QP92Z7tnsjyYZ8OOrOpSpmnpj1fVEahdJnrmzwTX

M O D U L E L E K T R O N I K A D A N M E K A T R O N I K A

P E N G E N D A L I A N

S I S T E M P N E U M A T I K

M E N G G U N A K A N P L C

S I E M E N S S 7 P C - 3 0 0

KENDALI ELEKTROPNEUMATIK BERBASIS PLC SIEMENS S7- 300

Untuk Sekolah Menengah Kejuruan

Edisi Tahun 2017

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH

KENDALI ELEKTROPNEUMATIK BERBASIS PLC SIEMENS S7- 300

Copyright © 2017, Direktorat Pembinaan SMK

All rights Reserved

Pengarah

Drs. H. Mustaghirin Amin, M.BA Direktur Pembinaan SMK

Penanggung Jawab

Arie Wibowo Khurniawan, S.Si. M.Ak

Kasubdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

Ketua Tim

Arfah Laidiah Razik, S.H., M.A.

Kasi Evaluasi, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

Penyusun

Kartika Saraswati, S.ST (SMK 8 Kota Tangerang)

Desain dan Tata Letak

Rayi Citha Dwisendy, S.Ds

ISBN

Penerbit:

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan

Komplek Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Gedung E, Lantai 13 Jalan Jenderal Sudirman, Senayan, Jakarta 10270

KATA PENGANTAR DIREKTUR KASUBDIT PROGRAM DAN EVALUASI

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Salam Sejahtera,

Melalui Instruksi Presiden (Inpres) Nomor 9 Tahun 2016 tentang Revitalisasi Sekolah Menengah Kejuruan (SMK), dunia pendidikan khususnya SMK sangat terbantu karena akan terciptanya sinergi antar instansi dan lembaga terkait sesuai dengan tugas dan fungsi masing-masing dalam usaha mengangkat kualitas SMK. Kehadiran Buku Serial Revitalisasi SMK ini diharapkan dapat memudahkan penyebaran informasi bagaimana tentang Revitalisasi SMK yang baik dan benar kepada seluruh stakeholder sehingga bisa menghasilkan lulusan yang terampil, kreatif, inovatif, tangguh, dan sigap menghadapi tuntutan dunia global yang semakin pesat.

Buku Serial Revitalisasi SMK ini juga diharapkan dapat memberikan pelajaran yang berharga bagi para penyelenggara pendidikan Kejuruan, khususnya di Sekolah Menengah Kejuruan untuk mengembangkan pendidikan kejuruan yang semakin relevan dengan kebutuhan masyarakat yang senantiasa berubah dan berkembang sesuai tuntuan dunia usaha dan industri.

Tidak dapat dipungkuri bahwa pendidikan kejuruan memiliki peran strategis dalam menghasilkan manusia Indonesia yang terampil dan berkeahlian dalam bidang-bidang yang sesuai dengan kebutuhan. Terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada semua pihak yang terus memberikan kontribusi dan dedikasinya untuk meningkatkan kualitas Sekolah Menengah Kejuruan. Buku ini diharapkan dapat menjadi media informasi terkait upaya peningkatan kualitas lulusan dan mutu Sumber Daya Manusia (SDM) di SMK yang harus dilakukan secara sistematis dan terukur.

Wassalamu`alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Jakarta, 2017

Kasubdit Program Dan Evaluasi Direktorat Pembinaan SMK

P

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas tersusunnya buku teks ini, dengan harapan dapat digunakan sebagai buku teks untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Bidang Studi Keahlian Teknologi Dan Rekayasa, Teknik Mekatronika.

Modul pembelajaran ini disusun berdasarkan tuntutan paradigma pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013 yang diselaraskan berdasarkan pendekatan model pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan belajar kurikulum abad 21, yaitu peningkatan keterampilan berdasarkan tuntutan kebutuhan industri. Penyajian modul pembelajaran ini disusun dengan tujuan agar supaya peserta didik dapat melakukan proses pencarian pengetahuan berkenaan dengan materi pelajaran melalui berbagai aktivitas proses sains sebagaimana dilakukan oleh para ilmuwan dalam melakukan eksperimen ilmiah (penerapan scientifik), dengan demikian peserta didik diarahkan untuk menemukan sendiri berbagai fakta, membangun konsep, dan paradigma baru secara mandiri.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, dan Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan menyampaikan terima kasih, sekaligus saran kritik demi kesempurnaan buku teks ini dan penghargaan kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam membantu terselesaikannya buku teks siswa jurusan teknik Mekatronida di tingkat Sekolah Menengah Kejuruan (SMK).

Jerman, 1 April 2017

Penulis

(%*8%6-7-KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... ii

DAFTAR GAMBAR ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

PETA KEDUDUKAN MODUL ... II GLOSARIUM ... III BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

A. STANDAR KOMPETENSI ... 1

B. DESKRIPSI MATERI PEMBELAJARAN ... 4

C. WAKTU... 4

D. PRASYARAT ... 4

E. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL... 5

F. TUJUAN AKHIR ... 5

G. CEK PENGUASAAN STANDAR KOMPETENSI ... 5

BAB II ... 7

KEGIATAN PEMBELAJARAN ... 7

1. KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 : ELEKTROPNEUMATIK ... 7

a. Tujuan Pembelajaran ... 7

b. Uraian Materi ... 7

c. Rangkuman ... 32

d. Tes Formatif ... 32

e. Lembar Kerja ... 33

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR KASUBDIT PROGRAM DAN EVALUASI... KATA PENGANTAR PENULIS...

i ii iii v viii ix x P

(%*8%6+%1&%6

2. KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 : PEMROGRAMAN LOGIKA DASAR PLC ... 38

a. Tujuan ... 38

b. Uraian materi ... 38

c. Rangkuman ... 49

d. Tes Formatif ... 50

3. KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 : PEMROGRAMAN LOGIKA DASAR PLC ... 51

a. Tujuan Pembelajaran ... 51

b. Uraian materi ... 51

c. Rangkuman ... 72

d. Tes Formatif ... 72

e. Lembar Kerja ... 73

BAB III ... 79

EVALUASI ... 79

PENUTUP ... 85

DAFTAR PUSTAKA ... 86

(%*8%6+%1&%6

Gambar 1. Kontak sakelar dengan konfigurasi NC ... 8

Gambar 2. Macam macam kontak ... 8

Gambar 3. Konfigurasi N/O dan N/C ... 9

Gambar 4. Saklar ... 10

Gambar 5. Simbol Saklar... 11

Gambar 6. Kontak limit switch ... 12

Gambar 7. Konstruksi Relay ... 12

Gambar 8. Macam – macam Sensor ... 13

Gambar 9. Reed Switch ... 14

Gambar 10. Skema Sensor 1 arah ( one – way) ... 16

Gambar 11. Skema Sensor dengan Reflektor ... 16

Gambar 12. Konstruksi Relay ... 17

Gambar 13. Identitas Relay... 18

Gambar 14. relay tunda waktu hidup ... 19

Gambar 15. Relay Tunda Waktu Mati ... 19

Gambar 16. Katup dengan Pilot Solenoid ... 20

Gambar 17. Simbol-simbol grafik untuk kontak: fungi dasar dan aktuasi tertunda ... 21

Gambar 18. Simbol grafis untuk alat-alat yang dioperasikan manual ... 21

Gambar 19. Simbol – simbol grafis penggerak elektromekanik ... 22

Gambar 20. Simbol Grafis untuk Relai dan Kontaktor ... 22

Gambar 21. Simbol-simbol Grafis untuk Sensor ... 23

Gambar 22. Susunan Rangkaian Pneumatik ... 24

Gambar 23. Susunan Rangkaian Elektrik ... 24

Gambar 24. Switch NO dalam Keadaan Tersambung ... 25

Gambar 25. Positional Diagram ... 26

Gambar 26. Diagram Step Pemindahan ... 27

Gambar 27. Diagram Rangkaian Pneumatik dan Diagram Rangkaian Elektrik ... 27

Gambar 28. Rangkaian yang Mendeteksi Akhir Langkah Maju dan Langkah Mundur29 Gambar 29. Sket Posisi ... 30

Gambar 30. Displacement Step Diagram ... 30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 31. Diagram rangkaian elektropneumatik urutan gerak : A+, B+, A-, B- ... 31

Gambar 32. Contoh Bahasa Pemrograman STL ... 39

Gambar 33. Contoh Bahasa Pemrograman LAD ... 39

Gambar 34. Contoh Bahasa Pemrograman FBD ... 39

Gambar 35. Contoh Bahasa Pemrograman S7- Graph ... 40

Gambar 36. Contoh Bahasa Pemrograman SCL ... 41

Gambar 37. Modul PS-307-2A ... 42

Gambar 38. Modul CPU 313-1AD01-0AB0 ... 43

Gambar 39. Blok Diagram Modul I/O SM 323 DI8/DO8x24 VDC ... 46

Gambar 40. Antarmuka Masukan ... 46

Gambar 41. Antarmuka Keluaran ... 47

Gambar 42. PC Adapter MPI USB ... 47

Gambar 43. Diagram Alur Pemrograman Dengan Simatic Manager ... 48

Gambar 44. Prosedur penggunaan Siemens Step 7 ... 52

Gambar 45. Simbol Icon Simatic Manager ... 52

Gambar 46. Tampilan New Project Wizard ... 53

Gambar 47. Tampilan pemilihan hardware PLC ... 53

Gambar 48. Tampilan pemilihan block program ... 54

Gambar 49. Tampilan nama project ... 54

Gambar 50. Tampilan project Step 7... 55

Gambar 51. OB1 ... 55

Gambar 52. Halaman untuk menulis program “ Ladder” ... 56

Gambar 53. icon “Symbol” ... 56

Gambar 54. Tampilan Symbol Editor ... 57

Gambar 55. Deklarasi alamat input dan output ... 57

Gambar 56. Memilih bahasa Ladder ... 57

Gambar 57. Kontak normally open ... 58

Gambar 58. Simbol Coil ... 58

Gambar 59. Membuat Program Logika OR ... 58

Gambar 60. Ladder 1 NO dan 1 coil ... 58

Gambar 61. Parallel ladder branch ... 58

Gambar 62. Parallel ladder close branch ... 59

Gambar 64. Simbol S-ODT ... 60

Gambar 65. Pemrograman Timer On Delay ... 60

Gambar 66. Symbol S-Off DT ... 61

Gambar 67. Pemrograman Timer Off Delay ... 61

Gambar 68. Simbol Counter UP “ S-CU) ... 62

Gambar 69. Counter up ... 63

Gambar 70. Simbol Counter Down ... 63

Gambar 71. Program Counter Down ... 64

Gambar 72. Rangkaian Pengunci dengan Dominan Set ... 65

Gambar 73. Rangkaian Pengunci Dominan Reset ... 65

Gambar 74. Rangkaian Memori dengan Katup Solenoid Ganda ... 66

Gambar 75. Langkah untuk Memanggil Fungsi Set Reset ... 66

Gambar 76. Ladder Diagram Fungsi Set- Reset ... 67

Gambar 77. Konfigurasi Hardware PLC ... 67

Gambar 78. Saklar On Off ... 68

Gambar 79. Switch Mode PLC ... 68

Gambar 80. Set Komunikasi PLC... 68

Gambar 81. Set PC Adapter ... 69

Gambar 82. Properti PC Adapter ... 69

Gambar 83. Menu Download ... 70

Gambar 84. Icon Simulasi ... 70

Gambar 85. Icon monitor ... 71

Gambar 86. PLCSIM mode RUN ... 71

P U U UL (%*8%68%&)0

Tabel 1. Tampilan LED Status dan Kesalahan CPU-313-1AD01-0AB0 ... 44

Tabel 2. Mode Selector Switch CPU-313-1AD01-0AB0 ... 44

Tabel 3. Parameter S-ODT ... 60

Tabel 4. Parameter S-Off DT ... 61

Tabel 5. Parameter Counter UP ... 62

Tabel 6. Parameter Counter Down ... 63

DAFTAR TABEL

P U U UL

Struktur kurikulum bidang keahlian Teknologi dan Rekayasa program keahlian Teknik Elektronika paket keahlian Teknik Mekatronika.

PETA KEDUDUKAN MODUL

(%*8%68%&)0

nalog

lok ungsi S

yte

database asis ata

P L S U

Actuator Suatu alat yang dapat merubah besaran/kuantitas listrik menjadi kuantitas fisik seperti contohnya : motor, solenoid, lampu, katup, dsb

Akumulator - _{Salah satu jenis register data. Pada umumnya,}

meskipun pemrogram tidak perlu sadar karena CPU PLC menggunakan akumulator berdasarkan preferensi, namun ia harus sadar dengan perintah tertentu

- _{Jika terdapat 2 buah akumulator, A0 dan A1, dan data}

yang terprogram 16 bit, maka data akan masuk ke A0, dan jika data yang terprogram adalah 32 bit, kata paling bawah akan masuk ke A0 dan kata paling atas akan masuk ke A1

- _{Ketika perintah yang menggunakan akumulator}

dijalankan beberapa kali dalam program, jika data tersebut berturut-turut tidak terkirim ke register data, maka akumulator akan menulis ulang secara preferensial menggunakan CPU PLC. Untuk itu pada saat akan melaksanakan perintah selanjutnya harus berhati-hati supaya tidak terlanjur tertulis ulang. Address - _{Alamat di memori. Memori memiliki alamat, dan menulis}

serta membaca data dilakukan dengan menunjuk alamat tersebut

- _{Nilai numerik untuk menunjukkan posisi target pada}

saat pemosisian. Satuan diatur dalam mm, inci, sudut, atau jumlah pulsa

lgoritma Prosedur pemrosesan untuk mencapai tujuan tertentu dari pemakaian komputer. Sesuatu yang menguraikan algoritma secara nyata menggunakan bahasa pemrograman disebut program

nalog Jumlah yang terus menerus berubah. Yaitu nilai yang sulit ditangani dengan angka (nilai digital), misalnya waktu, suhu, tekanan, voltase, arus, jumlah aliran, dan sebagainya. Karena nilai analog tidak ditangani secara langsung di CPU PLC, maka pengoperasian dilakukan dengan mengkonversi ke nilai digital. Hal ini disebut dengan konversi A/D

Assembler Software program komputer yang mengubah bahasa pemrograman assembly kedalam bahasa mesin (machine code)

Batch Jumlah yang diproses dalam sekali operasi dalam proses (yaitu proses batch) yang tidak dapat dihentikan di tengah jalan setelah material dimasukan. Seperti proses penguatan (annealing) dan polimerisasi

Bit Singkatan dari binary digit. 1bit adalah satuan minimum informasi untuk menampilkan dua kondisi, 0 (OFF) dan 1 (ON). Kontak dan koil adalah 1 bit, sehingga disebut perangkat bit

lok ungsi S Sebuah FB dirancang untuk mengkonversi blok sirkuit, yang digunakan berulang kali dalam urutan program, menjadi komponen yang akan digunakan dalam program sekuens

yte Satuan jumlah informasi. 1 byte setara dengan 8 bit.

CPU Bagian sub-sistem yang bertugas mengontrol dan mensupervisi semua operasi PLC. Sebuah komunikasi internal atau “Bus System” membawa informasi dari dan ke CPU, I/O, dan memori

database asis ata

Sekumpulan data yang dimiliki bersama oleh beberapa aplikasi perangkat lunak atau pengguna. Ada kalanya pengertian ini mencakup juga sistem manajemennya.

P Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM, E2ROM), Salah satu jenis memori hanya baca. Penulisan dapat dilakukan dengan menggunakan tegangan.

L S U

k

,

Unit pelayanan udara

Memori tidak akan terhapus meskipun listrik padam. Bentuk luarnya sama dengan IC-RAM

High Level Language

Bahasa pemrograman yang mudah dipahami dan digunakan oleh pemakai. Adapun bentuknya berupa kata-kata atau grup kata-kata dan atau berupa gambar diagram, yang pada umumnya ditulis dalam bahasa inggris dan selanjutnya perintah (kata-kata atau gambar diagram) ini diubah kedalam bahasa mesin, yang menjadikan perintah ini dapat dieksekusi oleh CPU

Interlock persyaratan untuk mengeblok operasi mesin yang sedang berjalan agar tidak berpindah ke operasi berikutnya hingga operasi yang sedang berjalan selesai, Interlock digunakan untuk mencegah mesin rusak

Modul input analog Mengubah sinyal analog ke dalam bentuk sinyal digital, dengan cara mengisolasi sinyal input analog yang dari luar prosesor dan mengubahnya kedalam bentuk sinyal digital dengan level yang sesuai, sehingga perubahan sinyal kompatibel dengan bus data PLC

Modul output analog

mengubah sinyal digital yang berasal dari prosesor ke dalam bentuk sinyal analog yang terisolasi, yang dapat dipakai untuk menggerakan (men-drive) peralatan output

emori program Memori yang menyimpan program dan parameter yang diperlukan dalam pengolahan modul CPU

Monitor online Membaca dan memonitor status pengoperasian serta konten perangkat pada CPU PLC yang sedang beroperasi dengan menghubungkan CPU PLC dan perangkat periferi

Pemrograman Offline

menulis dan menyimpan program di dalam komputer tanpa komputer (programming terminal) dihubungkan ke PLC Pemrograman

Online

Membuat program atau memasukan logika ladder dalam alat pemrogram (programming terminal) terhubung dengan PLC

Tranduser Suatu alat yang dapat merubah kuantitas fisik menjadi sinyal listrik. Beberapa contoh dari tranducer diantaranya dapat berupa : tombol tekan, sakelar batas, termostat, straingages, dsb. Transducer ini mengirimkan informasi mengenai kuantitas yang diukur.

Unit pelayanan udara

Peralatan pneumatic yang terdiri dari filter, pengatur tekanan, dan pelumas

Vakum udara yang mempunyai tekanan di bawah atmosfir

P HULU

. S P S

P HULU

. S P S

Berikut ini adalah standar kompetensi siswa paket keahlian Teknik Mekatronika pada mata pelajaran Elektropneumatik dan Robotika.

Kompetensi Inti 1 dan 2 memuat Tentang :

KI 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya

KI 2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia

Sedangakan KI 3 dan KI 4 untuk pengetahuan dan ketrampilan dijabarkan beserta Kompetensi Dasarnya seperti di bawah ini:

ompetensi nti ompetensi asar

KI 3. Memahami, menerapkan menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual, prosedural dan metakognitif dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah

3.1 Memahami beberapa macam robot yang diam ditempat dan robot yang berjalan serta konstruksinya

3.2 Menjelaskan komponen-komponen utama pada robot

3.3 Membaca data teknik komponen-komponen utama pada robot

3.4 Memahami diagram rangkaian robot 3.5 Menjelaskan proses komisioning pada

robot

3.6 Menjelaskan peralatan kerja dan robot yang akan dijalankan

BAB I

PENDAHULUAN

ompetensi nti ompetensi asar

ompetensi nti ompetensi asar

3.7 Menyebutkan macam-macam pemeriksaan yang dilakukan sebelum menjalankan robot

3.8 Memahami urutan pengoperasian suatu robot

3.9 Menjelaskan peralatan kerja dan komponen yang digunakan

3.10Memahami cara pemasangan komponen-komponen sesuai manual instuksinya

3.11Memahami cara penggantian komponen yang rusak pada robot dengan menggunakan peralatan kerja yang sesuai

3.12 Memilih software kontrol yang sesuai dengan program robot

3.13 Memahami bahasa pemrograman yang digunakan

3.14 Memahami langkah-langkah pemindahan program dari komputer/ peralatan pemrograman ke robot 3.15 Memahami cara pengujian program

pada robot

KI 4. Mengolah, menalar, menyaji dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri,dan mampu

4.1 Menunjukkan beberapa macam robot dan bagian-bagiannya

4.2 Melakukan pemeriksaan fungsi komponen-komponen yang digunakan pada robot

4.3 Memilih komponen-komponen yang layak untuk digunakan pada robot

ompetensi nti ompetensi asar

melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung

4.4 Membaca dan menggambar diagram rangkaian robot.

4.5 Melakukan komisioning pada robot 4.6 Menyiapkan peralatan kerja dan robot

yang akan dioperasikan

4.7 Melakukan monitoring terhadap komponen mesin, sambungan kabel, alamat I/O kendali elektronik dan pasangan mekanik

4.8 Menjalankan mesin sesuai prosedur dan melakukan tindakan pengamanan jika terjadi kegagalan operasi

4.9 Menggunakan peralatan kerja untuk memasang komponen-komponen pada robot

4.10 Memasang komponen sesuai prosedur dan mengujinya setelah selesai

4.11Melakukan penggantian komponen yang rusak sesuai prosedur dengan menggunakan peralatan kerja yang sesuai

4.12Menyiapkan peralatan-peralatan yang digunakan

4.13 Menulis program di Personal Computer (PC)/laptop/peralatan pemrograman 4.14 Memindah program dari PC ke peralatan

kontrol elektronik

4.15Menguji robot dengan peralatan kontrol elektronik

. S PS P L

Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dari masa ke masa berkembang cepat terutama dibidang mekatronika. Perkembangan ini tampak jelas di industri, dimana sebelumnya banyak pekerjaan menggunakan tangan manusia, kemudian beralih menggunakan mesin, berikutnya dengan electro-mechanic (semi otomatis) dan sekarang sudah menggunakan robotic (full automatic) seperti penggunaan Flexible Manufacturing Systems (FMS) dan Computerized Integrated Manufacture (CIM) dan sebagainya.

Kendali elektropneumatik berbasis PLC merupakan peralatan atau komponen yang mempunyai peranan penting dalam sebuah sistem pengaturan otomatis. Ketepatan dan kesesuaian dalam memilih dan membuat program pada PLC akan sangat menentukan kinerja dari sistem pengaturan secara otomatis.

Pada buku siswa ini baru dibahas tentang prinsip kerja rangkaian elektropneumatik, plc dan kendali elektropneumatik berbasis plc, dimana pembahasan buku mencakup dari symbol, karakteristik hingga aplikasi. Dengan mempelajari kendali elektropneumatik diharapkan siswa dapat memahami dan menjelaskan cara kerja suatu mesin sesuai fungsinya sebagai pengontrol atau otak dari suatu mesin yg otomatis pada industri dan sebagainya.

C. U

Alokasi waktu untuk mempelajari modul ini di petakan menjadi berikut : Kegiatan Belajar 1 : Elektropneumatik 12 jam pelajaran

Kegiatan Belajar 2 : Dasar PLC 6 jam pelajaran

Kegiatan Belajar 3 : PLC (Programable Logic Control) 24 jam pelajaran Total waktu yang dibutuhkan adalah 42 jam pelajaran

. P S

Untuk dapat mengikuti modul ini, peserta didik harus sudah menguasai materi Dasar dan Pengukuran Listrik1 dan 2, Dasar control elektromekanik dan

elektronik, Dasar PLC serta menguasai penggunaan alat-alat ukur listrik. Materi ini disampaikan pada kelas XII.

. P U U P U UL

Buku ini disusun dengan memberikan penjelasan tentang konsep pengerjaan mesin elektronika seperti elektropneumatik atau peralatan otomatis lainnya dengan beberapa symbol, karakteristik dan contoh aplikasi sederhana yang berkaitan dengan dunia teknik pada umumnya dan mekatronika pada khususnya. Untuk memungkinkan siswa belajar sendiri secara tuntas , maka perlu diketahui bahwa isi buku ini pada setiap kegiatan belajar umumnya terdiri atas, uraian materi, contoh-contoh aplikasi, tugas dan tes formatif serta lembar kerja, sehingga diharapkan siswa dapat belajar mandiri (individual learning) dan mastery learning (belajar tuntas) dapat tercapai.

. U U H

Tujuan akhir yang hendak dicapai adalah agar siswa mampu:

 Mengenal jenis dan simbol dari macam -macam komponen pada elektropneumatik dan plc .

 Menjelaskan fungsi.macam - macam komponen pada elektropneumatik dan plc .

 Memahami konsep cara kerja .macam - macam komponen pada elektropneumatik dan plc .

 Mampu membuat rangkaian aplikasi sederhana yang menggunakan aplikasi FluidSim dan Siemens S7-300.

 Mampu melakukan commisioning pada sistem kendali PLC secara keseluruhan.

. C P U S S P S

1. Apakah yang dimaksud dengan sistem elektropneumatik?

. S PS P L

C. U

2. Apakah yang dimaksud dengan PLC?

3. Sebutkan macam- macam komponen elektropneumatik! 4. Apakah yang dimaksud dengan solenoid valve?

5. Relay, single silinder, double silinder dan timer. Manakah diantara komponen tersebut yang termasuk aktuator?

P L

. P L L P U

a. u uan Pembela aran

1. Peserta didik dapat mengidentifikasi kontrol elektropneumatik

2. Peserta didik dapat mengenal simbol pneumatik dan elektrik pada sistem elektropneumatik

3. Peserta didik dapat membaca dan membuat diagram kontrol elektropneumatik.

4. Peserta didik dapat membuat rancangan sederhana sistem kontrol elektropneumatik.

b. Uraian ateri . . ontrol Pengendali

2.1.1. Sakelar pengendali

Sakelar pengendali adalah elemen masukan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik. Untuk memahami sakelar pengendali perlu kita kenal dulu adalah kontak-kontaknya, karena bagian inilah yang berfungsi menghubungkan atau memutus rangkaian. Di dalam sistem elektropneumatik yang sangat perlu diperhatikan adalah terminologi posisi kontak awal dan posisi kontak saat kerja. Dua istilah yang dipakai adalah:

 Normal terbuka (N/O)

 Normal tertutup (N/C)

Pengertian normal tertutup dalam kontak sakelar adalah dalam keadaan normal (tidak aktif), ada energi listrik yang mengalir dari terminal masukan ke terminal keluaran. Pengertian “tertutup” disini adalah secara fisik posisi kontak terhubung dalam keadaan tidak aktif. Berikut ini adalah gambar kontak pada posisi N/C.

BAB II

PEMBELAJARAN

ambar . ontak sakelar dengan kon igurasi C

2.1.2. Macam macam jenis kontak

Pada dasarnya terdapat 3 macam jenis kontak :

a. Kontak normal terbuka (Normally Open /NO) yaitu kontak dalam keadaan tidak aktif, dalam hubungan terbuka.

b. Kontak normal tertutup (Normally Close /NC) yaitu kontak dalam keadaan tidak aktif , dalam hubungan tertutup.

c. Kontak pemindah/tukar (Changeover contacts/CO) yaitu gabungan dari kontak normal terbuka dan normal tertutup.

Gambar berikut menunjukkan posisi masing-masing kontak dalam keadaan aktif dan tidak aktif.

Kontak akan bekerja (aktif) dengan berbagai macam pelayanan, seperti tombol tekan, mekanik, listrik atau pneumatik. Kontak dengan pelayanan tombol tekan misalnya sakelar tombol tekan, kontak dengan pelayanan mekanik, misalnya limit switch. Kontak dengan pelayanan listrik misalnya relai. Kontak dengan pelayanan pneumatik misalnya converter pneumatik-listrik.

Sakelar dapat terdiri dari satu jenis kontak N/O atau N/C atau tukar. Untuk keperluan yang lebih luas dapat terdiri lebih dari satu kontak N/O, N/C, C/O atau kombinasi. Gambar berikut menunjukkan kontak dengan

pelayanan tombol tekan dengan konfigurasi N/O dan N/C.

Konfigurasi N/O

Konfigurasi N/C

ambar . on igurasi dan C

Pada rangkaian dengan tombol tekan konfigurasi N/O, jika tombol ditekan kontak tertutup dan rangkaian menjadi tertutup, sedangkan pada rangkaian dengan tombol tekan kontak N/C rangkaian akan menjadi terbuka. Bila tombol dilepas kontak akan kembali ke posisi semula. Tombol tekan dengan prinsip kerja seperti itu dinamakan sakelar tekan tanpa pengunci (momentary switch)

ambar . ontak sakelar dengan kon igurasi C

2.1.3. Identitas Kontak saklar

Sakelar sederhana dengan satu jenis kontak sangat mudah diidentifikasi, misalnya sakelar dengan satu jenis kontak N/O mempunyai 2 kontak yang terdiri kontak masukan dan kontak keluaran. Sakelar kutub banyak

mempunyai beberapa jenis kontak. Dalam hal ini sangatlah sulit untuk mengenali masing-masing kontak. Oleh karena itu identitas (tanda) kontak sangat diperlukan.

Untuk mengidentifikasi kontak sakelar termasuk juga kontak relai menggunakan sistem nomor. Sedangkan sakelar diidentifikasi dengan huruf “S”. Bila jumlah sakelar dalam satu rangkaian lebih dari satu maka

sakelar pertama diidentifikasi dengan “S1”, sakelar berikutnya, S2, S3 dan seterusnya. Gambar 4 menunjukkan nomor kontak dari beberapa sakelar .

ambar . Saklar

Sakelar dengan satu jenis kontak N/O, misaknya S1 diidentifikasi dengan angka digit 3 dan 4. Sakelar S2 yang mempunyai 2 jenis kontak N/O diidentifikasi dengan 2 digit (13-14 dan 23-24 )

 Digit pertama (1) menunjukkan kontak pertama dan digit kedua (3-4) menunjukkan jenis kontak N/O.

 Digit pertama (2) menunjukkan kontak kedua dan digit kedua (3-4) menunjukkan jenis kontak NO

Sakelar S3 yang mempunyai 2 jenis kontak N/C diidentifikasi dengan 2 digit (11-12 dan 21-22 ) :

 Digit pertama (1) menunjukkan kontak pertama dan digit kedua (1-2) menunjukkan jenis kontak N/C.

 Digit pertama (2) menunjukkan kontak kedua dan digit kedua (1-2) menunjukkan jenis kontak N/C

Garis putus-putus diantara kontak-kontak pada S2 dan S3 menunjukkan kontak-kontak tersebut saling terhubung secara mekanik. Dengan kata lain jika sakelar dioperasikan kedua kontak bekerja secara bersamaan.

2.1.4. Metode pengaktifan sakelar Sakelar tekan atau jungkit :

 Sakelar jenis pengunci disebut juga tombol tekan dengan pengunci yaitu pada saat aktif kontak dikunci secara mekanik. Tombol ditekan kontak N/O terhubung, penekanan dilepas kontak tetap terhubung karena kontak terkunci. Untuk mengembalikan kontak ke posisi semula maka harus dilakukan penekanan tombol kembali.

 Sakelar tekan tanpa pengunci disebut juga tombol tekan tanpa pengunci yaitu jika penekanan tombol dilepas maka kontak kembali seperti semula.

ambar . Simbol Saklar . . Limit S itc

2.2.1. Penda uluan

Kontak listrik limit switch secara mekanik dihubungkan atau diputuskan oleh gaya dari luar. Limit switch mempunyai umur kontak sampai mencapai kira-kira 10 juta periode pensakelaran. Kemampuan tegangan

dan arus listrik tergantung dari desainnya. Jika limit switch dipakai untuk

ambar . Saklar







kerja penghitungan, kekuatan kontak-hubung perlu diperhitungkan. Waktu hubung yang diperlukan secara mekanik berkisar antara 1 sampai 15 milidetik. Simbol limit switch adalah sebagai berikut :

ambar . ontak limit s itc

Komponen paling penting dari limit switch adalah kontak. Bahan kontak yang digunakan adalah emas-nikel, emas murni, perak dan perak-nikel.

2.2.2. Cara kerja

Cara kerja limit switch diperlihatkan seperti gambar berikut. Dalam keadaan tidak aktif (tuas rol tidak tertekan), kontak N/O dalam keadaan terbuka dan kontak N/C dalam keadaan tertutup. Jika rol tertekan dengan tekanan lebih besar daripada gaya pegas penahan tekanan (1), maka pengungkit (3) menarik plat penghubung kontak (8) ke atas sehingga kontak N/O terhubung dan kontak N/C terbuka. Bila tekanan pada rol hilang, pegas penahan tekanan (1) kembali ke posisi semula dan pegas penahan kontak (7) menekan plat penghubung kontak (8) ke bawah, akibatnya posisi kontak kembali seperti semula.

. . Sensor

. . Penda uluan

Sensor digunakan untuk merekam informasi tentang status sistem dan meneruskannya ke kontrol. Pada sistem kontrol elektropneumatik, sensor secara umum digunakan untuk tujuan seperti berikut ini :

 Untuk mendeteksi posisi akhir batang piston silinder yaitu posisi akhir maju dan mundur,

 Untuk mendeteksi adanya dan posisi benda kerja,

 Untuk mengukur dan memonitor tekanan.

. . acam – macam sensor

Ada beberapa macam sensor yang sering digunakan dalam kontrol elektropneumatik yaitu:

 Limit switch (gambar a)

 Proximity switch (gambar b)

 Pressure switch (gambar c)

ambar . acam – macam Sensor ambar . ontak limit s itc

1. Proximity switch

Sangat berbeda dengan limit switch, proximity switch beroperasi tanpa sentuhan (non contact switching) dan tanpa gaya mekanik dari luar. Ada beberapa macam proximity switch yaitu :

a. Reed switch

b. Induktive proximity switch c. Capasitive proximity switch d. Optical proximity switch a. Reed switch

Reed switch adalah proximity switch yang dioperasikan secara magnetik. Ia terdiri dari dua kontak buluh (reed) dalam tabung gelas yang diisi gas. Reed switch dipasang langsung pada rumah silinder. Ia diaktifkan oleh cincin magnetik yang ada pada piston silinder. Jika cincin magnet bergerak tepat pada reed switch menyebabkan kontak menutup akibat dari medan magnet dan arus listrik dapat mengalir melaluinya. Pada umumnya reed switch mempunyai kontak normal terbuka (N/O). Dalam pemakaian industri, reed switch dilengkapi dengan lampu tanda LED.

Reed switch mempunyai ciri-ciri mempunyai umur yang panjang, bebas perawatan, waktu hubung pendek: 0,2 ms, dan tidak cocok untuk digunakan dalam daerah dengan medan magnet besar (misalnya di sekitar mesin penyolderan tahanan).

Reed switch mempunyai 3 kabel, satu kabel untuk tegangan suplai positip, satu kabel untuk tegangan suplai negatip, dan satu kabel untuk sinyal atau output sakelar. Identitas pada rangkaian listrik adalah : B (B1, B2, … ). Induktive, capasitive dan optical proximity switch adalah termasuk sensor elektronik. Mereka mempunyai 3 kabel seperti reed switch. Pada sensor ini tidak ada gerakan kontak. Output sensor secara listrik terhubung dengan tegangan suplai positip atau negatip.

Ada dua jenis sensor tergantung dari polaritas tegangan outputnya yaitu:

 Sensor dengan keluaran tegangan positip (PNP) dan

 Sensor dengan keluaran tegangan negatip (NPN). Identitas pada rangkaian listrik adalah : B (B1, B2, … ).

. . ptical pro imity sensor

Optical proximity sensor menggunakan cahaya (optic) dan elektronik untuk mendeteksi obyek. Optiknya menggunakan red atau infrared light. Semikonduktor LED adalah sumber yang paling penting dari red atau infrared light. LED itu kecil dan tidak rata, mempunyai umur yang panjang dan dapat dibuat modul dengan mudah. Foto diode dan foto transistor digunakan sebagai penerima (receiver). Red light mempunyai keuntungan bahwa sinar terang dapat dilihat selama penyetelan poros optic dari proximity switch. Fiber optic dapat juga digunakan karena penyusutan panjang gelombang sinarnya rendah.

Ada tiga jenis optical proximity sensor yaitu :

 one-way light barrier,

 reflective light barrier,

 diffuse reflective optical sensor.

ambar . Skema Sensor ara one – ay

ambar . Skema Sensor dengan e lektor . . elai

. . Penda uluan

Relai adalah komponen pengendali listrik untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian dengan pelayanan magnit listrik. Pada keadaan kerja normal, relai dapat membuka dan menutup arus kerja yang diperlukan rangkaian. Relai biasanya digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian berulang-ulang. Energi yang dibutuhkan untuk menutup kontak utama berasal dari magnit listrik. Dengan memberikan energi listrik yang rendah pada kumparan relai, dapat mengontrol energi yang lebih besar melalui kontak relai.

Relai banyak digunakan di dalam industri sebagai elemen pemroses sinyal. Fungsi lain yang tidak kalah penting pemakaian relai dalam rangkaian adalah sebagai piranti logika atau piranti pengunci. Sejalan dengan adanya piranti kontrol elektronik seperti Programmable Logic Controller (PLC) dan piranti kontrol daya elektronik (solid state device) seperti thyristor, relai

tetap masih diterima dikalangan industri. Salah satu sebabnya adalah untuk rangkaian kontrol sederhana, relai murah harganya sehingga merupakan solusi yang efektif.

Relai mempunyai bentuk fisik yang kecil dengan beberapa pasang kontak. Relai dengan kemampuan besar disebut kontaktor, yang dapat digunakan untuk mengontrol beban yang besar misalnya beban motor 3 fase.

. . onstruksi relay

Ada banyak bentuk relai tetapi mempunyai fungsi yang sama.

ambar . onstruksi elay

Kontak dirancang untuk rangkaian pengendali, misalnya : magnit listrik, pemakaian penguncian dan lampu tanda. Relai dapat berisi 1, 2, 3, atau 4 pasang kontak tukar tergantung dari tipenya.

Sistem magnit listrik digunakan untuk menutup relai, dihasilkan dari kumparan yang dialiri arus. Bisa berupa arus AC atau DC tergantung sistem yang digunakan. Pengembalian kontak ke posisi semula dengan menggunakan pegas.

. . Cara ker a

Jika kumparan (5) dihubungkan dengan tegangan listrik melalui terminal A1-A2, maka arus listrik mengalir melalui kumparan. Inti besi (7) menjadi magnit dan menarik angker (3). Akibatnya kontak 1-4 terhubung. Posisi ini akan bertahan selama kumparan terhubung tegangan. Jika aliran listrik terputus, angker kembali keposisi semula karena ditarik oleh pegas (6). Kontak pemindah (8) kembali ke posisi semula dan kontak 1-2 kembali terhubung.

. . dentitas elai ambar . Skema Sensor ara one – ay

ambar . Skema Sensor dengan e lektor . . elai

Terminal kumparan ditandai dengan huruf A1 dan A2, sedangkan kumparannya ditandai dengan huruf K, misalnya K1, K2, K3.

ambar . dentitas elay . . an aat relay

a. Keuntungan :

1) Mudah menyesuaikan dengan tegangan kerja 2) Rangkaian kontrol dan utama terisolasi.

3) Tidak terpengaruh oleh temperatur sekitarnya, relai tetap beroperasi pada temperatur -40° C sampai 80° C

4) Mempunyai tahanan kontak yang tinggi pada posisi terbuka.

b. Kerugian :

1) Kontak aus oleh oksidasi atau bunga api. 2) Gangguan suara saat relai kerja,

3) Ukuran besar bila dibandingkan dengan transistor

4) Kecepatan hubung-putus terbatas berkisar antara 3ms-17ms 5) Kontak peka terhadap pencemaran udara (debu)

. . elay tunda aktu

Berfungsi untuk menyambung atau memutus beban, di mana hubungan beban diputuskan ataupun disambungkan tidak langsung seketika pada saat relai diaktifkan, melainkan perlu waktu. Waktu yang diperlukan untuk memutus ataupun menyambung bisa diatur.

Ada dua jenis relai tunda waktu, yaitu relai tunda waktu hidup (time delay switch on) dan relai tunda waktu mati (time delay switch off).

ambar . relay tunda aktu idup

ambar . elay unda aktu ati . . atup eroperasi dengan Pneumatik

. . atup solenoid

Di dalam sistem kontrol elektro-pneumatik diperlukan dua media yaitu media udara bertekanan dan media listrik. Udara bertekanan diperlukan untuk mengoperasikan silinder, sedangkan listrik diperlukan sebagai sumber tegangan untuk menjalankan komponen-komponen kontrol. Karena terdapat dua media maka diper lukan konverter yang akan memadukan kedua media tersebut. Konverter yang digunakan adalah katup solenoid.

Katup solenoid terdiri dari katup pneumatik dan solenoid. Katuppneumatik dihubungkan ke tangki udara bertekanan, sedangkan solenoid dihubungkan ke sumber tegangan. Bila solenoid dialiri arus, maka katup pneumatik akan membuka dan aliran udara bertekanan keluar dari katup ke silnder. Tegangan kerja solenoid tergantung dari pabrik pembuatnya. Solenoid dibuat untuk untuk tegangan arus searah atau arus bolak-balik. Benda katup solenoid dapat dilihat pada gambar berikut ini :

ambar . dentitas elay . . an aat relay

a.

b.

ambar . atup dengan Pilot Solenoid . . Standarisasi lectrical Circuit iagram

Dalam suatu diagram kelistrikan,maka komponen-komponen dipresentasikan simbol-simbol grafis yang di standarisasikan sesuai dengan ketentuan DIN 40900. Simbol-simbol yang digunakan untuk merepresentasikan komponen-komponen listrik tersebut yang sering kali ditemukan dalam sistem kontrol elektropneumatik ditunjukkan dalam gambar 17,gambar simbol listrik fungsi dasar.

ambar . Simbol simbol gra ik untuk kontak ungi dasar dan aktuasi tertunda

ambar . Simbol gra is untuk alat alat yang dioperasikan manual ambar . atup dengan Pilot Solenoid

ambar . Simbol – simbol gra is penggerak elektromekanik

ambar . Simbol simbol ra is untuk Sensor . . iagram Sirkuit

. . Penggambaran iagram angkaian

Di dalam sistem elektropneumatik diagram rangkaian dikembangkan secara terpisah tetapi akan terhubungkan dengan adanya simbol-simbol di dalam setiap diagram rangkaian tersebut. Dengan demikian cara penggambaran diagram rangkaiannya pun dibuat terpisah. Metoda penggambaran diagram rangkaian pneumatik dan diagram rangkaian electric akan dijelaskan berikut ini.

Metode penggambaran diagram rangkaian pneumatik :

 Layout rangkaian agar mengikuti aliran signal ( isyarat ) pada rantai kontrol yaitu dari sumber energi, signal input sampai ke final signal dan disusun dari bawah ke atas.

 Silinder dan katup-katup digambar mendatar , kemudian cara kerja silinder dari kiri ke kanan.( lihat gambar 22 ).

ambar . Simbol – simbol gra is penggerak elektromekanik

Metoda penggambaran diagram rangkaian elektrik :

 Layout rangkaian agar disusun mengikuti aliran signal elektrik pada rantai kontrol yaitu dari kutup positif ke negatif dan dari atas ke bawah.

ambar . Susunan angkaian Pneumatik

 Rangkaian yang menggunakan kontrol-kontrol relay dapat dibagi atas bagian kontrol dan bagian daya ( power ) dan komponennya disusun dari kiri ke kanan sesuai dengan urutan operasi. Ini hanya merupakan suatu anjuran bila mungkin disusun seperti itu. (lihat gambar 23 dan gambar 24)

Dalam penggambaran diagram rangkaian , baik rangkaian pneumatik maupun rangkaian elektrik, keadaan elemen atau komponen digambar pada posisi awal mesin tersebut misalnya switch normaly open digambar closed ( tersambung ) karena memang posisi awal mesin menghendaki seperti itu. Lihat gambar 1.18. Switch NO digambar closed dengan tambahan tanda panah.

ambar . S itc dalam eadaan ersambung

Jadi hal penting dalam sistem operasi adalah pengembangan dan pemeliharaan dokumen-dokumen yang menyediakan informasi-informasi yang komplit dan akurat tentang

 Urutan kerja dari sistem. Informasi ini akan digunakan baik oleh desainer maupun oleh maintener ( Petugas pemeliharaan ).

 Sambungan antar komponen di dalam rangkaian Instalatur dan pemakai perlu memahami cara kerja rangkaian. Ini perlu wiring diagram yang menunjukkan nomor dan titik sambungan.

 Fungsi dari rangkaian disajikan tanpa tambahan-tambahan informasi yang tak perlu. Apabila rangkaian cukup kompleks maka informasinya perlu didapat dari kombinasi antara rangkaian diagram dan wiring diagram.

. . Positional iagram

Prosedur untuk mengembangkan sistem kontrol biasanya mengikuti prosedur sbb:

 Perancangan proyek

1. Pemilihan dan konfigurasi perlengkapan listrik pneumatik 2. Implementasi (dalam pembuatan dan uji coba)

Dapat dilihat pada gambar sbb:



ambar . Susunan angkaian Pneumatik 

ambar . Positional iagram

Dalam step rancangan proyek harus diformulasikan dan didefinisikan tugas yang akan diimpelementasikan dengan ketentuan adanya :

 sketsa posisi (posisi sketsa/positional diagram)

 penentuan kebutuhan

Perancangan dari suatu proyek kontrol dimulai dengan menuliskan formulasi dari tugas kontrol. Semua persyaratan yang seksama,cermat dan jelas didefinisikan. Alat bantu bertikut ini telah terbukti bermanfaat dalam pekerjaan.Sketsa posisi diperlukan untuk menunjukkan pengaturan ruang dari unit-unit penggerak.

 Displacement Step Diagram

Rangkaian pergerakan dari suatu sistem kontrol elektropneumatik digambarkan dalam bentuk grafis dengan suatu diagram fungsi atau disebut juga displacement step diagram. Diagram fungsi ini menggambarkan step perpindahan dari beberapa aktuator yang bekerja berdasarkan waktu dan urutan perpindahan tertentu (sequensial).Diagram fungsi di buat jika silinder yang diperlukan lebih dari satu.

Conto

ambar . iagram Step Peminda an

Urutan perpindahan ketiga aktuator tersebut adalah : A+;B+;B-;A-;C+;C-

. . Conto plikasi ontrol lektropneumatik . . angkaian Single ctuator

Untuk pengembangan rangkaian elektropneumatik kita awali dengan pengembangan diagram rangkaian . Berikut ini adalah diagram rangkaian elektropneumatik yang terdiri atas diagram rangkaian pneumatik dan diagram rangkaian elektrik . Perhatikan gambar 27 di bawah ini.

ambar . iagram angkaian Pneumatik dan iagram angkaian lektrik ambar . Positional iagram

 



Apabila push button switch S1 ( gambar bawah ) ditekan arus akan mengalir dari kutup positif (+24 V ) ke solenoid Y1. Solenoid bekerja mengubah posisi katup 1.1 hingga katup 1.1 membuka mengalirkan udara kempa ke silinder 1.0. Udara kempa mendorong piston bergerak maju. Apabila push button dilepas, arus terputus, solenoid tidak bekerja lagi dan pegas katup 1.1 kembali ke posisi semula dan akhirnya udara kempa keluar ke atmosfir. Piston kembali ke posisi semula oleh dorongan pegas.

Conto

Rangkaian yang mendeteksi akhir langkah maju dan langkah mundur. S1 adalah saklar (switch ) yang tidak otomatis reset. S3 adalah switch normaly open ( NO ) yang pada posisi awal dalam keadaan operasi ( closed ) yang ditandai dengan tanda panah. Apabila S1 dan S2 dioperasikan terus rangkaian ini akan bekerja otomatis dan kontinyu. Langkah mundur lebih cepat karena adanya quick exhaust valve(1.01) sedang langkah maju diatur oleh flow control (1.02) . Perhatikan gambar 28 di bawah ini.

ambar . angkaian yang endeteksi k ir Langka a u dan Langka undur.

. . iagram angkaian ua ktuator Conto

Rangkaian pneumatik yang digunakan untuk memindahkan suatu benda kerja dari satu posisi ke posisi yang lain . Lihat gambar 1.23: Sket posisi.

ambar . Sket Posisi

Urutan kerja dari actuator 1.0 (A) dan 2.0 (B) adalah: A+, B+, A-, B- . Urutan kerja ini dapat dilihat pada diagram step pemindahan (displacement step diagram) gambar 30 berikut.

ambar . isplacement Step iagram

Bentuk diagram rangkaian untuk rangkaian pneumatik tersebut di atas adalah seperti gambar 31 berikut ini. Perhatikan diagram ini dan analisis cara kerjanya.

ambar . iagram elektropneumatik dengan urutan gerak ambar . Sket Posisi

c. angkuman

Sebelum membuat atau membangun aplikasi sistem kontrol elektropneumatik diperlukan suatu rancangan atau desain kontrol dengan membuat sketsa posisi,positional program,diagram layout pneumatik ,diagram rangkaian elektrik,dan jika di rancang menggunakan desain kontrol berurutan maka diperlukan displacement diagram untuk mempermudah dalam membuat diagram rangkaian elektrik. Pengontrolan elektropneumatik mempunyai keuntungan berikut ini dibandingkan dengan kontrol pneumatik :

 Keandalan yang tinggi (lebih sedikit bagian yang bergerak sehingga dapat mengurangi tingkat keausan yang diakibatkan oleh pemakaian).

 Perencanaan dan upaya uji serah terima lebih rendah, terutama untuk pengontrolan yang rumit.

 Upaya instalasi lebih randah, terutama ketika pengintalan komponen-komponen, seperti terminal-terminal katup yang digunakan.

 Perubahan informasi yang lebih mudah diantara beberapa kontroler.

Pengontrolan-pengontrolan elektropneumatik telah diapilkasikan di Industri Modern dan aplikasi sistem kontrol pneumatik murni terbatas pada beberapa aplikasi khusus.

d. es ormati

1. Apakah yang dimaksud kontak Normaly open dan normaly close ? 2. Apakah yang dimaksud dengan Relay, dan fungsinya ?

3. Jelaskan prinsip kerja Timer On-Delay dan Off-delay ! 4. Sebutkan 4 macam sensor !

5. Apakah yang diperlukan untuk menyambungkan antara rangkaian elektronik dengan rangkaian pneumatic ?

a aban es ormati

1. Kontak Normaly open adalah kontak penghubung yang terbuka (tidak terhubung ) saat pemicu kontak tidak teraliri listrik dan kontak akan berubah tertutup (terhubung) setelah pemicu kontak teraliri arus listrik.

Kontak Normaly Close adalah kontak penghubung yang tertutup (terhubung) saat pemicu kontak tidak teraliri listrik dan kontak akan berubah terbuka (tidak terhubung) setelah pemicu kontak teraliri arus listrik.

2. Relay adalah kontak(saklar) yang terkontrol. Berfungsi sebagai penghubung atau pemutus sirkit pada rangkaian yang komplek

3. Timer On-delay adalah timer yang kontaknya akan bekerja (aktif) setelah waktu tunda dari timer terpenuhi.

Timer Off-delay adalah timer yang kontaknya langsung aktif dan kontak akan putus tetapi waktu putusnya menunggu timer off-delay tidak teraliri arus listrik (mati) ditambah dengan setting value waktu timernya.

4. Sensor limit switch, Proxymiti, Presure dan optical sensor

5. Komponen penghubung yang bias menggerakkan konstruksi mekanik ( valve pneumatic) menggunakan rangkaian elektronik adalah solenoid

e. Lembar er a

Catatan : Untuk menyelesaikan tugas-tugas berikut dianjurkan setiap peserta bekerja secara individual dengan bantuan software Fluidsim. Apabila tidak memungkinkan, dapat dilaksanakan kerja kelompok maksimum dua orang setiap kelompok ( group).

ugas (Direct & indirect control)

Perhatikan diagram elektropneumatik di bawah, kemudian selesaikan tugas-tugas berikut :

c. angkuman

   

d. es ormati

2.1 Sebutkan nama-nama komponen pneumatik yang ada dalam rangkaian .

 ……….

 ………..

 ………..

2.2 Sebutkan pula komponen –komponen elektrik yang ada pada SIRKUIT (a) maupun SIRKUIT (b)

 ………

 ……….

 ………..

 ………..

 ………

 ………

 ………

2.3 Jelaskan cara kerja SIRKUIT elektropneumatik untuk (a) dan (b). 2.4 Gambarkan sirkuit a dan b menggunakan software Fluidsim.

ugas (Indirect control)

Gambar berikut ini adalah diagram SIRKUIT design. Bandingkan dengan tugas 2, kemudian jelaskan cara kerjanya dan gambarkan pula SIRKUIT tersebut pada software Fluidsim!

  

      

ugas S U mengunci

Diagram SIRKIT di bawah ini menunjukkan SIRKIT mengunci atau memory circuit dengan dominant reset. Diagram (a) dan (b) fungsinya sama hanya wiringnya yang sedikit berbeda.

Coba :

 Jelaskan cara bekerjanya.

 Gambarkan SIRKUIT tersebut pada software Fluidsim!

ugas (SIRKUIT interlock)

Selesaikan diagram SIRKUIT di bawah ini ,untuk SIRKUIT intterloct,yaitu apabila salah satu solenoid masih diberi arus maka solenoid yang lain tidak dapat dioperasikan. Gambarkan SIRKUIT tersebut pada software Fluidsim!

ugas S U mengunci

  

. P L P L S PLC a. u uan

Setelah selesai mempelajari modul ini peserta dapat:

1. _{Melakukan konfigurasi PLC Siemens pada Step 7}

2. _{Menulis program logika dasar dengan menggunakan software Step 7}

3. _{Mendownload program logika dasar dari PC/laptop ke PLC Stasiun Distribusi.} 4. _{Mengoperasikan operasi logika dasar pada perangkat PLC dengan}

menggunakan modul I/O.

b. Uraian materi

Menurut William Bolton (2004, 3), Programmable logic controller (PLC) merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi dan mengimplementasikan fungsi seperti logika (logic), pewaktuan (timing), pencacahan (counting), dan aritmatika guna mengontrol mesin dan proses. Konsep PLC adalah sebagai berikut :

1. Programmable; menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan mudah diubah-ubah sesuai program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat.

2. Logic menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic, yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, dan negasi.

3. Controller; menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

PLC Siemens S7-300 adalah PLC buatan PT. SIEMENS German, PLC S7-300 didesain berbentuk modular, sehingga dapat membangun sistem dengan mengombinasikan susunan modul-modul S7-300. PLC Siemens S7-300 dapat diprogram dengan lima bahasa pemrograman, meliputi (SIEMENS,2006) :

1. Statement List (STL),

Statement list berbentuk teks dengan tipe bahasa assembler yang merupakan daftar teks instruksi kendali terdiri dari suatu operator dan operan.

ambar . Conto a asa Pemrograman S L

2. Ladder Diagram (LAD),

Ladder diagram terdiri dari susunan kontak-kontak dalam satu grup perintah secara horizontal dari kiri ke kanan, dan terdiri dari banyak grup perintah secara verikal. Garis vertikal paling kiri dan paling kanan diasumsikan sebagai fungsi tegangan, bila fungsi dari grup perintah menghubungkan 2 garis vertikal tersebut maka rangkaian perintah akan bekerja.

ambar . Conto a asa Pemrograman L

1. Function Block Diagram (FBD),

Function block diagram adalah suatu fungsi logika yang disederhanakan dalam gambar blok dengan simbol gerbang logika dan dapat dihubungkan dalam suatu fungsi atau digabungkan dengan fungsi blok lain.

ambar . Conto a asa Pemrograman

. P L P L S PLC

a. u uan

4. S7-Graph atau Sequential Function Chart (SFC)

Bahasa program dibuat dalam bentuk graph (grafik) yang memiliki fungsi urutan langkah (step), transisi (transition), percabangan (banch), kondisi (condition), dan aksi (action). Setiap step memiliki status proses dan bisa terdiri dari struktur yang berurutan.

ambar . Conto a asa Pemrograman S rap

5. Structured Control Language (SCL).

Structured control language merupakan bahasa tingkat tinggi yang dapat memproses sistem logika ataupun alogaritma dan memungkinkan pemrosesan sistem lain.

ambar . Conto a asa Pemrograman SCL

Bagian-bagian dari PLC S7-300 antara lain: 1. Rail atau Rack

Rail atau rack digunakan untuk menempatkan susunan modul-modul PLC. 2. Power Suplai PS-307-2A

Power suplai digunakan untuk mencatu CPU, signal module, sensor (input), dan aktuator (output) dengan tegangan 24 VDC dengan nomor seri hardware 307-1BA00-0AA0. Karakteristik dari power suplai PS-307-2A adalah:

a. Arus keluaran maksimum 2A, b. Tegangan keluaran 24VDC,

c. Tegangan sumber satu fasa 120/230 VAC, 50/60 Hz,

Gambar 6. menunjukkan skema pengawatan dari power suplai PS-307-2A.

ambar . odul PS

Reaksi khusus dari modul power suplai PS-307-2A meliputi:

a. Jika rangkaian keluaran terjadi beban lebih (overload) (I>2,6A), maka tegangan keluaran akan turun dan lampu LED 24 VDC berkedip,

b. Jika rangkaian keluaran hubung singkat (short circuit), maka tegangan keluaran akan menjadi 0V dan lampu LED 24 VDC mati, tegangan keluaran akan pulih kembali secara otomatis ketika bagian yang hubung singkat sudah diperbaiki, c. Jika terjadi tegangan lebih (over voltage) (VS>230VAC) pada sumber masukan, maka

modul power suplai PS-307-2A akan rusak atau terbakar,

Jika tegangan pada sumber masukan turun (VS<100VAC), maka tegangan keluaran akan menjadi 0V dan lampu LED 24 VDC mati, tegangan keluaran akan pulih kembali secara otomatis ketika tegangan sumber kembali normal.

3. Central Processing Unit (CPU)

CPU merupakan otak dari PLC, bagian ini merupakan bagian yang melakukan operasi atau pemrosesan program yang tersimpan dalam memori PLC. Disamping

itu CPU juga melakukan pengawasan terhadap semua transfer informasi melalui internal bus antara unit memori dengan signal module, function modul, interface modul, dan processor communication.

CPU PLC Siemens mempunyai seri yang berbeda-beda. Salah satu contoh CPU yaitu seri CPU-313-1AD01-0AB0. Bagian dari CPU-313-1AD01-0AB0 meliputi led indikator status, slot kartu memori, saklar pemilih mode, baterai backup, terminal hubung MPI (multi point interface), dan terminal hubung catu daya serta grounding system.

ambar . odul CPU ambar . odul PS

abel . ampilan L Status dan esala an CPU

abel . ode Selector S itc CPU

4. Signal Module (SM)

Signal Module (SM) adalah modul (I/O) input (masukan) dan output (keluaran) yang digunakan untuk komunikasi antarmuka masukan dan keluaran. Sinyal I/O berupa sinyal digital maupun analog. Input dan output diberi address (alamat) tertentu di dalam PLC. I/O digital akan dikelompokkan menjadi suatu grup yang terdiri dari 8 input atau output yang disebut dengan byte, sedangkan setiap terminal I/O disebut

dengan bit (1 byte = 8 bit). Pada umumnya terdapat 8; 16; 24; 32 bit I/O di setiap modul SM.

Input merupakan bagian yang menerima sinyal elektrik dari sensor atau komponen lain dan sinyal itu dialirkan ke PLC untuk diproses. Ada banyak jenis modul input yang dapat dipilih jenisnya tergantung dari input yang akan digunakan. Jika input berupa limit switch atau push button dapat menggunakan modul input digital. Modul input analog merupakan modul input khusus yang menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) yang digunakan untuk input berupa variabel seperti, temperatur, kecepatan putaran, tekanan, dan posisi.

Output merupakan bagian yang menyalurkan sinyal elektrik hasil pemrosesan CPU ke peralatan output. Besaran informasi atau sinyal elektrik itu dinyatakan dengan tegangan listrik antara 5 – 15 VDC dengan informasi diluar sistem tegangan yang bervariasi antara 24 – 240 volt searah mapun bolak-balik. Modul output analog merupakan modul output khusus yang menggunakan DAC (Digital to Analog Converter). Modul output analog dapat mengambil nilai 12 bit dan mengubahnya ke dalam sinyal analog berupa tegangan 0-10 volt searah atau berupa arus 4-20mA. Sinyal output analog digunakan untuk output berupa variabel seperti katup atau pneumatics position control devices.

Salah satu contoh Signal Module dari Siemens yaitu SM-323-DI8/DO8x24VDC. Signal module ini terdiri dari 8 bit digital input dan 8 bit digital output dengan tegangan kerja 24 VDC. Bagian dari SM-323-DI8/DO8x24VDC meliputi led indikator bit I/O, terminal hubung untuk input dan output, dan terminal hubung internal bus.

abel . ampilan L Status dan esala an CPU

ambar . lok iagram odul S C

Antarmuka masukan berada di antara jalur masukan yang sesungguhnya dengan unit CPU. Tujuannya adalah melindungi CPU dari sinyal-sinyal yang tidak dikehendaki yang bisa merusak CPU itu sendiri. Modul antar masukan ini berfungsi untuk mengkonversi atau mengubah sinyal-sinyal masukan dari luar ke sinyal-sinyal yang sesuai dengan tegangan kerja CPU yang bersangkutan (misalnya, masukan dari sensor dengan tegangan kerja 24 VDC harus dikonversikan menjadi tegangan 5 VDC agar sesuai dengan tegangan kerja CPU). Hal ini dilakukan dengan menggunakan rangkaian opto-isolator sebagaimana ditunjukkan pada gambar berikut.

Sebagaimana pada antarmuka masukan, keluaran juga membutuhkan antarmuka yang digunakan untuk memberikan perlindungan CPU dengan peralatan eksternal, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 12, CPU menyalakan LED didalam opto-isolator, photo transistor akan menghantarkan arus pada peralatan keluaran eksternal.

ambar . ntarmuka eluaran

5. PC Adapter MPI

Mentransfer dan memonitor program pada PLC Siemens S7-300 harus menggunakan PC Adapter MPI. PC Adapter MPI adalah produk SIEMENS yang digunakan untuk komunikasi serial antara PLC dengan laptop atau PC.

ambar . PC dapter P US

6. Perangkat Lunak Simatic Manager

Simatic Manager adalah paket perangkat lunak yang digunakan untuk memprogram dan mengonfigurasi PLC Siemens S7-300. Apabila akan membuat suatu pemecahan otomasi menggunakan Step-7, ada serangkaian langkah-langkah dasar yang harus dilakukan seperti diagram alur pada Gambar 43.

ambar . lok iagram odul S C

ambar . iagram lur Pemrograman engan Simatic anager

Diagram alur di atas merupakan salah satu proses untuk membuat program pada PLC Siemens menggunakan Simatic Manager. Langkah-langkahnya yaitu meliputi: a. Instal Simatic Manager

Langkah pertama adalah menginstal Simatic Manager pada laptop atau PC dan mentransfer kunci lisensi ke hardisk penyimpanan.

b. Rencana Konsep Pengontrol

Sebelum memprogram menggunakan Simatic Manager, sangat dianjurkan merencanakan diagram alur proses kontrol yang akan digunakan sebagai panduan dalam menyusun sebuah program.

c. Menjalankan Simatic Manager

Menjalankan perangkat lunak Simatic Manager. d. Membuat struktur proyek

Membuat sebuah proyek seperti folder yang nantinya semua data program disimpan dalam satu folder tersebut.

e. Konfigurasi station

Mengonfigurasi station untuk menentukan pengontrol yang digunakan misalnya, SIMATIC 300, SIMATIC 400, SIMATIC S5.

f. Konfigurasi susunan modul

Konfigurasi susunan modul dilakukan dalam tabel konfigurasi. Konfigurasi susunan modul disesuaikan dengan modul-modul S7-300 yang digunakan, misalnya: catu daya PS-307-2A, CPU 313, dan SM-323 DI/DO.

g. Membuat program

Dalam pembuatan sebuah program, harus menggunakan bahasa pemrograman yang tersedia seperti STL, LAD, FBD dan S7-Graph. Isi program disimpan dalam organisation block, function block, dan data block.

h. Download program

Setelah semua konfigurasi, mengatur parameter, dan pemrograman selesai, station dapat di-download ke CPU PLC menggunakan PC-Adapter MPI.

i. Pengujian program

Pengujian dapat dilakukan dengan memonitor program dengan melakukan perintah monitor mode pada Simatic Manager.

c. angkuman

1. Konsep PLC adalah sebagai berikut:

 Programmable; menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan mudah diubah-ubah sesuai program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat.

 Logic menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic, yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, dan negasi.

 Controller; menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

2. 5 bahasa pemrograman untuk PLC

 Statement List (STL)

 Ladder Diagram (LAD)

 Function Block Diagram (FBD)

 S7-Graph atau Sequential Function Chart (SFC)

 Structure Control Language

d. es ormati

1. Apakah kepanjangan dan pengertian dari PLC? ! 2. Sebutkan 5 bahasa pemrograman pada PLC!

Lembar a aban es ormati

1. PLC adalahProgrammable logic controller (PLC) merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi dan mengimplementasikan fungsi seperti logika (logic), pewaktuan (timing), pencacahan (counting), dan aritmatika guna mengontrol mesin dan proses.

2. 5 bahasa pemrograman untuk PLC

 Statement List (STL)

 Ladder Diagram (LAD)

 Function Block Diagram (FBD)

 S7-Graph atau Sequential Function Chart (SFC)

P L P L S PLC a. u uan Pembela aran

1. Siswa dapat melakukan konfigurasi PLC Siemens pada Step 7

2. Siswa dapat menulis program logika dasar dengan menggunakan software Step 7

3. Siswa dapat mendownload program logika dasar dari PC/laptop ke PLC Stasiun Distribusi.

4. Siswa dapat mengoperasikan operasi logika dasar pada perangkat PLC dengan menggunakan modul I/O.

b. Uraian materi . lat ang igunakan

1. Modul Input/Output : input (push botton, switch, dan lain-lain) Ouput (buzzer, lampu, dan lain-lain)

2. PC/Laptop dengan software PLCnya 3. PLC Siemens

4. Kabel Komunikasi

. Pemrograman PLC dengan Step 7 a. Prosedur Pengoprasian Siemens Step

Sebelum memulai untuk membuat project baru, kita harus mengetahui prosedur dalam pengoprasian Step 7.

3. KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 : PEMROGRAMAN LOGIKA DASAR PLC       

d. es ormati

Lembar a aban es ormati

    

ambar . Prosedur penggunaan Siemens Step

Pada diagram diatas terdapat dua pilihan langkah dalam membuat project di Step 7, yang pertama membuat program terlebih dahulu kemudian melakukan konfigurasi pada hardware, atau sebalikanya dengan cara melakukan konfigurasi hardware terlebih dahulu kemudian membuat program pada Step 7.

b. embuat Pro ect aru

Langkah-langkah dalam membuat project pada Step 7 : 1. Jalankan aplikasi SIMATIC Manager

2. Pada menu File pilih New Project Wizard,

ambar . ampilan e Pro ect i ard

3. Click “ Next”

4. Pilih hardware PLC yang akan digunakan

ambar . ampilan pemili an ard are PLC

5. Click “Next”

ambar . Prosedur penggunaan Siemens Step

b. embuat Pro ect aru

ambar . ampilan pemili an block program

6. Click “ Next”

ambar . ampilan nama pro ect

7. Click “ Finish”

ambar . ampilan pro ect Step

9. Untuk memulai membuat program PLC baik Ladder, FBD, STL, dan lain-lain, caranya clik hardware PLC, S7 program, kemudian “Blocks”, clik “ OB1” seperti pada gambar dibawah ini.

ambar . ambar . ampilan pemili an block program

ambar . Halaman untuk menulis program “ Ladder” c. eker a engan Symbol Editor

Symbol Editor berfungsi untuk membuat alias atau nama lain dari alamat jalur input dan output pada PLC, sebagai contoh alamat tombol “start”adalah“ I124.0”, dapat dituliskan pada program PLC menjadi “start” untuk mempermudah dalah memahami program.

1. Untuk membuka symbol editor, klik dua kali icon “Symbol”

ambar . icon “Symbol”

2. Muncul tampilan “Symbol Editor”, jangan melakukan perubahan pada blok addres OB 1.

ambar . ampilan Symbol ditor

3. Sebagai contoh, ada 2 input S1 dan S2, dan sebuah output Lampu,

ambar . eklarasi alamat input dan output

4. Klik Save

d. embuat Program Logika

Logika AND adalah kondisi dimana output akan bernilai “1” jika kedua input bernilai 1, seperti rangkaian seri. Sebelum memulai untuk membuat program, terlebih dahulu atur bahasa pemrograman pada mode “Ladder”, caranya klik menu “View”, kemudian pilih “LAD”

ambar . emili ba asa Ladder

Langkah-langkah membuat program logika AND:

1. Klik jalur ladder, kemudian masukkan kontak normally open

ambar . Halaman untuk menulis program “ Ladder” c. eker a engan

ambar . ontak normally open

2. Kemudian masukkan coil sebagai alamat output program

ambar . Simbol Coil

3. Masukkan alamat untuk masing-masing jalur input dan output dengan cara klik tanda “?” kemudian ketik alamat input dan output

ambar . embuat Program Logika

Logika “OR” adalah kondisi dimana output akan bernilai “1” jika salah satu atau seluruh input bernilai 1, seperti rangkaian parallel.

1. Klik jalur ladder, kemudian masukkan kontak normally open

ambar . Ladder dan coil

2. Masukkan parallel branch, kemudian tambahkan kontak NO

3. Tutup dengan menambahkan “ close branch”

ambar . Parallel ladder close branc

4. Kemudian masukkan alamat untuk masing-masing input dan output

ambar . Parallel ladder

. Pemrograman imer

Timer berfungsi untuk program penundaan dapat berupa switch-on dan switch-off dan fungsi waktu lainnya (misalnya monitoring runtime). Mereka memberikan informasi tentang status timer, runtime saat ini dan runtime pra-dipilih (nilai preset) dari timer.

Dalam STL, Anda dapat menggunakan timer sebagai timer pulsa. Dalam LAD, timer juga dapat digunakan secara langsung sebagai saklar tunda-on dan saklar tunda-off. Jenis timer di LAD dengan menggunakan operan yang relevan untuk status waktu.

. Pemrograman Timer On delay

Timer On Delay bekerja dengan cara, output akan bernilai 1 jika waktu telah terpenuhi dan sinyal input masih bernilai 1.

ambar . ontak normally open

ambar . Simbol Coil

ambar . embuat Program Logika

ambar . Ladder dan coil

ambar . Simbol S

Berikut ini adalah table penjelasan dari parameter timer on delay pada Step 7.

abel . Parameter S

Parameter Type data Memory Area Diskripsi T no Timer T Identifikasi nomer

timer S Bool I,Q,M,D,L,T,C Start input TV S5time I,Q,M,D,L,T,C,Constant Preset (0-9999)

R Bool I,Q,M,D,L,T,C Rest input Bi Word I,Q,M,D,L Time Remaining BCD Word I,Q,M,D,L Time remaining BCD

Q Bool I,Q,M,D,L,T,C Status timer

ambar . Pemrograman imer n elay

Penjelasan program:

Ketika input I124.0 diaktifkan maka timer akan bekerja untuk memulai menghitung sampai nilai yang ditentukan dalam hal ini adalah 3 detik “S5T#3s”, angka 3 adalah jumlah nilai waktu tunggu. Setelah nilai waktu terpenuhi maka output I124.0 akan berlogika 1.

. Pemrograman ime elay

Time Off Delay bekerja dengan cara, output akan bernilai 1 jika sinyal input bernilai 1 atau ketika timer masih aktif, timer akan mulai bekerja jika ada perubahan sinyal dari 0 ke 1.

ambar . Symbol S abel . Parameter S

Parameter Type data Memory Area Diskripsi T no Timer T Identifikasi nomer

timer S Bool I,Q,M,D,L,T,C Start input TV S5time I,Q,M,D,L,T,C,Constant Preset (0-9999)

R Bool I,Q,M,D,L,T,C Rest input Bi Word I,Q,M,D,L Time Remaining BCD Word I,Q,M,D,L Time remaining BCD

Q Bool I,Q,M,D,L,T,C Status timer

ambar . Pemrograman imer elay ambar . Simbol S

abel . Parameter S

Penjelasan program:

Ketika input I124.0 diaktifkan maka timer akan bekerja untuk memulai menghitung sampai nilai yang ditentukan dalam hal ini adalah 5 detik “S5T#5S”, angka 5 adalah jumlah nilai waktu tunggu. Sebelum nilai waktu terpenuhi maka output Q124.0 akan berlogika 1. Setelah nilai waktu terpenuhi maka output I124.0 akan berlogika 0.

g. Pemrograman Counter . Pemrograman Counter Up

Program counter Up berfungsi untuk melakukan penghitungan sinyal yang masuk pada PLC, dalam hal ini ketika nilai counter tepenuhi maka harus ada nilai pembanding dari sinyal counter tersebut, sehingga dapat diteruskan pada fungsi berikutnya.

ambar . Simbol Counter UP “ S CU abel . Parameter Counter UP

Parameter Type data Memory Area Diskripsi C no Counter C Identifikasi nomer

counter CU Bool I,Q,M,D,L Z input

S Bool I,Q,M,D,L,T,C Input preset PV Word I,Q,M,D,L, Contan Counter Value 0-999

R Bool I,Q,M,D,L,T,C Reset Input CV Word I,Q,M,D,L Current count Value

Hexa CV BCD Bool I,Q,M,D,L Current count Value

Q Bool I,Q,M,D,L Status Counter

ambar . Counter up Prinsip er a

Ketika sinyal masukan berubah dari 0 ke 1 oleh input I124.2, maka counter diset, jika sinyal masuk berubah dari 0 ke 1 oleh input I124.0 maka counter mulai untuk melakukan hitungan naik 1+, sampai nilai counter sama dengan nila value C#5, jika input I124.1 dirubah dari nilai 0 ke 1 maka nilai counter akan direset menjadi 0, nilai Q akan bernilai 1 jika nilai counter tidak sama dengan 0. Output Q124.0 akan bernilai 1 jika nilai comparator dan nilai counter sama yaitu 5.

. Pemrograman Counter o n

ambar . Simbol Counter o n abel . Parameter Counter o n

Parameter Type data Memory Area Diskripsi C no Counter C Identifikasi nomer

counter CU Bool I,Q,M,D,L Z input

S Bool I,Q,M,D,L,T,C Input preset PV Word I,Q,M,D,L, Contan Counter Value 0-999

g. Pemrograman Counter . Pemrograman Counter Up

ambar . Simbol Counter UP “ S CU abel . Parameter Counter UP

R Bool I,Q,M,D,L,T,C Reset Input CV Word I,Q,M,D,L Current count Value

Hexa CV BCD Bool I,Q,M,D,L Current count Value

BCD Q Bool I,Q,M,D,L Status Counter

ambar . Program Counter o n

Prinsip Kerja:

Perubahan sinyal dari 0 ke 1 pada “A1” akan menyebabkan conter pada kondisi Set dengan nilai count 5, jika pada “S1” terjadi perubahan sinyal dari 0 ke 1 maka conter akan mulai menghitung mundur sampai bernilan 0. Sinyal output Q akan bernilai 1 jika counter bernilai tidak sama dengan 0, jika pada A0 terdapat perubahan nilai dari 0 ke 1 maka counter akan melakukan reset, sehinggan counter bernilai 0

. Pemrograman ungsi Set eset

Rangkaian memori atau juga disebut rangkaian pengunci adalah rangkaian yang menyimpan perintah sinyal pertama sampai dilakukannya perintah sinyal ke dua. Rangkaian memori elektropneumatik dapat dirancang dengan menggunakan relai yang rangkaiannya dibuat dalam bentuk dominan set (on) atau dominan reset (off) atau dengan menggunakan katup solenoid ganda.

Relai dapat mengunci dalam kondisi tetap hubung jika bagian arus pengunci paralel dengan tombol ON (S1) melalui kontak NO relai (K1). Tombol OFF (S2) harus dipasang di dalam rangkaian memori. Pemasangan tombol OFF menentukan fungsi rangkaian memori. Rangkaian memori dengan tombol S2

(N/C) yang disambung seri dengan kontak pengunci relai K1 (N/O) dinamakan rangkaian memori “dominan set”. Pada rangkaian memori “dominan set”, tombol S1 mendominasi tombol S2. Jika tombol S1 dan S2 ditekan serentak, arus listrik mengalir melalui kumparan relai. Rangkaian dominan set r e s e t nampak seperti pada gambar dibawah ini.

ambar . angkaian Pengunci dengan ominan Set

ambar . angkaian Pengunci ominan eset

Rangkaian memori dengan S1 (N/O) dan kontak pengunci relai (N/O) yang disambung paralel dan kemudian diseri dengan tombol S2 (N/C) dinamakan rangkaian memori “dominan reset”. Pada rangkaian memori “dominan reset”, tombol S2 mendominasi tombol S1. Jika tombol S1 dan S2 ditekan serentak, tidak ada arus listrik pada kumparan relai K1. Rangkaian dominan reset nampak seperti pada gambar diatas.

Rangkaian memori dengan solenoid ganda seperti gambar 3.31. Katup solenoid ganda disebut juga katup “bi stable” atau katup memori. Katup diaktifkan oleh dua kumparan solenoid. Perubahan posisi katup melalui pemberian catu daya pada kumparan solenoidnya.

ambar . Program Counter o n

ambar . angkaian emori dengan atup Solenoid anda

Posisi sakelar katup membalik hanya jika sinyal diberikan pada kumparan lainnya atau operasi manual diaktifkan. Untuk membalik posisi katup hanya dibutuhkan satu sinyal saja yang aktif pada kumparan solenoid

Rangkaian pengunci di dalam program PLC dapat ditemukan dalam pola set – reset.

Set: Di dalam LAD, set diidentifikasi dengan simbol kumparan yang di dalamnya ada tulisan S .

eset: Di dalam LAD, reset diidentifikasi dengan simbol kumparan yang di dalamnya ada tulisan R.

Didalam pemrograman Siemens S7 untuk memanggil fungsi set reset adalah dengan cara:

1. Klick bit logic 2. Double click icon SR

ambar . Ladder iagram ungsi Set eset

Pada lader diagram diatas apabila input start diaktifkan (terjadi perubahan nilai dari 0 ke 1) maka ouput lampu akan bernilai 1, apabila input start dinonaktifkan lampu akan tetap bernilai 1. Untuk membuat lampu bernilai 0, maka input reset harus diaktifkan.

i. o nload Program

Sebelum mendownlooad program ke PLC pastikan konfigurasi hardware PLC sesuai dengan konfigurasi hardware deprogram Step 7.

ambar . on igurasi Hard are PLC

Langkah-langkah dalam download program ke PLC: 1. Menghidupkan PLC, dengan menggunakan saklar On/Off

ambar . angkaian emori dengan atup Solenoid anda

Set eset

ambar . Saklar n

2. Mereset PLC pada mode RUN

ambar . S itc ode PLC

3. Mendownload Program ke PLC, atur PLC pada mode Stop 4. Buka Project yang telah dibuat

5. Mengatur komunikasi dengan PLC, klik “ Option “, kemudian “ Set PG/PC Interface”

6. Pilih “ PC Adapter(AUTO)”

ambar . Set PC dapter

7. Klik dua kali “PC Adapter (Auto)” untuk melakukan pengecekan pada COM port dan Baudrate “9600)

ambar . Properti PC dapter

8. Klik “OK”

9. Selek “Block” pada project yang akan didownload 10. Pilih “PLC”, “Download”

ambar . Saklar n

ambar . S itc ode PLC

ambar . enu o nload

11. Atur PLC Pada mode Run untuk menjalankan PLC.

. Simulasi PLC di Step

Untuk melakukan simulasi pada program yang telah dibuat sebelum di download pada PLC dapat dilakukan dengan cari berikut:

1. Buka project yang telah dibuat pada Program Step 7 2. Klik icon PLC Simulation

ambar . con Simulasi

3. Pilih Online, Klik icon download 4. Buka OB 1, Klik Monitor

ambar . con monitor

5. Buka PLCSIM klik “RUN”

ambar . PLCS mode U

6. Inset Input dan Output, klik bit input sesuai yang digunakan pada program.

ambar . Simulasi PLC. ambar . enu o nload

. Simulasi PLC di Step

c. angkuman

1. Dalam melakukan konfigurasi hardware PLC pada Step 7 dapat dilakukan dengan 2 cara, pertama melalui “Project Wizard” dengan hanya memilih jenis CPU, yang kedua dengan cara manual dengan memasukkan seri dari CPU, I/O, PSU modul sesuai dengan seri PLC yang akan digunakan

2. Dalam melakukan download program PLC di Step 7 dipastikan bahwa PLC pada mode “STOP”

3. Simulasi program dapat dilakukan tanpa harus menghubungkan hardware PLC dengan Step 7 dengan menggunakan aplikasi PLC SIM

ugas

Lakukanlah pengamatan pada perangkat hardware PLC Siemens, diskusikan dengan teman dalam kelompok mengenai:

4. Bagian-bagian dari hardware PLC Siemens 5. Seri Id dari komponen-komponen PLC Siemens

6. Jumlah input dan output pada komponen PLC Siemens

d. es ormati a. Soal esai

Jawablah Pertanyaan dibawah ini dengan jawaban yang tepat! 1. Jelaskan urutan dari susunan komponen PLC Siemens!

2. Jelaskan langkah-langkah dalam membuat project baru pada Step 7! 3. Jelaskan apakah yang dimaksud dengan file OB1 pada step 7! 4. Tuliskan program pengunci menggunakan software Step 7! 5. Sebutkan mode program pada PLC Siemens!

82

a.

b.

c.

d.

15. Di bawah ini yang merupakan simbol dari sensoropticadalah ….

a.

b.

c.

d.

16. Untuk mendeteksi semua jenis material benda, maka digunakan sensor jenis a. induktif

b. optic

c. ultrasonic d. kapasitif

17. Untuk mendeteksi benda yang terbuat dari logam, maka digunakan sensor jenis ....

a. induktif b. optic

c. ultrasonic d. kapasitif

83

18. PLC merupakan singkatan dari .... a. Procedure Logic Counter

b. Programmable Logic Controller

c. Processing Logic Controller

d. Programmable Logic Counter

19. Lampu menyala terus menerus jika tombol S1 atau S2 ditekan sesaat. Untuk mematikan lampu tekan S3. Manakah program kontrol PLC dalam bahasa LAD yang sesuai?

a.

b.

c.

d.

20. Symbol pneumatic berikut ini merupakan katup control arah jenis …

a. Valve 5/2 single solenoid b. Valve 3/2 single solenoid c. Valve 5/2 double solenoid d. Valve 3/2 double solenoid

84

Penilaian: Waktu : 60 Menit

Kesesuaian komponen dan diagram

Uraian ilai ilai maks

Tombol Start (PB1) ditekan

 LMP1 ON 1

 Cylinder posisi minimal / selenoid valve Off

1

 Lampu indikator untuk semua hitungan (2, 3, 4, 5, 6) Off

2

ombol set counter P ditekan

 Lampu indikator hitungan menunjukkan nilai counter yang dimasukkan (misal tombol set counter ditekan sekali maka lampu hitungan 1 ON, ditekan dua kali maka lampu hitungan 2 ON, dst)

10

ombol ditekan P

 Cylinder maju mundur dengan jeda waktu 1 detik sebanyak nilai counter.

10

ombol Stop ditekan P

 Sistem menyelesaikan hitungan yang

diberikan, cylinder tidak langsung berhenti.

5

 Lampu indikator untuk semua hitungan (2, 3, 4, 5, 6) Off

2

 LMP1 Off 2

 Cylinder posisi minimal / selenoid valve Off

2

otal

85

P U UP

Melalui pembelajaran berbasis modul, diharapkan akan membantu siswa/siswi Sekolah Menengah Kejuruan dapat belajar secara mandiri, dapat mengukur kemampuan diri sendiri. Tidak terkecuali dalam memahami konsep Kontrol Elektropneumatik Berbasis PLC . Semoga modul ini dapat digunakan sebagai referensi tambahan dalam proses pembelajaran baik teori maupun praktik. Siswa/siswi dapat mendalami materi lain disamping materi yang ada pada modul ini melalui berbagai sumber, jurnal maupun internet. Semoga modul ini bermanfaat khususnya pada program keahlian teknik Mekatronika.

Pada kesempatan ini, penulis mohon saran dan kritik yang memotivasi penyusun untuk lebih menyempurnakan modul ini diwaktu yang akan datang.

PENUTUP

Uraian ilai ilai maks

 

 n

ombol set counter P ditekan

 n

ombol ditekan P



ombol Stop ditekan P



  

otal

86 PUS

Bolton William. 2004. Programmable Logic Controller (PLC). Jakarta: Erlangga. SIEMENS. 2006. Simatic Ladder Logic (LAD) for S7-300 and S7-400 Programming.

Manual Book. German

SIEMENS. 2006. Simatic Programming With STEP 7. Manual Book. German

SIEMENS. 2006. Simatic S7-300 Automation System CPU Specifications: CPU 31xC and

CPU 31x. Manual Book. German

SIEMENS. 2006. Simatic S7-300 and M7-300 Programmable Controller Module Specifications. Manual Book. German

SIEMENS. 2008. WinCC flexible 2008-Compact/Standard/Advanced. Manual Book. German

SIEMENS. 2008. WinCC flexible 2008-Getting Started-First-Time Users. Manual Book. German

………, Katalog: Standard cylinder DSNU-8-80-P-A, Festo AG & Co, Esslingen 2002

………, Katalog : Semi-rotary drive DSR-16-180-P, Festo AG & Co, Esslingen 2002 ………, Katalog : Suction cup VAS-8-M5-PUR, Festo AG & Co, Esslingen 2002 ………, Katalog : Solenoid valve CPV10-M1H-5LS-M7, Festo AG & Co, Esslingen

2002

………, Katalog : Solenoid valve CPV10-M1H-2x3-OLS-M7, Festo AG & Co, Esslingen 2002

………, Katalog : Vacuum generator CPV10-M1H-VI70-2GLS-M7, Festo AG & Co, Esslingen 2002

………, Katalog : Proximity Sensor SME-8-S-LED-24, Festo AG & Co, Esslingen 2002

………, Katalog : Fibre-optic cable (Optoelectronic sensors) SOEZ-LLK- SE-2,0-M4, Festo AG & Co, Esslingen 2002

87

………, Katalog : Fibre-optic device (Optoelectronic sensors) SOEG-L- Q30-P-A-S-2L, Esslingen 2002

………, Katalog : One-way flow control valve GRLA-M5-QS-4-LF-C , Festo AG & Co, Esslingen 2002