

C : digunakan sebagai simbol counter (pencacah) pada PLC M dan S : digunakan sebagai internal relay yang ada di dalam PLC Ini berarti bahwa semua peralatan yang diwakili oleh simbol-simbol tersebut akan bekerja hanya pada dua keadaan yaitu : ON atau OFF, logika 1 atau logika 0. Bagian ini akan membahas secara singkat cara menggunakan software Mitsubishi GX Developer.

Berikut beberapa langkah awal penggunaan software Mitsubishi GX Developer : 1. Proses penginstalasian software Mitsubishi GX Developer dimulai dengan

menginstal Envmel-nya terlebih dahulu. Setelah menginstal Envmel-nya, maka dapat melanjutkan proses instalasi melalui ikon setup. Dapat dilihat pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10 Menu tampilan proses penginstalan software Mitsubishi GX Developer 2. Pada saat menggunakan program Mitsubishi GX Developer, akan terdapat

dua pilihan menu yaitu pilihan menu new project atau open project. Jika hendak merancang program baru maka dapat memilih menu project

kemudian memilih new project. Tetapi bila ingin membuka file rancangan program yang sudah ada sebelumnya dan telah tersimpan, maka dapat menggunakan menu project kemudian pilih open project. Seperti pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11 Menu tampilan awal pada Mitsubishi GX Developer

3. Jika ingin memilih new project, maka akan terlihat tampilan new project

seperti Gambar 3.12. Kemudian harus memilih tipe dan seri PLC yang digunakan, misalnya dengan menggunakan seri : FXCPU dengan tipe : FX0(S). Setelah itu dapat mengisikan nama project yang akan dirancang.

4. Untuk menggunakan ladder diagram, gunakan simbol-simbol pada menu bar

sebagai berikut. Misalnya, ingin membuat kontak NO, maka klik simbol kemudian isikan kode input X1 kemudian klik OK. Begitu juga dengan simbol alamat output, klik kemudian isikan kode output Y1 kemudian klik OK. Tampak pada Gambar 3.13 dan Gambar 3.14.

Gambar 3.13 Menu tampilan untuk membuat input

5. Pada akhir program Mitsubishi ini, tidak perlu membuat instruksi END, karena secara otomatis instruksi tersebut sudah ada pada program. Selanjutnya klik menu CONVERT, untuk mengecek apakah program yang dibuat sudah benar atau belum. Setelah program di-convert. maka program tersebut dapat ditransfer ke PLC. Dapat dilihat pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15 Menu tampilan program convert

6. Pilih menu online untuk komunikasi dengan PLC yang digunakan. Kemudian pilih write to PLC jika program tersebut hendak ditransfer dari komputer ke PLC. Jika ingin mengetahui program sebelumnya yang telah tersimpan pada PLC, maka pilih read from PLC. Dapat dilihat pada Gambar 3.16.

3.4.2. Internal relay pada Mitsubishi GX Developer

PLC memiliki elemen-elemen yang digunakan untuk menyimpan data, yaitu

bit-bit. Bit-bit tersebut menjalankan fungsi-fungsi relay yang dapat memutus dan

menyambungkan perangkat-perangkat lain. Elemen ini disebut internal relay. Internal relay ini bukanlah seperti relay pada umumnya, namun hanya merupakan

bit-bit di dalam memori yang bekerja sebagaimana layaknya sebuah relay.

Perlu di ingat bahwa internal relay ini tidak dapat digunakan secara langsung untuk mengaktifkan sebuah output eksternal. Internal relay ini hanya berfungsi untuk mengaktifkan sebuah kontak internal yang secara bersama-sama akan mengaktifkan sebuah output eksternal. Internal relay ini terdiri dari kontak-kontak NC (Normally Close) dan NO (Normally Open) dengan menggunakan simbol M dan S.

3.4.2.1 Pemrograman internal relay 1. Latching (Penahan)

Internal relay di sini berfungsi untuk menahan suatu keluaran (output) untuk suatu masukan yang sifatnya sementara. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 3.17 di bawah ini.

Pada Gambar 3.17 tersebut, ketika input X000 dalam kondisi ON maka internal relay M0 akan mengunci output Y000 tetap dalam kondisi ON walaupun input X000 kembali pada kondisi OFF.

2. Operasi one-shot

Salah satu fungsi lain dari sebuah internal relay adalah kemampuannya untuk dapat diaktifkan hanya pada satu siklus/scan saja. Sehingga relay tersebut mampu menghasilkan sebuah pulsa berdurasi tetap pada kontak-kontaknya ketika dioperasikan. Fungsi ini sering juga disebut fungsi one-shot. Fungsi one-shot ini diperlihatkan pada gambar 3.18 berikut.

Gambar 3.18 Operasi One-shot

Gambar 3.18 memperlihatkan bahwa saat kontak X000 berada pada kondisi ON, maka kontak M0 juga akan ON, ini akan mengaktifkan relay M0. Selama satu siklus/scan, relay M0 akan On tetapi, pada siklus berikutnya M0 akan kembali pada kondisi OFF walaupun kontak X000 dan MO berada pada kondisi ON.

3. Fungsi Set dan reset

berada dalam kondisi ON, maka X000 akan mengaktifkan relay M0. Relay ini akan terus aktif walaupun X000 telah OFF. Untuk menonaktifkannya maka kontak X001 harus diaktifkan sehingga kontaknya akan mengaktifkan resetrelay M0.

Gambar 3. 19 Fungsi Set dan Reset

4. Relay kontrol induk ( Master Control )

Relay kontrol induk induk (Master Control) merupakan salah satu bentuk aplikasi internal relay yang berfungsi untuk mengendalikan seluruh bagian yang ada pada ladder diagram. Ilustrasi relay kontrol induk (Master Control Relay) ini diperlihatkan pada Gambar 3.20 berikut.

Dari Gambar 3.20 menunjukkan bahwa ketika input X000 berada dalam keadaan ON maka input tersebut akan mengaktifkan master control M1. Pengaktifan M1 akan mengakibatkan input X001 dan input X002 tidak dapat mengaktifkan output Y001 dan Y003. Perlu diingat bahwa relay kontrol induk M1 hanya mengontrol bagian antara tempatnya beroperasi dengan tempat relay reset M1 berada.

3.4.3 Timer pada Mitsubishi GX Developer

PLC memiliki beberapa bentuk timer yang memilliki fungsi tersendiri. Pada PLC yang berukuran kecil biasanya hanya dijumpai satu jenis timer saja, yaitu timer

on-delay. PLC Mitsubishi model FXOS 30 MR-ES/UL yang digunakan oleh penulis

dalam penulisan tugas akhir ini juga hanya memiliki timer on-delay saja. Beberapa jenis timer pada PLC antara lain :

1. Timer on-delay : merupakan jenis timer yang akan aktif setelah waktu tunda

yang telah ditetapkan tercapai.

2. Timer off-delay : merupakan jenis timer yang akan mati/non-aktif setelah

waktu tunda yang telah ditetapkan tercapai

3. Timer pulsa : merupakan jenis timer yang berubah menjadi aktif atau

tidak aktif selama periode selang waktu yang telah ditetapkan.

Durasi waktu yang ditetapkan untuk sebuah timer disebut sebagai waktu

preset, yang besarnya merupakan kelipatan dari satuan basis waktu yang digunakan

menyatakan kelipatan waktu basis yang digunakan. Untuk nilai K = 500, maka timer akan bekerja setelah tunda waktu 500 x 10 msec = 5 sec atau 500 x 100 msec = 50 sec. Pada Mitsubishi FXOS 30 MR-ES/UL, terdapat internal relay khusus untuk mengaktifkan timer dengan basis waktu 10 msec, yaitu M8028. Ketika internal relay

M8028 diaktifkan, maka timer 32 – timer 55 (24poin) akan direset menjadi timer dengan basis waktu 10 msec. Gambar 3.21 menunjukkan pengunaan timer pada Mitsubishi FXOS 30 MR-ES/UL. Dari Gambar tersebut, apabila kontak X000 diaktifkan, maka kontak tersebut akan mengaktifkan timer T0. Setelah selang waktu selama K20 = 20 x 100 msec = 2 sec telah tercapai, maka kontak T0 akan mengaktifkan output Y0.

Gambar 3.21 Operasi timer 3.4.4 Counter pada Mitsubishi GX Developer

Sebuah counter (pencacah) memungkinkan dilakukannya pencacahan (penghitungan) terhadap sebuah input. Jika sebuah counter ditetapkan menghitung suatu nilai (jumlah ) tertentu, dan ketika jumlah atau nilai telah tercapai, maka

digunakan untuk menyatakan besar pencacahan yang akan mengaktifkan kontak-kontak counter yang digunakan. Terdapat dua tipe counter yaitu : up-counter

(pencacah maju) dan down-counter (pencacah mudur). Up-counter (pencacah maju) melakukan penghitungan maju dari nilai nol hingga mencapai suatu nilai yang telah ditetapkan. Sedangkan down-counter (pencacah mundur) melakukan perhitungan mundur dari harga yang telah ditetapkan sampai counter mencapai nilai nol.

Gambar 3.22 Operasi Counter pada Mitsubishi

Dari Gambar 3.24, dapat dilihat bahwa ketika input X000 diaktifkan, maka input ini akan mengaktifkan counter C0. output kontak ini akan aktif (mulai menghitung) bila koilnya diaktifkan selama harga yang telah ditetapkan yaitu 25 kali. Ketika nilai 25 ini tercapai, maka kontak C0 akan mengaktifkan output Y000. Counter Co dapat di-reset pada saat input X001 diaktifkan.

Pada Mitsubishi FXOS 30 MR-ES/UL ini juga dikenal high speed counter

Tetapi penggunaan 21 counter ini terbagi atas beberapa jenis yaitu :

1. Counter1 phase dengan penggunaan start/reset : C235 – C240

2. Counter 1 phase dengan penggerak start/reset : C241 – C245

3. Counter 2 phase bi-directional : C246 – C250

4. Counter tipe phase A/B : C251 – C255

Perlu diingat penggunaan counter ini hanya tetras pada input X0, X1, X2, dan X3. di luar input tersebut, maka input lainnya tidak akan dapat mengaktifkan counter-counter yang telah disebutkan di atas. Tabel 3.8 memperlihatkan daftar high

speed counter yang tersedia pada PLC Mitsubishi FXOS 30 MR – ES/UL. Counter

C235, C241, C244, C246, C247, C249, C251, C252, dan C 254 merupakan high

speed counter yang memiliki back-up, sehingga counter tersebut tetap mampu

menyimpan data terakhir jika sewaktu-waktu terjadi kegagalan catu daya.

Penggunaan high speed counter yang berbeda pada satu kondisi dapat diizinkan, tetapi penggunaan inputnya tidak boleh bersamaan. Sebagai contoh, input X0-X3 tidak dapat digunakan untuk lebih dari satu high speed counter. Sehingga apabila input X0 telah digunakan untuk mengaktifkan high speed counter C235, maka input tersebut tidak dapat lagi digunakan untuk mengaktifkan high speed

Tabel 3.8. Daftar high speed counter

Counter 1 phase dengan penggunaan start/reset

Counter 1 phase dengan penggerak

start/reset

Counter 2 phase bi-directional

Counter tipe phase A/B

I N P U T

C235 C236 C237 C238 C241 C242 C244 C246 C247 C249 C251 C252 C254

X0 U/D U/D U/D U U U A A A

X1 U/D R R D D D B B B

X2 U/D U/D R R R R

X3 U/D R S S S

Keterangan Tabel : U : input up-counter

D : input down-counter

A : input counter phase A

B : input counter phase B

BAB IV

APLIKASI SMART SISTEM GEDUNG PERKANTORAN DENGAN MENGGUNAKAN

PLC MITSUBISHI FX0S-30MR-ES

4.1 PERANCANGAN DAN APLIKASI SISTEM

Dalam dunia otomasi, Programmable Logic Controller (PLC) dikenal sebagai salah satu alat kontrol. Alat ini bukan hanya mampu menggantikan penggunaan relay sebagai alat kontrol, tetapi juga memiliki tambahan fungsi kontrol.

Pada bab ini akan dibahas perancangan smart system untuk mengontrol sistem secara otomasi seperti sistem penerangan, saluran telepon, sistem keamanan dan sistem pendinginan dengan menggunakan PLC Mitsubishi FX0S-30MR-ES.

Perancangan sistem ini dirancang dapat bekerja setiap hari. Pada hari senin sampai dengan hari jumat para staff bekerja seperti biasanya antara pukul 08.00 sampai dengan pukul 17.00, sedangkan pada hari sabtu para staff hanya bekerja setengah hari antara pukul 08.00 sampai dengan pukul 12.00. pada hari minggu tidak terdapat kegiatan pada gedung perkantoran. Pukul 17.00 sampai dengan pukul 08.00 lampu yang terdapat pada halaman gedung perkantoran akan hidup.

Waktu kerja secara nyata adalah 9 jam antara pukul 08.00 sampai pukul 17.00 tetapi pada aplikasi ini waktu tersebut diasumsikan selama 9 detik dan diberi simbol T0. Sedangkan waktu malam hingga pagi hari adalah 15 jam antara pukul 17.00 sampai dengan pukul 08.00 dan pada aplikasi ini diasumsikan selama 15 detik dan diberi simbol T1. sedangkan pukul 08.00 sampai dengan pukul 12.00 adalah 5 jam, pada aplikasi ini diasumsikan selama 5 detik dan diberi simbol T2.

4.2 Daftar Input Dan Output

Alokasi memori input dan output yang digunakan pada proses pengontrolan tersebut, diperlihatkan pada Tabel 4.1a dan Tabel 4.1b berikut ini:

Tabel 4.1a. Daftar Internal Relay, Timer, Counter

Fungsi Keterangan Fungsi Keterangan

M0 Internal Relay T3 Waktu tidak kerja

M1 Internal Relay T4 Waktu tidak kerja

T0 Waktu Kerja selama 9 jam C0 Counter pagi hari

T1 Waktu tidak Kerja selama 15 jam C1 Counter malam hari T2 Waktu Kerja selama 5 jam (sabtu) M2 Internal Relay

Table 4.1b. Daftar input dan Output secara Lengkap

Input Nama Alat Output Nama Alat

X001 Sensor Gerak Y000 Lampu Direktur

X002 Sensor Asap Y001 Ac Direktur

X003 Sensor Kemanan Y002 Lampu Staff

X004 Tombol Lembur Y003 Ac Staff

X005 Tombol mematikan lampu Y004 SaluranTeleponSatpam

X016 Tombol Start Y005 Saluran Telepon Staff

X017 Tombol Stop Y006 Alarm kebakaran

Y007 Alarm Keamanan

4.3 LAMPU DAN AC DIRUANGAN DIREKTUR 4.3.1 Prinsip Kerja

Aplikasi ini dirancang untuk mengontrol sistem penerangan dan sistem pendinginan dengan menggunakan sensor pada ruangan direktur. Di mana pada perancangan sistem ini diinginkan lampu dan ac dapat menyala pada saat ada pergerakan di dalam ruangan. Ladder diagram dari sistem ini dapat dilihat pada Gambar 4.1

Cara kerja sistem tersebut adalah sebagai berikut :” pada saat sistem kontrol PLC dihidupkan maka internal relay (M0) akan energize kemudian lampu dan ac akan aktif apabila sensor (X001) mendeteksi adanya pergerakan orang didalam ruangan. Apabila tidak terdapat pergerakan di dalam ruangan maka lampu (Y000) dan ac (Y001) akan padam”.

Gambar 4.1 Ladder diagram diruang Direktur

Sensor yang dapat digunakan pada aplikasi ini adalah sensor gerak. Sensor ini akan mendeteksi pergerakan. Sensor ini dilengkapi dengan sonar, Apabila ada yang bergerak di dalam ruangan, maka sensor ini akan aktif.

4.3.2 Daftar Input Dan Output Yang Digunakan Dalam Mengontrol Lampu Dan Ac Diruang Direktur

Alokasi memori input dan output yang digunakan pada proses pengontrolan pada Gambar 4.1 dapat dilihat pada Table 4.2.

Tabel 4.2. Daftar Input dan Ouput

Simbol Fungsi

M0 Internal Relay

X001 Sensor Gerak

Y001 Lampu diruangan Direktur

Y002 Ac diruangan Direktur

4.4 LAMPU DAN AC DIRUANGAN STAFF 4.4.1 Prinsip Kerja

Pada aplikasi ini akan dirancang sistem penerangan dan sistem pendinginan pada ruangan staff. Sistem tersebut akan aktif pada saat PLC diaktifkan. Ladder

diagram dari sistem ini dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Prinsip kerja sistem tersebut adalah ”pada saat sistem bekerja maka M0 akan aktif dan secara langsung dapat mengaktifkan lampu (Y002) dan ac (Y003) pada ruangan staff, yang akan aktif selama waktu kerja. Setelah waktu kerja telah berakhir maka lampu dan ac akan padam. Apabila staff ingin bekerja lebih dari waktu yang ditentukan, maka dapat menekan sebuah tombol yang disebut tombol lembur (X004) maka lampu dan ac akan aktif selama waktu yang dibutuhkan dan ketika staff yang

Gambar 4.2 Ladder diagram di Ruang Staff

4.4.2 Daftar Input Dan Output Yang Digunakan Untuk Mengontrol Lampu Dan Ac Diruangan Staff

Daftar input dan output yang digunakan pada Gambar 4.2 dapat dilihat pada Table 4.3 dibawah ini :

Tabel 4.3. Daftar Input dan Ouput

Simbol Fungsi

M0 Internal Relay

T0 Waktu kerja selama 9 jam

X004 Tombol Lembur

Y002 Lampu pada ruangan Staff

Y003 Ac pada ruangan Staff

M1 Internal Relay

4.5 SALURAN TELEPON PADA RUANG STAFF DAN SATPAM 4.5.1 Prinsip Kerja

Pada aplikasi ini akan dirancang sebuah sistem yang akan menghubungkan dan memutuskan saluran telepon pada ruangan staff dan ruangan satpam. Sistem

yang ingin dirancang adalah sebagai berikut : Pada saat sistem aktif maka M0 akan aktif sebagai internal relay yang akan langsung mengaktifkan saluran telepon pada ruangan staff (Y005), pada saat T0 aktif maka saluran telepon pada ruangan staff akan putus, sedangkan saluran telepon yang ada pada ruang satpam (Y004) akan aktif apabila waktu kerja pada ruangan staff telah berakhir. Apabila waktu kerja tiba maka saluran telepon pada ruangan staff akan kembali aktif hal ini dipicu oleh timer

T0 sebagai pengatur waktu. dapat dilihat pada Gambar 4.3

Gambar 4.3 Ladder diagram Saluran Telepon

4.5.2 Daftar Input Dan Output Yang Digunakan Untuk Mengontrol Saluran Telepon pada ruangan Staff Dan Satpam

Daftar input dan output yang digunakan pada Gambar 4.3 dapat dilihat pada Table 4.4.

Tabel 4.4. Daftar Input dan Ouput

Simbol Fungsi

M0 Internal Relay

T0 Waktu kerja selama 9 jam

4.6 ALARM KEBAKARAN DAN KEAMANAN 4.6.1 Prinsip Kerja

Pada aplikasi yang dirancang ini akan mengontrol jalannya sistem, dimana sistem ini bertindak sebagai alarm kebakaran dan alarm keamanan. Cara kerja dari sistem yang dirancang adalah sebagai berikut:

pada saat sistem bekerja maka M0 akan aktif dan jika sensor (X002) mendeteksi adanya kepulan asap maka sensor akan mengirim sinyal sehingga lampu (Y006) akan menyala. Begiu juga dengan sistem keamanan, apabila sensor (X003) mendeteksi adanya pembongkaran atau perusakan secara paksa maka sensor akan mengirim sinyal yang akan menghidupkan lampu (Y007). Ladder diagram dari sistem tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Ladder diagram Alarm Kebakaran dan Keamanan Sensor yang dapat digunakan pada aplikasi ini adalah

4.6.1.1 Sensor Asap

Detektor asap ini terdiri dari 2 jenis yaitu photoelectric dan photodioda. Dimana perancangannya memanfaatkan partikel asap (indikasi kebakaran) sebagai penghalang sinar yang dipancarkan oleh infrared (photodioda). Saat photodioda tidak lagi menerima sinar infrared, maka seketika itu alarm akan berbunyi dan program akan bekerja bahwa indikasi akan terjadi kebakaran.

4.6.1.2 Sensor Pintu (Magnetic Door Contact)

Sensor ini dipasang di pintu ataupun jendela, cara kerja alat ini adalah apabila pintu atau jendela terbuka, maka sistem alarm akan berbunyi. Kekuatan alarm dari sensor ini mencapai 90 DB.

Adapun data teknis dari sensor ini ialah; - Wireless data Transmission distance 200m - Supply voltage: DC:12 Vs

- Wireless data Transmission distance 100m - Operating voltage : DC 12

- dB output : 110 dB

4.6.2 Daftar Input Dan Output Yang Digunakan Untuk Mengontrol Sistem Alam Kebakaran Dan Alarm Keamanan

Daftar input dan output yang digunakan pada Gambar 4.4 dapat dilihat pada Table 4.5.

Tabel 4.5. Daftar Input dan Ouput

Simbol Fungsi

M0 Internal Relay

X002 Sensor Asap

X003 Sensor keamanan

Y006 Alarm Kebakaran

4.7 LAMPU TAMAN 4.7.1 Prinsip Kerja

Pada aplikasi ini akan dirancang sistem untuk mengontrol lampu taman yang akan aktif pada saat malam hari. Dimana T0 adalah waktu kerja selama 9 jam tetapi pada sistem ini waktu kerja diasumsikan selama 9 detik. Cara kerja dari sistem ini adalah sebagai berikut :

Pada saat sistem kontrol mulai aktif maka M0 akan aktif juga, hal ini akan memicu aktifnya lampu taman (Y010) jika T0 aktif. Apabila T0 tidak aktif lagi maka lampu tersebut akan padam. Dapat dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Ladder diagram Lampu Taman

4.7.2 Daftar Input Dan Output Yang Digunakan Untuk Mengontrol Lampu Taman

Daftar input dan output yang digunakan pada Gambar 4.5 dapat dilihat pada Table 4.6.

Tabel 4.6. Daftar Input dan Ouput

Simbol Fungsi

M0 Internal Relay

T0 Waktu kerja 9 jam

4.8 LAMPU DAN AC DIRUANGAN SATPAM 4.8.1 Prinsip Kerja

Pada aplikasi ini akan dirancang sistem untuk mengontrol sistem penerangan dan sistem pedinginan diruangan satpam. Cara kerja dari sistem tersebut adalah sebagai berikut :

Pada saat tombol start ditekan maka sistem akan mulai bekerja. Saat T0 aktif maka lampu (Y011) dan ac (Y012) yang ada pada ruangan satpam akan aktif. Apabila terjadi perbaikan lampu atau ac diruangan satpam maka sistem diruangan dapat dipadamkan dengan menekan tombol (X005). Ladder diagram dapat dilihat pada Gambar 4.6 di bawah ini.

Gambar 4.6 Ladder diagram Lampu dan Ac Satpam

4.8.2 Daftar Input Dan Output Yang Digunakan Untuk Mengontrol Lampu Dan Ac Diruangan Satpam

Daftar input dan output yang digunakan pada Gambar 4.6 dapat dilihat pada Table 4.7 di bawah ini.

Tabel 4.7. Daftar Input dan Ouput

Simbol Fungsi

T0 Waktu kerja 9 jam

Y011 Lampu Satpam

Y012 Ac Satpam

M2 Internal Relay

4.9 Perhitungan Waktu dan Hari

Timer adalah suatu instruksi yang membuat suatu proses berhenti sesaat

sebelum kembali melanjutkan proses. Pada perancangan ini akan dirancang sistem pewaktuan yang dapat menghitung waktu kerja dan waktu tidak kerja, yaitu T0 sebagai waktu kerja 9 jam dan T1 sebagai waktu tidak kerja selama 15 jam. PLC Mitsubishi FX0S-30MR-ES tidak dilengkapi dengan modul timer off delay tetapi hanya memiliki modul timer on delay. PLC Mitsubishi FX0S-30MR-ES juga tidak memiliki modul RTC internal sehingga tidak dapat menjalankan fungsi pewaktuan selama 24 jam secara real time.

4.9.1 Perhitungan Waktu

Cara kerja dari sistem pewaktuan ini adalah pada saat sistem diaktifkan maka M0 akan aktif, maka T0 akan mulai menghitung selama 0.01 x K90. Setelah T0 selesai menghitung, maka T0 akan aktif dan memicu T1 untuk menjalankan perhitungan selama 0.01 x K150. setelah selesai menghitung waktu, T1 akan aktif dan akan mereset T0 dan sistem akan kembali pada M0. Ladder diagram dapat dilihat pada Gambar 4.7.

ruangan kantor akan aktif pada pukul 08.00 sampai dengan pukul 17.00. setelah waktu tersebut berakhir, maka saluran telepon (Y005) yang terdapat pada ruangan kantor akan dialihkan ke ruangan satpam hingga pagi hari menjelang pada pukul 08.00. Alarm kebakaran (Y006) akan aktif apabila sensor (X002) mendeteksi adanya kepulan asap, begitu juga dengan alarm keamanan (Y007) akan aktif apabila sensor (X003) mendeteksi adanya pembongkaran paksa pada gedung. Pada saat malam hari pada pukul 17.00 lampu taman (Y010) akan bekerja hingga pagi hari. apabila seseorang ingin kerja lembur maka akan ada tombol (X004) yang harus ditekan karena sistem yang dirancang hanya bekerja pada jam aktif. Sedangkan lampu (Y011) serta ac (Y012) dapat dipadamkan dengan menekan tombol (X005). Sistem ini bekerja pada hari senin hingga hari minggu, pada hari senin hingga hari jumat sistem bekerja seperti penjelasan diatas. Tetapi pada hari sabtu waktu kerja dikurangi menjadi 5 jam dari pukul 08.00 sampai dengan pukul 12.00 dan pada hari minggu para pegawai atau staff tidak ada yang bekerja sehingga sistem pada ruangan perkantoran tidak akan diaktifkan. Untuk mengakhiri sistem kerja PLC dapat dilakukan dengan menekan tombol stop (X017). Ladder diagram dapat dilihat pada Gambar 4.9.

4.11 Ladder diagram

Ladder diagram yang diprogram dengan Mitsubishi GX Developer secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 4.9 dibawah ini.

Lanjutan Gambar 4.9 Ladder diagram Keseluruhan di atas

!∀#∃%&∋()#& ∗ %&∋()#& !∀#+) ,, ∋−∋∀./ +) ,, ∋−∋∀./ + )∀ ! ∗+) ,, − &! (∋0 ( & /

− &! (∋ ! / / !∀# ) ! / !∀# + )∀ ! ∗ + )∀ ! .!0.− ∋!0#& .!0.− / ,,

1

4.12 Rancangan Sirkuit Diagram

Gambar rancangan sirkuit diagram dengan menggunakan PLC FX0S-30MR-ES secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 4.10.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

1.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil rancangan yang telah dilakukan maka didapat kesimpulan sebagai berikut :

1. Sistem yang dirancang dapat bekerja dengan menggunakan Counter yang berfungsi sebagai penghitung hari dan Timer yang berfungsi sebagai penghitung waktu. Counter dan Timer adalah sebagai pengganti RTC (Real Time Clock).

2. PLC FX0S-30MR-ES yang digunakan untuk menjalankan aplikasi smart system yang dirancang memiliki keterbatasan I/O, apabila ingin dilakukan pengembangan pada sistem ini maka dibutuhkan I/O tambahan untuk menambah I/O tersebut.

2. SARAN

1 PLC Mitsubishi FX0S-30MR-ES tidak dilengkapi modul RTC (Real Time Clock), sehingga penulis tidak dapat mengaplikasikan sistem secara sempurna. Diharapkan pada pengembangan PLC selanjutnya dapat menggunakan modul RTC agar aplikasi yang dilakukan dapat bekerja dengan sempurna .

2. Aplikasi smart system ini diharapkan dapat dilimplementasikan secara nyata pada gedung perkantoran.

DAFTAR PUSTAKA

1. Bolton, W. , “ Pemograman Logic Controller (PLC) : Sebuah Pengantar “; alih bahasa : Irzam Harman, Jakarta : Erlangga , 2004

2. Brian, L.A . “ Programmable Controllers : Theory and Implementation “, Atalanta, USA : Industrial Text Company, 1997

3. Crispin, Allan. “ Programmable Logic Controller and Their Engineering, Aplications” ,London : McGrawhill Book Company, 1959

4. Setiawan, Iwan . “ Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol ” , Yogyakarta : Andi, 2006

5. Husanto & Thomas, ST, MT. “ PLC (Programmable Logic Controllers) “, Jakarta : Penerbit ANDI, 2005.

6. Yulianto, Anang. “ Panduan Praktis Belajar PLC ( Programmable Logic Controller) “. Jakarta : Elex Media Komputindo, 2006