1PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)PENGENALAN PLC

Tujuan Instruksional Khusus :Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa dapat :

1. Membuat dan menjelaskan diskripsi proses, diagram kontrol, diagram ladder dantabel kode mnemonik.

2. Menghubungkan PLC dengan peralatan input-output luar.3. Membuat dan memasukan program ke dalam PLC, menjalankan program secara

simulasi serta memonitor dan merevisi program.

I. DASAR TEORI1. Tinjauan Umum

PLC yaitu kendali logika terprogram merupakan suatu piranti elektronikyang dirancang untuk dapat beroperasi secara digital dengan menggunakan memorisebagai media penyimpanan instruksi-instruksi untuk menjalankan fungsi-fungsi logika,seperti fungsi pencacah, fungsi urutan proses, fungsi monitor proses pengendalian,fungsi pewaktu, fungsi aritmatika dan fungsi lainnya dengan cara memrogramnya.

Gambar 1.1. PLCBagian-bagian utama PLC adalah Central Prossesor Unit, memori berupa

RAM dan EPROM, modul masukan dan keluaran (I/O, input/output) serta unit catudaya, sedangkan peralatan periferal adalah peralatan yang dapat dihubungkan denganPLC guna membantu dalam pengoperasiannya seperti pemrograman yang menggunakanConsole Programmer.

2Console Program berguna untuk membuat, mengubah, memasukan,memantau dan menjalankan program PLC. Bagian utama dari Console Programmeradalah sebagai berikut ini :1. LCD display monitor2. Mode selector switch yang dapat diset dengan posisi :

a. PROGRAM : digunakan untuk membuat program atau membuat modifikasi atauperbaikan ke program yang sudah ada.

b. MONITOR : digunakan untuk mengubah nilai setting dari counter dan timerketika PLC sedang beroperasi.

c. RUN : digunakan untuk mengoperasikan program tanpa dapat mengubah nilaisetting

3. Key Board terdiri dari :a. Kunci instruksi/komando :

Untuk memanggil FUNgsi yang diinginkan, setelah menekantombol ini diikuti dengan dua digit sesuai dengan nomor fungsiyang dikehendaki.

LoaD memasukan masukan yang dikehendaki sebagai bagian awaldari tangga.

AND memasukan masukan yang diseri dengan masukan yangsebelumnya.

OR memasukan masukan yang diparalelkan dengan masukan yangsebelumnya.

OUTput atau keluaran dari rangkaian.

FUN

LD

AND

OR

OUT

3TIMer dikontrol dengan perintah ini, baik untuk fungsi maupununtuk kontak keluaran dari fungsi tersebut.

CouNTer dikontrol dengan perintah ini baik untuk fungsi maupununtuk kontak keluaran dari fungsi tersebut.

NOT digunakan bersama LD, AND atau OR untuk menandakankontak NC (Normally Closed). Kalau digunakan dengan OUTuntuk menandakan keluaran invers. Dan jika digunakan denganFUN untuk mendifinisikan fungsi aktif sesaat.HR untuk mendifinisikan Holding Relay

TR untuk mendifinisikan Temporary Relay

Menampilkan operasi ShiFT register

SHIFT digunakan sebagai fungsi pengganti dari 4 tombol dengankegunakan yang lebih tertulis PLAY, RECORD, Channel danCONTact.

b. Kunci numerik : Kunci untuk memasukan angka-angkaMemasukan angka-angka desimal maupun heksadesimal

Memasukan angka-angka desimal maupun heksadesimal

TIM

CNT

NOT

HR

TR

SFT

SHIFT

0A

9

4c. Kunci operasi untuk mengoperasikan perintah seperti :EXT, CHG, SRCH, PLAY, DEL, MONTR, REC, INS, VER, panahkeatas/bawah kunci konfirmasi WRITE dan pembatalan perintah CLR.

Gambar 1.2. Console Programmer

2. Diagram Garis Tunggal (On Line Diagram) / Diagram Logika RelayDalam sistem pengendalian atau pengontrolan sering menggunakan diagram

garis tunggal yang menggambarkan cara kerja suatu sistem pengendalian/pengontrolan.

Gambar 1.3. Contoh Diagram Garis Tunggal / Diagram Logika RelayPenggambaran garis tungal dalam diagram ini sering disebut diagram

kontrol atau diagram logika relay dan lebih sederhana karena hanya mewakili urutankerja dari suatu pengendalian. Pembuatan sistem pengendalian/pengontrolan yangberbasis PLC biasanya yang terlebih dahulu dibuat adalah diagram kontrol. Hal inidimaksutkan agar saat dicobakan bila terjadi kesalahan dapat dengan mudah dicari dandiperbaiki.

3. Bahasa PemrogramanBahasa program disajikan dalam dua bentuk yaitu diagram tangga (Ladder

Diagram) dan tabel kode mnemonik yang merupakan suatu tabel yang mempunyaiketerangan mengenai alamat, kode instruksi dan data operasi.

START STOP

R

Lamp

L1 L2BA

5Diagram Ladder (Diagram Tangga)Pada PLC diagram kontrol dinamakan dengan diagram ladder (diagram

tangga) karena bentuknya menyerupai tangga (bersusun seperti tangga). Proses kerjanyaseperti kita berjalan menuruni tangga mulai dari tangga atas dan berjalan menuju tanggayang bawah. Pada penggambaran diagram ladder dikenal simbol-simbol yang samadengan relai-relai mekanik yaitu sebagai berikut ini :a. Saklar Normally Open (NO), saklar ini menandakan keadaan saklar yang

normalnya pada posisi OFF/terbuka dan akan ON/terhubung bila relai telahterenergis.

Gambar 1.4. Simbol NOb. Saklar Normally Close (NC), saklar ini menandakan keadaan saklar yang

normalnya pada keadaan ON/tertutup dan jika saklar tersebut diaktifkan akanmenjadi OFF/terbuka.

Gambar 1.5. Simbol NCc. Keluaran (OUT dan OUTNOT), instruksi OUT digunakan untuk rancangan dimana

keluaran harus aktif bilamana kondisi-kondisi normal didepannya terhubung.Instruksi OUTNOT digunakan untuk rancangan dimana keluaran harus tidak aktifbilamana kondisi-kondisi normal didepannya terhubung. Jadi dapat berupa simbolkeluaran relai yang akan mengaktifkan kontak-kontak NO dan NC

Gambar 1.6. Keluaran Rilai YDalam hubungannya dengan masukan dan keluaran diatas beberapa instruksi dasar PLCyang banyak digunakan dalam penyusunan diagram ladder yaitu sebagai berikut :a. Instruksi LD dan LDNOT

Instruksi LD digunakan untuk memasukan masukan yang dikehendaki sebagaibagian awal tangga. Sedangkan NOT untuk menandakan kontak NC (normally

Y

6closed). Instruksi LD dan LDNOT dibutuhkan hanya satu kondisi logika saja padaawal program. Bentuk diagram ladder perintah tersebut dapat digambarkan sebagaiberikut :

Gambar 1.7. Diagram Ladder instruksi LD dan LDNOTb. Instruksi AND dan ANDNOT

Instruksi AND digunakan untuk memasukan masukan yang diseri dengan masukanyang sebelumnya. Tentunya instruksi yang diseri harus terpenuhi semuanya untukmengeluarkan satu keluaran. Dalam bentuk ladder perintah tersebut digambarkansebagai berikut :

Gambar 1.8. Diagram Ladder instruksi AND dan ANDNOTc. Instruksi OR dan ORNOT

Instruksi OR digunakan untuk memasukan masukan yang diparalelkan denganmasukan yang sebelumnya. Beberapa instruksi memungkinkan terletak pada garisterpisah secara paralel maka kondisi pertama merupakan instruksi Load (LD) dansisanya berhubungan dengan instruksi OR atau ORNOT.

Gambar 1.9. Diagram Ladder instruksi OR dan ORNOT

LD

LDNOT

ANDNOTANDLD

LD

OR

ORNOT

7Kombinasi antara OR dan AND dapat digambarkan sebagai berikut ini :

Gambar 1.10. Diagram Ladder gabungan instruksi OR dan ANDd. Instruksi END

Instruksi ini digunakan untuk menandakan akhir dari suatu program.

Gambar 1.11. Diagram Ladder Instruksi END

Gambar 1.12. Contoh Diagram LadderKode Mnemonik

Kode mnemonik merupakan suatu instruksi program yang memungkinkanpemrograman yang mudah dari proses kontrol yang rumit. Kode ini terdiri dari address,instruksi dan data, jadi kode mnemonik ini sarana perantara dengan menterjemahkandiagram ladder agar dapat diprogramkan ke dalam PLC kususnya jika menggunakanconsole program. Berikut contoh diagram ladder dan kode mnemonik.

ADDRESS INSTRUKSI DATA0000 LD 000000001 OR 01000

END

BY

END

A

C

LD

OR

ORNOT

LD

80002 ANDNOT 000010003 OUT 010000004 END

Gambar 1.13. Contoh Tabel Kode Mnemonik

Instruksi AND LD dan OR LDAND LD menghubungkan dua blok dalam rangkaian seri.

ADDRESS INSTRUKSI DATA0000 LD 000020001 OR 000030002 LD 000040003 OR NOT 000050004 AND LD0005 OUT 01000Gambar 1.14. Contoh Aplikasi AND LD

OR LD menghubungkan dua blok dalam rangkaian paralel.

ADDRESS INSTRUKSI DATA0000 LD 000020001 AND NOT 000040002 LD 00003

00002

00003

0000401000

00005

0000401001

00002

00003 00005

90003 AND 000050004 OR LD0005 OUT 01001

Gambar 1.15. Contoh Aplikasi OR LD

4. Prosedur PengoperasianUntuk memulai menggunakan PLC, ada beberapa langkah yang harus

dikerjakan agar dalam melakukan pemgrogaman dapat terarah dan lebih mudah.Adapaun langkah-langkah yang harus ditempuh adalah sebagai berikut ini :a. Langkah pembuatan diagram kontrol atau diagram garis tunggal yang mewakili

urutan kerja suatu sistem pengontrolan.b. Langkah pembuatan diagram ladder dan tabel kode mnemonik.c. Langkah menggambarkan bagaimana masukan dan keluaran akan dihubungkan ke

modul masukan dan keluaran.d. Langkah memprogram diagram ladder dimasukan ke dalam CPU lewat keyboard

atau menggunakan console programmer.Sebagai contoh prosedur pengoperasian PLC adalah rangkaian start-stop-seal sebagaiberikut ini :

Ketika tombol start (berupa saklar push botton ON) ditekan maka relay R akanter-energis dan selanjutnya relay R akan mengaktifkan kontak NO (normallyopen)nya sehingga kontak normally open (NO) berubah menjadi normally closed(NC). Kontak NO merupakan kontak dalam keadaan normal (tidak bekerja)terbuka, kondisi ini dipenuhi saat koil R tidak terenergis dan akan berubahmenjadi normally closed (NC) atau terhubung saat relay R ter-energis, sehinggaketika tombol start dilepas kembali ke posisi awal (realease), lampu dan relaytetap akan ter-energis, dikarenakan tombol start dipasang paralel dengan kontakNO yang mengunci sehingga mengakibatkan titik A dan B tetap terhubungsehingga aliran arus tetap mengalir dari L1 ke L2 yang ditandai dengan nyalanyalampu. Tombol stop digunakan untuk mematikan rangkaian kontrol tersebut. Jika

A

10

tombol stop ditekan, relay R tidak ter-energis dan menjadi OFF, sehingga powerkontrol tidak mengalir maka lampu akan OFF juga.

Gambar 1.16. Diagram Kontrol (Diagram Garis Tunggal)

Gambar 1.17. Diagram Penyambungan PLC

Gambar 1.18. Diagram Ladder

ADDRESS INSTRUKSI DATA0000 LD 000000001 OR 010000002 ANDNOT 00001

00000 00001 01000

END

01000

START STOP

R

Lamp

L1 L2BA

01000

ComCom

00000

00001

Lamp

SumberSumber

11

0003 OUT 010000004 END

Gambar 1.19. Tabel Kode MnemonikProgram ini memungkinkan output 01000 tetap ON walaupun input 00000 yangmengaktifkannya telah OFF. Hal ini sering diperlukan dalam operasi output kontinuyang diaktifkan hanya dengan suatu input ON sesaat.

Menghilangkan PasswordPLC mempunyai sebuah password kontrol untuk mencegah akses yang tidakdiperbolehkan masuk ke dalam program. PLC selalu memprompt untuk memasukanpassword ketika daya pertama dihubungkan atau setelah konsole programming dipasangsaat PLC beroperasi. Untuk meenghilangkan password adalah sebagai berikut ini :

Prosedur Memasukan Program Ke Dalam PLC1. Set switch selektor mode dengan kunci ke posisi PROGRAM. Tekan CLEAR bila

perlu sampai 0000 tampil dilayar.2.

3.

4.

5.

6.

CLR LD 0 WRITE

OR WRITE0 00 1 0

NOTAND 1 WRITE

WRITE0 00 1 0OUT

FUN 1 WRITE0

CLR CLR

MONTRDisplay akankeluar tulisan

12

Enam instruksi dasar yang ditampilkan di atas ini selalu digunakan hampir di setiapprogram. Semua terwakili oleh tombol tertentu pada keypad yang mana ditekan untukmemasukan instruksi tersebut, kecuali END yang diprogram dengan menekan FUNyang diikuti dengan tombol 0 dan 1.Untuk memonitor langkah program menggunakan PANAH ATAS dan PANAH ATAS.

Menjalankan ProgramUntuk menjalankan program yang disimpan dalam PLC, set switch selector mode keRUN atau Monitor.

Memanggil Kembali ProgramUntuk mencari dan mengecek dari suatu baris program, sebagai contoh mencari barisyang ada out 01000 nya maka digunakan prosedur berikut ini :

Ini menunjukan bahwa OUT 01000 sudah dimasukan ke memori pada alamat 0003. Jikaoperasi dilakukan saat MONITOR atau RUN, kondisi ON/OFF dari alamat tersebutdapat dimonitor.Untuk menghapus program dapat dilakukan dengan CLEAR ALL yang akanmenghapus seluruh program termasuk HR, CNT dan DM ataupun sebagian dariprogram mulai dari address tertentu ataupun HR/CNT/DM ada yang dipertahankan.Operasi CLEAR ALL dilakukan dengan set switch selector mode ke PROGRAM,kemudian tekan tombol CLR sampai terlihat 0000 yang ditampilkan pada consoleprogrammer.

0002 READAND NOT 0001

0004 READEND(01) (0,01 KW)

0003 SRCHOUT 01000

Display akankeluar tulisan

SRCH

0 00 1 0OUTCLR CLR

13

Memori pada PLC akan dihapus setelah menekan tombol berikut :

Untuk penghapusan sebagian tekan tombol HR, CNT, atau DM sebelum menekantombol MONTR jika ingin mempertahankan daerah data ini.

Menyisipkan Dan Menghapus Baris InstruksiPada mode PROGRAM, suatu instruksi yang sedang ditampilkan dapat dihapus ataupundisisipkan sebelumnya. Ini tidak dapat dilakukan pada mode RUN atau MONITOR.Untuk menyisipkan suatu instruksi, tampilan instruksi yang akan berada di bawahinstruksi yang akan disisipkan, masukan baris instruksi seperti meng-input programsebagaimana mestinya, kemudian tekan tombol INS dan tanda DOWN.

Untuk menghapus suatu instruksi, tampilan instruksi yang akan dihapus dan tekantombol DEL dan tanda UP.

Bila suatu instruksi disisipkan atau dihapus, semua alamat pada memori program setelahoperasi akan diatur secara otomatis sebagaimana mestimya.Hati-hati untuk saat menghapus instruksi karena tidak ada cara untuk mengembalikantanpa memasukan instruksi lagi.

0000CLR

DELInstruksi YangTertampilkan< >Instruksi INS< >

0000 MEMORY CLREND HR CNT DM

CLR SET NOT RESET MONTR

Display akankeluar tulisan

14

Sebelum Penyisipan

Prosedur Penyisipan

Setelah PenyisipanAddr Instruksi Data0000 LD 000000001 AND 00001

Addr Instruksi Data0000 LD 000000001 AND 000010002 LD 010000003 AND NOT 000020004 OR LD0005 AND 000030006 AND NOT 000040007 OUT 010000008 END

CLR 0000

0 1 0 0A AABOUT 0000 00000OUT

SRCH 0007 01000OUT

AND 000700000AND

5 0007F 00005AND

0 0000 01000OUTSRCHA

INS 0007 00005ANDINSERT ?

000801000OUT

INSERT END ?

000700005AND

READ

Temukanalamat sebelumpointpenyisipan

SisipanInstruksi

15

0002 LD 010000003 AND NOT 000020004 OR LD0005 AND 000030006 AND NOT 000040007 AND 000050008 OUT 010000009 END (01)

Sebelum PenghapusanAddr Instruksi Data0000 LD 000000001 AND 000010002 LD 010000003 AND NOT 000020004 OR LD0005 AND 000030006 AND NOT 000040007 AND 000050008 OUT 010000009 END (01)

Prosedur PenghapusanCLR 0000

AND 000000000AND

4E 0000 00004AND NOT

NOT 0000 00000AND NOT Temukan Instruksiyang membutuhkanpenghapusan

16

Setelah PenghapusanAddr Instruksi Data0000 LD 000000001 AND 000010002 LD 010000003 AND NOT 000020004 OR LD0005 AND 000030006 AND 000050007 OUT 010000008 END (01)

Forced SET/RESETDigunakan untuk memaksa output bekerja ON/OFF sesuai dengan yang kita inginkandan tidak tergantung dari program, biasanya digunakan untuk mengecek hasil dariprogram yang telah dibuat. Posisi key switch pada seleksi mode MONITOR atauPROGRAM.

FORCED atau

Instruksi iniakan dihapus

SRCH 0007 00000AND

DEL 0007 00005ANDINSERT ?

000801000OUT

INSERT END ?

000700005AND

READ

TurnON

SET

TurnOFF

RESET

17

Setelah itu output 01000 LED-nya akan menyala.

II. Bahan dan Alat1. PLC Omron Type CPM 2A atau yang lain2. Console Programmer untuk Omron3. Satu set peralatan pratikum PLC4. Sumber tegangan AC

III. Pertayaan1. Jelaskan prinsip kerja dari PLC ?2. Sebutkan beberapa peralatan masukan dan keluaran ?3. Sebutkan bagian-bagian utama dari console programmer ?4. Apakah yang dimaksud dengan diagram tangga ?5. Apakah yang dimaksud dengan tabel mnemonik ?6. Buatlah tabel mnemonik dari diagram tangga dibawah ini :

00000 01000

01001

(c)

00000

00002

00001 01000

(d)

MONTR

0 00 1 0OUTCLR

SET

00000 01000

(a) (b)

00000 00001 01000

18

00000 01000

01001

00000

00002

00001 01000

(e) (f)

00000 00003

01000 01001

00001 01000

(g)

(h)

00004

00005

00001 0000300002 0100000000

(i)

0000100000

0000701000

00008

0000300002 010000000500004

00006