TI-3222: Otomasi Sistem Produksi
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB TI - 3222: Otomasi Sistem Produksi Kom u n ik a si D a t a pa da Sist e m M a n u fa k t ur
Laborat orium Laborat orium Sist em Sist em Produksi Produksi www.lspit b.org www.lspit b.org © © 2004 2004
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Hasil Pembelajaran
- Um um
Mahasiwa m am pu unt uk m elakukan proses perancangan sist em ot om asi, sist em m esin NC, sert a m erancang dan m engim plem ent asikan sist em kont rol logika.
- Khusus
Mem aham i t eknik- t eknik kom unikasi dat a sert a m am pu m elakukan pem indahan dat a secara serial, parallel m aupun m elalui sist em j aringan
2 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Pengantar
- Unt uk m enghasilkan operasi yang t erat ur, lancar, m aka
peralat an- peralat an yang t erlibat dalam proses m anufakt uring harus t erkoordinasi.
- Kom unikasi ant ara peralat an m enj adi sangat pent ing.
- Dalam lant ai pabrik, j ik a peralat an yang ada t idak dapat berkom unikasi, m aka kom unikasi dilakukan oleh operat or.
- Kom unikasi yang dilak ukan oleh operat or adalah lam bat dan sangat rent an unt uk t erj adinya kesalahan.
- Peralat an pengendali y ang m odern t elah berbasiskan
kom put er, sehingga m em ilik i kem am puan unt uk m elakukan kom unikasi dat a.
- Peralat an ini biasanya m em ilik i kem am puan unt uk m engirim kan at aupun m enerim a dat a.
3 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Pengantar
- Pada level dasar, kom unikasi biasanya dilakukan m elalui t it ik input / out put t ert ent u, dan dilakukan dengan m engkom unikasikan sinyal ON/ OFF. Karena sederhana, m aka cara ini hanya dipakai unt uk m enghubungkan peralat an yang sederhana saj a.
- Cara kom unikasi yang lebih populer yait u dengan
m enggunakan port kom unikasi serial ( serial com m unicat ion port ) . Pada port serial ini, dat a 8- bit ( byt e) dikirim kan secara serian m elalui sepasang kabel.
- Cara kom unikasi lain, ant ara lain m enggunakan port
kom unikasi parallel. Met oda ini t idak m ahal dalam im plem ent asi, nam un t erbat as dalam kecepat an kom unikasi dan hanya bisa unt uk kom unikasi sat u- ke- sat u. Dengan port parallel ini, dat a 8- bit secara parallel dik irim kan m elalui port ini.
4 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
- Kem udian t eknologi berkem bang dan m uncullah konsep
- LAN m em ungkinkan unt uk dilakukannya kom unikasi secara
- Masalah lain yang m uncul adalah t idak cocoknya peralat an
- Ket idakseragam an ini m engakibat kan t ingginya inst alasi
USRT ( Universal Synchronous Receiver Transm it t er) .
Asynchronous Receiver/ Transm it t er) , at au
berupa buffer, penguat , bidirect ional driver, parallel int erface adapt er, at aupun serial int erface adapt er ant ara lain UART ( Universal
I/O address bus control bus
registers
ALU Control Unit
Memory
data busdari sat u kom put er / per alat an ke kom put er / per alat an lainnya, dan j uga sebaliknya. Kom unikasi dilakukan dengan m enggunakan m edia I / O pada kom put er.
6 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Dasar Komunikasi Data
j aringan pada lant ai pabrik, sehingga pada awal t ahun 1980, General Mot or m engaj ukan suat u st andar baru, yait u MAP ( Manufact uring Aut om at ion Prot ocol) , yang m endefinisikan st andar kom unikasi fisik at aupun logika unt uk fasilit as m anufakt uring.
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
kom unikasi yang dibuat oleh sebuah perusahaan dengan perusahaan lainnya.
cepat , dan m em ungkinkan unt uk m enghubungkan banyak t it ik kom put er ( m any- t o- m any com m unicat ion) pada sat u LAN yang sam a.
LAN ( Local- Area Net work) , yang bisa dipergunakan dalam lant ai pabrik at aupun pada sist em ot om asi kant or.
5 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Pengantar
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
- Kom unikasi dat a diper gunakan unt uk m enghant arkan sebuah dat a
- Fungsi digit al I / O ini bisa
- Perangkat I / O yang sederhana
dapat berupa TTL buffer. K
- Kom unikasi dat a yang paling sering dilakukan adalah kom unikasi dat a serial dan kom unikasi dat a parallel.
- Kom put er m enyim pan dat a dalam bent uk form at biner. Nam un,
- Sedangkan bent uk lainnya,
- Sehingga diperlukan sist em
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
7 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Data Bus select address bus decoder read/write from control bus buffer external device internal to a computer Pengkodean Data
hanya bilangan int eger saj a yang m em iliki bilangan biner yang ekuivalen.
sepert i bilangan real, t ext ( alphanum erik) , dan grafik t idak m em iliki bilangan biner nat ural yang ekuivalen.
pengkodean- dat a unt uk m erepresent asikan angka- angka t ersebut . Kebanyakan kom put er m enyim pan dat a alphanum erik dalam bent uk ASCI I ( Am erican St andard
Elect ronic I ndust ries Associat ion) .
- Dalam ASCII,
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
8 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB ASCI I Code Chart
biasanya satu karakter direpresentasikan dalam 8 bit. Dalam komunikasi data, biasanya semua format dapat dipakai. Namun yang paling umum adalah ASCII, terutama dalam melakukan transfer file text, termasuk program NC part
- Kom unikasi serial m erupakan kom unikasi yang paling sering dipergunakan.
- Port kom unikasi serial ini biasanya sudah t erdapat dalam kom put er, m esin pengendali, m odem , t erm inal dan sebagainya.
- Dalam kom unikasi dat a
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
9 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Komunikasi Data Serial • Kom unikasi dat a serial, adalah cara berkom unikasi secara serial.
Dat a yang akan dikirim kan akan diserialkan, dan dikirim kan keluar dari sat u j alur sebanyak 1 bit t iap wakt u.
TX TX RV RV GND GND Device 1 Device 2 cable
serial, m asing- m asing peralat an kom unikasi m em erlukan port serial dan kabel yang t erdiri dari sedikit nya 3 kabel, yang t erdiri dari kabel untuk mengirimkan data (Transmitting
Data : TX), menerima data
(Receiving Data : RV) dan ground (GND).
- Dim ana st at us " nol" m enandakan
- Volt ase posit if berkisar dari + 5 sam pai + 15 Volt s unt uk out put dan + 3 sam pai + 15 unt uk input .
- Sedangkan volt ase negat if berkisar ant ara - 5 sam pai - 15 Volt s unt uk out put dan - 3 sam pai - 15 unt uk input .
- Rat a- rat a kecepat an t ransfer ( clock rat e) disebut sebagai baud rat e ( sam a dengan bit per second ( bps) ) .
- Dalam kom unikasi serial, dat a
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 1 0 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
Komunikasi Data Serial
dit ransm isikan sebagai gelom bang kot ak ( m endekat i gelom bang kot ak) .
volt ase posit if, dan st at ur " sat u" m enandakan volt ase negat if.
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Komunikasi Serial Standar
- RS- 232 dan RS- 422 adalah dua perangkat kom unikasi serial yang st andar yang digunakan di indust ri.
- Peralat an ini t erbagi m enj adi dua bagian, yait u Dat a-
Term inal Equipm ent ( DTE) dan Dat a- Com m unicat ion Equipm ent ( DCE) .
- Biasanya DTE m em ilik i konekt or " j ant an" ( m ale connect or) ,
sedangkan DCE m em iliki konekt or " bet ina" ( fem ale connect or) .
- Konekt ornya biasanya t erdiri dari 9 at au 25 pin.
- RS- 232 biasanya dipergunakan unt uk t ransfer dat a rat a-
rat a ant ara rendah- m enengah, dan biasanya m em ilik i kecepat an transfer 19.2 kilobaud.
- Panjang kabel untuk RS-232-C terbatas sepanjang 50 kaki.
- RS-422 memiliki kemampuan transfer yang lebih cepat, sampai 10 Megabaud.
1 1 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Komunikasi Serial Standar
- Ketika dua peralatan komunikasi berkomunikasi, maka akan terjadi proses transmisi dan penerimaan data secara simultan, atau alternatif.
- Jika transfer data dapat dilakukan secara simultan, maka disebut full-duplex, sedangkan jika peralatan hanya bisa memilih antara alternatif menerima atau mengirim, maka disebut sebagai half-duplex.
- Pada level aturan komunikasi data yang lebih tinggi,
terdapat protokol data komunikasi, yaitu sistem yang mendefinisikan konvensi logika untuk tranfer data.
- Protokol memungkinkan data untuk ditransfer secara mudah dan tanpa kesalahan.
- Protokol yang cukup terkenal, antara lain : KERMIT, XMODEM, ataupun YMODEM.
1 2 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
- Dalam kom unikasi dat a parallel,
- Perangkat ini sering diper gunakan
- Nam un kom unikasi ini t erbat as
- Kadang t erdapat peralat an yang m em iliki dua at au lebih port 8- bit yang bisa diprogram unt uk m enerim a at aupun m engirim kan dat a.
- Nilai " 1" dalam pengirim an dat a berart i out put , dan " 0" berart i input .
- Fasilit as lain dari parallel port , ant ara lain st at us dan pengendali
Yes No Yes No
Status or output port send a byte to the output port
Status or input port load input byte to the accumulator
um um unt uk kom unikasi dat a ant ara dua kom put er. DMA biasanya dipakai unt uk m enghubungkan kom put er dan peralat an kom unikasi, t erut am a j ika diperlukan t ranfer dat a yang cukup besar, sepert i kom unikasi dari kom put er ke hard- disk.
3. Direct Mem ory Access ( DMA)
2. I nt errupt s. Unt uk m ereduksi kepenuhan di polling, m aka bisa dipergunakan int errupt s.
1. Polling. Polling akan dilakukan dengan cara m engecek st at us pada I / O port . Program kom unikasi akan m engecek pada I / O port secara t erus m enerus, j ika out put port t elah siap m engirim kan dat a, m aka akan dikirim kan 1 byt e dat a, dan j ika input port sudah siap, m aka byt e dat a yang ada di port input akan diam bil.
ant ara lain :
Teknik Transfer Data
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 1 4 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
dalam m elakukan t ransfer dat a ant ar kom put er.
unt uk m ent ransfer dat a ant ara kom put er dengan peralat an lainnya, sepert i sensor, akt uat or, dan peralat an- peralat an lainnya.
keseluruhan byt e dat a dikirim kan secara bersam aan, dat a dikat akan dit angani secara parallel.
unt uk " handshaking" , signal pengendali dan t im ing lain unt uk peralat an, dan j uga ant arm uka langsung dengan alam at pada prosesor, dat a dan cont rol buses.
Komunikasi Data Parallel
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 1 3 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
- Tranfer dat a dapat dilakukan dengan 3 cara,
- Kedua m et oda pert am a diper gunakan secara
- Supaya sist em Com put er- Aided Manufact uring dapat
Loop
- Tidak hanya unt uk kom unikasi dat a file, nam un program NC
- Unt uk it u diperlukan sist em yang j auh lebih baik. I / O serial
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 1 5 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
Local Area Network
berj alan dengan lancar, m aka banyak peralat an yang harus dihubungkan.
part , file dat a desain, dan sebagainya perlu dipert ukarkan ant ara peralat an dan kom put er, dem ik ian j uga dengan perint ah pengendali, st at us peralat an j uga harus dipert ukarkan.
dan parallel sangat lah t erbat as unt uk hal ini, karena : Kom unikasi t it ik- ke- t it ik m em butuhkan koneksi, sebagai cont oh 50 peralat an m em but uhkan 1225 koneksi
Kecepat an kom unikasi yang lam bat ( hanya sam pai 20kbyt es / det ik, dan bisa dit ingkat kan j ika dilakukan kom presi dat a) Jarak t ransm isi yang pendek.
! 2 ( 2 )! 2 − = C n n n TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
- Sehingga dibent uk j aringan yang m am pu unt uk m enghubungkan
- Juga t erdapat CBX ( Com put erized Brance Exchanged) yang m em anfaat kan layanan t elepon unt uk t ransm isi dat a.
- LAN adalah cocok unt uk j aringan pabrik, unt uk it u m aka LAN
1 6 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Local Area Network
sej um lah kom put er secara bersam aan. Jaringan kom put er secara um um t erbagi m enj adi 3 j enis, yiat u:
Wide- Area Net works ( WANs) Local- Area Net works ( LANs) High- Speed Local Net works ( HSLNs)
cocok unt uk im plem ent asi CAM. LAN yang ideal m em iliki karakt erist ik berikut :
Berkecepat an t inggi : lebih besar dari 10 MBps Biaya rendah, m udah diaplikasikan ke m ikrokom put er at aupun pengendali m esin Reliabilit as dan int egrit as t inggi, t ingkat kesalahan rendah. Mudah diekspansi Fleksibilit as dalam inst alasi Mem iliki suat u st andar ant arm uka.
Sinyal yang dit ransm isikan m elewat i kabel akan m em ilik i m odulasi pada frekwensi t ert ent u. Rent ang ant ara frekwensi t erendah dan t ert inggi yang bisa dipergunakan unt uk kom unikasi disebut sebagai bandwidt h. Terdapat dua m et ode yang digunakan dalam LANs yait u baseband ( m et oda dalam kom unikasi dat a dim ana perbedaan t egangan akan m ewakili " 0" dan " 1" ) , dan broadband ( m enggunakan sinyal analog) .
No. Of Devices Supported
Dalam t ransfer dat a dapat dipergunakan kabel coaxial at aupun t wist ed pair.
Dat a dapat dikirim kan dalam byt e per byt e, dalam unit yang kecil, at aupun secara sekaligus.
I stilah
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 1 8 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
Voice Terminal-t-terminal Terminal-t-host
Terminals Main frame to disk drive
Applications Computer
Low high Very Low
Attachment Cost
100's - 1000's 10's 100's - 1000's
Packet Packet Circuit (no delay)
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 1 7 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
Max Distance 25 km 1 km 1 km Switching Technique
50 MBps 9.6 - 64 KBps
1-100 MBps
Speed
Bus, Tree, Ring Bus Star
Topology
Twisted Pair
CATV Coax
Twisted Pair, Coaxial Cable, Optical Fibre
Transmission Medium
Perbandingan Jenis Jaringan LAN HSLN CBX
- Paket
- Media Transm isi
- Bandwidt h
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB I stilah
- Topologi Jaringan
Jaringan dapat diat ur dalam berbagai cara, ant ara lain : t ipe ring, st ar, bus. Pengat uran ini dapat berupa fisik at aupun logik.
- Pengendali Medium - Access
LANs m enggunakan pengendali t erdist ribusi. Hal ini m em ungkinkan sem ua peralat an dalam j aringan m em ilik i kem am puan yang sam a unt uk m engakses ke j aringan, dan m encegah kesalahan t idak t erduga. Unt uk it u diperlukan suat u skem a kont rol t erdist ribusi yang disebut m edium - access cont rol. Yang um um dipakai adalah CSMA/ CD ( Et hernet Bus) , dan Token passing ( t oken bus at au t oken ring)
1 9 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB insulators core wire ground wire
Kabel Coaxial Kabel Twisted Pair
(62.5 micron) cor cladding
Kabel Fibre Optic
2 0 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Topologi Jaringan
Ring Star Bus
2 1 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Model I SO/ OSI
- Karena banyaknya ket idakcocokan pada sist em kom unikasi dat a
yang dikem bangkan, am ak pada akhir t ahun 1970, I SO ( I nt ernat ional St andards Organizat ion) m ulai m engem bangkan m odel kom unikasi LAN st andar, dan disebut sebagai OSI ( Open Syst em I nt erconnect ) , yang m em bagi proses kom unikasi m enj adi 7 lapisan.
- Tuj uh lapisan t ersebut ant ara lain: Device A Device B
1. Phy sical layer User Program User Program
2. Dat a- link layer Layer 7 Application Application
3. Net work layer Layer 6 Presentation Presentation
4. Transport layer Layer 5 Session Session
5. Session layer Layer 4 Transport Transport
6. Present at ion layer Network Network
7. Applicat ion lay er Layer 3 Layer 1 Layer 2 Data Link Physical medium Data Link Physical 2 2
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Manufacturing Automation Protocol
- MAP adalah spesifikasi prot okol LAN yang dikem bangkan oleh General Mot ors, yang dikhususkan unt uk lingkungan pabrik / m anufakt ur.
- MAP m engadopsi m odel I SO/ OSI .
- MAP ini digunakan dalam kom unikasi peralat an m esin, robot , PLC, kom put er dan t erm inal.
- Bent uk prot okol kom unikasi lain yang j uga dikhususkan unt uk ot om asi kant or adalah yang dikem bangkan oleh Boeing Com put er Service yait u TOP ( Technical and Office Prot ocol)
2 3 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
2 4 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB TCP / I P Protocols
- TCP / I P: Transm ission Cont rol Prot ocol / I nt ernet Prot ocol
- Prot okol TCP/ I P adalah produk yang dihasilkan
Depart em en Pert ahanan USA, dan banyak digunakan sebagai prot okol unt uk int ernet .
- Kat a int ernet berart i j uga " net work of net works" .
Di dalam int ernet it u sendiri t erdapat ribuan j aringan- j aringan kecil yang t ersebar di seluruh dunia.
- I nt ernet m erupakan perm ulaan dari suat u era I nform at ion SuperHighway.
2 5 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB PC Parallel Printer Port
- Paralel port pada dasarnya dirancang khusus unt uk dihubungkan ( berkom unikasi) dengan print er.
- Dapat pula digunakan unt uk port input / out put secara um um , yait u unt uk berkom unikasi dengan peralat an lain yang sesuai.
- Paralel print er port berupa konekt or 25 pin t ipe D- fam ale ( DB- 25) .
- Rancangan dasar print er port m em iliki: 8 t it ik out put dari DATA Port .
5 t it ik input ( sat u invers) dari STATUS Port . 4 t it ik out put ( t iga invers) dari CON TROL Port .
- Alam at print er port ( Base Address) biasanya: &278, &378,
&3BC
Alam at Dat a Port : Base+ 0 Misal: &378 Alam at St at us Port : Base+ 1 &379 Alam at Cont rol Port : Base+ 2 &37A
2 6 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 2 7 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
Diagram blok printer adaptor Address Decode
Data Output Buffer Control Output Buffer
25 pin D-type Connector Data Wrap Buffer
Control Wrap and Signal Input Buffer Control Signal
Address Bus Interrupt Data Bus
- Versi baru print er port :
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 2 8 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
Diagram konektor printer port
Bi- direct ional ( PS/ 2) Enhanced Paralel Port ( EPP) Ext ended Capabilit y Port ( ECP)
- 5 VDC
- 5 VDC
- Prosedur out put :
- Prosedur input :
9
2
3
4
5
6
7
8
8
10
7
6
5
4
3
2 8 x 560 Ohm 8 x LED Centronics Printer Port
Output D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TPI D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1
11
Output: Base+0 D0-D7 Low, LED on.
18 330
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6 2 9 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB
Contoh Apliaksi sederhana input dan output
writ e ( Base+ 0, 0) { LED m enyala}
x = read ( Base+ 1) { x ber ubah nilai} writ e x { m enam pilkan x pada m onit or}
D0 Busy Ground
2
11
10 K Push Button
12
Printer Port TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
3 0 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB PC printer port interface (Output)
18
17
16
15
14
13
- + 12 V
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB PC printer port interface (I nput)
Input Nibble Mode D6
4
3 D7
10 D5
7
6 D6
12 D4
9
10 D5
13 D3
12
74LS157
13 D4
32
2 D3
5 D2 C0
1
11 D1
1
15
14 D0
19 Gnd
8
16 8 x 1 K
~ 30 8 x LED + 5 V
Input: Base+1 D0-D7 Low, LED on.
Base+2, C0=Low: D0-D4 Read. Base+2, C0=High: D5-D7 Read.
3 1 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6
D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB PC printer port interface
- OUTPUT
$378 Addr e ss: Ba se + 0
- I N PUT
Addr e ss: Ba se + 1 $379
- CON TROL
$37A Addr e ss: Ba se + 2
3 2 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 6