Download - Modul 1 OSP 2015-Plc
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
1/16
Laboratorium Sistem Produksi
Program Studi Teknik Industri
Institut Teknologi Bandung
MODUL 1
TI3105 Otomasi Sistem Produksi
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
2/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
1
PENDAHULUAN
A digitally operating electronic apparatus which uses a programmable memory for the internal storage of
instrucions by implementing specific functions such as logic, sequencing, timing, counting, and arithmetic to
control, through digital or analog input/output modules, various types of machines or processes
National Electrical Manufacturers Association (NEMA)
Programmable Logic Controller (PLC)adalah sebuah komputer yang dibuat khusus untuk keperluan
otomasi permesinan dan sistem manufaktur. PLC yang digunakan dalam praktikum ini memiliki
ketahanan yang lebih baik terhadap temperatur, noise (sinyal elektronik yang dapat mengganggu),
serta getaran dan benturan.
Fungsi dari PLC adalah:
Sequential control
PLC mengontrol agar setiap proses berjalan sesuai urutan yang seharusnya (dari input sinyal
biner).
Monitoring plant
PLC akan memonitor status sistem dan mengambil tindakan terkait proses tersebut.
Untuk menjalankan fungsinya, PLC memiliki terminal input / output yang dapat disambungkan dengan
berbagai sensor, switch, maupun motordan relay. Untuk menyimpan program yang akan digunakan,
PLC dilengkapi dengan memory sebagai tempat penyimpanan dan pengolahan data.
Satu buah PLC memiliki jumlah input dan output yang sudah ditentukan, namun jumlah input / output
dapat ditambah dengan menggunakan modul-modul tambahan yang disambungkan pada PLC
tersebut. Selain itu, modul-modul tambahan ini juga dapat menjalankan fungsi-fungsi lain yang tidak
terdapat pada fungsi PLC standar. PLC standar pada umumnya terdiri atas 3 modul, yaitu :
Power Supply : Untuk mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC dengan voltase yang
bersesuaian untuk mengoperasikan PLC tersebut
CPU : Untuk menyimpan data dan program serta menjalankan proses komputasi yang
dibutuhkan program untuk bekerja
Input / Output Module : Untuk menghubungkan PLC dengan hard system.
Bentuk PLC dan hubungannya dengan perangkat kerjanya (CX Programmer, USB port, Option Board)
dapat dilihat pada Gambar 1 :
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
3/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
2
Gambar 1 PLC dan Hubungan Dengan Perangkat Kerjanya
PLC dikembangkan sebagai perbaikan atas sistem otomasi yang berupa hard-wired system. Sistem
seperti ini mengandalkan sambungan elektronik yang rumit dengan menggunakan peralatan seperti
relay dan cam timer. Dengan PLC, sistem hardwiredengan ratusan relay pada sistem manufaktur yang
kompleks dapat diganti hanya dengan sebuah PLC saja.
Pada PLC yang digunakan pada praktikum kali ini, output ada yang berupa hidden relay sehingga sudah
bisa langsung disambungkan ke arus tinggi (AC). Gambar di bawah ini ini merupakan gambar PLC
Omron CP1E dengan 20 port I/Odan bagian-bagiannya yang digunakan dalam praktikum PLC ini:
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
4/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
3
GAMBAR 2 PLC Omron CP1E with 20 I/O Port
PLC yang sudah diprogram dapat menjalankan suatu fungsi tersebut selama beberapa tahun sebelum
mengalami kerusakan, sehingga cara kerjanya tidak harus dipantau oleh manusia. Namun, tidak jarang
PLC harus memberikan suatufeedbackatas proses yang sedang dijalankannya pada operator, sehinggapada kasus-kasus seperti ini PLC akan dihubungkan dengan computer untuk menghasilkan Human-
Machine-Interfaceyang mudah digunakan. Interface yang lebih mudah dan murah seringkali dilakukan
hanya dengan menghubungkan PLC dengan lampu-lampu sebagai indicatorsuatu status proses yang
sedang berlangsung.
PLC dapat memproses sinyal digital maupun analog. Sinyal digitalialah sinyal yang hanya bernilai 0
atau 1, seperti yang dihasilkan oleh push button, limit switch, maupun berbagai jenis sensor. Sinyal
analogmemiliki nilai mulai dari 0 sampai nilai maksimalnya. Sinyal ini diproses dengan cara mengubah
suatu range nilai tegangan atau arus dengan besar yang proporsional dengan nilai yang diukur. Dilihat
dari fungsinya, PLC lebih mudah memproses sinyal dalam bentuk digital walaupun dalam sistem yanglebih kompleks mungkin terdapat beberapa variabel yang harus direpresentasikan sebagai sinyal
analog (berat, temperature, dsb).
BAHASA STANDAR PEMROGRAMAN PLC
Menurut Standar Internasional IEC 61131-3, terdapat 5 buah bahasa standar yang telah ditetapkan,
yaitu :
Function Block Diagram adalah diagram yang mendeskripsikan suatu fungsi antara input denganoutput. Fungsi direpresentasikan dalam bentuk blok, sedangkan setiap input dan output dihubungkan
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
5/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
4
dengan sebuah blok melalui garis penghubung. Berbagai fungsi, input dan output dapat dirangkai
menjadi sebuah rangkaian fungsi yang panjang. Diagram ini dibaca dari arah kiri ke kanan. Kedua ujung
diagram (awal dan akhir / kiri dan kanan) harus memiliki tipe yang sama.
Sequential Function Chart adalah suatu bahasa pemrograman berbasis grafis yang digunakan untuk
memprogram PLC. Bahasa ini terdiri dari komponen utama berikut :
Langkah / Step dengan aksi yang bersesuaian
Transisi / Transition dengan kondisi logika yang bersesuaian
Hubungan langsung antara Step dan Transition
Instruction List adalah bahasa tingkat rendah (Low Level Language) yang digunakan untuk
memprogram PLC.
Structured Text adalah bahasa tingkat tinggi (High Level Language) untuk memprogram PLC yang
secara sintaks mirip dengan bahasa Pascal. Bahasa ini dapat digunakan untuk menyatakan perulangan
(repeat-until, while-do), conditional statement (if-then-else), bahkan fungsi-fungsi khusus (SQRT, SIN,dll).
Ladder logic adalah bahasa pemrograman dengan struktur logika yang amat mirip dengan ladder
diagram untuk hardwire system. Bahasa ini banyak digunakan karena teknisi yang mengenal ladder
diagram tidak akan mengalami banyak kesulitan untuk memahami ladder logic.
Praktikum ini menggunakan basis bahasa Ladder Logic. Dalam ladder logic setiap rung diberi nomor
(dari angka 1) mulai dari rung yang paling atas. Jika program dijalankan komputer akan membaca
setiap rung mulai dari yang bernomor paling kecil. Dalam setiap rung biasanya terdapat sebuah logiccoil yang dihubungkan dengan sebuah bit pada memori controller. Pada akhir setiap diagram terdapat
coil end yang menandakan berakhirnya program. Berikut ialah symbol yang biasa digunakan dalam
bahasa ladder logic:
--( )--coil, benar jika rung-nya benar
--(\)--closed coil, salah jika rung-nya benar
--[ ]--contact, benar jika coil-nya benar (normally false)
--[\]--closed contact, salah jika coil-nya benar (normally true)
Selain simbol-simbol umum tersebut, terdapat simbol khusus yang spesifik digunakan untuk jenis PLCtertentu dengan software pemrograman tertentu. Untuk fungsi-fungsi tambahan dapat digunakan
simbol instruction yang diisi dengan keterangan mengenai fungsi tambahan tersebut. Fungsi
tambahan ini dapat berbeda tergantung dari perusahaan pembuat PLC yang digunakan, dengan fungsi-
fungsi pada umumnya merupakan fungsi counterdan timer.
Berikut ialah contoh dari bahasa pemrograman grafis ladder logic :
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
6/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
5
PERANGKAT LUNAK PEMROGRAMAN PLC
Setiap produsen PLC membuat perangkat lunak sendiri yang dapat melakukan pemrograman terhadapPLC buatannya. Terkadang antar merk PLC memiliki karakteristik sendiri dalam cara pemrograman.
Pada praktikum ini digunakan PLC dengan merk OMRONdengan jenis CP1E, maka perangkat lunak
yang digunakan dalam melakukan pemrograman PLC ini yang digunakan adalah CX Programmer for
OMRON CP1E.
sumber gambar: www.omron.co.id
Pada PLC Omron yang digunakan pada praktikum ini tersedia modul input dan output yang masing-
masing dapat menampung hingga 12 poin koneksi ke perangkat lain untuk input, dan 8 poin koneksi
untuk output. Pada kasus nyata penggunaan PLC, input dan output ini dapat digantikan dengan
berbagai sensor dan peralatan lainnya.
Berikut ini merupakan contoh penulisan bit address input dan bit address output untuk CP1E CPU Units
:
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
7/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
6
Sesuai gambar di atas, alamat input bit dimulai dari CIO 0 (untuk terminal blok 0CH) dan alamat output
bit dimulai dari CIO 100 (untuk terminal blok 100CH). Sedangkan perbedaan antara input bit dan
output bit dapat dilihat dari notasi alamat yang digunakan :
Hal yang membedakan diagram ladder pada PLC dan diagram ladder biasa, PLC memiliki internal utility
relay, yang artinya relay yang tidak memiliki bentuk fisik, melainkan hanyalah logika relay yang
disimpan. Dalam PLC Omron CP1E ini, internal utility relay disebut work area yang merupakan bit
dalam PLC. Cara penulisannya adalah:
Berikut ini merupakan contoh pemakaian work area pada diagram ladder:
GAMBAR 3 Contoh Penggunaan Work Area pada Diagram Ladder
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
8/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
7
PENGGUNAAN CX PROGRAMMER FOR CP1E
Buka aplikasi CX Programmer For CP1E, maka akan didapatkan layar sebagai berikut :
Untuk memulai sebuah proyek baru, pilih FileNewatau CTRL+Nmaka akan muncul kotak untuk
memilih PLC yang akan digunakan, seperti gambar:
Device Name, isikan nama alat yang ingin dirancang.
Device Type, klik Settings, maka akan muncul kotak pilihan seperti di bawah ini:o Pada CPU Type, pilih E20
Network Type, pilih USB
Lalu klik OK untuk mengakhiri kotak tersebut, dan akan muncul tampilan sebagai berikut:
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
9/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
8
Window di atas merupakan window yang dapat digunakan untuk melakukan input ladder logic
program. Input setiap komponen dari ladder logic dapat dilakukan dengan menggunakan command
toolbaryang terdapat pada program.
Memulai Pemrograman
Pada pemrograman yang dilakukan, terdapat tiga mode operasi CX Programmer, yaitu :
PROGRAM mode : stasi program yang digunakan pada saat seting awal PLC, mentransfer dan
memeriksa ladder logic, atau persiapan untuk mengeksekusi program yang sudah terekam
oleh PLC.
RUN mode : mode dimana ladder program tereksekusi.
MONITOR mode : memungkinkan online editing dan perubahan nilai I/O memory saat ladder
programdalam keadaan sedang tereksekusi.
Sebagai contoh, pada modul ini akan dibuat ladder dengan kasus sebagai berikut :
1.
Ketika tombolpush button 1 ditekan, maka akan menyalakan Relay 1 yang diwakili tanda CR1.
2.
Kemudian umpan balik Relay 1 akan menyalakan lampu LED 1.
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
10/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
9
3. Lampu LED 1 akan terus menyala hingga ditekan tombolpush button 2.
4. Ketika tombolpush button 3 ditekan sebanyak 3 kali, maka akan menyalakan lampu LED 2.
5. Lampu LED 2 akan menyala selama 5 detik kemudian padam sendiri.
Untuk dapat menyelesaikan pernyataan 1 maka buat input berupa push button di ladder menggunakan
toolbar yang telah tersedia.
Atau untuk membuat input bisa digunakan open contact (C) pada Toolbar Ladder Symbol.
Pertama
Pastikan simbol yang terpilih benar, dan berikan nama yang sesuai pada kasus ini :
Push button 1 diwakilkan dengan 0.00, push button 2 diwakilkan dengan 0.01
Push button 3 diwakilkan dengan 0.02, dan gunakan 0.03 untuk me-reset counter
Wakilkan relay 1 dan kontaktornya dengan W 0.00.
Wakilkan LED1 dengan Q100.00 dan LED2 dengan Q100.01 sebagai output.
Assign T000 sebagai timer 1 dan C000 sebagai counter 1 (akan menyala apabila push button 3
aktif sebanyak 3 kali)
Rung END akan otomatis di-generate pada section yang berbeda dari main program.
Berikut ini merupakan hasil diagram ladder eksperimen di atas menggunakan CX Programmer:
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
11/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
10
Instruksi Timer
Timer Area merupakan fungsi on delay (menunda waktu on). Timer dalam PLC memiliki satuan 0.1
detik. Dalam PLC Omron CP1E, terdapat 128 buah timer yang bisa diaktifkan.
Cara kerja Timer Area:
Timer Area memiliki Timer Completion Flag dan timer PV. Timer Completion Flag akan diaktifkan ketika
timer PV yang menghitung mundur mencapai angka 0.
Berikut merupakan ilustrasinya:
Cara penulisan: misalnya kita ingin membuat sebuah timer ke-0 dengan delay 1 detik
New PLC Instruction atau pada toolbar klik pada
posisi rung ladder yang diinginkanTIM 0 #10
Instruksi Counter
Counter Area memiliki Completion Flag dan counter PV. Completion Flag akan aktif ketika counter PV
mencapai nilai yang telah di-setting sebelumnya (count out). Sama seperti timer area, jumlah counter
yang bisa diaktifkan adalah 128 buah. Counter area juga dapat di-reset dengan menambahkan sebuah
rung yang posisinya dibawah rung utama penghitung mundur counter PV. Berikut ini merupakan
ilustrasi cara kerja counter:
Cara penulisan: misalnya kita ingin membuat sebuah counter ke-0 dengan set value 10 kali.
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
12/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
11
New PLC Instruction atau pada toolbar klik pada
posisi rung ladder yang diinginkanCNT 0 #10
Konvensi untuk praktikum :
Pada praktikum, limit switch yang digunakan dibuat normally open.
Referensi :
Omron. Users Manual CP1E CPU Unit Hardware. Revised March 2009
Slide Programmable Logic Controller (UNY) oleh Totok Heru TM., M.Pd.
I/O Bit Address
Pushbutton 1 0.00
Pushbutton 2 0.01
Limit switch 1 0.03
Limit switch 2 0.04
Relay 1 W0.00
Relay 2 W0.01
Lampu merah 100.00
Lampu hijau 100.01
Motor conveyor 100.02
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
13/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
12
TUGAS PENDAHULUAN
MODUL 1 OSP PENGANTAR PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
Nama :
NIM :
Kelompok :
1. Jelaskan dengan singkat dan padat fungsi PLC! Modul apa saja yang harus ada dalam PLC?
Jelaskan lima buah bahasa pemrograman PLC!
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
14/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
13
2. EKSPERIMEN 1
Kondisi awal lampu hijau menyala. Jika tombolpushbotton1 ditekan, 7 detik kemudian lampu
merah akan menyala dan lampu hijau mati. Jika tombol pushbotton2 ditekan, maka lampu
merah langsung akan mati dan lampu hijau menyala. Buat diagram ladder programdari kasus
eksperimen 2 ini dengan menggunakan CX Programmer.
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
15/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
14
3. EKSPERIMEN 2
Kondisi awal lampu hijau menyala. Jika pushbutton1 (START BUTTON) dengan kondisi awal
normally open ditekan, maka lampu hijau mati, lampu merah akan menyala dan 5 detik
kemudian motor conveyor akan berjalan. Bila benda kerja yang berada di atas conveyor telah
sampai di tujuan dan menyentuh limit switch, maka conveyor akan berhenti, lampu merah
mati, dan lampu hijau akan menyala. Buat diagram ladder programdari kasus eksperimen 2 ini
dengan menggunakan CX Programmer.
-
7/23/2019 Modul 1 OSP 2015-Plc
16/16
TI-3105 Otomasi Sistem Produksi
Modul 1Pengantar Programmable Logic Controller (PLC)
15
4. EKSPERIMEN 3
Jikapushbutton1 (START BUTTON) dengan kondisi awal normally open ditekan, maka sistem
akan masuk ke keadaan STANDBY dan lampu hijau akan menyala. Apabila suatu benda kerja
diletakkan pada konveyor dan menyentuh limit switch pertama, motor conveyor akan bekerja,
lampu hijau akan mati dan lampu merah menyala. Bila tiga buah benda kerja yang berada di
atas konveyor telah sampai di tujuan dan menyentuh limit switch kedua, maka konveyor akan
berhenti, lampu merah mati, dan lampu hijau akan kembali menyala. Selain itu, sistem juga
dilengkapi dengan pushbutton 2 (STOP BUTTON) dengan kondisi awal normally closed yang
akan mematikan sistem secara keseluruhan apabila ditekan. (Keterangan : Untuk mereset
counter dapat menggunakan kontak tambahan)
Catatan :
Tugas Pendahuluan berupa hardcopyindividu dikumpulkan tanggal 25 September 2015 paling
lambat pukul 12.00WIB di LSP. Setiap kelompok diharapkan membawasoftcopyeksperimen 1-3 saat praktikum dengan menggunakan format file CX Programmer for CP1E.