24 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 inputoutput dihubungkan dengan modul inputoutput 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 inputoutput
dengan modul inputouput.
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
25
Power + Supply
- Temperature
switch Push Button
1 2
3 4
5 6
Com Peralatan input
Modul Input
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:
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
26 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 speed drive, 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 InputOutput. 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
dalam CPU PLC untuk beroperasi. Jika Power supply padam power off, maka rangkaian Power supply pada PLC dilengkapi dengan baterai cadangan
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
27 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 IO, 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 inputoutputnya. Waktu scan dipengaruhi oleh dua faktor yaitu jumlah memori yang
diperlukan oleh program yang dirancang dan jenis instruksi yang digunakan
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
28 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 pada PLC untuk menyimpan program pengguna.
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
29 •
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. InputOutput
Sistem inputoutput diskrit pada dasarnya merupakan antarmuka yang menghubungkan CPU Central Processing UnitI dengan peralatan
input output. Secara fisik, rangkaian inputoutput dengan unit CPU
terpisah secara kelistrikan. Hal ini menjaga agar kerusakan pada peralaan inputoutput 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
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
30 masing-masing kondisi. Dengan kata lain sinyal input dapat berupa
logika 0 dan logika 1 onoff 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 ACDC 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
Bagian inputoutput dari PLC terdiri dari modul input dan output. Sistem IO membentuk interface dengan peranti medan yang dihubungkan pada pengontrol.
Tujuan interface ini adalah untuk kondisi berbagai sinyal yang diterima dari atau dikirimkan ke peranti medan eksternal.
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
31 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 inputoutput 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.
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
32
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 IO terpisah, sering digunakan rak sebagai
tempat IO 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
.
Gambar 2.4 modul IO terpisah dari PLC melalui sistem rack Modul interface input menerima sinyal dan peralatan kontrol atau peranti
proses misalnya, 120 V ac dan mengubahnya menjadi sinyal 5 V dc yang dapat
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
33 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 IO diberi daya oleh sumber tegangan Gambar 2-5a dan 2.5b. Karena tegangan tersebut dapat berbeda magnitude maupun jenis, maka modul IO
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 IO
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 2.5a Empat titik modul input diskrit 120 V-AC
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
34 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 AD.
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
lurus untuk mengendalikan peranti-medan analog. Data digital dilakukan pada
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
35 rangkaian konverter digital-ke analog DA
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.
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
36 Gambar 2.6b Format Alamat IO 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 IO.
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.
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
37
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 bahasakode mesin. Bahasakode 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 bahasakode mesin.
Hamdani : Aplikasi Smart System Pada Gedung Perkantoran Dengan Menggunakan PLC FX0S-30MR-ES, 2008. USU Repository © 2009
