pitney-ii revised
TRANSCRIPT
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 1/36
5
BAB II
Programmable Logic Controller (PLC)
2.1. Pengertian PLC
Programmable Logic Controller pertama kali diperkenalkan pertama kali
pada tahun 1969 oleh Richard E. Morley yang merupakan pendiri Modison
Corporation. Yaitu Modular Digital Controller yang mana divais ini berbasis
komputer, Standar industri dan menggantikan divais elektro-mekanik dan
rangkaian yang mengontrol mesin-mesin dan peralatan-peralatan. Defenisi dari
PLC menurut National Electrical Manufacturing Association (NEMA) adalah
suatu perangkat elektronik dengan memori yang dapat diprogram untuk
menyimpan instruksi-instruksi yang menjalankan fungsi-fungsi yang spesifik
seperti , logic, sequence, timing, counting dan aritmatic untuk mengontrol mesin
dan proses. PLC terdiri dari divais pemrograman, unit prosessor yaitu CPU
sebagai otak yang mengendalikan, memori, power suplay dan interface
input/output.
PLC merupakan sistem yang dapat memanipulasi, mengeksekusi, dan atau
memonitor keadaan proses pada laju yang amat cepat, dengan dasar data yang bisa
diprogram dalam sistem berbasis mikroprosesor integral. PLC menerima masukan
dan menghasilkan keluaran sinyal-sinyal listrik untuk mengendalikan suatu
sistem. Dengan demikian besaran-besaran fisika dan kimia yang dikendalikan,
sebelum diolah oleh PLC, akan diubah menjadi sinyal listrik baik analog maupun
digital, yang merupakan data dasarnya.. Karakter proses yang dikendalikan oleh
PLC sendiri merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 2/36
6
urut untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan. Dengan kata lain proses itu
terdiri beberapa subproses, dimana subproses tertentu akan berjalan sesudah
subproses sebelumnya terjadi. Istilah umum yang digunakan untuk proses yang
berwatak demikian ialah proses sekuensial. Sebagai perbandingan, sistem kontrol
yang populer selain PLC, misalnya Distributed Control System (DCS), mampu
menangani proses-proses yang bersifat sekuensial dan juga kontinyu (continuous
process) serta mencakup loop kendali yang relatif banyak.
PLC merupakan komputer khusus untuk aplikasi di industri, digunakan
untuk mengontrol dan memonitor proses industri untuk menggantikan hard-wired
control ( rangkaian kontaktor/ rele ). Berbeda dengan personal komputer, dalam
PLC sudah dilengkapi unit input/output digital yang bisa langsung dihubungkan
keperangkat luar (switch, sensor, rele, danlain-lain) bahkan ada yang sudah
lengkap dengan memiliki ADC/DAC.
PLC adalah suatu sistem berbasis mikroprosessor yang memiliki fungsi-
fungsi dan fasilitas utama dari sebuah mikroprosessor. PLC diprogram melalui
programming yang biasa berupa terminal personal komputer atau dengan terminal
portabel khusus (mirip kalkulator dengan tampilan LCD).
Dahulu sebelum PLC ditemukan, tugas pengontrolan dilakukan oleh
Kontaktor dan rele yang dirangkai bersama kabel. Rangkaian harus didisain dan
digambar dahulu dan menetapkan spesifikasi dan instalasi pengkabelanya.
Rumitnya teknisi harus mengerjakan pemasangan dan pengkabelan sesuai gambar
teknik tersebut. Jika salah dalam mendisain atau ada suatu modifikasi, disain dan
teknisi harus merombak dan mengerjakan instalasi ulang. Hal tersebut akan
menimbulkan permasalahan dengan tidak efesien dan efektifnya suatu produksi.
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 3/36
7
Dengan adanya suatu terobosan baru dalam teknologi maka PLC dapat
menggantikan rangkaian logika konvesional dan pekerjaan sirkuit kontrol rele
yang merupakan instalasi langsung. Pada PLC rangkaian kontrol cukup dibuat
secara software. Pengkabelannya hanya diperlukan untuk menghubungkan
peralatan input dan output. Hal ini memudahkan dalam mendisain dan
memodifikasi rangkaian , karena hanya cukup dengan mengubah pemrograman
PLC.
Secara umum PLC dapat dibayangkan seperti sebuah personal komputer
konvesional, karena konfigurasi atau susunan internal pada PLC mirip sekali
dengan konfigurasi internal pada personal komputer. Akan tetapi dalam hal ini
PLC dirancang untuk pembuatan panel listrik untuk arus kuat. Jadi bisa dianggap
bahwa PLC adalah komputernya panel listrik. Ada juga yang menyebutnya
dengan PC (Programmable Controller). PLC secara khusus dirancang untuk dapat
menangani suatu sistem kontrol automatis pada mesin-mesin industri ataupun
aplikasi-apliaksi selain industri seperti lampu lalu lintas, air mancur, danlain-lain.
Didalam otaknya, PLC dapat dibayangkan seperti kumpulan rele-rele yang
beribu jumlahnya. Akan tetapi bukan berarti didalamnya terdapat banyak rele-rele
konvesional dalam ukuran kecil. Didalam PLC terdapat rangkaian elektro digital
yang fungsinya seperti kontak-kontak NO dan NC seperti pada rele pada
umumnya.
PLC dirancang untuk dipergunakan oleh para insinyur elektro yang hanya
memiliki sedikit pengetahuan tentang komputer dan bahasa pemrograman. Alat
ini dibuat sedemikian rupa agar tidak hanya ahli komputer saja yang dapat
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 4/36
8
merubah pemrogramannya. Oleh karena itu PLC dirancang sehingga
pemrograman dapat dilakukan dengan bahasa pemrograman yang sederhana.
Bahasa pemrograman yang sering digunakan adalah berkaitan dengan operasi
logika yaitu sebagai penyambungan dan pemutusan.
2.2 Prinsip Dasar PLC
PLC adalah sebuah sistem kontrol elektronik yang berbasis komputer
mikro. PLC dirancang untuk menggantikan rangkaian logika yang merupakan
urutan kejadian suatu sistem yang dikontrol. PLC bekerja dengan langkah-langkah
pengamatan masukan yang berasal dari elemen elektro mekanikal seperti: tombol
tekan, limit switch, kontaktor dan lain-lain. Perubahan keadaan masukan ini akan
dievaluasi sesuai dengan urutan kerja sistem yang telah diprogram dan disimpan
dalam memori. Hasil evaluasi ini akan menghasilkan sinyal output yang
mengaktifkan kontaktor, relay, kontrol motor, selenoid valve, timer dan
sebagainya. PLC dapat dengan mudah dipelajari walaupun pengetahuan tentang
komputer relatif kurang. Adapun hal urtama pemakaian PLC ini adalah mengetahui cara
kerja sistem yang terdiri dari urutan kerja sistem tersebut, yang dapat menentukan
bagian input dan output eksternal yang mengirim sinyal dan menerima sinyal dari
perangkat pemograman. Setelah mengetauhi urutan kerja sistem dan bagian input-
output eksternal maka urutan kerja tersebut dapat diprogram dan disimpan dalam
PLC yang terdapat dalam perangkat perograman. Cara dan teknik pemograman
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 5/36
9
tergantung pada pabrik pembuat sistem PLC yang digunakan namun tidak jauh
beda prinsip dasarnya.
2. 3 Penggolongan PLC
Dalam pemilihan PLC yang digunakan, terlebih dahulu memilih kriteria .
ang diperlukan. Salah satu kriteria yang penting adalah jumlah maksimum dari
port masukan/keluaran, dan memberi informasi mengenai kemampuan PLC.
Makin banyak I/O port yang terdapat di PLC maka jumlah memori yang
diperlukan juga makin besar, sehingga diperlukan CPU yang lebih cepat. Dengan
menggunakan kriteria ini maka akan diperoleh penggolongan PLC sebagai berikut
Skala mikro - hingga 64 port I/O
Skala kecil - di antara 64 dan 128 port I/O
Skala menengah - di antara 129 dan 512 port I/O
Skala besar - lebih dari 512 port I/O
2. 4 Keunggulan PLC
Pada dasarnya sebuah PLC dirancang untuk menggantikan penggunaan
komponen dasar otomatisasi seperti relay, timer, dan counter dengan keunggulan
sebagai berikut:
Beberapa kelebihan yang dimiliki oleh PLC dibanding relay kontrol
konvensional,yaitu:
Fleksibel (keluwesan)
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 6/36
10
1. Sebelum ditemukan PLC, setiap mesin mempunyai alat kontrol/pengendali
tersendiri. Misalkan terdapat 15 mesin, maka alat pengendali yang diperlukan
juga 15. lain halnya sekarang ini dengan adanya PLC maka untuk bebrapa
mesin hanya memerlukan 1 PLC saja.
2. Deteksi dan koreksi lebih mudah
Setelah desain program kontrol selesai dibuat, kemudian dimasukkan dalam
PLC dengan cara memprogramnya, maka program tersebut dapat dengan
mudah diubah dengan menggunakan keyboard hanya dalam beberapa menit
saja. Setelah itu program dapat dijalankan. Jika terdapat kesalahan maka dapat
dikoreksi dengan menggunakan diagram tangga (diagram ladder) sehingga
koreksinya dengan segera dilakukan.
3. Harga relatif murah
Perkembangan teknologi memungkinkan untuk meningkatkan beberapa fungsi
dengan bentuk ukuran yang semakin kecil. Tentunya hal ini juga akan
menurunkan harga pembuatan yang mahal. Salah satu fungsi yang terus
ditingkat adalah modul I/O (masukan/keluaran). Saat ini mendapatkan PLC
dengan jumlah masukan dan keluaran yang banyak hanya dengan harga
beberapa dolar saja.
4. Pengamatan visual
Operasi PLC dapat dijalankan program yang telah dibuat dapat dilihat dengan
teliti dengan menggunakan layar CRT, sehingga ini sangat memudahkan
dalam proses pencarian, pengamatan atau dalam pembenahan program.
Dengan demikian proses pembenahan program hanya dibutuhkan dengan
waktu singkat.
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 7/36
11
5. Kecepatan Operasi
Kecepatan operasi PLC sangatlah cepat. Kecepatan operasi adalah untuk
megaktifkan fungsi-fungsi logika hanya dalam waktu beberapa milidetik.
Dikarenakan menggunakan rangkaian elektronik sehingga oprasinya sangatlah
cepat, berlainan saat digunakan relay magnetik yang mempunyai oprasi lebih
lambat.
7. Lebih sederhana dan mudah dalam menggunakannya. Memodifikasi lebih
mudah tanpa tambahan biaya
8. Kebutuhan ruang yang lebih kecil
2.5 Fungsi-Fungsi dari PLC
Dilihat dari apa yang dapat dilakukan atau dikerjakan oleh suatu PLC,
maka fungsi-fungsi dari PLC terbagi atas tipe kontrolnya. Tipe kontrol tersebut
terbagi atas tiga, yaitu berfungsi sebagai Kontrol urutan, Kontrol canggih dan
kontrol pengawasan.
PLC disebut juga sebagai kontrol urutan yang berfungsi antara lain:
a). Pengganti rele kontrol logik konvesional.
b). Timer / Counter.
c). Pengganti kontrol card P.C.B. card
d). Mesin kontrol auto/ semi-auto/ manual dan proses-proses.
PLC sebagai kontrol canggih yang berfungsi antara lain:
a). Operasi aritmatik
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 8/36
12
b). Penanganan informasi
c). Kontrol analog (suhu, tekanan, dll)
d). Kontrol motor -servo
e). Kontrol motor-stepper
PLC sebagai kontrol pengawasan, fungsinya antara lain:
a). Proses monitor dan Alarm
b). Monitor dan diagnosa kesalahan
c). Jaringan kerja otomatisasi pabrik
d). Lokal area network
e). Antar muka printer/ASCII
2.6 Karakteristik dan Spesifikasi PLC
Karakteristik umum PLC sebagai berikut:
Mudah diprogram untuk orang-orang yang bukan programmer komputer.
Murah dan memiliki ukuran yang kompak.
Pemrograman yang fleksibel, baik diskrit maupun analog.
Layar peraga yang menampilkan sirkuit tangga, fungsi diagram blok dan
operasinya.
Operasi solid-state yang berkecepatan tinggi
Kemampuan mencetak (mendokumentasikan) sirkuit-sirkuit dan
operasinya.
Tingkat keamanan yang memadai dilengkapi dengan pengunci program
(password).
Perubahan-perubahan sirkuit dapat dilakukan dengan mudah.
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 9/36
13
Dapat disimulasikan.
Spesifikasi PLC yang akan digunakan dalam pembuatan simulasi sistem
kontrol elevator ini menggunakan PLC merk ZELIO produk dari Schneider
Telemecanique. Adapun spesifikasi dan karakteristik PLC tersebut adalah sebagai
berikut:
a. Spesifikasi.
Merek : Zelio ± Smart Relay
Model : Compact , SR2 B201 JD
Tegangan Supplay : 12VDC
Metode control : Metode penyimpan program dan Monitoring
Bahasa pemrograman : Ladder Diagram menggunakan program Zeliosoft
Panjang Instruksi : 1 set setiap instruksi (1-5) word / instruksi
Kapasitas program : 120 Row
Max I/O point : 20
Output : 8 buah
Input : 12 buah
Berikut adalah gambar fisik dari Zelio Smart Relay SR2B201 JD:
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 10/36
14
Gambar 2.1 Zelio SR2B201JD
2.7 Sistem PLC
Sistem PLC memiliki lima komponen dasar yaitu: unit pengolahan pusat
atau central processing unit (CPU), Unit catu daya , perangkat pemrograman, unit
memory, Input dan output . Kelima komponen tersebut digambar secara fisik pada
gambar 2.2 berikut:
Gambar 2.2 Gambar Fisik PLC Merk Zelio
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 11/36
15
P e n g a t u r M a s u k a n
P e n g a t u r K e l u a ra n
M e m o r i C P U
C a t uD a y a
K o m u
n i k a s i
J a l u r
T a m b
a h a n
K o n t ro l P L C
T e r m in a l S k r u p U n t u k J a lu r M a s u k a n
T e r m in a l S k r u p U n t u k J a l u r K e lu a r a n
Gambar 2.3 komponen-komponen PLC Zelio
1. Unit prosesor atau central processing unit (unit pengolahan pusat) (CPU).
Unit prosessor atau central processing unit (unit pusat pengolahan) (CPU)
adalah unit yang berisi microprosessor yang menginterprentasikan sinyal-sinyal
input dan melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan, sesuai dengan program
yang tersimpan didalam memori, lalu berkomunikasi dengan keputusan-keputusan
yang diambil sebagai sinyal-sinyal kontrol ke antar muka output. Unit ini
merupakan otak dari PLC. Disinilah program akan diolah sehingga sistem kontrol
yang telah dibuat bekerja sesuai dengan yang diinginkan. CPU merupakan inti
dari suatu sistem PLC, yang melakukan pengontrolan dan pengawasan atas
seluruh operasi dari PLC. Tugas CPU mencakup mentransfer informasi data
antara CPU memori dengan bagian input maupun output dari PLC.
2. Unit catu daya.
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 12/36
16
Diperlukan untuk mengkonversikan tegangan ac menjadi tegangan dc (5
V) yang dibutuhkan oleh prosesor dan rangkaian-rangkaian di dalam modul-
modul antarmuka input dan output.
3. Perangkat pemrograman.
Dipergunakan utnuk memasukan program yang dibutuhkan ke dalam
memori. Program tersebut dibuat dengan menggunakan perangkat ini dan
kemudian dipindahkan ke dalam unit memori PLC.
4. Unit memori.
Unit memori adalah tempat dimana program yang digunakan untuk
melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan oleh mikroprosessor disimpan.
Memori unit PLC terdiri dari RAM, ROM, EPROM, EEPROM. Kapasitas
memori antara suatu PLC dengan PLC lainnya adalah berbeda-beda tergantung
pada tipe dan pabrik pembuatanya. Beberapa pabrik menyatakan ukuran memori
dalam byte, ada juga kilobyte, dan ada juga yang dinyatakan dengan jumlah
instruksi yang dapat disimpan.
Type-type memori
y RAM (Random Access Memory)
Program yang ditulis biasanya disimpan dalam RAM yang ada dalam PLC
sehingga dapat diubah/diedit melalui programming unit. Kerugian menyimpan di
RAM adalah program dan data akan hilang ketika power supply mati. Untuk
mengatasi hal ini, Ram dapat di back-up dengan battery lithium, sehingga
meskipun power supply mati, program dan data tidak akan hilang. Umumnya bila
battery tidak rusak, program dan data bisa disimpan selama satu tahun. Memori
ini merupakan tempat disimpannya informasi mengenai status perangkat-
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 13/36
17
perangkat input dan output dan nilai-nilai timer dan counter dan perangkat-
perangkat internal lainnya. RAM data disebut juga sebagai tabel data atau tabel
register. Sebagian dari memori ini, yaitu blok alamat, diperuntukan bagi alamat-
alamat input dan output tersebut. Sebagian lainnya disisihkan untuk menyimpan
data yang telah ditetapkan sebelumnya dan sisanya untuk menyimpan nilai-nilai
counter dan timer.
y ROM { Read Only Memory)
Supaya program dalam ROM bisa di eksekusi, maka harus ada operating
sistem PLC, sistem operasi ini dibuat oleh pabrik pembuat PLC yang disimpan
dalam ROM dan hanya dapat dibaca oleh prosessor. ROM adalah sistem yang
menyediakan fasilitas penyimpanan permanen untuk sistem operasi dan data tetap
yang digunakan dalam CPU. Oleh karena itu ROM tidak dapat berubah dalam
keadaan biasa, artinya yaitu jika suatu ROM sekali diprogramkan maka tidak akan
dapat dirubah oleh pemakai.
y PROM { Programmable Read Only Memory)
PROM adalah suatu jenis ROM yang dapat diprogram. PROM juga
digunakan pada PLC untuk memori aplikasi. PROM dapat diprogram seperti
umumnya ROM, dan memiliki keuntungan tidak mudah dirubah. Kerugiannya
antara lain adalah jika melakukan pemrograman maka harus menggunakan
peralatan pemrograman yang khusus.
y EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
EPROM berbeda dengan RAM, Pada EPROM jika suplai tegangan hilang
maka isi memori akan tetap ada. Untuk keperluan modifikasi program, maka pada
memori harus dikosongkan dahulu isinya melalui penyinaran sinar ultraviolet.
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 14/36
18
Karena begitu sulitnya dalam penghapusan program untuk memrogram ulang
maka konsumen lebih
memilih RAM untuk penyimpanan. Jika program sudah benar-benar cocok dan
lengkap langsung bisa di transfer ke EPROM secara permanen. EPROM dianggap
sebagai suatu alat penyimpanan semi permanen yang menyimpan suatu program
secara permanen. Jika ada perubahan, maka program bisa dirubah.
y EEPROM { Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)
EEPROM adalah mirip dengan memori EPROM. Hanya saja dalam proses
penghapusannya dengan menggunakan arus listrik. Kelebihan memori ini
dibandingkan dengan memori EPROM adalah mudah dihapus dan dapat
direset.
5. Input dan output .
Adalah antarmuka dimana prosesor menerima informasi dari dan
mengkomunikasikan informasi kontrol ke perangkat-perangkat eksternal
2.8 Pemrograman
PLC dapat diprogram dengan teknik diagram tangga ( Diagram ladder)
dan diagram fungsi blok (Function blok). Dimana disediakan blok-blok fungsi
khusus, dan kita hanya diminta untuk menghubungkan blok-blok tadi satu sama
lain, berikut input-outputnya untuk membangun suatu proses kerja yang seperti
kita inginkan. Sebelum program di ditransfer (down-load), program ini dapat
disimulasikan terlebih dahulu langsung pada komputer (PC), meminimalkan
kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi. Sebaliknya, isi program yang sudah
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 15/36
19
PC Com
ati¡
le
PLC
Co ¢ ¢ ecti¢ g Ca £ le
terprogram pada PLC dapat di up-load ke komputer (PC) untuk keperluan backup
maupun pengeditan program.
Gambar 2.4 Koneksi PLC dengan PC
Kabel yang menghubungkan port serial komputer dengan PLC juga telah
disediakan. Jika kita menggunakan PC sebagai media pemrogram, maka
dimungkinkan untuk menuliskan program secara off-line, dan dapat terlebih
dahulu disimulasikan sebelum di down-load ke unit PLC. pengamatan parameter
secara on-line juga dimungkinkan
Indikator input ini akan menyala bila peralatan input ON dan indikator
output menyala bila relay keluaran ON. Bila terjadi kesalahan input indikator
berubah mengikuti.
Kesalahan CPU : Indikator input OFF
Kesalahan memori atau sistem : Indikator input kondisi tetap
sebelum terjadi kesalahan akan tetap sama bila input diubah
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 16/36
20
2.8.1 Bahasa Pemrograman PLC
Pemrograman merupakan cara user memasukkan instruksi kontrol ke
dalam PLC melalui Programming device. Beberapa instruksi dasar kontrol
meliputi switching, logic, sequencing, dan timing. Tetapi ada banyak aplikasi
industri yang memerlukan instruksi tambahan untuk menjalankan kontrol analog
untuk proses kontinyu, kontrol logika yang kompleks, data processing and
reporting, dan beberapa fungsi lainnya. Oleh karena adanya berbagai perbedaan
keperluan dalam aplikasi industri, maka dikembangkan berbagai jenis bahasa
pemrograman PLC.
2.8.1.1 Diagram Tangga (ladder logic Diagram)
Diagram tangga merupakan bahasa pemrograman PLC yang paling
populer dipergunakan pada saat ini. Diagram tangga mudah dipahami bahkan oleh
teknisi yang tidak mempunyai latar belakang pendidikan komputer. Penulisan
program PLC dengan diagram tangga memerlukan sebuah keyboard dengan
monitor yang memiliki kemampuan tampilan grafis untuk menampilkan simbol
dan hubungannya dalam diagram tangga. Keyboard untuk pemrograman PLC
biasanya didesain dengan tombol untuk masing-masing simbol sehingga
memudahkan pemrograman, karena hanya mengetikkan tombol yang sesuai
dengan diagram tangga. Komponen diagram tangga terdiri dari 2 tipe utama yakni
kontak dan koil. Kontak dipergunakan untuk melambangkan input : switches,
kontak relay, dan lain-lain. Sedangkan koil untuk melambangkan beban seperti :
motor, selenoids, relay, timers, dan counters.
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 17/36
21
I1
Q1
I2 Q1
A1
1
A1
1
GarisTegangan
Kontak NO Kontak NC Koil/beban
Kontak koil NO
Diagram tangga seperti diperlihatkan pada gambar 2.5 memperlihatkan
sebuah sistem interlock sederhana. Dimana input II akan mengaktifkan output
koil/load Ql dan input 12 untuk menonaktifkannya. II yang merupakan kontak
NO (Nomally Open) jika disulut akan mengalirkan daya ke koil/load Ql melalui
sebuah kontak NC (Normally Close)I2. koil/load Ql akan berstatus high dan
menutup kontak NO Ql yang mampu mewakili tugas II sesaat koil Ql aktif. 12
yang merupakan kontak NC (Normally Close) jika disulut akan aliran daya ke
koil, sehingga koil nonaktif dan kontak Ql terlepas.
Gambar 2.5 Diagram Tangga
2.8.1.2 Diagram Fungsi Blok (F unction Blok Diagram)
Berupa penulisan program yang berorientasi pada objek, dimana telah
disediakan blok-blok fungsi siap pakai yang berupa gerbang-gerbang logika dasar
atau blok-blok fungsi khusus seperti counter, timer dan, fungsi analog lainnya.
Blok-blok ini kemudian kita koneksikan satu sama lain untuk membentuk suatu
proses kerja seperti yang kita harapkan. Lebih mudah dan cepat dalam
penulisannya, dan biasanya juga dilengkapi dengan fungsi simulasi sebelum
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 18/36
22
I1
I2
>=10
0
0
00
&0
0
0
0
0
Q
Out¤ ut 1
¥
er¦
a§
g
̈
N©
¥
er¦
a§
g OR I§ ¤
ut 1
I§ ¤
ut 2
¥
er¦
a§
g NOT
program di up-load ke unit PLC. Pengamatan dan perubahan parameter program
dapat dengan mudah kita lakukan dengan teknik Function Blok Diagram ini.
Kita contohkan sebuah kasus yang persis sama dengan pembahasan pada
diagram tangagaa sebelumnya, dimana merupakan sebuah rangkaian interlock
sederhana yang terdiri dari input II untuk mengaktifkan output koil Ql, dan input
12 untuk menonaktifkannya, yang tampak pada gambar 2.10 12 saat nonaktif akan
memberikan nilai high pada salah satu inputan AND, gerbang AND akan
mengaktifkan Ql, jika input 1 yang melalui gerbang OR disulut. Status Ql
dikembalikan ke gerbang OR untuk mewakili tugas II sesaat setelah Ql
tertenagai. Dibutuhkan perubahan status 12 dari nonaktif menjadi aktif untuk
membuat output gerbang NOT bernilai low dan kemudian menonaktifkan gerbang
AND yang memutuskan aliran daya ke Ql
am ar 2.6 iagram Fungsi Blok
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 19/36
23
Y
A
B
Y
A B
2.8.2 Gerbang Logika
Elemen logika adalah elemen dari rangkaian logik yang menggunakan
sinyal digital sebagai masukan dan keluarannya, dan merupakan dasar
pemrograman pada suatu PLC. Operasi yang dimaksud disini berbeda dengan
biasa yang digunakan untuk menggambar rangkaian digital, yang digunakan pada
rangkaian digital. Dalam hal ini tidak dibahas mengenai penggunaan gerbang
terhadap elektronika. Berikut ini dijelaskan tentang sistem operasional logika
yang biasa digunakan pada pemrograman PLC. Jika dibandingkan dengan simbol
tangga gambarnya berbeda, tetapi operasional kerjanya tetap sama
Gerbang AN D
Logika AN D adalah rangkaian atau gerbang elektronika yang mempunyai
dua atau lebih input atau masukan dan satu keluaran atau output. Outputnya akan
berlogika "1" apabila semua inputnya berlogika "1". Bila pada salah satu inputnya
"0", maka outpunya menjadi "0". Pada gambar dibawah ditunjukan gerbang AND
dan tabel kebenaranya serta penggunaan ladder diagram pada program PLC.
Gambar 2.7 Simbol logika AN D dan diagram ladder
Tabel 2.1 Tabel kebenaran operasi A D
A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 20/36
24
YA
B
Y
A
B
Operasi OR
Gerbang OR memiliki dua atau lebih input dan satu keluaran atau output.
Outputnya akan berlogika ³1´ apabila salah satu dari inputnya memiliki logika
³1´
Gambar 2.8 Simbol logika OR dan ladder diagram
Tabel 2.2 Tabel kebenaran operasi logika OR
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
1 1 1
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 21/36
25
A Y Y
Gerbang N OT
Berbeda dengan gerbang AN D dan OR, Gerbang NOT hanya mempunyai
satu input dan satu output. Pada gerbang NOT, jika inputnya "1" maka outputnya
adalah"0". Jadi inputnya adalah kebalikan dari outputnya. Berikut ini adalah
gambar yang menunjukan gerbang NOT serta tabel kebenarannya dan ladder
diagramnya.
Gambar 2.9 Simbol logika N OT dan ladder diagram.
Tabel 2.3 Tabel kebenaran operasi logika N OT
Gerbang N OT AN D
Operasi NOT AN D atau N AN D adalah kebalikan dari operasi AN D yang
artinya, apabila pada operasi AN D instruksi logika harus semua terpenuhi, tetapi
pada operasi NOT AN D instruksi logika tidak harus terpenuhi semua, melainkan
salah satunya, atau sama sekali tidak ada.
A Y
0 1
1 0
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 22/36
26
A
BY
Y
A B
Y
A
BY
A
B
Gambar 2.10 Simbol logika N OT AN D dan ladder diagram
Tabel 2.4 Tabel kebenaran operasi N OT AN D
Gerbang N OT OR
Operasi NOT OR atau NOR adalah kebalikan dari operasi OR. Jika pada
operasi OR akan bekerja apabila satu instruksi logika saja yang terpenuhi maka
pada instruksi NOT OR hal tersebut tidak berlaku karena pada operasi ini semua
instruksi logika harus tidak terpenuhi.
Gambar 2.11 Simbol logika N OT OR dan ladder diagram.
A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 23/36
27
Y
A
B
Y
A
A
B
B
Tabel 2.5 Tabel kebenaran operasi N OT OR
Gerbang Exlusive OR (X OR )
Operasi Exlusive OR adalah operasi logika yang mempunyai lebih dari
satu masukan untuk mengeluarkan satu keluaran. Operasi ini akan mengeluarkan
satu keluaran apabila ada perbedaan masukan pada operasi ini. Jika masukannya
sama maka hasil keluaranya tidak ada.
Gambar 2.12 Simbol logika X OR dan ladder diagram
Tabel 2.6 Tabel kebenaran logika X OR
Gerbang Exlushe N OR ( X NOR)
B Y
0 0 10 1 0
1 0 0
1 1 0
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 24/36
28
Y
A B
Y
A
B
Operasi Exlusive NOT OR atau X NOR adalah kebalikan dari operasi X OR.
Masukannya harus sama jika menginginkan satu keluaran.
Gambar 2.13 Simbol logika X N OR
Tabel 2.7 Tabel kebenaran logika X N OR
2.9. Motor DC
Motor adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus
searah menjadi tenaga gerak atau energi mekanik, dimana tenaga gerak
tersebut berupa putaran daripada rotor. Fungsi motor ini berdasarkan gejala
bahwa suatu medan magnet mengeluarkan gaya pada penghantar berarus. Prinsip
kerjanya adalah apabila sebuah kawat penghantar yang dialiri arus diletakkan
antara dua buah kutub magnet, maka pada kawat itu akan bekerja suatu gaya
yang menggerakkan kawat itu (gaya lorentz).
Setiap konduktor yang mengalirkan arus mempunyai medan magnet
disekelilingnya. Kuat medan tergantung pada besarnya arus yang mengalir dalam
konduktor tersebut. Pada motor DC, konduktor pengalir arus dililitkan pada alur-
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 25/36
29
alur jangkar. Jika jangkar berputar maka dalam lilitan jangkar motor tersebut
dibangkitkan gaya gerak listrik (GGL) yang kemudian diubah menjadi energi
mekanik dalam rotor.
Kontruksi dari motor DC terbagi atas beberapa bagian antara lain :
1) Stator atau bagian yang diam, terdiri dari:
Rumah stator sebagai tempat jalan mengalirnya medan magnet yang
dihasilkan oleh kutub-kutub magnet, dan melindungi bagian-bagian
mesin lainnya, sehingga dibuat dari bahan feromagnetik.
2) Rotor yang berputar, terdiri dari jangkar, lilitan jangkar,
komutator dan sikat-sikat.
Gambar 2.14 Motor DC
2.10. Komponen Pendukung
2.10.1. Resistor
Resistor adalah salah satu komponen elektronika dari bahan semi
konduktor yang mempunyai dua kaki yang bersifat menghambat arus yang
mengalir. Untuk menentukan nilai resistansi dari resistor biasanya dilakukan
dengan cara mengamati gelang warna yang terdapat pada resistor.
Dibawah ini daftar gelang warna yang biasa terdapat pada badan resistor.
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 26/36
30
Gambar 2.14 Cara penentuan nilai resistor
2.10.2.Transistor
Transistor adalah merupakan salah satu komponen elaktronika yang
terdapat dari bahan semikonduktor yang mempunyai tiga kaki yaitu kaki basis,
kaki kolektor dan kaki emitor. Transistor terdiri dari dua jenis dilihat dari bahan
yang membuatnya, yaitu transistor silikon (0,7 volt) dan transistor germanium (0,2
volt). Transistor dibagi menjadi dua tipe, yaitu :
1. Tipe NPN (negative-positif-negative)
2. Tipe PNP (positif-negative-positif)
Dalam rangkaian alat simulasi ini menggunakan transistor tipe NPN
(TIP 31), transistor ini bekerja jika pada basis dibias positif. Jika kolektor positif
dan emitor negative, maka transistor akan jenuh, serta antara kolektor dan emitor
akan terhubung singkat, hal ini yang dimanfaatkan sebagai saklar.
Contoh-contoh komponen dan karakteristik dari transistor ini antara lain :
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 27/36
31
a. Transistor TIP 31
(a) (b)
Gambar 2.15 (a) Simbol Transirtor TIP 31
(b) Wujud Transistor TIP 31
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 28/36
32
MAXIMUM RATINGS TIP 3055
b. Transistor TIP 3055
(a) (b)
Gambar 2.15 (a) Simbol Transirtor TIP 3055
(b) Wujud Transistor TIP 3055
2.11. Relay
Relay adalah suatu komponen listrik yang berfungsi untuk memutus atau
menghubungkan arus listrik dalam rangkaian ± rangkaian listrik juga sebagai
TIP 3055
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 29/36
33
rangkaian / peralatan kontrol yang menghubungkan supply ke bebannya.
Relay bekerja berdasarkan gaya elektromagnetik menjadi suatu proses
mekanis.
Relay terdiri dari dua bagian utama yaitu lilitan elektromagnetik (coil )
dan contact point. Contact point ini terdiri dari contact NO ( Normally Open =
normal terbuka) dan contact NC ( Normally Close = normal tertutup). Pada
keadaan awal, yaitu pada saat coil relay tidak diberi tegangan, maka yang
terhubung-singkat adalah contact Normally Close (NC). Sedangkan contact
Normally Open (NO) mengalami hubung-terbuka atau dapat dilihat pada
gambar 2.16 berikut:
Gambar 2.16 Kondisi awal relay
Jika relay diatas tersebut diberi tegangan pada coil -nya, maka relay tersebut
akan mengalami switching seperti berikut :
Gambar 2.17 Kondisi relay yang diberi tegangan
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 30/36
34
Pada keadaan ini, yang terhubung-singkat adalah contact Normally Open (NO),
sementara contact Normally Close (NC) mengalami hubung-terbuka.
Pada alat simulasi tugas akhir ini ada 2 jenis relay yang dipergunakan
yaitu :
1.Relay SPDT (Single Pole Single Throw)
Relay SPDT adalah relay yang memiliki satu kutub contact dan dua posisi
kedudukan contact atau seperti terlihat pada gambar 2.18 berikut:
Gambar2.18 Simbol dan bentuk relay SPDT
2.Relay DPDT ( Double Pole Double Throw)
Relay DPDT adalah jenis relay yang memiliki 2 kutub contact dan 2
posisi kedudukan contact ,relay ini biasanya memiliki 8 kaki contact,yaitu 2
NO,2 NC,2 input dan 2 lagi untuk sumber tegangan,atau dapat dilihat pada
gambar 2.19 dibawah ini:
Gambar 2.19 Wujud relay DPDT
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 31/36
35
2.12.Limit Switch
Sakelar batas atau limit switch merupakan saklar yang dapat dioperasikan
secara otomatis ataupun manual. Limit switch mampunyai fungsi yang sama yaitu
mempunyai kontak NO (Normally Open) dan NC (Normally Close). Limit switch
akan bekerja jika ada benda yang menekan roller -nya, sehingga kedudukan
kontak NO menjadi NC dan kontak NC menjadi NO. Jika benda sudah diangkat,
roller dari limit switch kembali keposisi semula, demikian pula dengan
kedudukan kontak-kontaknya.
Gambar 2.20 Simbol dan Bentuk Limit Switch
2.13.Pengaman Lebur (F use)
Pengaman lebur berguna untuk memutuskan atau membuka rangkaian
listrik bila terjadi hubung singkat. Pengaman lebur tabung mempunyai elemen
lebur yang ditempatkan dan dilindungi oleh tabung kertas fiber dan kedua
unjungnya ditutup dengan kontak cincin perunggu. Kedua ujung elemen leburnya
disambungkan kepada kedua kontak cincin perunggu tersebut. Sehingga apabila
diantara kedua ujung cincin perunggu diukur dengan Ohmmeter akan
menunjukkan adanya hubungan keduanya.
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 32/36
36
simbol wujud
Gambar 2.21 Fuse (sekering)
2.14.Sakelar Tombol Tekan (Push Botton)
Saklar tombol tekan adalah suatu jenis peralatan kontrol yang
digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik. Saklar
tombol tekan dioperasikan secara manual dengan cara menekan tombolnya.
Menurut kedudukan kontak-kontaknya tombol tekan dapat dibagi menjadi dua
yaitu, Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). Kontak NO kedudukan
kontaknya dalam keadaan terbuka sebelum tombol dioperasikan atau ditekan.
Apabila kontak NO tersebut ditekan maka kedudukan kontaknya akan berubah
menjadi NC (tertutup), begitu juga sebaliknya untuk kontak NC dan ketika
tombol dilepas maka kedudukan kontaknya akan kembali keposisi semula.
Gambar 2.22 Simbol sakelar tekan NO dan NC
2.15. Catu Daya
Sebagian besar piranti elektronika membutuhkan tegangan DC untuk
bekerja. Meskipun baterai berguna dalam piranti yang bisa dibawa-bawa atau
piranti berdaya rendah, akan tetapi waktu operasinya terbatas. Sumber daya yang
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 33/36
37
mudah dapat dibuat dari sebuah rangkaian yang dapat mengubah tegangan AC
menjadi tegangan DC. Sebuah power supply dapat dibuat dengan tiga buah
komponen utama, yaitu transformator, dioda penyearah, dan kapasitor filter.
2.15.1. Trasformator Penurun Tegangan
Transformator penurun tegangan adalah transformator yang diperlukan
untuk menurunkan tegangan primer yang tinggi misalnya sebesar 220 Volt atau
380 Volt, menjadi tegangan yang lebih rendah pada bagian sekundernya, 6 Volt,
9 Volt, 12 Volt, atau 24 Volt. Ada dua jenis transformator penurun tegangan
yaitu transformator penurun tegangan dengan CT (Center Tap) dan transformator
penurun tegangan tanpa CT.
(a) (b)
Gambar 2.23 (a) Transformator tanpa CT
(b) Transformator dengan CT
2.15.2. Penyearah
Penyearah (rectifier) merupakan bagian dari catu daya yang berfungsi
CT220 VAC
12 VAC
12 VAC
220 VAC 12 VAC
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 34/36
38
untuk mengubah tegangan bolak-balik atau AC menjadi tegangan searah atau
DC. Komponen yang berfungsi sebagai penyearah adalah dioda. Dalam
pembuatan catu daya menggunakan 2 macam rangkaian penyearah yaitu :
1. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan CT
2. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan dioda bridge.
Gambar 2.24 Penyearah gelombang penuh dengan CT
Gambar 2.25 Penyearah gelombang penuh tanpa CT
2.15.3. Penyaring (F ilter )
Tegangan DC yang berdenyut yang dihasilkan oleh rangkaian penyearah
bukanlah DC murni, sehingga dibutuhkan sebuah penyaring. Rangkaian filter ini
menggunakan kapasitor yang diletakkan melintasi terminal keluaran. Kapasitor
ini meratakan denyutan-denyutan tersebut dan memberikan suatu tegangan
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 35/36
39
C
Beban
yang hampir DC murni, biasanya kapasitor filter itu adalah sebuah kapasitor
elektrolit dengan harga yang besar.
(a) (b)
Gambar 2.26 (a) Cara pemasangan kapasitor terhadap beban
(b) Wujud kapasitor elektrolit
2.15.4. IC Catu Daya
Didalam rangkaian catu daya biasanya tegangan keluaran dari rangkaian
itu tidak sesuai atau mendekati tegangan nominal yang diperlukan . untuk
mengatasi masalah tersebut biasanya dipasang IC catu daya. IC ini digunakan
untuk lebih mengakuratkan nilai tegangan keluaran. Dalam rangkaian ini
menggunakan IC LM7812 dengan tegangan keluran sebesar 12 volt. Gambar
2.27 berikut menunjukkan wujud dari IC LM7812 :
Gambar 2.27 IC LM7812
8/7/2019 Pitney-II Revised
http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 36/36
2.15.5. Light Emiting Dioda (LED)
LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen
yang dapat mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain
setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan
bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa
energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan
cahaya. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai
adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan
warna cahaya yang berbeda pula.
Gambar 2.28 Simbol dan Wujud dari LED
Pada saat ini warna-warna cahaya LED bermacam-macam bukan hanya
kuning, merah atau hijau seperti yang biasa kita jumpai tetapi telah terdapat warna
biru, ungu dan putih bahkan LED tidak hanya digunakan sebagai lampu indicator
saja tetapi telah digunakan sebagai lampu penerangan menggantikan lampu-lampu
konvensional pada umumnya.