PENGANTAR ANALISIS DAN DESAIN Programmable Logic …

PENGANTAR ANALISIS DAN DESAIN Programmable Logic Controller

(Dilengkapi kasus proses kombinasional dan sekuensial)

Sanksi Pelanggaran Pasal 72Undang-Undang Nomor 19 Tahun 2002

1. Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak melakukan perbuatan sebagaimana dimaksud dalam pasal 2 ayat (1) atau pasal 49 ayat (1) dan ayat (2) dipidana penjara paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp. 1.000.000,00- (satu juta rupiah) atau paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp. 5.000.000.000,00 (lima miliar rupiah)

2. Barangsiapa dengan sengaja menyiarkan, memamerkan, mengedarkan, atau menjual kepada umum suatu ciptaan dan barang hasil pelanggaran hak cipta atau hak terkait, sebagaimana dimaksud ayat (1) dipidana dengan pidana paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp. 500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah)

PENGANTAR ANALISIS DAN DESAIN Programmable Logic Controller

(Dilengkapi kasus proses kombinasional dan sekuensial)

Dipl.Ing. Ir. M. Rusli

2012

Perpustakaan Nasional : Katalog dalam Terbitan (KDT)Pengantar Analisis dan Desain Programmable Logic Controller (Dilengkapi kasus proses kombinasional dan sekuensial)

© UB Press

Cetakan Pertama, 2012Hak Cipta dilindungi Undang-UndangAll Right Reserved

Penulis : Dipl.Ing. Ir. M. Rusli Perancang Sampul : Tim UB PressPenata Letak : Tim UB PressPracetak dan Produksi : Tim UB Press

Penerbit:

Universitas Brawijaya Press (UB Press)Penerbit Elektronik Pertama dan Terbesar di IndonesiaJl. Veteran, Malang 65145 IndonesiaTelp: 0341-551611 Psw. 376Fax: 0341-565420e-Mail: [email protected]://www.ubpress.ub.ac.id

ISBN: 978-602-203-229-8hal 148 + xx, 15.5 cm x 23.5 cm

Dilarang keras memfotokopi atau memperbanyak sebagian atau seluruh buku ini tanpa seizin tertulis dari penerbit

[ i ]

PENGANTAR PAKAR

Son Kuswadi, Ketua Masyarakat Soft Computing IndonesiaPengajar Teknik Kendali dan Kendali Cerdas

Knowing is not enough, we must apply. Willing is not enough we must do - Goethe

Alhamdulillah, kita patut bersyukur dan bangga bahwa telah terbit satu buku penting dalam bidang kendali sekuensial, yaitu “Pengantar Analisis dan Desain Programmable Logic Controller”, yang ditulis oleh Sdr. Mochamad Rusli, Dipl. Ing., yang saat ini sedang menyelesaikan pendidikan doktornya di School of Mechanical, Material and Mechatronic Engineering, Faculty of Engineering, University of Wollongong, Australia ini.

Buku ini mengisi kelangkaan yang akut akan buku-buku teknologi praktis yang banyak dibutuhkan industri di tanah air. Buku tentang PLC ini sangat dibutuhkan oleh mahasiswa di berbagai disiplin ilmu, baik elektro, mesin, kimia, fisika hingga sipil. Peralatan PLC pada hakekatnya adalah komputer yang dirancang khusus untuk pengendalian diskrit sekuensial dan kombinasional. PLC banyak dipakai pada otomasi industri, bangunan cerdas (smart building), sistem kelistrikan, pengendalian persediaan suku cadang pesawat terbang, pengendalian banjir hingga pengaturan kelancaran lalu lintas sebuah kota, untuk menyebut beberapa contoh. PLC ini merupakan suatu teknologi terobosan yang relatif murah dan mampu menggantikan suatu sistem relai dan pewaktu (timer) yang rumit, membutuhkan banyak energi serta ruang dan karenanya amat mahal. Karena itu, maka buku ini amat

ii – Pengantar Pakar

berharga bagi mahasiswa dan praktisi insinyur di lapangan baik sebagai buku teks pengantar belajar PLC maupun sebagai pegangan kalau kita terjun ke lapangan dalam memecahkan masalah pengendalian sekuensial maupun kombinasional (dan tentu saja gabungan keduanya-itu yang sering terjadi).

Buku ini bisa menjadi mata kuliah tersendiri, atau digabung dengan kuliah seperti Elektronika Industri, atau menjadi pengantar menarik mata kuliah Sistem Kendali (Control Systems). Untuk yang terakhir ini dimaksudkan agar pengajar dapat mengajak mahasiswa melihat aplikasi praktis teknik kendali, sebelum diperkenalkan dengan teori kendali yang sering melibatkan formulasi matematika yang rumit sehingga seringkali sulit bagi mahasiswa untuk melihat hubungan antara teori kendali dengan kebutuhan praktis di industri.

Latihan soal dan praktik langsung pada PLC yang sebenarnya sangat mutlak agar mahasiswa dapat menguasai teknologi ini dengan baik. Buku ini menyajikan kedua hal tersebut, yaitu latihan soal dan aplikasinya. Tentu saja kedua hal itu perlu diperbanyak, sesuatu yang masih perlu ditingkatkan pada buku ini, saya yakin penulis buku ini akan melakukan penyempurnaan pada penerbitan yang akan datang.

Akhirnya, mari kita terus mengajak semua pihak yang memiliki pengetahuan dan pengalaman untuk menuliskannya sehingga khasanah keilmuan dan pengetahuan bangsa ini terus tumbuh. Semoga.

New Delhi-Kochi-Mumbai, medio September 2012

[ iii ]

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap syukur alhamdulillah, penulis dapat merampungkan buku yang sederhana ini. Seperti kita ketahui bahwa keilmuan teknik kendali atau teknik kontrol berkembang secara pesat setelah tahun 60an, sehingga bidang teknik kontrol saat itu berani mengambil suatu kesepakatan membentuk bidang keilmuan tersendiri.

Sangat sayang di Indonesia perkembangan disiplin keilmuan teknik kontrol berjalan sangat lambat. Padahal kemungkinan Indonesia mengikuti bidang keilmuan teknik kontrol adalah jauh lebih besar dibandingkan keilmuan teknik keelektroan lainnya. Sebab umur keilmuan teknik kontrol yang relatif mudah, akan sangat mudah untuk diikuti oleh teknikus kita di Indonesia.

Aplikasi di industri teknik kendali yang paling digemari adalah otomisasi, yaitu proses koordinasi suatu kejadian yang berjalan otomatis tanpa bantuan manusia di industri. Salah satu keilmuan yang mempelajari hal ini adalah “logic controller”. Keilmuan ini mendasarkan pada logika biner yang telah dikembangkan di bidang keilmuan teknik komputer. Jadi setiap proses di industri dianggap sebagai suatu event atau kejadian. Sistem yang berkaitan dengan ”logic controller” adalah sistem berbasis Event – kejadian. Susunan kejadian yang sistematis dikenal sebagai sekuensial proses dan kendalinya dikenal sebagai kendali sekuensial. Perancangan kendali sekuensial inilah yang akan dibahas pada akhir buku ini.

Hanya saja pembahasan buku ini tidak pada keilmuan ”logic controller” secara murni. Namun hanya menjelaskan tentang implementasi ”logic controller” pada perangkat ”Programmbale Logic Controller” atau lebih umum dikenal sebagai PLC. Perangkat PLC

iv – Kata Pengantar

inipun dikembangkan sejak tahun 70an, jadi relatif masih muda. Semula perangkat ini dikembangkan dengan tujuan menggantikan kendali sekuensial di Industri yang menggunakan komponen relay (Harwired relay Logic). Sistem semacam ini masih kesemuanya berupa perangkat keras, sehingga pengubahan karakteristiknya akan membutuhkan pengerjaan yang sangat sulit dan ”runyam”.

Dengan perkembangan teknologi komputer, kendali sekuensial yang berupa relay-relay telah digantikan oleh perangkat PLC, yaitu perangkat kendali sekuensial yang tidak hanya berisikan perangkat keras tapi juga berisikan perangkat lunak. Perangkat lunak inilah yang telah menjadikan kendali sekuensial di industri menjadi lebih mudah pengubahannya atau lebih fleksibel. Perkembangan perangkat lunak inilah yang telah membuat pembahasan konsep pemrograman PLC menjadi lebih menarik. Buku ini akan membahas beberapa konsep pemrograman PLC, sebagai pengantar.

Bahasan pertama adalah dasar rangkaian logika. Bagian ini membahas tentang beberapa teori rangkaian logika yang kemudian dengan teknik logika biner, kesemua perangkat keras logika biner dijelmakan ke perangkat lunak PLC. Konsep perancangan kombinasional merupakan bahasan konsep pemrograman berikutnya. Konsep pemrograman ini mendasarkan ke pembahasan perancangan rangkaian logika. Konsep berikutnya baru tentang pemrogram kendali sekuensial, yang pada buku ini akan diuraikan prosedur yang mendasarkan pada standarisasi DIN 40719 dan standarisasi IEC 1131 tentang Grafcet.

Pembahasan kesemua di buku ini mengacu ke hal sangat dasar, oleh karena itu buku ini penulis menamakan sebagai pengantar. Sebab pemrograman PLC masih banyak yang belum dibahas di buku ini. Dimungkinkan pembahasan lanjutan tentang topik ini akan dilakukan.

Dipl.Ing. Ir. M. Rusli – v

Meskipun penulis telah berupaya untuk menyusun buku ini sesempurna mungkin. Namun penulis masih merasakan beberapa kekurangan di beberapa bagian buku ini. Oleh karena itu saran dan kritik untuk perbaikan kandungan buku ini akan sangat penulis harapkan.

Malang, September 2011Penulis

[ vii ]

DAFTAR ISI

PENGANTAR PAKAR ....................................................................... i

KATA PENGANTAR ........................................................................ iii

DAFTAR ISI .................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR.......................................................................... xi

DAFTAR TABEL .............................................................................xix

BAB I Pendahuluan .....................................................................11.1 Keilmuan Programmable Logic Controller ............................21.2 Perangkat keras Programmable Logic Controller ...................21.3 Kelebihan Programmable Logic Controller ............................41.4 Prinsip Kerja Programmable Logic Controller .......................51.5 Pembagian Kapasitas PLC ........................................................... 81.6 Kemudahan Instalasi PLC .........................................................121.7 Penggunaan PLC ........................................................................14

BAB II Diagram Tangga ..............................................................152.1 Pendahuluan ................................................................................152.2 Pengubahan hardwired logic ke diagram tangga ....................172.3 Diagram tangga – OMRON ........................................................24

BAB III Dasar Logika PLC ...........................................................313.1 Hubungan Dasar Logika NOT .................................................333.2 Hubungan Logika AND ............................................................363.3 Hubungan Logika OR ................................................................403.4 Hubungan Kombinasi AND - OR ............................................443.5 Hubungan Kombinasi OR-AND ..............................................453.6 Marke (PLC-SIEMENS) ...........................................................47

viii – Daftar Isi

3.7 Latihan Soal .................................................................................503.8 Instruksi Dasar PLC-OMRON .................................................513.9 Instruksi Gabungan (PLC-OMRON) ......................................523.10 Contoh Pemprograman ............................................................54

BAB IV Desain Logika Kombinasional........................................594.1 Perancangan Kombinasional AND-OR..................................62

BAB V Dasar Logika Latch ............................................................715.1 Dasar Latch Reset Dominan......................................................725.2 Dasar Latch Set Dominan ..........................................................755.3 Penulisan Latch di program PLC-SIEMEN ............................775.4 Penguncian dengan Latch .........................................................78

BAB VI Pemrograman Timer dan Counter.....................................816.1 Pemrograman Timer .........................................................816.2 Intruksi On-Delay Timer (TON) ..............................................836.3 Instruksi OFF-delayed Timer (TOF) ...................................856.4 Contoh kasus ...............................................................................86

BAB VII Desain Pogram PLC dengan Diagram State ....................877.1 Aturan penggambaran diagram state ..................................... 887.2 Contoh penggambaran diagram state .................................... 917.3 Pengubahan Diagram State ke diagram tangga ......................94

7.3.1 Bagian Kontrol dan transisi state ................................... 957.3.2 Bagian Inisialisasi dan stop ..............................................987.3.3 Bagian Keluaran .................................................................99

7.4 Contoh kasus konveyor ..........................................................1027.4.1 Tabel Masukan dan Keluaran .........................................1037.4.2 Perancangan diagram state proses ................................1047.4.3 PERANCANGAN STATE PENGISIAN .....................1057.4.4 Konsep Algoritma “Braking by Reversal” ....................1057.4.5 Foto-foto perangkat eksperimen ...................................1077.4.6 Program Konveyor dengan “braking by Reversal” .....107

7.5 ”Looping” tanpa henti di diagram state ................................ 113

BAB VIII Desain Pogram PLC dengan Grafcet ...........................1158.1 Langkah dan Transisi ...............................................................115

Dipl.Ing. Ir. M. Rusli – ix

8.2 Pengaktifan Transisi .................................................................1178.3 Aksi dan Keluaran ....................................................................1178.4 Keadaan Internal dan Waktu ..................................................1208.5 Makrostep .................................................................................1218.6 Langkah-Langkah Dalam Metode Grafcet ............................1228.7 Kasus sederhana ptototipe Konveyor - Ban Berjalan .........122

A. Perangkat keras prototype konveyor ............................124B. Perangkat keras masukan ...............................................125C. Peralatan Keluaran ..........................................................126D. Diagram Tangga Menggunakan Pendekatan Grafcet .126E. Pengubahan grafik Grafcet ke Diagram Tangga ..........130

E.1 Bagian Inisialisasi ....................................................130E.2. Bagian Transisi .........................................................130E.3. Bagian Langkah .......................................................131E.4. Bagian Aksi ...............................................................134E.5 Bagian Akhir ............................................................136

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................139

INDEKS .......................................................................................141

TENTANG PENULIS .....................................................................147

[ xi ]

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Sketsa PLC dengan perangkat di sekitarnya .................... 3

Gambar 1.2 Prinsip kerja PLC [L.A. Bryan, 1998] ............................... 5

Gambar 1.3 Komponen CPU [L. A. Bryan, 1998] ................................ 6

Gambar 1.4a Konsep proses “scanning” PLC .......................................... 6

Gambar 1.4b Scanning PLC yang lebih lengkap [SIEMENS, 2000]...... 7

Gambar 1.5 Contoh terminal masukan/keluaran PLC [L. A. Bryan, 1998] ......................................................................... 8

Gambar 1.6 Contoh “Programming Device” [L. A. Bryan, 1998] ....... 8

Gambar 1.7 Grafik kapasitas PLC saat ini [L.A. Bryan] ...................... 9

Gambar 1.8 PLC ukuran terkecil miliki Mitsubishi 14 I/O ................. 9

Gambar 1.9 Contoh fisik PLC-micro tipe 224 produksi SIEMENS [Siemens, 2000] ..................................................................10

Gambar 1.10 PLC DL 105 dengan 128 I/O dengan dilengkapi kapasitas keluaran arus 6A pada setiap kanal ...............10

Gambar 1.11 PLC Allen Bread 5/15 dengan 512 I/O ...........................11

Gambar 1.12 PLC OMRON C200H dengan 1392 I/O .........................11

Gambar 1.13 PLC Allen Braedly 5/80 dengan 3072 I/O ......................11

Gambar 1.14 Jenis PLC berdasarkan kemasan [Jack Hugh, 2004] .....12

Gambar 1.15 Contoh desain tempat PLC yang relatif membutuhkan ruang yang kecil .................................................................12

Gambar 1.16 Instalasi PLC dengan “remote” .......................................13

Gambar 1.17 Lampu-lampu indikator sebuah PLC Allen Braedly ....14

xii – Daftar Gambar

Gambar 2.1 Contoh Diagram Relay sederhana ...................................15

Gambar 2.2 Pengubahan Diagram Relay ke PLC ...............................16

Gambar 2.3 Kondisi awal .......................................................................17

Gambar 2.4a Contoh suatu Harwired Logic ..........................................18

Gambar 2.4b Contoh diagram tangga dari gambar 2.4a ......................19

Gambar 2.5 Hardwired Logic bagian paling atas gambar 2.4a ..........20

Gambar 2.6 Diagram Tangga (b) dari gambar 2.5 ..............................21

Gambar 2.7 Diagram relay harwired logic contoh soal ......................22

Gambar 2.8 Diagram Tangga dengan sisi masukan/keluaran ...........23

Gambar 2.9 Diagram pengkawatan PLC untuk soal di atas ..............23

Gambar 2.10 Contoh diagram pengkawatan satu keluaran coil dengan beberapa masukan. ..............................................24

Gambar 2.11 Contoh Diagram Tangga PLC-OMRON ........................25

Gambar 2.12 Pembagian kondisi dan syarat Diagram Tangga ...........25

Gambar 2.13 Hubungan komponen masukan dengan PLC [OMRON, 2000]. ...............................................................27

Gambar 2.14 Contoh penomoran pada keluaran NO dan NC ...........27

Gambar 2.15 Hubungan keluaran dengan PLC [OMRON, 2000] .....28

Gambar 2.16 Contoh program menggunakan software Syswin [OMRON, 2000] ................................................................29

Gambar 3.1 Simbol logika dasar NOT .................................................33

Gambar 3.2 Sketsa pengeboran .............................................................34

Gambar 3.3 Simbol logika dasar AND .................................................37

Gambar 3.4 Contoh logika AND dengan dua masukan dan tabel kebenarannya .....................................................................37

Gambar 3.5 Logika AND dengan dua masukan dan satu keluaran .37

Gambar 3.6 Rangkaian relay elektrik untuk kasus no. 3.5 .................38

Gambar 3.7 Rangkaian Elektrik dari gambar 3.6................................38

Gambar 3.8 Sketsa Peralatan Penekan [G. Wellenreuther, D. Zastrow, 1995] ....................................................................39

Dipl.Ing. Ir. M. Rusli – xiii

Gambar 3.9 Diagram Relay Elektrik kasus peralatan penekan .........40

Gambar 3.10 Simbol logika dasar OR ....................................................40

Gambar 3.11 Logika OR dengan dua masukan dan tabel kebenarannya .....................................................................40

Gambar 3.12 Logika dasar OR dengan keluaran ”Bell” .......................41

Gambar 3.13 Rangkaian relay elektrik logika dasar OR ......................41

Gambar 3.14 Rangkaian elektrik lengkap untuk logika dasar OR ....41

Gambar 3.15 Rangkaian logika untuk kasus Turbin air .......................43

Gambar 3.16 Diagram relay elektrik kasus turbin air ..........................43

Gambar 3.17 Rangkaian logika kombinasi AND-OR ..........................44

Gambar 3.18 Diagram Tangga AND-OR ...............................................44

Gambar 3.19 Kombinasi OR-AND .........................................................46

Gambar 3.20 Diagram Tangga kombinasi OR-AND dari gambar 3.19 ......................................................................................46

Gambar 3.21 Gabungan rangkaian AND-OR dan OR-AND .............47

Gambar 3.22 Pemecahan rangkaian logika menjadi 3 buah Marke ...48

Gambar 3.23 Sketsa kontrol ketinggian tangki .....................................50

Gambar 3.24 Rangkaian Logika kasus tangki .......................................51

Gambar 3.25 Rangkaian kontrol relay kasus tangki .............................51

Gambar 3.26 Simbol dasar Pemograman ..............................................52

Gambar 3.27 AND LD ..............................................................................52

Gambar 3.28 Kombinasi blok AND LD .................................................53

Gambar 3.29 OR LD .................................................................................53

Gambar 3.30 Kombinasi blok OR LD ....................................................54

Gambar 3.31 Diagram ladder input seri-paralel ...................................54

Gambar 3.32 Pengelompokan input seri-paralel ..................................54

Gambar 3.33 Pengelompokan input paralel dalam seri .......................55

Gambar 3.34 Input gabungan (kompleks) dalam ladder .....................56

Gambar 3.35 Penyederhanaan ke-1 input gabungan ............................56

xiv – Daftar Gambar



Gambar 3.38 Penyederhanaan 1 input gabungan .................................57

Gambar 3.39 Gambar (1),(2),(3),(4),(5), pembuatan Ladder yang perlu ditinggalkan .............................................................57

Gambar 4.1 Blok Diagram Logika kombinasional ............................59

Gambar 4.2 Kasus motor yang digerakkan oleh keadaan tiga buah saklar ...................................................................................60

Gambar 4.3 Hubungan AND-OR untuk kasus motor .......................63

Gambar 4.4 Diagram tangga kasus motor penggerak ........................64

Gambar 4.5 Pengkawatan pada peralatan PLC ...................................64

Gambar 4.6 Diagram tangga Q0.1 ........................................................67

Gambar 4.7 Diagram tangga keluaran Q0.3 ........................................67

Gambar 4.8 Diagram tangga keluaran Q0.2 ........................................68

Gambar 4.9 Sketsa Pengisian Tangki ....................................................68

Gambar 4.10 Diagram tangga keluaran Q0.1 pada kasus tangki (SOP) ...................................................................................70

Gambar 5.1 Skematik kasus Latch ........................................................71

Gambar 5.2 K-Map kasus gambar 5.1 ..................................................73

Gambar 5.3 Rangkaian Logika Latch – Reset dominan .....................74

Gambar 5.4 Diagram Tangga untuk Reset Dominan .........................74

Gambar 5.5 K-Map kasus Set Dominan ..............................................76

Gambar 5.6 Rangkaian Logika Set-Dominan .....................................76

Gambar 5.7 Diagram Tangga kasus Set Dominan ..............................77

Gambar 5.8 Diagram Tangga Reset Dominan PLC SIEMENS S7-200 .......................................................................................77

Gambar 5.9 Diagram Tangga Set Dominan PLC SIEMENS S7-200 78

Gambar 5.10 Rangkaian logika penguncian paralel .............................78

Gambar 6.1 Rangkaian relay “On-delayed” .........................................82

Gambar 6.2 Rangkaian relay “OFF-delayed” .......................................83

Dipl.Ing. Ir. M. Rusli – xv

Gambar 6.3 Simbol diagram tangga Timer-On Delay ........................84

Gambar 6.4 Diagram waktu elemen TON (Timer On-Delay)...........85

Gambar 6.5 OFF-delayed dengan menggunakan konsep On-delayed .................................................................................85

Gambar 7.1 Aturan kotak state ..............................................................88

Gambar 7.2 Letak kotak Simbol keluaran state ...................................89

Gambar 7.3 Simbolisasi state percabangan ..........................................90

Gambar 7.4 Contoh sederhana pengubahan diagran state ke rangkaian logika ................................................................91

Gambar 7.5 Diagram sketsa bor otomatis [SIEMENS, 2001] ...........92

Gambar 7.6 Diagram state kasus bor otomatis[SIEMENS, 2000] ....93

Gambar 7.7 (a) diagram state nomor 1 (b) diagram tangga state nomor 1 ...............................................................................96

Gambar 7.8 (a) diagram state nomor 2 (b) diagram tangga nomor 2 ............................................................................................96




Gambar 7.12 (a) diagram state perpindahan dari stet 5 ke 0 (b) Diagram tangga transisi dari state nomor. 5 ke nomor 0 ............................................................................................98

Gambar 7.13 Diagram state nomor 0 dari contoh ”bor otomatis” .....99

Gambar 7.14 Diagram tangga untuk state nomor 0 .............................99

Gambar 7.15 Cuplikan diagram state untuk keluaran Q0.0 kasus Bor otomatis .....................................................................100

Gambar 7.16 Diagram tangga keluaran Q0.0 untuk kasus bor otomatis ............................................................................100

Gambar 7.17 (a) Diagram state kasus bor otomatis untuk keluaran Q0.1 (b) Diagram tangga untuk keluaran Q0.1 untuk kasus bor ...........................................................................101

xvi – Daftar Gambar

Gambar 7.18 (a) diagram state keluaran Q0.2 untuk kasus bor otomatis (b) diagram tangga keluaran Q0.2 untuk kasus bor otomatis ...........................................................101

Gambar 7.19 Diagram tangga Timer T37 untuk kasus bor otomatis 102

Gambar 7.20 Diagram Tangga keluaran Timer T38 untuk kasus bor otomatis .....................................................................102

Gambar 7.21 Konveyor dengan pengisian barang ke kotak. .............103

Gambar 7.22 Diagram state pergerak awal konveyor .........................104

Gambar 7.23 Diagarm state pengisian oleh 4 buah tangki ................105

Gambar 7.24 Rangkaian utama “braking by Reversal” .......................106

Gambar 7.25 Diagram tangga algoritma “Brake by Reversal” ...........106

Gambar 7.26 Susunan motor AC dan Gearbox ..................................107

Gambar 7.27 Perangkat eskperimen terlihat dari atas .......................107

Gambar 7.28 Perangkat eksperimen terlihat dari samping ...............107

Gambar 7.29 Contoh diagram state dengan loncat ke state.............. 114

Gambar 8.1 Bentuk-bentuk Langkah [ René David, 1995; 253] .....115

Gambar 8.2 Bentuk-bentuk Transisi [René David, 1995; 258] .......116

Gambar 8.3 Bentuk-bentuk Hubungan [René David, 1995; 258] ..117

Gambar 8.4 Ilustrasi Aksi Level Tak Bersyarat. [ René David, 1995; 260] .........................................................................118

Gambar 8.5 Ilustrasi Aksi Level Bersyarat. [René David, 1995; 260] ....................................................................................118

Gambar 8.6 Ilustrasi Aksi Impuls.[ René David, 1995; 261] ...........119

Gambar 8.7 Aksi yang Terhubung Dengan Sistem Tak Stabil. [ René David, 1995; 261] ...................................................119

Gambar 8.8 Pengendali Logika, Masukan, Aksi, dan Keluaran. [René David, 1995; 261] .................................................120

Gambar 8.9 Waktu dan keadaan internal [René David, 1995; 262] 121

Gambar 8.10 Makrostep (a) Grafcet Dengan Makrostep. (b) Ekspansi Makrostep, (c) Padanan Grafcet Tanpa Makrostep [René David, 1995; 264] ..............................121

Dipl.Ing. Ir. M. Rusli – xvii

Gambar 8.11 Sketsa ban berjalan dilengkapi dengan 4 pemberhentian .................................................................123

Gambar 8.12 Struktur diagram kotak perangkat keras prototype konveyor ...........................................................................125

Gambar 8.13 Salah Satu Rangkaian Pembangkit Pulsa ......................126

Gambar 8.14 Struktur grafik Grafcet untuk kasus konveyor ............129

Gambar 8.15 Diagram tangga inisialisasi ............................................130

Gambar 8.16 Diagram tangga bagian transisi .....................................131

Gambar 8.17 Diagram tanga bagian langkah ......................................134

Gambar 8.18 Diagram tangga bagian aksi kasus konveyor ...............136

Gambar 8.19 Bagian akhir kasus konveyor .........................................137

[ xix ]

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Beberapa Komponen masukan dan keluaran .....................21

Tabel 2.2. Susunan masukan dan keluaran ...........................................22

Tabel 3.1. Contoh dua keadaan biner-logika positif ............................31

Tabel 3.2. Contoh dua keadaan biner – Logika Negatif ......................32

Tabel 3.3. Tabel kebenaran fungsi logika NOT ....................................33

Tabel 3.4. Tabel masukan-keluaran kasus pengeboran .......................35

Tabel 3.5. Tabel kebenaran pengeboran ................................................35

Tabel 3.6. Tabel masukan-keluaran kasus toko pakaian anak ............36

Tabel 3.7. Tabel kebenaran Kasus pakaian anak ..................................36

Tabel 3.8. Tabel Masukan-Keluaran kasus peralatan Penekan ...........39

Tabel 3.9. Tabel Kebenaran kasus peralatan penekan .........................39

Tabel 3.10. Tabel masukan/keluaran untuk kasus turbin air ................42

Tabel 3.11. Tabel kebenaran kasus Turbin air .........................................42

Tabel 3.12. Tabel kebenaran hubungan kombinasi gambar 3.17 .........45

Tabel 3.13. Tabel kebenaran hubungan logika gambar 3.10 .................49

Tabel 3.14. Tabel kebenaran kasus tangki ...............................................50

Tabel 4.1. Tabel kebenaran kasus motor ...............................................61

Tabel 4.2. Suku-suku minimal dari tabel 4.1 ........................................63

Tabel 4.3. Tabel M/K kasus motor penggerak ......................................64

Tabel 4.4. Tabel M/K ................................................................................65

Tabel 4.5. Tabel Kebenaran .....................................................................66

xx – Daftar Tabel

Tabel 4.6. Tabel Kebenaran kasus dua tangki .......................................68

Tabel 4.7. Kebenaran contoh kasus tangki ............................................69

Tabel 4.8. Pemetaan K ke diagram tangga kasus tangki. .....................70

Tabel 5.1. Tabel kebenaran kasus Latch .................................................72

Tabel 5.2. Modifikasi Tabel 5.1(reset dominan) ...................................72

Tabel 5.3. Modifikasi Tabel 5.1 (set dominan) .....................................75

Tabel 6.1. Tipikal contoh perhitungan waktu pada “timer” ...............82

Tabel 6.2. Basis Waktu pada TON, TOF dan TONR ...........................84

Tabel 7.1. Variabel masukan dan keluaran .........................................103

Tabel 8.1. Tabel Alamat Keluaran Perangkat Lunak Grafcet ............127

Tabel 8.2. Tabel Alamat Masukan Perangkat Lunak Grafcet ............127

Tabel 8.3. Alokasi Alamat Internal Perangkat Lunak Grafcet ..........127

[ 1 ]

BAB I Pendahuluan

Perangkat PLC - Programmable Logic Controller, semula memang dikembangkan untuk menggantikan komponen relay. Tepatnya di tahun 1968, pada divisi Hydramatic di General Motor Corporation, telah berkembang keinginan untuk memiliki peralatan sistem kontrol yang fleksibel sebagai pengganti sistem relay [L.A. Bryan, 1997]. Sebab komponen relay dikenal sangat berharga mahal dan tidak fleksibel.

Kemudian hal itu tidak berhenti disitu. Divisi ini telah menetapkan suatu sistem kontrol pengganti relay dengan ciri: (1) mampu bekerja di lingkungan industri yang berat; (2) sangat mudah diprogram (programmable) dan mudah untuk perawatan bagi teknikus maupun desainer dan (3) pemasangan dapat dilakukan dengan mudah (plug in plug out); (4) input dan output modular, artinya mudah diganti (5) Dapat terpasang di jaringan sistem kontrol yang lebih besar (6) program dapat dimengerti dengan mudah dan (7) peralatan harus modular, sehingga mudah diambil dan diperbaiki di luar.

Keinginan di tahun 1968 itu dijelmakan secara besar-besaran pertama kali Programmable Logic Controllers oleh National Electrical Manufacturer Association (NEMA) pada tahun 1978. Perangkat PLC pertama kali ini pun sudah dilengkapi dengan memori yang dapat diprogram, dan bahasa pemrograman yang terdiri dari instruksi-instruksi fungsi khusus seperti logika, sekuensial, pewaktu, pencacah dan aritmatik, untuk mengatur berbagai macam mesin dan proses melalui modul masukan serta keluaran, baik digital maupun analog.(J. Michael Jacob, 1989 : 395).

Tiga tahun kemudian, peralatan pengendali ini secara besar-besaran direalisasikan di beberapa industri di Jerman. Pemakaian peralatan ini memang pada mulanya hanya digunakan untuk mengoperasikan proses-proses peralatan besar, seperti misalnya: proses-proses pengaturan ban-ban berjalan transportasi di industri yang kompleks; proses-proses produksi pada industri petrokimia dan proses kimia. Pada tahun-tahun berikutnya, pemakaiannya sudah

2 – BAB I Pendahuluan

meluas sampai pada peralatan mesin-mesin otomatis sederhana.1.1 Keilmuan Programmable Logic Controller

Programmable Logic Controller terdiri dari dua perangkat, perangkat keras dan perangkat lunak. Perkembangan perangkat keras mengikuti kemajuan teknologi elektronika. Sedangkan kemajuan perangkat lunak mengacu ke keilmuan teknik kendali logika sekuensial. Kendali sekuensial merupakan bidang ilmu yang menangani sistem berbasis event atau dikenal sebagai Event Dynamic System (EDS) [Rene David, 1994].

Event atau kejadian pada EDS di beberapa buku pustaka dikenal pula sebagai state (keadaan). Dalam sistem produksi di suatu industri, misalnya, sebuah state ”gudang” pada proses manufaktur menyangkut kejadian perubahan jumlah benda yang berada di dalamnya. Kejadian atau event dalam kasus manufaktur tidak lain merupakan keadaan (state) dari gudang itu sendiri. Sedangkan kejadian dalam proses semacam ini mengacu ke pengambilan benda dalam gudang itu atau penambahan benda dalam gudang itu. Sehingga suatu event akan lebih tepat memiliki arti state yang berarti keadaan.

Sistem berbasis event ini terbagi menjadi dua berdasarkan sifat data yang diolah. Kalau sinyal yang diolah adalah kontinyu, maka sistem dikenal sebagai Continue Event Dynamic Systems, sedangkan yang diskrit adalah DEDS (Discrete Event Dynamic Systems). Namun demikian kejadian yang kontinyu dapat juga dijelmakan menjadi kejadian diskrit. Pada proses pengisian sebuah tangki, misalnya, variabel keluaran tangki jelas merupakan variabel kontinyu, demikian pula dengan variabel debit air yang masuk kedalam tangki adalah kontinyu. Kalau ketinggian tangki, misalnya, dibagi dalam tingkatan kosong, setengah penuh dan penuh, maka sistem kontinyu ini akan dapat dikategorikan sebagai sistem DEDS.

Logic controller berdasarkan proses yang ditangani akan lebih sesuai dikategorikan sebagai Discrete Event Dynamics Systems (DEDS)[Rene David, 1994]. Sebab pengukuran variabel maupun aksi kendalinya menggunakan jenis variabel logika biner, yaitu logika yang hanya mengacu ke dua keadaan: keadaan buka atau tutup, keadaan berputar atau tidak berputar, keadaan hidup atau padam atau secara kuantitas logika itu dinyatakan berlogika 1 atau berlogika 0.1.2 Perangkat keras Programmable Logic Controller

Perangkat keras Programmable Logic Controllers (PLCs) termasuk ke dalam kelompok komputer [Siemens, 2000]. Karena PLC itu sendiri sebetulnya berisikan peralatan elektronik yang bekerja

Dipl.Ing. Ir. M. Rusli – 3

secara digital [Omron,1988]. Semua proses perhitungan menggunakan cara-cara digital yang mendasarkan ke logika biner – aljabar Boolean. Perangkat ini pun juga mengandung memori yang dapat diprogram dan menyimpan perintah-perintah untuk melakukan fungsi-fungsi khusus: seperti logic; sequencing; timing; counting dan aritmatika.

Perangkat PLC dilengkapi dengan bagian masukan dan keluaran [Siemens dan Omron, 2000]. Bagian itu dilengkapi dengan kemampuan menerima sinyal digital maupun analog – untuk bagian masukan. Sedang bagian keluaran juga demikian, yakni dilengkapi kemampuan untuk menghasilkan sinyal digital maupun sinyal analog. Kedua modul berperan aktif selama PLC digunakan sebagai pengatur otomatisasi mesin di industri. PLC senantiasa melakukan monitoring masukan, kemudian membuat keputusan yang diwakilkan ke program PLC dan melakukan aksi ke keluaran. Kesemuanya itu berfungsi untuk proses otomatisasi proses atau mesin di industri[Siemens, 2000].

PLC mempunyai modul masukan (input), modul CPU (Central Processing Unit) dan modul keluaran. Modul masukan menerima sinyal digital maupun analog dari satu atau lebih komponen sensor dan kemudian mengubahnya ke sinyal logika yang sesuai dengan kebutuhan proses di CPU. CPU menghasilkan keputusan-keputusan berdasarkan program (software) yang terdapat di memorinya. Sedangkan modul keluaran (output) mengubah hasil eksekusi program yang dilakukan oleh CPU ke sinyal digital atau analog yang dapat menggerakkan komponen actuator.

CPU menghasilkan keputusan-keputusan berdasarkan program (software) yang terdapat di memorinya. Sedangkan modul keluaran

Printer

Server

Hand held computer

Workstation

PLC

Jaringan

Peralatan masukan

Perangkat keluaran

Server

Programming Console

Gambar 1.1 Sketsa PLC dengan perangkat di sekitarnya


(output) mengubah hasil eksekusi program yang dilakukan oleh CPU ke sinyal digital atau analog yang dapat menggerakkan komponen actuator.

Perangkat pemrogram (programming device) digunakan untuk menuliskan intruksi software yang diinginkan. Instruksi ini menentukan urutan proses yang harus dikerjakan terhadap data-data masukan PLC. Perangkat antar muka ke operator menunjukkan informasi dan parameter kendali yang telah dikerjakan.1.3 Kelebihan Programmable Logic Controller

Pemilihan perangkat PLC sebagai kendali di industri mengacu ke beberapa pertimbangan teknis. Karena perangkat PLC ini menggantikan kendali relay di industri yang selama ini digunakan, maka PLC mempunyai keunggulan, salah satunya adalah PLC mampu beroperasi pada daerah industri dengan temperatur yang tinggi dan kelembaban relatif udara yang rendah.

Perangkat industri yang modular merupakan syarat kepraktisan di industri. PLC ini dikembangkan dengan mengacu ke kebutuhan semacam itu. Sehingga perangkat PLC memiliki konstruksi modular PLC dengan pemasangan yang mudah dan praktis - plug-in. Penggantian atau pengubahan sistem operasi dapat dilakukan dengan mudah.

Pengembangan operasi kerja proses produksi di industri akan selalu dibutuhkan. Kebutuhan ini menuntut perangkat yang mudah pemrograman perangkat lunaknya. Hal ini juga dipenuhi oleh PLC, yaitu pemrograman PLC mengacu ke pembentukan diagram tangga yang mengacu ke diagram relay yang sebelumnya sudah sangat banyak digunakan di kendali relay. Oleh karena itu pembuatan program di PLC relatif mudah dan sederhana. Bahasa atau instruksi-instruksi perangkat lunaknya adalah mudah dimengerti.

Keunggulan lain PLC, siklus operasi di diagram tangga akan ditampakkan sehingga urutan proses dapat diamati dengan mudah. Apabila dibandingkan dengan kendali relay yang sebelumnya digunakan di industri, perangkat PLC mempunyai nilai ekonomis yang rendah. Kecepatan proses PLC juga jauh lebih cepat dibandingkan dengan kendali relay.

Pada dasarnya PLC merupakan peralatan mikroprosesor serbaguna yang dirancang khusus untuk bisa bekerja di lingkungan industri yang cukup berat dan kasar, seperti kelembaban udara yang tinggi antara 0% sampai 90% serta di lingkungan yang berdebu dan tingkat polusinya tinggi. Sedangkan sistem kendali di industri yang menggunakan PLC hanyalah proses yang berjenis diskrit manufaktur.


1.4 Prinsip Kerja Programmable Logic ControllerPada dasarnya fungsi PLC memiliki kemiripan fungsi dengan

peralatan pengendali (controller) lainnya, diantaranya adalah: menerima masukan dari sensor-sensor (lintasan umpan balik); melakukan proses perhitungan dari sinyal sensor sesuai dengan program yang tertulis dan mengeluarkan sinyal hasil perhitungan program ke peralatan penggerak – sinyal pengendali. (Hans B Kief. T and Waters, 1993 : 262).

PLC terdiri dari dua komponen penting, CPU dan modul input/ouput. CPU (Central Processing Unit) merupakan bagian terpenting suatu PLC. Bagian inilah bertugas melakukan berbagai macam manipulasi data masukan untuk menghasilkan data keluaran. Kecepatan proses PLC pun juga sangat tergantung pada bagian CPU. Sedangkan bagian input dan masukan yang modular bertujuan untuk menjembatani antara PLC dengan komponen di luar, seperti misalnya data dari sensor kadang terlalu lemah untuk menggerakkan CPU, sehingga dengan modul input dari PLC, maka sinyal dari sensor dapat menggerakkan PLC. Demikian pula dengan modul keluaran. Agar supaya hasil proses di CPU dapat menggerakkan perangkat di luar PLC diperlukan modul keluaran.

Bagian CPU merupakan “otak” dari PLC. Semua aktivitas proses sinyal masukan ke hasil sinyal keluaran dikerjakan di bagian CPU. Salah satu elemen pembangun CPU yang terpenting adalah processor (pemroses). Elemen inilah yang melakukan perhitungan-perhitungan atau manipulasi data-data yang berasal dari luar PLC. Sedangkan elemen sistem memori dan power supply berfungsi sebagai pelengkap. Memori misalnya, berfungsi untuk menyimpan data-data yang akan diproses, program PLC maupun hasil pemrosesan dari elemen processor. Hubungan kerja antara kesemua elemen-elemen CPU ditunjukkan oleh gambar 1.3.

Cara kerja PLC adalah relatif mudah. Modul masukan/keluaran PLC terhubung langsung dengan peralatan di luar PLC,

Gambar 1.2 Prinsip kerja PLC [L.A. Bryan, 1998]


yang berfungsi untuk mengamati perubahan variabel mesin otomatis dan menggerakkan perangkat mesin otomatis. Peralatan di luar PLC terkadang berupa peralatan diskrit maupun analog. Peralatan diskrit misalnya “limit switch”, tranduser tekanan, tombol “push button”, “motor starters”, solnenoida dll. Modul masukan.keluaran inilah yang menghubungkan antara CPU dengan informasi masukan dan hasil proses CPU ke peralatan penggerak (keluaran).

PLC melakukan tiga proses (1) membaca atau menerima data dari sensor di mesin otomatis yang terbaca lewat sensor yang terpasang di peralatan mesin, (2) melakukan “running” program yang telah tertulis di memori PLC dan (3) menulis atau mengubah keadaan keluaran yang harus dikirim ke peralatan di luar PLC. Ketiga proses ini dilakukan dengan cara berurutan. Urutan proses inilah yang dikenal di PLC sebagai “scanning”. Ilustrasi iritan kerja PLC ditunjukkan oleh gambar 1.4a dan 1.4b.

Gambar 1.3 Komponen CPU [L. A. Bryan, 1998]

Baca

Eksekusi

Tulis

Gambar 1.4a konsep proses “scanning” PLC


Hubungan PLC dengan perangkat di “luar” nya menggunakan sekumpulan terminal masukan (semacam sekrup), lihat gambar 1.5. Kesemua kabel yang menghantarkan sinyal dari sensor (misalnya dari tombol push button, limit switch, sensor analog, selector switch dan thumbwheel switch) harus dipasang pada terminal masukan. Sedangkan perangkat yang akan dikendalikan semacam misalnya motor starter, katub solenoida, pilot light, dan katub posisi harus terhubung pada terminal keluaran, gambaran terminal itu ditunjukkan oleh gambar 1.5. Sedangkan terminal power supply dapat berupa tegangan AC maupun DC. Power supply ini bertugas untuk memberikan daya elektri ke pemroses utama PLC.

Perangkat di luar PLC yang tidak berhubungan dengan mesin otomatis adalah pemrogram. Peralatan pemrogram ini dapat berupa sebuah PC (personal computer) atau “programming device” yang diproduksi bersamaan dengan PLC nya. Perangkat ini berfungsi untuk melakukan pengubahan “program” PLC atau menulis program ke memori PLC. Perangkat ini dapat melakukan “download” maupun “upload” program yang tersimpan dalam PLC. Gambar foto berikut (gambar 1.6) merupakan salah satu contoh alat pemrogram itu.

Gambar 1.4b Scanning PLC yang lebih lengkap [SIEMENS, 2000]


1.5 Pembagian Kapasitas PLCGambar 1.7 menunjukkan kapasitas PLC yang dihubungkan

dengan kompleksitas dan harga. Pada absis grafik gambar 1.7 merupakan jumlah masukan dan keluaran, sedangkan pada bagian ordinat merupakan kerumitan dan harga. Semakin ke atas, PLC itu mempunyai harga lebih mahal. Jenjang yang beredar di pasar PLC adalah lima tingkatan kapasitas PLC, yakni Micro-PLC, small-PLC, Large-PLC dan very Large-PLC.

Gambar 1.6 Contoh “Programming Device” [L. A. Bryan, 1998]

Gambar 1.5 Contoh terminal masukan/keluaran PLC [L. A. Bryan, 1998]


Micro-PLC memiliki fasilitas masukan dan keluaran maksimum sebanyak 32 buah, normalnya berjumlah 20 buah. Tingkat setelah small adalah micro-PLC. Micro PLC ini memiliki jumlah masukan /keluaran bervariasi dari 32 sampai dengan 128 buah. Medium-PLC berkapasitas sebanyak 64 sampai dengan 1024 buah, Large (dari 512 sampai dengan 4096 buah) dan very large adalah antara 2048 sampai dengan 8192 masukan/keluaran. Gambar 1.8 berikut contoh PLC produksi SIEMENS untuk kategori PLC-micro.

Gambar 1.7 Grafik kapasitas PLC saat ini [L.A. Bryan]

Gambar 1.8 PLC ukuran terkecil miliki Mitsubishi 14 I/O


Huruf A,B dan C yang tertera di grafik gambar 1.7 menunjukkan suatu ekspansi. Artinya bahwa dengan kapasitas standar dimungkinkan untuk menambahi masukan/keluaran sehingga secara kapasitas melampaui dari klasifikasi PLC itu. Misal sebagai contoh, bahwa PLC CPU standar micro berjumlah 32 I/O. Untuk keperluan otomatisasi misalnya dilakukan pengembangan kapasitas PLC. Jika pengembangan itu tidak terlalu besar, hal itu dapat dilakukan dengan menambahi kapasitas masukan dan keluarannnya. Penambahan masukan dan keluaran itulah yang terkadang melampaui standar PLC micro tersebut.

Gambar 1.9 Contoh fisik PLC-micro tipe 224 produksi SIEMENS [Siemens, 2000]

Gambar 1.10 PLC DL 105 dengan 128 I/O dengan dilengkapi kapasitas keluaran arus 6 A pada setiap kanal


PLC dengan kapasitas menengah banyak tersedia di pasaran mulai dari kapasitas 128 I/O sampai dengan kapasitas 512 I/O. Gambar 1.9 dan 1.10 merupakan contoh bentuk fisik PLC dengan masing-masing berkapasitas 128 I/O dan 512 I/O.

PLC dengan kapasitas yang besar umumnya diguakan oleh Industri dengan proses yang memiliki variabel melebih 100 I/O. Kapasitas ini memungkinkan menggunakan PLC dengan kapasitas besar. Gambar 1.12 dan 1.13 menunjukkan contoh fisik PLC dari Omron dan Allen Braedly untuk kapasitas 1392 I/O dan 3972 I/O

Gambar 1.12 PLC OMRON C200H dengan 1392 I/O

Gambar 1.13 PLC Allen Braedly 5/80 dengan 3072 I/O

Gambar 1.11 PLC Allen Bread 5/15 dengan 512 I/O


Secara umum PLC mempunyai kemasan yang beragam, umumnya PLC dikemas secara biasa dan rak. Gambar 1.14 menunjukkan kemasan PLC dengan mendasarkan pada klasifikasi PLC micro, mini dan rak [Hugh Jack, 2004]

1.6 Kemudahan Instalasi PLCPerangkat PLC memiliki kelebihan dalam hal kemudahan

instalasi (pemasangan). Selain itu perangkat ini berharga relatif murah. Ukuran PLC pun juga sangat kecil. Apabila dibandingkan dengan ukuran ruang yang dihabiskan oleh PLC setengah kali dibandingkan dengan ruang yang ditempati oleh komponen relay kontrol. Gambar 1.15 menunjukkan contoh peletakan PLC dengan ruang yang tidak terlalu besar.

Pada instalasi untuk proses yang kompleks dan rumit dan berlokasi berjauhan dapat dilakukan dengan menggunakan masukan/

Gambar 1.14 Jenis PLC berdasarkan kemasan [Jack Hugh, 2004]

Gambar 1.15 Contoh disain tempat PLC yang relative membutuhkan ruang yang kecil


keluaran jarak jauh (remote). Kabel koaksial atau pasangan kabel yang dipilin menghubungkan dengan bagian CPU. Konfigurasi semacam ini akan mengurangi material dan biaya perawatan dibandingkan dengan “hardwired system”, yang menggunakan banyak kabel dengan instalasi rangkaian per input yang cukup besar.

Dengan menggunakan remote sub sistem akan memungkinkan kemudahan pakar PLC untuk melakukan pengetesan instalasi jarak jauh dan akan melakukan instalasi setelah mengetahui beberapa sistem real di lapangan dari jarak jauh.

Sebagaimana ulasan sebelumnya, PLC merupakan perangkat controller yang dapat diprogram dengan perawatan yang mudah. Dengan menggunakan komponen solid state, memungkinkan PLC dikembangkan dalam bentuk modular. Hal itu berakibat perawatan dapat dilakukan dengan hanya mengambil satu per satu modul keluar dari sistem dan diperbaiki di luar sistem yang sedang bekerja. PLC berskala besar juga sudah dilengkapi dengan rangkaian pendeteksi kerusakan yang dilengkapi dengan lampu-lampu indikator sebagai tanda elemen itu berfungsi secara baik atau tidak (lihat gambar 1.16).

Lokasi PLCutama

Lokasi remote

Lokasi remote

Lokasi remote

Kabel koaksial sbgpenghubung PLC utama

dengan sub-sistem

penghubung PLC dengan sensor dilapangan

Gambar 1.16 Instalasi PLCdengan “remote”


1.7 Penggunaan PLCSejak PLC dikembangkan untuk proses otomatisasi, penggunaan

PLC meluas di berbagai ragam industri. Seperti misalnya pada industri baja, pemrosesan makanan, perusahaan kertas, industri kimia dan pada power plant. Programmable Logic Controller mampu mengubah algoritma kendali sekuensial di industri dari kasus yang kecil (repentitive ON/OFF) atau kontrol pada mesin sederhana – untuk mesin sederhana) sampai dengan kontrol modern kasus di manufaktur yang relatif besar, sehingga membutuhkan algoritma kontrol yang rumit. Tabel berikut ini berisikan penggunaan PLC di Industri. (mana tabelnya??)

Sebagai contohnya pada industri otomotif, yaitu pada pekerjaan Internal Combustion Engine monitoring, carbueretor production testing, monitoring automotive productions machine, power steering valve assembly and testing. Aplikasi PLC di bagian-bagian lain adalah di Manufacturing/ Machines; Material Handlings, Metals, Power, Pulp and paper, Rubber and plastics, Galss Processing, Chemical and petrochemical [L. A. Bryan, 1998].

Gambar 1.17 Lampu-lampu indikator sebuah PLC Allen Braedly

[ 15 ]

BAB II Diagram Tangga

2.1 PendahuluanDiagram tangga merupakan metode pemrograman pada

Programmable Logic Controller (PLC). Ini berkaitan dengan sejarah perkembangan PLC. Pertama kali PLC dikembangkan untuk menggantikan kendali relay. Yaitu pengontrolan proses industri yang menggunakan komponen utama relay. Pengubahan simbol relay ke diagram tangga adalah sangat sederhana. Sehingga teknikus yang terbiasa dengan diagram kontrol relay akan termudahkan dengan menggunakan diagram tangga. Oleh karena itu seorang teknikus tidak akan terlalu kerepotan dengan perubahan diagram relay ke diagram tangga.

Keterangan : PB1 : Push-ButtonLS1 : Limit Switch 1

LS2 : Limit Switch 2PL : Pilot Light

Gambar 2.1 menampakkan contoh sederhana diagram relay. Alur kerja diagram menunjukkan bahwa lampu akan menyala, jika tombol Push button nomor 1 (PB1) ditekan bersamaan dengan limit switch nomor 2 (LS2) berkondisi tertutup. Atau lampu PL juga akan menyala apabila limit switch nomor 1 (LS1) dan limit switch nomor 2 (LS2) berkondisi tertutup, tanpa memperhatikan apakah kondisi

Gambar 2.1 Contoh Diagram Rrelay sederhana

16 – BAB II Diagram Tangga

tombol push-button nomor 1 (PB1) itu tertutup atau terbuka.Diagram relay yang ditunjukkan oleh gambar 2.1. merupakan

alur logika proses. Proses yang menyangkut hubungan antara sinyal keluaran dengan sinyal masukan. Alur inilah yang kemudian dijelmakan ke dalam program di PLC. Programmable Logic Controller menjelmakan proses semacam ini berbentuk perangkat lunak. Hubungan PB1, LS1 dan LS2 ke PLC melewati rangkaian perangkat keras masukan di PLC. Sedangkan keluaran PL akan terhubung ke perangkat keras keluaran PLC. Perangkat lunaknya menggambarkan hubungan antara keluaran dan masukan. Alur logika hubungan antara masukan dengan keluaran ini yang dinamakan sebagai diagram tangga.

Gambar 2.2. menunjukkan penggantian rangkai relay tempo lalu ke rangkaian Programmable Logic Controller. Sebelah kiri mencerminkan jenis dan jumlah elemen masukan yang harus terhubung ke PLC. Sebelah kanan merupakan perangkat keras keluaran. Diagram yang di tengah menggambarkan hubungan antara kondisi logika masukan dengan logika keluaran. Perangkat keras PLC terletak pada sisi kiri dan kanan. Sedangkan perangkat lunak PLC dinyatakan oleh diagram tangga yang tertulis di bagian tengah gambar 2.2.

Diagram tangga meliputi garis vertikal yang terletak di sebelah kiri dan dinamakan “Bus bar” (L1). Garis intruksi terletak di sebelah kanan. Instruksi keluaran diletakkan pada paling ujung kanan diagram tangga. Kombinasi logika masukan merupakan proses yang dituliskan pada tengah-tengah diagram tangga. Uraian berikut menjelaskan untaian urutan proses kerja diagram tangga yang ditunjukkan oleh gambar 2.2.

Gambar 2.2 Pengubahan DiagramRrelay ke PLC


Gambar 2.3 menunjukkan kondisi awal. Tombol PB1 berkondisi terbuka. LS1 dan LS2 pun juga terbuka. Karena semua masukan berkondisi terbuka, arus elektrik tidak dapat mengalir dari garis kiri diagram relay ke keluaran PL- anggap misalnya garis kiri diagram relay diberi tegangan elektrik positif dan garis kanan adalah nol (0) volt. Lampu keluaran PL tentunya berkondisi padam. Sebab tidak terdapat arus elektrik di lampu PL.

Simbol semacam kapasitor menggambarkan masukan ke komponen PLC. Nomor 000.00 merupakan alamat masukan (input) bersangkutan. Alamat terdiri dari dua bagian, bagian alamat word dan bagian alamat bit. Kebanyakan intruksi pemrograman PLC memiliki paling sedikit satu Operand. Operand adalah semacam variabel dalam matematika. Operand dapat terdiri dari beberapa memori bit atau terkadang berupa konstanta numerik.2.2 Pengubahan hardwired logic ke diagram tangga

Pada Hardwired Logic, fungsi logika dijelmakan ke dalam suatu rangkaian perangkat keras. Jadi proses delay, misalnya harus digantikan oleh komponen relay yang dilengkapi timer, misalnya. Kalau terjadi perubahan selang delay, maka komponen timer harus diganti oleh komponen lainnya. Demikian pula untuk fungsi logika yang lain. Sedangkan fungsi logika di PLC adalah lain. Fungsi logika di PLC adalah dapat diubah-ubah. Sebab fungsi logika di PLC merupakan suatu perangkat lunak, yang dengan mudah dapat diubah-ubah.

Tujuan utama PLC adalah menggantikan fungsi logika yang dinyatakan secara perangkat keras pada hardwired logic ke bentuk perangkat lunak PLC. Gambar 2.4a menunjukkan contoh suatu hardwired logic. Sedangkan gambar 2.4b menampakkan diagram tangga yang menggantikan sistem lama hardwired logic ke sistem PLC. Terlihat dari kedua gambar kesamaan logika atau struktur antara rangkaian relay pada hardwired logic dengan diagram tangga untuk sistem PLC.

Pada gambar 2.4a, di bagian paling atas, terlihat jelas bahwa komponen pushbutton PB1, an PB2, PB3 dan PB4 misalnya, merupakan komponen luar PLC. Artinya bahwa kedua komponen itu terhubung ke modul masukan PLC (gambar 2.4b). Sedangkan hubungan seri atau

Gambar 2.3 kondisi awal


paralel dari diagram perangkat keras akan terlihat sama dengan diagram tangga. Hanya saja komponen luar di harwired logic itu akan digantikan oleh alamat modul masukan di PLC. Karena PLC fungsi logika yang dicerminkan oleh hubungan seri maupun paralel di perangkat keras itu dijelmakan dalam bentuk perangkat lunak. Perangkat lunak itu bertugas membaca data-data dari komponen di luar PLC dengan mendasarkan ke alamat masukan yang tertulis.

Proses pengubahan harwired logic ke perangkat lunak PLC yang berupa diagram tangga memerlukan pengetahuan tentang simbol-simbol komponen. Sehingga pengubahan itu akan efektif dan akan mempermudah mencari struktur perangkat lunak di PLC.

Gambar 2.4a Contoh suatu Harwired logic


Pada beberapa komponen masukan di perangkat keras terdapat istilah normally open (NO) atau normally closed (NC). Keduanya harus diperhatikan selama penggantian perangkat keras ke diagram tangga di PLC, sebab kesalahan pemahaman terhadap komponen NO dan NC ini akan berakibat kesalahan logika pada diagram tangga di PLC. Komponen NC- pusbutton, misalnya, akan tertutup sebelum dilakukan penekanan tombol. Ini artinya bahwa di modul masukan PLC akan terdapat tegangan (logika 1) ketika tombol pushbutton NC ini belum ditekan. Akibatnya diagram tangga akan dinegasikan, kalau memang memungkinkan tidak menyalahi fungsi logikanya. Yang penting bahwa pengubahan perangkat lunak ke diagram tangga harus memperhatikan fungsi logika atau struktur perangkat keras dan keadaan komponen perangkat luar PLC apakah NO atau NC.

Gambar 2.4b contoh diagram tangga dari gbr 2.4a


Pengubahan fungsi logika dari perangkat keras hardwored logic ke diagram tangga secara sederhana merupakan pengubahan simbol. Simbol yang tertera pada rangkaian perangkat keras diubah ke simbol yang terdapat di diagram tangga. Sebagai contohnya perhatikan gambar perangkat keras yang diambil pada bagian paling atas dari gambar 2.4a. Susunan komponen perangkat keras itu ditunjukkan oleh gambar 2.5.

Tombol PB1 sampai dengan PB4 terlihat dari gambar 2.5 merupakan komponen input (masukan). Hubungan PB1 dan PB2 adalah seri. Sedangkan hubungan PB3 dan PB4 dihubungkan secara paralel. Jenis hubungan semacam ini harus diperhatikan ketika melakukan pengubahan rangkaian perangkat keras ke diagram tangga. M1 disebut juga komponen coil (kumparan magnet dari suatu kontak relay) sedangkan magnet itu menggerakkan relay yang disimbolkan seperti kapasitor. Dari gambar 2.5, relay dari M1 dihubungkan secara paralel dengan PB3 dan PB4. Komponen M1- koil merupakan komponen keluaran.

Setiap komponen input pada PLC akan terhubung dengan modul impu di PLC. Sedangkan komponen output akan terhubung dengan modul keluaran dari PLC. Gambar 2.6 merupakan gambaran sisi komponen input, sisi fungsi logika – diagram tangga dan sisi output. Diagram tangga yang terletak pada sisi tengah akan diimplementasikan ke PLC berupa perangkat lunak. Susunan diagram tangga adalah mirip sekali dengan susunan komponen pada gambar 2.5. Misalnya tombol PB1 dan PB2 tersusun secara seri, maka di diagram tangga kedua kapasitor yang merupakan simbol diagram tangga masukan adalah disusun secara serial.

Pada sisi masukan (lihat gambar 2.6) terdapat penomoran komponen masukan. Nomor 0 merupakan komponen PB1, nomor 1,2 dan 3 masing-masing adalah komponen masukan PB2, PB3 dan PB4. Pada sisi keluaran komponen keluaran diberi nomor 30. Penomoran ini merupakan alamat pada PLC sebenarnya. Penomoran ini berlaku untuk sisi diagram tangga. Diagram tangga atau pada sisi tengan (b) terlihat

Gambar 2.5 Hardwired Logic bagian paling atas gambar 2.4a


bahwa masukan nomor 0 dan nomor 1 disusun secara serial, sedangkan komponen masukan 2,3 dan 30 disusun secara paralel. Keluaran M1 yang bernomor 30 merupakan fungsi logika dari seri komponen masukan nomor 0, 1 dan paralel dari nomor 2,3 dan keluaran 30.

Di sisi diagram tangga terdapat istilah network atau rung. Pada contoh gambar 2.6 merupakan diagram tangga satu rung atau satu network. Satu rung memiliki arti satu keluaran yang merupakan fungsi logika dari beberapa masukan. Apabila suatu diagram tangga memiliki lebih dari satu keluaran yang merupakan fungsi logika tersendiri, maka rangkaian itu harus dibagi menjadi beberapa rung. Konvensi (perjanjian) bahwa 1 network atau satu rung adalah satu keluaran.

Setiap pengubahan rangkaian perangkat keras hardwired logic ke diagram tangga adalah pengenalan komponen masukan dan keluaran. Tabel 2.1 menunjukkan beberapa komponen masukan dan keluaran yang digunakan oleh rangkaian relay yang ditunjukkan oleh gambar 2.4a. Masukan limit switch (LS) misalnya merupakan switch yang pengubahan keadaannya dilakukan oleh mekanik bukan oleh tangan. Sedangkan push-button adalah tombol yang ditekan dengan tangan untuk mengubah keadaannya. Komponen keluaran.Tabel 2.1. Beberapa Komponen masukan dan keluaran

No. Komponen masukan Komponen keluaran1 Push-button (PB) Pilot Light (PL) - lampu

2 Selector switch (SS) Solenoida Valve (SV)

3 Limit switch (LS) Horn (H) – speaker

4 Proximity switch (PS) Control relay (CR)5 Timer contact (TC) Timer (T)

Gambar 2.6 Diagram Tangga (b) dari gambar 2.5


Contoh soal:Diketahui rangkaian kontrol relay yang berupa hardwired logic

berikut ini (lihat gambar 2.7). Susunlah diagram tangga yang dilengkapi dengan sisi komponen masukan dan sisi komponen keluaran untuk pengubahan ke PLC.

Solusi:Sebelum menyusun diagram tangga, terlebih dulu harus

dimengerti tentang cara kerja diagram relay gambar 2.6. terlihat bahwa lampu PL1 akan menyala apabila terdapat arus elektrik mengalir dari sisi L1 melalui lampu (PL) ke garis L2. Jadi lampu (PL) akan menyala pabila tombol PB1 dan limit switch (LS1) tertutup. Atau tombol PB2 ditekan dan LS1 tertutup. Pemahaman ini akan berpengaruh pada penyusunan diagram tangga, apakah disusun secara seri (AND) atau secara paralel (OR).

Apabila sudah mengerti tentang cara kerjanya, langkah selanjutnya adalah menetapkan komponen masukan dan komponen keluaran. Jenis atau macam komponen masukan dan keluaran dapat disusun dalam bentuk tabel. Tabel 2.2 menunjukkan tabel masukan/keluaran contoh soal gambar 2.7.Tabel 2.2.: Susunan masukan dan keluaranNo. Masukan Alamat Logika1 PB1 30 Ditekan logika 1 (NO)2 PB2 31 Ditekan logika 1 (NO)3 LS1 32 Tertekan logika 1 (NO)

Keluaran1 PL - lampu 40 Menyala logika 1

Susunan masukan dan keluaran seperti yang ditunjukkan oleh gambar 2.7, maka pada sisi kanan diagram tangga tertera masukan PB1 terhubung dengan alamat PB1. Limit switch 1 (LS1) terhubung dengan alamat 32. Dari komponen masukan dengan alamat 30 sampai dengan

Gambar 2.7 diagram relay harwired logic contoh soal


32, sedangkan keluaran dialamatkan ke nomor 40. Berdasarkan susunan tabel 2.2, diagram tangga kasus ini ditunjukan oleh gambar 2.8.

Solusi diagram tangga ditunjukkan oleh gambar 2.8. Diagram tangga terletak di bagian tengah gambar 2.8. Susunan alamat 30 dan 31 disusun secara OR dan kemudian dilakukan logika AND dengan alamat 32. Diagram tangga ini juga hanya terdiri dari 1 network (rung). Komponen keluaran dihubungkan dengan alamat nomor 40. Jelas dari sini menunjukkan bahwa keluaran PLC merupakan fungsi logika dengan variabel komponen masukan. Apabila rangkaian diagram tangga ke PLC, maka pada sisi tengah adalah berupa sotware program pada CPU PLC. Sedangkan bagian sensor dan lampu (PL) terhubung dengan modul masukan yang dalam hal ini ditampakkan berupa sekrup sekrup yang diberi nomor. Gambar 2.8 menujukkan implementasi dari soal di atas.

Gambar 2.8 Diagram Tangga dengan sisi masukan/keluaran

Gambar 2.9 Diagram pengkawatan PLC untuk soal di atas


Diagram tangga yang terkadang mempunyai lebih dari satu keluaran dapat didefinisikan sebagai satu rung. Syarat multi-output dianggap satu rung jika masing-masing keluaran terhubung dengan masukan-masukan yang sama. Hal lain adalah keluaran yang menggerakan bebepa relay. Susunan semacam inipun masih tergolong satu rung. Gambar 2.10 menunjukkan susunan keluaran yang menggerakkan 4 buah relay dengan alamat yang sama, yakni 10.

2.3 Diagram tangga – OMRONPLC umumnya diprogram dengan menggunakan simbol diagram

tangga, atau dikenal juga sebagai diagram relay. Diagram ini adalah simbolisasi relay-relay elektrik yang digunakan pada teknik konprol di Industri. Simbol yang digunakan berbentuk hampir sama dengan simbol-simbol yang digunakan pada rangkaian elektrik. Kesamaan ini bertujuan agar teknikus elektrik akan mudah menegrti simbol-simbl diagram tangga.

Diagram tangga terdiri dari garis vertikal yang terletak di sebelah kiri yang dikenal sebagai “Bus bar” dan garis intruksi yang terletak disebelah kanan. Intruksi keluaran diletakkan pada paling ujung kanan diagram tangga. Kombinasi logika masukan merupakan proses yang dituliskan pada tengah-tengah diagram tangga.

Simbol semacam kapasitor menggambarkan input-input PLC. Nomor 000.00 merupakan alamat masukan (input) bersangkutan. Alamat terdiri dari dua bagian, bagian alamat word dan bagian alamat bit. Kebanyakan intruksi pemrograman PLC memiliki paling sedikit satu operand. Operand adalah semacam variabel dalam matematika. Operand dapat terdiri dari beberapa memori bit atau terkadang berupa konstanta numeric. Contoh diagram di atas, operand adalah bit 0 dari

Gambar 2.10 Contoh diagram Pengkawatan satu keluaran coil dengan beberapa masukan.


lokasi memori IR000.

Apabila operand merupakan konstanta, penulisan operand harus disertai tanda pagar (#). Sebab PLC harus membedakan perlakukan konstanta dengan suatu variabel yang memiliki alamat (address).

Diagram tangga terdiri dua bagian dasar (lihat gambar 2.12). Bagian kiri dinamakan sebagai kondisional (syarat), bagian kanan adalah instruksi. Apabila bagian kondisional terpenuhi, maka intruksi yang terletak di sebelah kanan akan dieksekusi.

Diagram tangga ini menggambarkan bahwa sinyal masukan ke perangkat keras PLC dialamatkan pada input 00. Simbol kapasitor di sebelah kiri mencerminkan suatu kondisional. Artinya jika sinyal logika yang terkenai pada input 00 adalah “1”, maka bagian kanan akan berlogika “1”. Setiap kondisi pada program PLC hanya terdiri dua keadaan yakni, ON atau OFF, terdapat dinyal ke input atau tidak ada sinyal ke input. Kedaan ON senantiasa mengacu ke logika “1” sedangkan keadaam OFF mengacu ke logika “0”.

000.00 Simbol grafik kondisi

Alamat memori Word

Alamat memori bit

“bus bar” garis vertikal sebelah kiri yang dianggap bertegangan

positif

Garis penghubung intruksi

Gambar 2.11 Contoh Diagram Tangga PLC-OMRON

Kondisi (syarat) intruksi

000.00010.00

Gambar 2.12 pembagian kondisi dan syarat Diagram Tangga


Bagian kanan diagram tangga adalah intruksi yang akan dieksekusi apabila, kondisi bagian kiri terpenuhi. Intruksi bagian kanan dibagi menjadi dua, intruksi sederhana dan rumit. Contoh intruksi sederhana adalah ektifasi suatu memori bit. Diagram di atas menjelaskan bahwa jika input di alamat 00 berlogika “1”, maka relay keluaran PLC (memori keluaran IR10.00 akan berlogika “1”.

Di lingkungan industri, istilah “normally open” dan “normally closed” adalah sering digunakan. Di pemrograman PLC pun demikian. Oleh karena itu, pemahaman tentang keduanya merupakan hal dasar yang sangat penting, sebelum pemrogram memahami intruksi PLC yang lain. Konsep keduanya di PLC digunakan tidak hanya pada elemen kontak, tapi juga pada bagian input dan output untuk data word, byte maupun bit.

Prinsip kerja keduanya adalah sangat sederhana. Prinsip “normally open” dapat dipahami sebagai sebuah switch (saklar) yang tidak akan terhubung jika belum ditekan. Sedangkan “normally closed” adalah kebalikan, sebelum ditekan saklar adalah selalu terhubung. Contoh yang paling sederhana adalah pada tombol bel di rumah. Apabila tombol bel di rumah menggunakan “normally closed”, maka bel rumah akan terus berbunyi sampai seseorang menekan tombol itu. Dengan ditekan, arus elektrik yang mengalir ke bel akan terputus, sehingga bel tidak berbunyi. Tentunya pilihan tombol “normally closed” untuk bel rumah adalah tidak cocok. Tombol yang cocok untuk bel rumah adalah “normally open”. Sebab bel akan berbunyi hanya ketika seseorang menekannya.

Konsep “normally open” dan “normally closed” juga banyak ditemukan pada elemen sensor. Misalnya, sensor yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan benda. Di industri, sensor ini misalnya digunakan untuk mendeteksi ada/tidaknya kotak pada ban berjalan. Keluaran sensor ini adalah sebuah saklar yang dapat berada pada kondisi “ON” atau “OFF”. Pada pendeteksian kotak, misalnya, keluaran sensor dimungkinkan hanya menggunakan dua kosnep normally open atau normally closed. Apabila diinginkan bahwa setiap kotak terdeteksi, PLC harus diberitahu dengan mengalirkan arus elektrik, maka sebaiknya menggunakan sensor dengan saklar “normally open”. Sensor ini akan mengirimkan arus elektrik ke input PLC, jika kotak berada di dekat sensor pada jarang tertentu.

Sebagai contoh lain, perhatikan gambar simbol-simbol relay-relay berikut. Simbol ini juga digunakan pada diagram tangga PLC-OMRON.


Kontak “normally open” menggambarkan bahwa kontak akan terhubung apabila dia menerima sinyal. Kebalikannya adalah kontak “normally closed”, kontak akan terbuka atau mengalami “interrupt” ketika dia terkenai sinyal. Gambar 2.13 merupakan dua contoh pertama adalah normally open dan terakhir adalah normally closed. Perbedaannya adalah tanda garis miring yang dikenakan pada simbol lingkaran.

Jika relay alamat 00 (lihat gambar) terkenai sinyal maka relay akan tertutup dan relay alamat 01 akan tetap terbuka, kalau misalnya tidak terkenai sinyal. Sedangkan relay alamat 02 akan terbuka, sebab misalnya terkenai sinyal, dan relay 04 akan tetap tertutup sebab misalnya tidak terkenai sinyal.

Konsep kedua relay normally open dan normally closed berlaku juga pada masukan PLC. Jika misalnya, bahwa alamat input PLC

Gambar 2.13 Hubungan komponen masukan dengan PLC [OMRON, 2000].

010.00

Relai nomor 0 Normally open

010.01Relai nomor 1 Normally close

Gambar 2.14 Contoh penomoran pada keluaran NO dan NC


terhubung dengan saklar “normally open”. Ketika saklar itu ditekan, maka akan memberikan sinyal logika “1” ke input PLC (misal alamat input adalah 00). Jika input ini menggerakkan keluaran dengan alamat 00 (lihat gambar dibawah ini), maka relay keluaran PLC akan berlogika “1”, apabila saklar input ditekan.

Jika input PLC terhubung dengan saklar “normally closed”, maka apabila saklar ditekan, maka input PLC terputus dengan sinyal logika “1”. Kalau diagram tangga sebagaimana gambar berikut, maka keluaran PLC alamat 00 akan berubah berlogika “0” ketika saklar input ditekan.

Namun jika diagram tangga input diberi garis miring, yang berarti bahwa input dikomplemenkan, maka apabila saklar “normally open” yang terhubung dengan input PLC, maka ketika salar ditekan, yang seharusnya relay keluaran berlogika “1”, namun dalam hal ini berlogika “0”. Demikian untuk untuk saklar “normally closed” adalah kebalikan dari kondisi di atas. Gambar 2.15 menghubungkan antara diagram tangga dengan gambar nyata PLC perangkat kerasnya.

Contoh berikut adalah program dasar. Misalnya sebuah saklar “normally open” dihubungkan dengan input PLC pada alamat 000.00 . Sedangkan keluaran PLC dihubungkan sdengan sebuah bel pada alamat 010.00. Diagram tangga Example below represents a basic program. Diagram tangga ini mempunyai arti bahwa saklar input 000.00 akan mengaktifkan relay keluaran 010.00. Apabila saklar ditekan, maka bel yang terhubung dengan keluaran PLC akan berbunyi. Setiap diagram tangga harus dilengkapi dengan simbol END (lihat contoh gambar 2.16.

Gambar 2.15 Hubungan keluaran dengan PLC [OMRON, 2000]


Gambar 2.16 Contoh program menggunakan software Syswin [OMRON, 2000]

[ 31 ]

BAB III Dasar Logika PLC

Alur logika perangkat lunak Programmable Logic Controller (PLC) mendasarkan kepada logika Boolean. Logika ini menyangkut keilmuan matematika yang operasinya hanya terdiri dua buah variabel, “1” atau “0”. Oleh karena itu untuk mengerti tentang PLC dan aplikasinya, terlebih dulu harus mengerti tentang konsep logika Boolean. Bab ini menguraikan fungsi dasar logika – AND, OR dan NOT – yang akan memperlihatkan bahwa dengan tiga fungsi ini, PLC dapat melakukan keputusan-keputusan proses pengontrolan. Sebagai dasar pemahaman logika Boolean, di bagian pertama bab ini membahas tentang aljabar Boolean dan operatornya. Berikutnya menguraikan hubungan antara aljabar Boolean dengan simbolisasi logika Boolean di perangkat lunak PLC. Dengan kedua hal itulah, materi PLC selanjutnya akan mudah terpahami.

Aljabar Boolean mempunyai variabel yang hanya memiliki dua nilai, nilai “1” dan “0”. Konsep ini dikenal sebagai konsep biner. Konsep biner menyangkut ide yang mendefinisikan dua keadaan, lampu itu mati (OFF) atau hidup (ON), misalnya, motor itu berputar (ON) atau tidak berputar (OFF) atau saklar itu dalam keadaan terbuka (OFF) atau tertutup (ON). Alur logika yang berisikan hanya dua keadaan itulah yang dinamakan sebagai konsep biner. Dalam sistem digital kedua keadaan itu memberi pengertian ke “ada” sinyal atau “tidak ada” sinyal. Uraian biner di buku ini mengertikan bahwa logika “1” adalah terdapat sinyal sedangkan logika “0” tidak ada sinyal atau logika “1” artinya “terdapat” tegangan + volt sedangkan logika “0” bertegangan 0 volt. Umumnya biner atau logika “1” dinyatakan dalam bahasa adalah HIGH, ON atau TRUE sedangkan biner “0” dinyatakan LOW, OFF atau FALSE.Tabel 3.1 Contoh dua keadaan biner-logika positifBiner 1 (+ volt) Biner 0 (0 volt) ContohBekerja Tidak bekerja Limit switchBerbunyi Tidak berbunyi Bel

32 – BAB III Dasar Logika PLC

Menyala Mati Bola lampuTerbuka tertutup Valve (katub)Ditekan Tidak ditekan TombolBerputar Tidak berputar Motor

Tabel 3.1 mencerminkan logika positif. Artinya bahwa logika “1” berarti tegangan akan lebih positif (lebih besar) dibandingkan dengan logika “0”. Atau dapat pula diartikan bahwa logika “1” adalah terjadinya suatu kejadian atau komponen itu aktif bekerja. Jadi logika “positif ” berarti bahwa logika “1” merupakan keadaan yang aktif sedangkan logika “0” berarti keadaan yang tidak aktif.

Kebalikan dari logika positif adalah logika negatif. Logika ini berbalikan dengan logika positif. Logika biner “1” memiliki arti bahwa sebuah komponen tidak beroperasi sedangkan logika “0” adalah beroperasi. Kalau diartikan kedalam tegangan, logika biner “1” berarti tidak “terdapat” tegangan, sedangkan logika “0” adalah tidak bertegangan. Tegangan lebih positif berarti logika “0” sedangkan tegangan “ 0 volt berlogika “1”. Lebih jelasnya tabel 3.2 memberi gambaran contoh logika negatif.Tabel 3.2 Contoh dua keadaan biner – Logika NegatifBiner 0 (0 volt) Biner 1 (+ volt) ContohBekerja Tidak bekerja Limit switchBerbunyi Tidak berbunyi BelMenyala Mati Bola lampuTerbuka tertutup Valve (katub)Ditekan Tidak ditekan TombolBerputar Tidak berputar Motor

Fungsi logika dasar biner adalah NOT, AND dan OR. Fungsi NOT berfungsi membalik kondisi biner masukan yang “0” misalnya, akan menghasilkan logika “1”, demikian sebaliknya. Sedangkan logika AND dan OR merupkan proses mengkombinasikan dua atau lebih logika biner untuk menghasilkan keluaran tertentu. Suatu proses logika biner yang kompleks hanyalah merupakan gabungan dari ketiga logika dasar biner itu.

Pemrograman PLC mendasarkan alur logika biner. Artinya PLC mempunyai proses yang mengolah data masukan biner ke logika keluaran yang biner pula menganut aturan ketiga logika dasar itu dan gabungan dari ketiganya. Sub bab berikut ini akan menjelaskan ketiga alur logika dasar biner dan gabungannya dengan menyertakan


simbol yang digunakan dan tabel kebenaran – tabel yang menyatakan hubungan antara logika biner masukan dan logika biner keluaran.3.1 Hubungan Dasar Logika NOT

Hubungan yang paling sederhana adalah NOT. Hubungan ini bertujuan untuk membalik nilai sinyal masukan. Misalnya sinyal masukan bernilai 1, maka keluaran hubungan NOT akan bernilai 0. Demikian pula sebaliknya. Kalau sinyal masukan bernilai 0, maka keluaran hubungan NOT adalah 1.

Hubungan NOT memiliki simbol lingkaran dengan keluaran kebalikan dari logika masukan. Gambar 3.1 menunjukkan simbol logika biner NOT. Variabel masukan dinyatakan dengan huruf A, sedangkan variabel keluaran dinyatakan dengan A . Hubungan relay yang menggambarkan hubungan NOT ditandai oleh sebuah sakalar “normally close”. Begitu saklar tertutup yang memiliki arti bernilai 0, maka keluaran Q yang disimbolkan kotak akan teraliri listrik, yang berarti bernilai 1. Sedangkan kalau kondisi sebaliknya, yakni saklar terbuka, atau bernilai 1, maka kotak Q tidak akan teraliri listrik, yang berarti bernilai 0.

Logika biner NOT hanya memiliki satu masukan dan satu keluaran. Setiap hubungan antara keluaran dan masukan menyatakan ”proses logika”. Karena logika NOT mempunyai masukan sebuah, tabel kebenaran logika NOT hanya terdiri dari dua baris kemungkinan kejadian, yaitu logika ”1” atau logika ”0”. Tabel 3.3. menunjukkan tabel kebenaran dari logika dasar NOT.Tabel 3.3 Tabel kebenaran fungsi logika NOTNo. Masukan

AKeluaran

A1 1 02 0 1

Kasus berikut menjelaskan tentang hubungan logika “NOT” antara masukan dan keluaran suatu proses pemberhentian proses

Gambar 3.1 Simbol logika dasar NOT


pengeboran. Pemberhentian proses pengeboran dilakukan dengan menyisipkan suatu sensor cahaya. Gambar 3.2 menunjukkan sebuah sketsa bor otomatis. Di bagian bawah bor dilengkapi dengan sebuah sensor cahaya, yang berfungsi untuk mendeteksi posisi mata bor apakah sudah mencapai batas bawah atau belum.

Sensor cahaya terdiri dari dua elemen, elemen ”S” sebagai pengirim sinyal cahaya dan elemen ”E” sebagai penerima sinyal cahaya. Apabila sinyal cahaya terhalangi oleh mata bor, maka elemen ”E” akan mengirimkan sinyal dengan logika ”1”, misalnya. Sebaliknya jika sinyal cahaya dapat diterima oleh elemen ”E”, maka elemen ini mengirimkan sinyal berlogika ”0”.

Proses pengeboran tidak akan dihentikan sebelum mata bor memotong sinyal cahaya yang dihasilkan oleh sensor cahaya. Apabila mata bor menghalangi sinyal cahaya dari sensor cahaya, maka penggerak bor akan menerima sinyal dengan logika ”1”. Sinyal logika dari sesnor cahaya dengan logika ”1” harus dinegasikan ke logika ”0”. Sebab penggerak mata bor harus dihentikan dengan tidak memberikan tegangan elektrik (sinyal logika ”0”) ke penggerak mata bor.

Uraian hubungan antara variabel masukan dan keluaran yang diuraikan pada alinea di atas adalah suatu penggambaran ”verbal”. Cara semacam ini di praktek tidak pernah ditemui. Pada parktek, hubungan antara varaibel masukan dan keluaran dinyatakan secara eksplisit dalam suatu tabel, yang dikenal sebagai ”tabel kebenaran”.

Sebelum disusun hubungan antara varabel masukan dan variabel keluaran dalam tabel kebenaran, gambaran nama komponen, jenis dan logika masing-masing variabel masukan dan keluaran dinyatakan pada tabel, yang dinamakan tabel masukan-keluaran. Tabel 3.4 berikut

Gambar 3.2 Sketsa pengeboran


menggambarkan jenis dan logika varaibel masukan dan keluaran di kasus proses pengeboran.Tabel 3.4 Tabel masukan-keluaran kasus pengeboranNo. Masukan Alamat logika1 Sensor cahaya I Sinyal cahaya terpotong logika I=”0”

Sinyal cahaya tak terpotong I=1No. Keluaran Alamat Logika1 Penggerak mata bor Q Penggerak berhenti logika=”0”

Penggerak berputar logika=”1”Tabel masukan-keluaran terdiri atas 4 kolom. Kolom pertama

hanyalah berisikan nomor yang menunjukkan jumlah variabel masukan atau variabel keluaran. Kolom kedua berisikan nama-nama komponen yang menghasilan sinyal untuk variabel masukan maupun keluaran. Kolom ketiga adalah simbol. Simbol di kolom 3 tidak berlaku otomatis pada komponen PLC. Itu hanyalah nama varaibel yang digunakan untuk membedakan antara varaibel masukan dengan variabel keluaran dan nama-nama varaibel yang digunakan oleh program aplikasi. Kolom keempat merupakan ketentuan logika pada komponen. Kolom ini adalah sangat tergantung komponen yang tersedia. Pada kasus ini, contohnya, bahwa apabila sensor cahaya tejhalangi, maka elemen sensor penerima akan mendapat sinyal logika ”1”. Demikian pula pada bagian variabel keluaran.

Tabel kebenaran menyatakan hubungan antara variabel masukan dan keluaran. Jumlah baris tabel kebenaran sangat bergantung pada jumlah variabel masukan. Formula jumlah baris adalah 2n dengan n adalah jumlah variabel masukan. Apabila jumlah variabel masukan hanya satu, maka jumlah baris tabel kebenaran adalah 2 baris. Pada contoh proses pengeboran ini mempunyai satu variabel masukan yang artinya bahwa tabel kebenaran berisikan hanya dua baris. Tabel 3.5 menunjukkan tabel kebenaran kasus pengeboran ini.Tabel 3.5 Tabel kebenaran pengeboranNo. Varibel masukan (I) Variabel keluaran (Q)1 0 12 1 0

Contoh kasus berikutnya adalah sebuah toko pakaian anak dilengkapi dengan pendeteksi kehadiran pembeli. Apabila pembeli datang dengan membuka pintu masuk toko, maka suara bel akan berbunyi pada meja pemilik toko itu. Misalnya pada pintu dilengkapi sensor kapasitif yang menandai terbukanya pintu masuk toko. Jika


pintu tersebut terbuka maka, sensor akan mengirimkan sinyal ”0”, dan bel akan berbunyai yang berarti mempunyai logika ”1”. Sebaliknya, jika pintu tertutup, sensor akan mengirimkan sinyal ”1”, sedangkan bel akan berlogika ”0” artinya bel tidak berbunyi.

Tabel masukan dan keluaran kasus toko pakaian anak ini mempunyai hanya satu masukan yang berupa komponen sensor kapasitif dan variabel keluaran yang berupa komponen bel. Tabel 3.6 berikut menunjukkan tabel masukan-keluaran untuk kasus ini.Tabel 3.6 Tabel masukan-keluaran kasus toko pakaian anakNo. Masukan Alamat logika1 Sensor kapasitif I Pintu tertutup memiliki logika I=”1”

Pintu terbuka mempunyai logika I=”0”No. Keluaran Alamat Logika1 Bel Q Bel berbunyi memiliki logika=”1”

Bel tidak berbunyi mempunyai logika=”0

Karena kasus ini juga berlogika kebalikan dan memiliki satu masukan, maka tabel kebenaran yang menyatakan hubungan variabel masukan dan varaibel keluaran memiliki baris tabel sebanyak dua buah. Tabel kebenaran kasus ini ditunjukkan oleh tabel 3.7.Tabel 3.7 Tabel kebenaran Kasus pakaian anakNo. Varibel masukan (I) Variabel keluaran (Q)1 0 12 1 0

3.2 Hubungan Logika ANDHubungan dasar AND menyatakan bahwa keluaran logika akan

bernilai 1, jika kesemua masukan bernilai 1. Jika salah satu masukan hubungan AND bernilai 0, maka keluaran akan bernilai 0. Hubungan logika AND ditandai oleh sebuah simbol setengah lingkaran (lihat gambar 3.2.) dengan dua atau lebih masukan dan satu keluaran. Diagram rangkaian relay elektrik yang dapat menggambarkan konsep hubungan AND adalah saklar yang tersusun secara serial. Susunan semacam ini menggambarkan bahwa salah satu saklar dalam keadaan terbuka, maka kotak keluaran tidak akan terlairi listrik. Kotak keluaran akan teraliri listrik, jika dan hanya jika kedua saklar berada pada keadaan tertutup.


Gambar 3.3. menunjukkan simbol logika hubungan AND. Jumlah masukan logika dasar AND minimal dua buah. Pada gambar 3.3 digambarkan logika AND dengan tiga masukan dan satu keluaran. Hubungan logika antara masukan dan keluaran AND ditunjukkan secara keseluruhan dengan menggunakan tabel kebenaran (lihat gambar 3.4).

Sebagai contoh sederhana, dimisalkan bahwa bel suara akan berbunyi hanya jika kedua tombol push-buttons (PB) ditekan bersamaan. Jika hanya salah satu tombol itu ditekan, bel suara tidak akan berbunyi. Proses logika semacam ini hanya dapat dijelmakan dengan menggunakan logika AND. Gambar 3.5 menggambarkan rangkaian logika untuk dua tombol push buttons dan bel suara yang terhubung pada keluarannya.

Logika dasar AND dapat di-relay-kan dengan menggunakan kedua saklar dihubungkan secara serial. Alur logika yang diwakili oleh gambar 3.5 dapat pula dirangkaian secara diagram relaynya ditunjukkan oleh gambar 3.6. Gambar 3.6 menunjukkan diagram relay elektrik untuk gambar 3.5. Garis tepi (L1) kiri dianggap sebagai kawat

Gambar 3.3 Simbol logika dasar AND

Gambar 3.4 Contoh logika AND dengan dua masukan dan tabel kebenarannya

Gambar 3.5 Logika AND dengan dua masukan dan satu keluaran


tegangan. Sedangkan garis di tepi kanan (L2) adalah ”Common” atau ”Ground”. Dari gambar 3.6 memperlihatkan bahwa arus elektrik tidak akan mengalir ke bel suara, jika kedua atau salah satu tombol push-button (PB1 atau PB2).

Alur logika biner yang ditunjukkan oleh gambar 3.6 terkadang terasa masih sulit dimengerti. Cara lain menggambarkan alur logika ini dengan menggunakan rangkaian elektrik yang dilengkapi dengan sumber tegangan. Rangkaian yang ditunjukkan oleh gambar 3.7 memperlihatkan bahwa arus elektrik akan mengalir dari sumber tegangan positif ke negatif dari sumber tegangan, hanya jika kedua tombol PB1 dan PB2 ditekan bersamaan. Arus elektrik itu kemudian mengakibatkan komponen bel di rangkaian elektrik ini akan berbunyi.

Gambar 3.8 menunjukkan peralatan penekan benda kerja. Pralatan ini dilengkapi dengan perangkat otomatisasi. Salah satu bagian otomatisasi itu menyatakan bahwa palu penekan (warna merah) akan bergerak turun untuk menekan benda kerja, hanya jika tombol S1 ditekan dan tutup pelindung tertutup. Logika kejadian ini dapat dinyatakan berbentuk hubungan logika AND. Sebelum menyusun tabel kebenaran yang menyatakan hubungan anatara variabel masukan dan keluaran, sebaiknya susunan dan jenis logika variabel masukan dan variabel keluaran terlebih dulu ditetapkan. Tabel 3.8 berikut menunjukkan susunan dan jenis variabel masukan dan keluaran.

Gambar 3.6 Rangkaian relay elektrik untuk kasus no. 3.5

Gambar 3.7 Rangkaian Elektrik dari gambar 3.6


Tabel 3.8 Tabel Masukan-Keluaran kasus peralatan PenekanNo. Masukan alamat logika1 Tombol S1 I1 Tombol Ditekan logika = ”1”2 Limit switch S2 I2 Limit Switch (LS) S2 tertekan logika=”1”No. Keluaran alamat Logika3 Motor

pengerak penekan

Q Motor berputar logika Q=”1”

Hubungan antara variabel masukan dan varaibel keluaran dinyatakan dalam tabel kebenaran. Kasus peralatan ini memiliki dua buah variabel masukan, maka tabel kebenaran kasus ini mempunyai 4 kemungkinan kombinasi atau 4 baris kejadian. Setiap kemungkinan kombinasi masukan akan menghasilkan logika pada variabel keluaran. Tabel 3.9 menunjukkan hubungan variabel masukan dan keluaran untuk kasus peralatan ini.Tabel 3.9 Tabel Kebenaran kasus peralatan penekanNo. Masukan keluaran

I1 I2 Q1 0 0 02 0 1 03 1 0 04 1 1 1

Hubungan logika AND antara variabel masukan S1 dengan S2 (limit switch) untuk menghasilkan variabel keluaran – motor penggerak – dapat digambarkan ke bentuk diagram relay elektrik. Gambar 3.9 menunjukkan diagram relay elektrik untuk kasus peralatan penekan.

Gambar 3.8 Sketsa Peralatan Penekan [G. Wellenreuther, D. Zastrow, 1995]


3.4 Hubungan Logika ORHubungan dasar logika OR menyatakan bahwa sinyal keluaran

akan bernilai 1, jika salah satu masukannya bernilai 1. Hubungan ini menggambarkan susunan saklar paralel yang dihubungkan dengan beban. Kalau salah satu saklar terhubung singkat, maka beban akan teraliri listrik. Beban tidak akan teraliri listrik hanya jika kedua saklar dalam keadaan terbuka.

Simbol hubungan dasar logika OR dinyatakan dengan menggunakan simbol semacam bulan sabit. Gambar 3.10 menunjukkan simbol logika OR dengan dua dan tiga masukan. Hubungan antara masukan dan keluaran biasanya dituliskan ke dalam tabel kebenaran. Gambar 3.11 menunjukkan contoh logika dasar OR dengan dua masukan (A dan B) dan satu keluaran (Y) serta dilengkapi dengan tabel kebenarannya.

Sebagai contoh sederhana adalah pada kasus bel suara yang akan berbunyi apabila salah satu tombol dari dua tombol Push-button (PB) yang tersedia ditekan. Hubungan lagika semacam ini dapat direalisasikan dengan menggunakan logika dasar OR. Hubungan logika OR semacam ini dapat dijelmakan menjadi rangkaian logika OR yang ditunjukkan oleh gambar 3.12.

Logika dasar OR dapat direlaysasikan dengan menggunakan kedua saklar dihubungkan secara paralel. Alur logika yang diwakili oleh gambar 3.12 dapat pula dirangkaian secara diagram relaynya yang

Gambar 3.10 Simbol logika dasar OR

Gambar 3.11 Logika OR dengan dua masukan dan tabel kebenarannya

S1 S2 Motor

M

Gambar 3.9 Diagram Relai Elektrik kasus peralatan penekan


ditunjukkan oleh gambar 3.13. Gambar 3.13 menunjukkan diagram relay elektrik untuk gambar 3.11. Garis tepi (L1) kiri dianggap sebagai kawat tegangan. Sedangkan garis di tepi kanan (L2) cadalah ”Common” atau ”Ground”. Dari gambar 3.13 memeprlihatkan bahwa arus elektrik tidak akan mengalir ke bel suara, jika kedua atau salah satu tombol push-button (PB1 atau PB2).

Alur logika biner yang ditunjukkan oleh gambar 3.13 terkadang terasa masih sulit dimengerti. Cara lain menggambarkan alur logika ini dengan menggunakan rangkaian elektrik yang dilengkapi dengan sumber tegangan. Rangkaian yang ditunjukkan oleh gambar 3.14 memperlihatkan bahwa arus elektrik akan mengalir dari sumber tegangan positif ke negatif dari sumber tegangan, jika salah satu tombol dari kedua tombol PB1 dan PB2 ditekan. Arus elektrik itu kemudian mengakibatkan komponen bel di rangkaian elektrik ini akan berbunyi.

Gambar 3.13 Rangkaian relay elektrik logika dasar OR

Gambar 3.14 Rangkaian elektrik lengkap untuk logika dasar OR

Gambar 3.12 Logika dasar OR dengan keluaran ”Bell”


Contoh soal:Misalnya diketahui suatu turbin air yang dilengkapi dengan

perangkat otomatisasi. Air yang masuk ke dalam turbin akan dihentikan, jika kecepatan putar turbin melebihi ketentuan nilai kecepatan yang diinginkan atau temperatur turbin meningkat sampai melampaui ketentuan kerja mesin turbin atau kipas angin perata pendinginan turbin tidak berfungsi lagi. Pada turbin juga dilengkapi lampu ”alarm” yang menandakan bahwa turbin tidak beroperasi. Susunlah tabel masukan/keluaran, tabel kebenaran, rangkaian logika dan diagram relay elektriknya.

Kasus turbin ini memperlihatkan bahwa variabel masukan berjumlah 3 buah dan variabel keluaran berjumlah 2 buah. Tabel 3.10 berikut menggambarkan variabel masukan dan keluaran untuk kasus turbin ini.Tabel 3.10 Tabel masukan/keluaran untuk kasus turbin airNo. Masukan alamat logika1 Sensor kecepatan I1 Putaran kecepatan terlalu tinggi logika

= ”1”2 Temperatur

TurbinI2 Temperatur terlalu tinggi logika= “1”

2 Sensor kipas angin

I3 Kipas angin bekerja baik logika=”1”

No. Keluaran alamat Logika1 Pembuka air

masukQ1 Tertutup logika=”1”

2 Lampu alarm Q2 Lampu menyala logika=”1”Berdasarkan hubungan antara variabel masukan dan keluaran

yang diuraikan pada soal diatas, tabel 3.11 berikut menunjukkan hubungan logika antara varaibel masukan dan keluaran kasus turbin air ini.Tabel 3.11 Tabel kebenaran kasus Turbin airNo Variabel masukan keluaran

I1 I2 I3 Q1 Q20 0 0 0 1 11 0 0 1 1 12 0 1 0 1 13 0 1 1 1 14 1 0 0 0 0


5 1 0 1 1 16 1 1 0 1 17 1 1 1 1 1

Hubungan antara variabel masukan dan keluaran kasus turbin ini dapat digambarkan dengan menggunakan simbol rangkaian logika. Rangkaian logika yang mencerminkan kasus semacam ini adalah sebuah logika OR dengan 3 buah masukan dan dua buah keluaran. Masukan yang ketiga berdasarkan tabel kebenaran (tabel 3.11) harus dinegasikan terlebih dulu. Rangkain logika kasus ini ditunjukkan oleh gambar 3.15.

Hubungan perangkat keras PLC untuk kasus turbin dapat direalisasikan ke bentuk diagram relay elektrik. Kesemua sensor kecepatan, temperatur dan kerja kipas angin dinyatakan secara simbolik relay-relay tertentu. Hubungan relay itu ditunjukkan oleh gambar 3.16.

KeteranganSD1 : Switch pemutus dari sensor kecepatan (Switch Disconector)TS : Temperatur SwitchSD2 : Switch pemutus dari sensor kipas anginRC : Relay Coil (Penggerak pintu masuk air ke turbin)PL : Pilot Light (Lampau alarm)

I1

I3I2

Q1

Gambar 3.15 Rangkaian logika untuk kasus Turbin air

SD1

SD2

TS

L1 L2RC

PL

Gambar 3.16 Diagram relay elektrik kasus turbin air


3.4 Hubungan Kombinasi AND - ORKetiga hubungan logika dasar NOT,AND dan OR dapat disusun

ke dalam struktur tertentu yang bertujuan untuk menyelesaikan kasus proses logika. Berdasarkan urutan logika dasar yang terbentuk, struktur kombinasi diklasifikasikan menjadi dua buah, struktur kombinasi AND-OR dan kombinasi OR-AND.

Hubungan kombinasi logika AND-OR memiliki arti bahwa deretan pertama terdiri dari AND semua dilanjutkan dengan deretan logika OR. Hubungan kombinasi ini umumnya me-relay-kan persamaan Boolean yang merupakan penjumlahan dari suku-suku perkalian.

Sebagai contoh sederhana kombinasi AND-OR ditunjukkan oleh gambar 3.17. Ketiga sinyal masukan dihubungkan dengan logika AND. Hubungan AND pertama memiliki 3 masukan dan hubungan AND kedua mempunyai dua buah masukan. Pada masukan hubungan AND terdapat simbol lingkaran kecil yang masing-masing terdapat pada masukan I3 di hubungan AND pertama dan masukan I2 pada hubungan AND kedua. Kedua lingkaran kecil itu menandai hubungan NOT.

I1I2I3

I1

I2

I3

Q

Gambar 3.17 Rangkaian logika kombinasi AND-OR

I1 I2 I3

I1 I2

I3

Q

Gambar 3.18 Diagram Tangga AND-OR


Pada diagram tangga yang ditunjukkan oleh gambar 3.18, lingkaran kecil itu disimbolkan dengan saklar “normally close” yang ditandai dengan kapasitor yang tercoret. Sedangkan keluaran disimbolkan dengan lingkaran kecil yang ditandai dengan nama variabel keluaran.

Kombinasi AND-OR yang ditunjukkan oleh gambar 3.17 dapat dituliskan ke dalam persamaan Boolean. Persamaan Boolean yang menyatakan hubungan ini merupakan penjumlahan suku-suku perkalian, yaitu:

3I2I.1I3I.2I.1IQ ++=

Simbol OR dinyatakan dengan operator logika minimal “+”. Di beberapa buku pustaka terkadang simbol logika OR dinyatakan dengan tanda “v” dan logika AND dituliskan dengan tanda kali “.”. Tulisan dalam buku ini tidak menyeragamkan penggunaan simbol logika itu, sebab perbedaan itu tidak relatif banyak, sehingga pembaca akan dengan mudah dapat membedakan dan membiasakan penggunaannya.Tabel 3.12: Tabel kebenaran hubungan kombinasi gambar 3.17I3 I2 I1 I1 I2 I3 I1 I2 I3 Q0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 10 1 0 0 0 0 00 1 1 1 0 0 11 0 0 0 0 1 11 0 1 0 1 1 11 1 0 0 0 1 11 1 1 0 0 1 1

Untuk mengetahui kebenaran keluaran terhadap perubahan masukan pada suatu hubungan kombinasional dilakukan dengan mendasarkan persamaan Boolean dibuat suatu tabel kebenarannya. Tabel 3.1 menunjukkan hubungan sinyal masukan dengan keluaran untuk hubungan kombinasional logika yang ditunjukkkan oleh gambar 3.6 3.5. Hubungan Kombinasi OR-AND

Hubungan kombiansi OR-AND merupakan kebalikan (konsep dualitas) dari hubungan AND-OR. Sinyal masukan akan mengenai ke logika dasar OR terlebih dulu dan kemudian di masukkan ke logika dasar AND. Persamaan Boolean yang menyatakan hubungan ini terdiri dari


perkalian dari suku-suku penjumlahan. Sebagai contohnya perhatikan hubungan kombinasi OR-AND sederhana yang ditunjukkkan oleh gambar 3.19. Kedua sinyal masukan masing-masing dikenakan pertama kali ke logika OR dan kemudian keluaran logika OR dikenakan ke logika AND.

Hubungan OR dinyatakan suatu rangkaian parallel simbol kapasitor dalam diagram tangga. Sedangkan logika AND dinyatakan sebagai hubungan seri. Jadi rangkaian logika yang ditunjukkan oleh gambar 3.19 dapat diubah ke diagram tangga yang ditunjukan oleh gambar 3.20.

Logika gabungan OR-AND merupakan persamaan Boolean berbentuk perkalian dari penjumlahan (POS). Diagram tangga yang ditunjukkan oleh gambar 3.20 dapat dinyatakan ke dalam persamaan Boolean adalah berikut:

)2I1I).(2I1I(Q ++=

Perbedaan antara persamaan Boolean kombinasi AND-OR dengan kombinasi OR-AND adalah terletak pada tanda kurung. Pada kombinasi OR-AND setiap sukunya diberi tanda kurung. Ini bertujuan untuk memberikan perioritas proses terhadap hubungan OR sebelum melakukan proses hubungan AND. Sebab tanpa tanda kurung pengertian persamaan itu akan berbeda. Di beberapa program PLC, hal

Gambar 3.19 Kombinasi OR-AND

Gambar 3.20 Diagram Tangga kombinasi OR-AND dari gambar 3.19


semacam itu dapat dilakukan dengan menggunakan memori Marke (PLC-SIEMENS) atau dengan menggunakan internal relay (PLC-OMRON).3.6 Marke (PLC-SIEMENS)

Penyisipan tanda kurung dalam suatu program PLC dibutuhkan untuk memberikan perioritas proses yang akan dilakukan. Biasanya penggunaan tanda kurung ini berkaitan dengan kombinasi OR-AND yang lebih mengutamakan proses OR sebelum proses AND.

Pemberian tanda kurung pada suatu program harus terdiri dari sepasang tanda kurung. Artinya tanda kurung pembuka harus berjumlah sama dengan tanda kurung penutup. Kekuranglengkapan tanda kurung dapat mengakibatkan terjadinya kesalahan (error) pada program PLC.

Untuk menghindari kesalahan yang diakibatkan kesalahan penyisipan tanda kurung dapat dilakukan dengan menuliskan terlebih dulu persamaan Boolean dari suatu kasus sebelum disusun program PLCnya. Dengan mengamati susunan persamaan Boolean akan semakin mudah untuk menghitung jumlah tanda kurung pembuka dan penutupnya. Walaupun demikian untuk program PLC yang relatif panjang dan rumit, penggunaan persamaan Boolean untuk penyisipan tanda kurung relatif masih kurang efektif untuk menghindari terjadinya kesalahan penyisipan tanda kurung.

Agar diperoleh kemudahan untuk pemeriksaan perioritas proses dalam suatu program PLC adalah dengan menggunakan Marke. Marke adalah suatu memori keluaran sementara yang dapat dijadikan masukan untuk proses berikutnya. Disamping itu penggunaan Marke juga berguna untuk memecah proses logika ke dalam proses-proses kecil yang lebih spesifik. Pemisahan proses menjadi subproses bertujuan agar pemeriksaan program yang tersusun menjadi lebih efektif.

Sebagai contoh penggunaan Marke, perhatikan hubungan logika yang ditunjukkan oleh gambar 3.21. Hubungan kombinasi logika ini

I1

I2

I2

I4

I5I2

I3

I1

I3

Q2

Gambar 3.21 Gabungan rangkaian AND-OR dan OR-AND


terdiri dari 3 buah gerbang logika AND dan 4 buah gerbang logika OR. Hubungan kombinasi ini tidak lagi memnuhi aturan struktur OR-AND maupun AND-OR. Masukan berjumlah 4 buah, I1,I2,I3 dan I4. Sedangkan keluaran adalah Q2.

Berdasarkan hubungan logika yang ditunjukkan oleh gambar 3.20 menggambarkan susunan perioritas proses OR untuk masukan I2 dan I4 dan masukan I2 dan I3 harus didahulukan dibandingkan proses-proses lainnya. Persamaan Boolean untuk hubungan logika ini adalah:

Q2 = (I1.I2+ (I2 + I4 ) . I3). I5 + (I2+ I3).I1Persamaan Boolean ini terdiri dari tiga buah tanda kurung.

Proses OR dari I2+I3 dan OR I2+I4 dilakukan pertama kali oleh PLC. Kemudian proses dalam tanda kurung besar akan dilakukan kemudian.

Penyusunan program PLC untuk kasus hubungan kombinasi di atas dapat pula dilakukan dengan memecah hubungan logika itu menjadi sub-proses. Setiap sub-proses memiliki keluaran. Keluaran masing-masing subproses disimpan sementara dalam suatu Marke. Cara pemecahan hubungan logika itu adalah sebarang. Umumnya pemecahan itu berdasarkan subproses yang dilakukan. Karena kasus ini tidak didasarkan pada suatu kasus tertentu, maka pemecahan hubungan logika dilakukan sebarang. Untuk soal ini, misalnya hubungan logika itu dipecah menjadi 3 sub-proses. Sehingga diperlukan Marke sebanyak 3 buah, M1,M2 dan M3.

Berdasarkan hubungan logika yang sudah dipecah menjadi 3 Marke (lihat gambar 3.22), dapat disusun tabel kebenaran dengan keluaran sebanyak 4 buah, 3 buah merupakan keluaran Marke dan 1 buah

I2

I4

I3

M0.1

I1

I2

M0.1

M0.2

I2

I3

I1

M0.3

I2

M0.2

M0.3

Q2

Gambar 3.22 Pemecahan rangkaian logika menjadi 3 buah Marke


merupakan keluaran hubungan keseluruhan. Tabel 3.13 menunjukkan tabel kebenaran yang menyatakan antara hubungan sinyal masukan dengan keluaran marke dan keluaran Q2.

Walaupun telah dilakukan pemecahan hubungan logika menjadi 3 bagian sub-proses, hasil logika itu masih membutuhkan tanda kurung. Hal itu dikarenakan pemecahan dilakukan dengan tanda mempertimbangkan tanda kurung. Contoh ini hanyalah menerangkan tentang cara penulisan suatu Marke.Tabel 3.13 Tabel kebenaran hubungan logika gambar 3.10 I5 I4 I3 I2 I1 M1 M2 M3 Q20 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 1 0 1 1 10 0 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 0 1 10 0 1 1 0 1 1 0 00 0 1 1 1 1 1 1 10 1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 1 0 0 0 00 1 0 1 0 0 0 0 00 1 0 1 1 0 1 1 10 1 1 0 0 1 1 0 00 1 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 0 1 1 0 00 1 1 1 1 1 1 1 11 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 1 0 0 0 0 01 0 0 1 1 0 1 1 11 0 1 0 0 0 0 0 01 0 1 0 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 1 0 11 0 1 1 1 1 1 1 11 1 0 0 0 0 0 0 01 1 0 0 1 0 0 0 0


1 1 0 1 0 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1 1 11 1 1 0 0 1 1 0 11 1 1 0 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1

3.7 Latihan SoalGambar 3.23 menggambarkan sketsa kontrol ketinggian suatu

tangki. Katub solenoida (V1) akan terbuka (ON), jika saklar S1 berada pada keadaan ON dan jika saklar ketinggian L1 tidak berada di kondisi (ON). Gambarkan rangkaian logika, tabel kebenaran dan diagram relaynya.

Cara kerja pengisian tangki ditentukan oleh dua masukan S1 dan L1. Katub solenoida akan terbuka jika S1 – ON dan L1 adalah tidak ON, yang artinya bahwa hubungan varibel masukan dan keluaran dapat disusun ke dalam tabel kebenaran yang ditunjukkan oleh tabel 3.14.Tabel 3.14 Tabel kebenaran kasus tangkiNo. S1 L1

1LV1

1 0 0 1 02 0 1 0 03 1 0 1 14 1 1 0 0

Berdasarkan tabel 3.19, hubungan antara variabel input dan output dapat dinyatakan berbentuk rangkaian logika AND dengan salah satu masukannya dinegasikan. Gambar 3.24 menunjukkan rangkaian logika kasus tangki ini.

Gambar 3.23 Sketsa kontrol ketinggian tangki


Hubungan logika AND merupakan susunan masukan secara serial. Di kasus tangki ini berarti bahwa negasi dari masukan L1 disusun serial dengan masukan S1. Gambar 3.25 menunjukkan hubungan relay untuk kasus tangki ini.

Pada kasus ini, saklar ketinggian L1 adalah “normally open”, akan tetapi pada soal ini diharapkan saklar harus tertutup ketika liquid dalam tangki menyentuh saklar L1. Oleh karena itu pada rangkaian kontrol relay diperlukan control relay (CR1) – relay internal. Apabila control relay dialiri arus elektrik, maka akan membukan solenoida berada di kondisi tidak aktif (OFF). Saklar S1 dalam kondisi ON maka akan mengaktifkan keluaran solenoida.3.8 Instruksi Dasar PLC-OMRON

Instruksi-instruksi dasar merupakan instruksi yang digunakan untuk membuat rangkaian logic dari diagram tangga atau sebaliknya. Instruksi dasar ini ada 6 (enam), yaitu : LD, OUT, AND, OR, NOT dan END.

Fungsi dari instruksi-instruksi dasar tersebut adalah sebagai berikut :a. LD : singkatan dari LOAD yang merupakan instruksi untuk

memulai program garis atau blok pada rangkaian logic yang dimulai dengan kontak NO.

b. OUT: merupakan instruksi untuk memasukkan program coil

Gambar 3.24 Rangkaian Logika kasus tangki

Gambar 3.25 Rangkaian kontrol relay kasus tangki


output. Kontak-kontak dari masing-masing coil output dapat digunakan beberapa kali sesuai dengan yang diinginkan.

c. AND: digunakan untuk menghubungkan 2 (dua) atau lebih kontak-kontak input output secara seri.

d. OR: digunakan untuk menghubungkan 2 (dua) atau lebih kontak-kontak input atau output secara paralel.

e. NOT: berfungsi untuk membentuk suatu kontak NC.f. END: untuk menyatakan rangkaian kontrol yang dibuat telah

berakhir. Instruksi END ini harus selalu dimasukkan dalam penulisan program karena apabila akhir rangkaian kontrol tidak dilengkapi dengan instruksi END, maka program tersebut tidak akan dieksekusi oleh CPU. Pesan kesalahan yang berupa “NO END ISNT” akan muncul pada layar monitor. Instruksi END ini dibentuk dengan cara menekan tombul FUN, yang diikuti dengan penekanan tombol 0 (nol) dan 1 (satu) atau FUN 01.

3.9 Instruksi Gabungan (PLC-OMRON)Instruksi gabungan merupakan suatu instruksi yang

menggunakan 2 buah instruksi dasar yang menggabungkan 2 blok rangkaian dalam program dengan menggunakan AND LD atau OR LD.a. AND LD

Pada dasarnya perintah AND LOAD akan melogikakan kondisi eksekusi dua block dengan AND. Berikut ini adalah contoh sederhana diagram yang memerlukan perintah AND LOAD.

Gambar 3.26 Simbol dasar Pemograman

Gambar 3.27 AND LD


Load (LD) 00002 adalah untuk input yang pertama dalam blok kedua, AND LD akan menghubungkan kedua blok tersebut secara seri. Dalam penyelesaian terdapat dua macam cara untuk menghubungkan blok secara seri. Contoh :

Dengan menggunakan cara yang pertama jumlah AND LD tak terbatas, tetapi kalau menggunakan cara yang kedua jumlah LD dan LD NOT sebelum AND LD harus delapan atau kurang.b. OR LD

Perintah OR LOAD mempunyai keadaan yang hampir mirip dengan AND LOAD. Berikut adalah ladder diagram yang memerlukan perintah OR LOAD antara blok kiri atas dengan bawah. Kondisi eksekusi ON akan menghasilkan perintah dikanan ketika IR 00000 ON dan IR 00001 OFF atau jika IR 00002 dan IR 00003 keduanya ON. Pengoperasian perintah OR LD dan kode mnemonicnya sama persis dengan AND LD.

Perintah OR LD menghubungkan dua blok secara paralel atau dapat juga disebut melogikakan dua buah blok dengan OR. Tidak ada batasan jumlah blok yang dapat dihubungkan secara parale dengan OR LD. Seperti halnya pada perintah AND LD, perintah OR LD dalam penyelesaiannya dapat diselesaikan dengan dua cara. Misalkan ladder diagramnya seperti berikut:

Gambar 3.28 Kombinasi blok AND LD

Gambar 3.29 OR LD


3.10 Contoh Pemprograman Seri paralel

Untuk memprogram seri paralel, rangkaian dibagi dalam blok-blok seri dan blok-blok paralel. Setiap blok kemudian digabungkan menjadi rangkaian dengan instruksi AND LD. Misalkan :

Mnemonicnya :Address Instruksi Data00000 LD 0000000001 AND NOT 0000100002 LD 0000200003 AND 0000300004 OR 0020100005 OR 0000400006 AND LD -00007 OUT 00201

Rangkaian blok paralel seri-paralel yang diperlihatkan berikut ini dibagi menjadi dua cabang. Dalam hal ini, blok program (a), b1 dan b2. Kemudian blok b1 dan b2 digabungkan dengan OR LD.Misalkan :

Gambar 3.32 Pengelompokan input seri-paralel

Gambar 3.30 Kombinasi blok OR LD

Gambar 3.31 Diagram ladder input seri-paralel


Mnemonicnya :Address Instruksi Data00000 LD NOT 0000000001 AND 0000100002 LD 0000200003 AND NOT 0000300004 LD NOT 0000400005 AND 0020200006 OR LD -00007 AND LD -00008 OUT 00202

Hubungan rangkaian paralel dalam seriUntuk memprogram dua atau lebih rangkaian paralel dalam

seri, pertama dengan membagi keseluruhan rangkaian kedalam blok rangakaian paralel, kemudian dengan memprogram setiap rangkaian blok paralel dan selanjutnya digabungkan kedalam rangkaian seri. Misalkan :

Mnemonicnya :Address Instruksi Data00000 LD 0000000001 AND NOT 0000100002 LD NOT 0000200003 AND 0000300004 OR LD -00005 LD 0000400006 AND 0000500007 LD 0000600008 AND 0000700009 OR LD -00010 AND -00011 OUT 00200

Gambar 3.33 Pengelompokan input paralel dalam seri


Rangkaian kompleks :

Mnemonicnya :Address Instruksi Data00000 LD 0000000001 LD 0000100002 LD 0000200003 AND 0000300004 OR LD -00005 AND LD -00006 LD 0000400007 AND 0000500008 OR LD -00009 LD 0000600010 AND 0000700011 OR LD -00012 OUT 00200

Untuk rangkaian yang kompleks dapat disederhanakan, dan dapat diterangkan sebagai berikut.

dapat diasumsikan sebagai berikut :

Gambar 3.35 Penyederhanaan ke-1 input gabungan


Gambar 3.34 Input gabungan (kompleks) dalam ladder


Rangkaian dibawahnya ini dapat disederhanakan lagi dengan menulisnya kembali.

Rangkaian tersebut diatas dapat juga digambarkan sebagai berikut :

Masalah yang seharusnya ditinggalkan:

Gambar 3.39 Gambar (1),(2),(3),(4),(5), pembuatan Ladder yang perlu ditinggalkan


Gambar 3.38 Penyederhanaan 1 input gabungan

[ 59 ]

BAB IV Desain Logika Kombinasional

Inti pemrograman PLC adalah menghubungkan logika biner masukan dengan logika keluaran. Konsep logika sederhana ini dikenal sebagai logika kombinasional. Artinya setiap perubahan sinyal masukan akan mengubah secara langsung keadaan sinyal keluaran. Waktu proses tidak diperhatikan. Hubungan semacam ini tidak memperhatikan besaran waktu, karena keadaan keluaran tidak terpengaruh oleh perubahan keluaran sebelumnya. Gambar 4.1 menjelaskan logika kombinasional.

Salah satu alat matematika desain logika kombinasional adalah Aljabar Boolean. Matematika aljabar Boolean berguna untuk formulasi kasus rangkaian logika ke suatu persamaan yang menyatakan hubungan anatara masukan dengan keluaran. Uraian bagian pertama ini menyangkut matematika aljabar Boolean.

Pada tahun 1800, Aljabar Boolean dikembangkan pertama kali oleh James Bool, seorang matematikawan Irish. Konsep matematika ini bertujuan untuk alat Bantu desain rangkaian logika. Sampai sekarangpun, metode ini masuh digunakan, terutama sekali oleh teknikus elektrik dan ilmuwan komputer. Prinsipnya, Aljabar ini

1I

nI

LOGIKA KOMBINASIONAL

1

Q

nQ

Gambar 4.1 Blok Diagram Logika kombinasional

60 – BAB IV Desain Logika Kombinasional

mengubah model rangkaian logika ke dalam suatu persamaan masukan – keluaran. Persamaan ini dapat disederhanakan menjadi persamaan yang lebih ringkas (konsep penyerderhanaan Boolean). Pemrogram PLC pun sampai sekarang menggunakan konsep ini menjadi alat untuk sistematik perancangan program yang kombinasional.

Persamaan Boolean terdiri dari variabel dan operasi matematik. Bentuk persamaan ini juga sama sepserti persamaan matematika aljabar biasa. Hanya saja operator matematikanya mendasarkan ke logika dasar, misalnya logika AND, OR dan Not serta logika tambahan EOR (Exclusive OR), NOR dan NAND.

Hubungan antara keluaran dan masukan yang ditunjukkan oleh gambar 4.1 dapat dituliskan ke dalam sebuah tabel kebenaran. Tabel ini berisikan kolom-kolom sinyal masukan dan kolom keadaan sinyal keluaran. Agar dalam penyusunan tabel kebenaran mempunyai keteraturan disarankan menggunakan tiga aturan berikut:1. Penulisan suku-suku masukan dimulai dari kanan ke kiri. Artinya

suku MSB terletak pada kolom paling kiri, sedangkan suku LSB terletak pada sebelah kanan.

2. Variabel masukan kesatu I1 berubah dari 0 ke 1 atau sebaliknya pada setiap baris, Variabel masukan I2 akan berubah pada setiap dua baris, variabel masukan I3 akan berubah setiap 4 baris, variabel masukan I4 akan berubah pada setiap 8 baris dan variabel masukan In akan berubah pada setiap 2n-1 baris.

3. Setiap baris pada tabel kebenaran ditandai pada kolom pertama dengan menggunakan bilangan desimal. Sehingga jumlah baris dalam tabel terdeteksi dengan baik.

Misalnya perputaran sebuah motor ditetapkan berdasarkan komposisi hubung atau tidaknya tiga buah saklar yang terhubung pada tegangan 24 Volt. Penentu hubung atau tidaknya sumber tegangan ke motor ditentukan oleh sebuah relay satu kutub (lihat gambar 4.2).

24VDCS1

S2

S3

L

N

K

PLC

Gambar 4.2 Kasus motor yang digerakkan oleh keadaan tiga buah saklar


Keadaan keluaran K ditentukan oleh keadaan tiga buah saklar. Seandainya jika dua buah saklar dalam kondisi terhubung, maka motor tidak boleh berputar, sedangkan kalau hanya satu saklar atau tiga buah saklar terhubung, motor adalah berputar. Diasumsikan bahwa motor berputar jika keadaan keluaran K=1, sedangkan K=0, motor adalah tidak berputar. Saklar masukan akan bernilai 1, jika kondisi saklar terhubung singka dan bernilai 0, jika saklar terhubung terbuka.

Untuk menyatakan hubungan antara masukan dan keluaran sebagaimana yang diterangkan di atas, hubungan itu dapat dituliskan ke dalam suatu tabel kebenaran. Karena masukan berjumlah tiga buah, maka tabel kebenaran untuk kasus ini terdiri dari 8 baris (23). Dengan melihat ketentuan diatas, maka pada baris-baris masukan yang mengandung 1 dan 3 nilai 1, keluaran akan bernilai 1. Sedangkan untuk baris lainnya, keluarannya bernilai 0. Lebih lengkapnya lihat tabel 4.1.

Tabel 4.1 terdiri dari 5 kolom. Kolom pertama merupakan nomor baris yang dituliskan dengan menggunakan bilangan desimal. Kolom kedua sampai keempat merupakan sinyal masukan terkecil ke terbesar dari kanan ke kiri (S3 a S1). Kolom terakhir merupakan keadaan keluaran. Pada masukan terkecil S1, keadaan setiap baris berubah dari 0 ke 1 atau sebaliknya. Pada masukan kedua, berubah pada setiap dua baris dan masukan ketiga setiap 4 baris berubah dari 1 ke 0 atau sebaliknya.Tabel 4.1 Tabel kebenaran kasus motorNo. S3 S2 S1 K0 0 0 0 01 0 0 1 12 0 1 0 13 0 1 1 04 1 0 0 15 1 0 1 06 1 1 0 07 1 1 1 1

Keadaan kolom kelima didasarkan ketentuan kasus yang akan dipecahkan. Karena motor akan bergerak hanya ketika saklar yang terhubung berjumlah 1 atau berjumlah 3 buah, maka pada baris 1,2, 4 dan 7 bernilai 1.

Hubungan kombinasional secara besar diklasifikasikan menjadi dua, hubungan AND-OR (SOP – Sum Of Product) dan OR-AND (POS – Product Of Sum). Susunan AND-OR berarti kombinasi komponen


AND mendahului kombinasi OR. Sedangkan susunan OR-AND adalah sebaliknya. Berdasarkan persamaan Boolean, kombinasi AND-OR merupakan penjumlahan dari suku-suku perkalian. Sebaliknya kombinasi OR-AND merupakan perkalian dan suku-suku penjumlahan.

Sub bagian berikut menguraikan prosedur perancangan program PLC yang didasarkan pada hubungan komnasional. Prosedur itu meliputi:1. Memahami kasus operasi otomatisasi2. Menyusun tabel masukan/keluaran3. Menyusun tabel kebenaran (SOP atau POS)4. Menuliskan persamaan Boolean5. Menyederhanakan pers. Boolean (opsi)6. Menuliskan diagram Tangga7. Memasukkan Diagram Tangga (DT) ke perangkat lunak PLC8. Uji program PLC4.1 Perancangan Kombinasional AND-OR

Hubungan antara varaibel masukan dengan variabel keluaran pada kasus kombinasional disusun dalam tabel kebenaran. Penyusunan tabel kebenaran bertujuan untuk memperlihatkan secara keseluruhan hubungan antara masukan dan keluaran sebuah kasus.

Tabel ini kemudian diubah menjadi suatu persamaan aljabar Boolean dengan tujuan untuk mempermudah penyusunan rangkaian logika. Persamaan Boolean secara garis besar diklasifikasikan menjadi dua, suku-min dan suku max. Suku-min memiliki arti bahwa persamaan Boolean itu terdiri dari suku-suku perkalian (hubungan AND – minimal). Sedangkan suku-max terdiri dari suku-suku penjumlahan (hubungan OR). Sub bagian ini akan menerangkan perancangan program PLC dengan menggunakan hubungan AND-OR (suku-min).

Perancangan kombinasional AND-OR adalah dengan mengamati baris-baris dari tabel kebenaran yang bernilai 1 pada keluarannya. Susunan masukan yang mengakibatkan nilai keluaran 1 dioperasikan AND dan kesemuanya dijumlahkan (operasi OR). Masukan yang bernilai 0 akan diberi tanda komplemen sedangkan pada masukan bernilai 1 masukan tidak dikomplemenkan.

Sebagai contoh perhatikan tabel 4.1 (kasus motor). Baris-baris dari tabel 4.1 yang memiliki nilai 1 adalah pada baris 1, 2, 4 dan 7. Tabel 4.2 berikut mennjukkan suku-suku masukan yang menyebabkan keluaran bernilai 1.


Tabel 4.2 Suku-suku minimal dari tabel 4.1No. S3 S2 S1 Suku-min1 0 0 1

1.2.3 SSS2 0 1 0

1.2.3 SSS4 1 0 0

1.2.3 SSS7 1 1 1 1.2.3 SSS

Tabel 4.2 menunjukkan bahwa kasus ini memiliki hanya suku-suku minimal berjumlah 4 buah. Langkah selanjutnya adalah menyusun persamaan Boolean yang suku-sukunya berjumlah 4 buah. Persamaan Boolean ini adalah: (4.1)

rangkaian logika yang menghubungkan antara keluaran dan masukan disusun berdasarkan persamaan Boolean 4.1. Dari persamaan ini menunjukkan bahwa rangkaian logika terdiri dari 5 buah komponen logika. Empat buah komponen AND dengan masing-masing mempunyai 3 masukan. Sedangkan satu buah komponen OR dengan masukan berjumlah 4. Rangkaian logika untuk kasus ini ditunjukkan oleh gambar 4.3.

Setelah persamaan Boolean suku-min direalisasikan ke dalam rangkaian logika yang ditunjukkan oleh gambar 4.2, langkah berikutnya adalah merealisasikan hubungan AND-OR ini ke dalam program PLC atau diagram tangga. Pada diagram tangga PLC, kesemua simbol saklar S1,S2 dan S3 diubah ke dalam simbol masukan PLC: I0.1,I0.2 dan

S3

S2

S1

S3

S3

S3

S2

S2

S2

S1

S1

S1

K

Gambar 4.3 Hubungan AND-OR untuk kasus motor


I0.3. Sedangkan keluaran K diubah menjadi Q0.1. Tabel masukan dan keluran yang menyatakan hubungan alat masukan saklar S1, S2 dan S3 ke masukan PLC dan status logikanya. Ditunjukkan oleh tabel 4.3.Tabel 4.3 Tabel M/K kasus motor penggerak

No. Var masukan Simbol Logika1 Saklar S1 I0.1 Tertutup logika “1”2 Saklar S2 I0.2 Tertutup logika “1”3 Saklar S3 I0.3 Tertutup logika “1” Var Keluaran 1 Magnet relay Q0.1 Tertarik logika “1”

Diagram tangga yang menyatakan hubungan masukan dan keluaran dengan mendasarkan ke tabel masukan/keluaran ditunjukkan oleh gambar 4.4. Pada diagram tangga penomoran masukan mengacu ke alamat yang digunakan pada masukan PLC. Pada keluarannya pun demikian, yang tertulis pada diagram tangga keluaran adalah alamat PLC yang terhubung dengan peralatan keluaran.

Gambar 4.5 merupakan pengkawatan masukan dan keluaran dari kasus motor pada gambar 4.4. Ketiga saklar dihubungkan dengan

I0.3 I0.2 I0.1 Q0.1

I0.3

I0.3

I0.3

I0.2

I0.2

I0.2

I0.1

I0.1

I0.1

Gambar 4.4 Diagram tangga kasus motor penggerak

S1S2

S3

Gambar 4.5 Pengkawatan pada peralatan PLC


tegangan +24 Volt. Sedangkan komponen relay sebagai keluaran dihubungkan dengan tegangan 0 Volt.

Realisasi kasus ini ke dalam diagram relay didasarkan pada persamaan Boolean AND-OR yang ditunjukkan oleh persamaan 4.1. Penggambaran diagram memiliki beberapa aturan berikut:1. Variabel yang dikomplemen digambarkan oleh saklar “Normally

Close”2. Variabel yang dikomplenmen digambarkan dengan saklar

“Normally Open”3. Hubungan AND digambarkan rangkaian relay secara serial4. Hubungan OR digambarkan oleh rangkaian relay secara paralelContoh kasus:

Suatu garasi bawah tanah dilengkapi dengan 4 buah kipas angin. Pada pintu masuk garasi dipasang 3 lampu (merah, kuning, dan hijau). Jika 4 kipas angin atau 3 kipas angin bekerja normal, berarti pergantian udara ruang garasi adalah baik, lampu depan warna hijau menyala. Jika hanya dua kipas angin yang bekerja normal, maka lapu kuning akan menyala. Namun jika kipas angin yang bekerja normal kurang dari dua buah, lampu garasi merah akan menyala. Rencanakan program PLC yang dapat memenuhi kendali pintu garasi tersebut.Jawab:

Langkah pertama adalah penyusunan tabel M/K. Tabel ini berisikan variabel masukan dan keluaran, simbol mereka dan kondisi logika. Kondisi logika merupakan ketetapan yang dimungkinkan setiap perancang akan mempunyai aturan logika yang berbeda. Berdasarkan kasus di atas, sistem garasi itu mempunyai 4 buah masukan dan tiga buah keluaran. Susunan kedua variabel itu ditunjukkan selengkapnya oleh tabel 4.4.Tabel 4.4 Tabel M/K

No. Masukan Alamat Kondisi Logika1 kipas angin 1 I0.1 Kipas berputar I0.1 = 12 kipas angin 2 I0.2 Kipas berputar I0.2 = 13 kipas angin 3 I0.3 Kipas berputar I0.3 = 14 kipas angin 4 I0.4 Kipas berputar I0.4 = 1

Keluaran1 lampu merah Q0.1 Lampu menyala Q0.1 = 12 lampu kuning Q0.2 Lampu menyala Q0.2 = 13 lampu hijau Q0.3 Lampu menyala Q0.3 = 1


Dari tabel M/K pada tabel 4.4. diperoleh semacam perjanjian tentang kondisi logika masing-masing Input dan Output. Konsistensi penggunaan simbol dan kondisi logika harus diperhatikan, sebab perancangan program PLC akan mengacu ke aturan yang telah tersusun pada tabel Input dan Output. Tabel 4.5 Tabel Kebenaran

No. I0.4 I0.3 I0.2 I0.1 Q0.1 Q0.2 Q0.3

01 0 0 0 0 1 0 002 0 0 0 1 1 0 003 0 0 1 0 1 0 004 0 0 1 1 0 1 005 0 1 0 0 1 0 006 0 1 0 1 0 1 007 0 1 1 0 0 1 0

08 0 1 1 1 0 0 109 1 0 0 0 1 0 010 1 0 0 1 0 1 011 1 0 1 0 0 1 012 1 0 1 1 0 0 113 1 1 0 0 0 1 014 1 1 0 1 0 0 115 1 1 1 0 0 0 116 1 1 1 1 0 0 1

Tabel 4.5 adalah tabel kebenaran. Tabel ini bertujuan untuk menggambarkan hubungan logika antara keluaran dan masukan berdasarkan ketentuan pada kasus. Dengan variabel masukan sebanyak 4 buah, maka akan mengakibatkan baris tabel kebenaran adalah 16 baris. Tabel 4.2 menunjukkan tabel kebenaran yang sesuai dengan soal.

(4.2)Dengan menggunakan persamaan Boolean ini, kasus ini sudah

dapat diimplementasikan ke dalam diagram tangga. Namun sayang, bahwa pada kolom Q0.2 dengan Q0.3 dan Q0.1 terdapat hubungan logika yang sederhana, yakni bahwa Q0.2 merupakan logika AND dari Q0.3 dan Q0.1. Sehingga solusi yang lebih sederhana adalah dengan

1I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I3.0Q1I2..0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I2.0Q

1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0I2.0I3.0I4.0I1.0Q

+++++=

+++++=

++++=


menuliskan persaman Boolean Q0.3 dan Q0.1, sedangkan Q0.2 hanya memiliki hubungan AND antara kedua keluaran itu. Persaman Boolean itu ditunjukkan oleh persamaan 4.3. 1.0Q3.0Q2.0Q = (4.3)

Dari persamaan 4.3, diagram tangga hanya memerlukan persamaan untuk suku Q0.3 dan Q0.1. Suku Q0.1 mempunyai diagram tangga seperti yang ditunjukkan oleh gambar 4.6.

Diagram tangga keluaran Q0.3 diperoleh dengan melihat tabel kebenaran di kolom terakhir. Suku-suku yang mengandung nilai 1 pada kolom Q0.3 dibentuk persamaan Booleannya. Diagram tangga yang menunjukkan hubungan persamaan Boolean untuk keluaran Q0.3 ditunjukkan oleh gambar 4.7.

Penyusunan diagram tangga keluaran Q0.2 tidaklah mendasarkan pada tabel kebenaran di kolom Q0.2. Karena hubungan antara keluaran ditunjukkan oleh persamaan 4.3, maka diagram tangga untuk keluaran Q0.2 hanya merupakan hubungan seri antara keluaran Q0.1 dan Q0.3.

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

Q0.1

Gambar 4.6 Diagram tangga Q0.1

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

I0.4 I0.3 I0.2 I0.1

Q0.3

Gambar 4.7 Diagram tangga keluaran Q0.3


Gambar 4.8 menunjukkan diagram tangga keluaran Q0.2.

Contoh kasus berikutnya adalah pengisian air ke dalam dua buah tangki. Diketahui dua buah tangki yang masing-masing dilengkapi oleh sensor penuh S3 dan S4 serta sensor kosong S1 dan S2. Pengisian tangki dilakukan oleh tiga buah pompa P1, P2 dan P3. Katub keluaran tangki dapat dilakukan secara manual. Rencanakan diagram tangga yang mengatur agar apabila tidak terdapat sinyal dari sensor sama sekali atau hanya satu sensor yang memberikan sinyal, maka ketiga pompa harus berputar. Kalau dua buah sensor mengirimkan sinyal, maka dua buah pompa akan berputar.

Hanya satu pompa yang harus berputar apabila tiga buah sensor memberikan sinyal. Kesemua pompa harus berhenti berputar, jika keempat sensor mengirimkan sinyal yang berarti kedua tangki dalam kondisi penuh. Lengkapi pula mesin ini dengan lampu “alarm” yang menandakan bahwa terjadi kerusakan sistem, yaitu apabila terdapat konflik pengiriman sinyal dari sensor, maka lampu “alarm” harus menyala dan keseluruhan pompa dihentikan berputar (selengkapnya lihat gambar 4.9 sketsa pengisian tangki air).

Tabel 4.6 Tabel Kebenaran kasus dua tangkiNo. Masukan Alamat Logika

1 Sensor kosong tangki 1 S1 I0.1 Tersentuh air logika “1”

2 Sensor kosong tangki 2 S2 I0.2 Tersentuh air logika “1”

Q0.1 Q0.3 Q0.2

Gambar 4.8 Diagram tangga keluaran Q0.2

Gambar 4.9 Sketsa Pengisian Tangki


3 Sensor penuh tangki 1 S3 I0.3 Tersentuh air logika “1”4 Sensor penuh tangki 2 S4 I0.4 Tersentuh air logika “1” keluaran 1 Pompa P1 Q0.1 Pompa berputar logika “1”2 Pompa P2 Q0.2 Pompa berputar logika “1”3 Pompa P3 Q0.3 Pompa berputar logika “1”

4 Lampu “alarm” Q0.4 Menyala logika “1”

Solusi: Langkah pertama harus menetapkan jenis peralatan sensor mapun aktuatornya. Terlihat dari gambar bahwa masukan hanya menggunakan sensor penuh dan sensor kosong. Masing-masing tangki dilengkapi dua sensor: tangki 1 dideteksi oleh sensor kosong S1 dan sensor penuh S2. Sedangkan keluaran adalah 3 buah, pompa penyedot air P1, P2 dan P3. Tabel 4.6 memperlihatkan jumlah dan jenis masukan dan keluarannya.

Konsep inti pemrograman dengan PLC untuk kontrol sekuensial adalah pada penyusunan tabel kebenaran. Sebab tabel kebenaran menyangkut hubungan fungsi logika seperti yang ditunjukkan oleh tabel 4.7.Tabel 4.7 Kebenaran contoh kasus tangki

No S4 S3 S2 S1 P1 P2 P3 L

0 0 0 0 0 1 1 1 01 0 0 0 1 1 1 1 02 0 0 1 0 1 1 1 0

3 0 0 1 1 1 1 0 04 0 1 0 0 0 0 0 15 0 1 0 1 0 1 1 0

6 0 1 1 0 0 0 0 17 0 1 1 1 0 0 1 0

Tabel 4.7 menunjukkan hubungan logika antara masukan dan keluaran. Hubungan itu menyatakan persamaan Boolean yang merupakan keluaran sebagai fungsi masukan. Berdasarkan tabel 4.5 akan diperoleh suatu persamaan yang akan disederhankan. Dengan menggunakan metode K_map ditemukan pesamaan Boolean yang paling sederhana.


Tabel 4.8. Pemetaan K ke diagram tangga kasus tangki.

1S2S3S3S4S1P += - bentuk SOP (4.4))1S4S)(2S4S(3S1P ++= - bentuk POS (4.5)

I0.4 I0.3

I0.3 I0.2 I0.1

Q0.1

Gambar 4.10 Diagram tangga keluaran Q0.1 pada kasus tangki (SOP)

[ 71 ]

BAB V Dasar Logika Latch

Pada sistem yang kompleks, desain perangkat lunak programmable logic controller tidak dapat hanya mendasarkan ke konsep kombinasional (lihat bab 4). Karena setiap kejadian di keluaran pada sistem mesin industri tidak sepenuhnya tergantung hanya kepada informasi masukan saat itu. Namun terkadang tergantung pada suatu ”kejadian” atau lebih dikenal sebagai ”event”. Bagian ini membahas ”event” yang dikenal sebagai ”latch” yakni mempertahankan kejadian terus menerus sampai kejadian yang lain sebagai syarat terjadi perubahan(jadi keluaran bukan tergantung pada masukan belaka). Konsep ini dikenal pula sebagai ”memori”, artinya apabila keadaan sinyal masukan terjadi sesaat, maka PLC harus mampu mempertahankan masukan itu – konsep memori.

Konsep ”latch” merupakan dasar logika sekuensial. Logika ini menyangkut asumsi bahwa kejadian di keluaran PLC tidak hanya tergantung pada kombinsi masukan namun juga tergantung pada ”internal state” suatu keadaan yang juga menentukan keluaran PLC. Atau lebih ringkasnya, kejadian sekarang dipengaruhi terkadang oleh kejadian sebelumnya. Lebih jelasnya, berikut akan dijelaskan dasar logika ”latch” dengan menggunakan sebuah contoh – lihat gambar 5.1.

Misalnya bahwa suatu lampu akan menyala apabila tombol push button (PB1) ditekan sesaat dan lampu akan padam jika tombol

PLC

24 VDCPB1

PB2

Lampu

Gambar 5.1 Skematik kasus Latch

72 – BAB V Dasar Logika Latch

push-button (PB2) ditekan sesaat. Anggap bahwa tombol push-button berlogika ”1” jika tombol terhubung (ditekan), dan kalau tidak ditekan berarti berlogika ”0”. Hubungan masukan dan keluaran kasus ”lampu” ini ditunjukkan oleh tabel 5.1. Di tabel 5,1, logika keluaran berlogika ”1” memiliki arti bahwa lampu ”menyala” sedangkan logika ”0” artinya lampu itu padam.Tabel 5.1 Tabel kebenaran kasus LatchNo. PB1 PB2 lampu0 0 0 ”1” jika I1 sebelumnya ditekan

”0” jika I2 sebelumnya ditekan1 0 1 02 1 0 13 1 1 ”0” jika yang dominan ”OFF”

”1” jika yang dominan ”ON”Tabel 5.1 memperlihatkan ”ambivalensi” pada kolom keluaran

lampu. Pada baris nomor 0 dan 3 terdapat kejadian keluaran yang ”mendua”, mungkin berlogika ”0 ” atau berlogika ”1”. Tabel kebenaran semacam ini akan membingungkan. Sebab logika keluaran harus hanya memiliki sebuah logika untuk suatu kejadian kombinasi masukan. Untuk itu pada kolom masukan tabel kebenaran untuk kejadian semacam ini perlu ditambahkan satu lajur keluaran sebelumnya.5.1 Dasar Latch Reset Dominan

Latch Reset dominan mendasarkan pada ketentuan bahwa jika tombol PB1 dan PB2 ditekan bersamaan (logika 1), keluaran rangkaian akan berlogika 0. Tabel kebenaran mendasarkan pada modifikasi tabel 5.1. Tabel 5.2 berikut akan menunjukkan modifikasi kombinasi yang didasarkan pada tabel 5.1. Tabel 5.2 menampilkan kombinasi masukan dan keluaran untuk reset yang dominan – artinya jika masukan ditekan bersamaan, maka keluaran akan berlogika ”0”.Tabel 5.2 Modifikasi Tabel 5.1(reset dominan)

No. Lsbl PB1 PB2 Lskr

0 0 0 0 01 0 0 1 02 0 1 0 13 0 1 1 04 1 0 0 15 1 0 1 0


6 1 1 0 17 1 1 1 0

Ket. : Lsbl : Keadaan lampu sebelumLskr : Keadaan lampu sekarang

Dengan menyisipkan satu kolom keluaran sebelumnya (Lsbl) maka, tabel kebenaran yang ditunjukkan 5.1 dapat dimodifikasi menjadi satu keluaran semuanya (lihat tabel 5.2). Berdasarkan tabel 5.2 dapat disimpulkan bahwa kasus ini memiliki karakteristik bahwa keluaran sekarang sangat tergantung pada kombinasi masukan dan keluaran sebelumnya. Oleh karena itu fungsi Boolean yang menyatakan secara matematik kejadian di kasus ini ditunjukkan oleh persamaan 5.1.

Lskr = f(Lsbl, PB1, PB2) (5.1)Berdasarkan persamaan 5.1 dan tabel 5.2, persamaan Boolean

SOP (sum of product) yang menyatakan hubungan antara masukan dengan keluaran ditunjukkan oleh persamaan 5.2.

Lskr = LsblPB1PB2 + LsblPB1PB2 + LsblPB1PB2 (5.2)Persamaan 5.2 masih perlu untuk disederhanakan.

Penyederhanaan persamaan Boolean dapat dilakukan dengan menggunakan teknik K-Map, suatu pemetaan cermin logika yang menyangkut hubungan masukan logika biner. Gambar K-map untuk tabel kebenaran 5.2 ditunjukkan oleh gambar 5.2.

Berdasarkan pemetaan K yang ditunjukan oleh gambar 5.2, diperoleh dua lingkaran yang menunjukkan bahwa persamaan Boolean untuk kasus ini terdiri dua suku SOP – sum of product. Persamaan Boolean yang merupakan hasil penyederhanakan fungsi Booleann

0 0 0

00

1

11

PB2

sebLGambar 5.2 K-Map kasus gambar 5.1


sebelumnya ditunjukan oleh persamaan 5.3. (5.3)

Rangkaian logika yang menggambarkan persamaan 5.3 terdiri dari sebuah logika gerbang AND dengan 2 masukan dan 1 gerbang OR dengan 2 masukan juga. Gambar 5.3 menunjukkan implementasi logika dari persamaan Boolean untuk kasus Reset Dominan.

Cara kerja rangkaian logika gambar 5.3 dimulai dengan menekan tombol PB1, ketika tombol PB1 berlogika 1, keluaran gerbang OR akan berlogika 1, sebab logika OR akan selalu 1 jika salah satu masukannya adalah berlogika 1.

Agar Perangkat PLC dapat berperilaku semacam ”latch” ini, rangkaian logika yang ditunjukkan oleh gambar 5.3 harus diimplementasikan ke dalam perangkat lunak PLC. Salah satu perangkat lunak PLC adalah diagram tangga (Ladder Diagram).

Agar perangkat PLC dapat berperilaku semacam ”latch” ini, rangkaian logika yang ditunjukkan oleh gambar 5.5 harus diimplementasikan ke dalam perangkat lunak PLC. Salah satu perangkat lunak PLC adalah diagram tangga (Ladder Diagram). Misalnya tombol Push-Button ke 1 (PB1) disambung dengan masukan I0.1, sedangkan tombol PB2 terhubung ke masukan I0.2. Keluaran rangkaian logika terhubung pada keluaran Q0.1, maka diagram tangga yang mencerminkan Latch untuk Reset Dominan ditunjukkan oleh gambar 5.4.

)1PBL(2PB1PB2PBL2PBL sebsebsek +=+=

PB2

PB1

L

Gambar 5.3 Rangkaian Logika Latch – Reset dominan

I0.1 I0.2Q0.1

Q0.1

Gambar 5.4 Diagram Tangga untuk Reset Dominan


5.2 Dasar Latch Set DominanLatch Set dominan mengacu pada ketentuan bahwa jika tombol

PB1 dan PB2 ditekan bersamaan (logika 1), keluaran rangkaian akan berlogika 1 (set). Tabel kebenaran mendasarkan pada modifikasi tabel 5.1. Modifikasi dilakukan dengan menyisipkan satu kolom untuk suku keadaan keluaran sebelumnya. Tabel 5.3 menunjukkan modifikasi kombinasi yang didasarkan pada tabel 5.1. Tabel 5.3 menampilkan kombinasi masukan dan keluaran untuk set yang dominan – artinya jika masukan ditekan bersamaan, maka keluaran akan berlogika ”1”.Tabel 5.3 Modifikasi Tabel 5.1 (Set dominan)

No. Lsbl PB1 PB2 Lskr

0 0 0 0 01 0 0 1 02 0 1 0 13 0 1 1 14 1 0 0 15 1 0 1 06 1 1 0 17 1 1 1 1

Ket. : Lsbl : Keadaan lampu sebelumLskr : Keadaan lampu sekarang

Dengan menyisipkan satu kolom keluaran sebelumnya (Lsbl) maka, tabel kebenaran yang ditunjukkan 5.1 dapat dimodifikasi menjadi satu keluaran semuanya (lihat tabel 5.3). Berdasarkan tabel 5.3 dapat disimpulkan bahwa kasus ini memiliki keluaran sekarang sangat tergantung pada kombinasi masukan dan keluaran sebelumnya. Oleh karena itu fungsi Boolean yang menyatakan secara matematik kejadian di kasus ini ditunjukkan oleh persamaan 5.1. Berdasarkan persamaan 5.1 dan tabel 5.3, persamaan Boolean SOP (sum of product) yang menyatakan hubungan antara masukan dengan keluaran ditunjukkan oleh persamaan 5.4.

(5.4)

Persamaan 5.4 masih memerlukan untuk disederhanakan. Penyederhanaan persamaan Boolean dapat dilakukan dengan menggunakan teknik K-Map, suatu pemetaan cermin logika yang menyangkut hubungan masukan logika biner. Gambar K-map untuk


tabel kebenaran 5.3 ditunjukkan oleh gambar 5.5.

Berdasarkan pemetaan K yang ditunjukan oleh gambar 5.5, diperoleh dua lingkaran yang menunjukkan bahwa persamaan Boolean untuk kasus ini terdiri dua suku SOP – sum of product. Persamaan Boolean yang merupakan hasil penyederhanakan fungsi Boolean sebelumnya ditunjukan oleh persamaan 5.5. (5.5)

Rangkaian logika yang menggambarkan persamaan 5.5 terdiri dari sebuah logika gerbang AND dengan 2 masukan dan 1 gerbang OR dengan 2 masukan juga. Gambar 5.6 menunjukkan implementasi logika dari persamaan Boolean untuk kasus Set Dominan.

Cara kerja rangkaian logika gambar 5.6 dimulai dengan menekan tombol PB1, ketika tombol PB1 berlogika 1, keluaran gerbang OR akan berlogika 1, sebab logika OR akan selalu 1 jika salah satu masukannya adalah berlogika 1.

Agar Perangkat PLC dapat berperilaku semacam ”latch” ini, rangkaian logika yang ditunjukkan oleh gambar 5.6 harus

0 0 0

11

1

11

PB2

PB1

sebLGambar 5.5 K-Map kasus Set Dominan

PB2

PB1

L

Gambar 5.6 Rangkaian Logika Set-Dominan


diimplementasikan ke dalam perangkat lunak PLC. Salah satu perangkat lunak PLC adalah diagram tangga (Ladder Diagram). Misalnya tombol Push-Button ke 1 (PB1) disambung dengan masukan I0.1, sedangkan tombol PB2 terhubung ke masukan I0.2. Keluaran rangkaian logika terhubung pada keluaran Q0.1, maka diagram tangga yang mencerminkan Latch untuk Set Dominan ditunjukkan oleh gambar 5.7.

5.3 Penulisan Latch di program PLC-SIEMENDiagram tangga untuk kasus Reset dominan maupun Set dominan

pada program PLC sangat bergantung jenis merek dagang PLC. Setiap produk perangkat PLC mempunyai perintah atau cara penulisan berlainan. Contoh di sub bab ini mengacu ke penulisan diagram Latch pada perangkat PLC SIEMENS S7-200. Gambar 5.8 menunjukkan gambar diagram tangga Latch untuk Reset dominan. Sedangkan gambar 5.9 menunjukkan diagram tanga Set dominan.

Perbedaan diagram tangga pada gambar 5.8 dan 5.9 terletak pada posisi keluaran Set (S) dan Reset (R). Apabila diagram tangga ditujukan untuk mewakili proses Latch Reset dominan, maka posisi Reset (R) terletak pada bagian bawah diagram tangga. Sebaliknya untuk Set dominan, keluaran Set (S) terletak di bawah. Hal ini disebabkan bahwa

I0.1

I0.2Q0.1

Q0.1

Gambar 5.7 Diagram Tangga kasus Set Dominan

I0.1 Q0.1

S

R

Q0.1I0.2

Gambar 5.8 Diagram Tangga Reset Dominan PLC SIEMENS S7-200


eksekusi program PLC berlangsung dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah. Sehingga posisi paling bawah akan menjadi lebih dominan atau akan muncul di keluaran pada PLC.

5.4 Penguncian dengan Latch Penguncian adalah cara pemrograman PLC yang membuat satu

atau lebih keluaran sangat tergantung dari satu atau lebih keluaran. Secara garis besar penguncian dibagi menjadi dua: penguncian paralel dan penguncian serial. Penguncian paralel umumnya digunakan untuk kasus suatu keluaran yang muncul bersamaan, namun satu keluaran mensyaratkan untuk keluaran lainnya. Sedangkan penguncian serial biasanya digunakan untuk kasus yang mempunyai keluaran proses berjenjang. Kedua penguncian itu memperlihatkan keterkaitan satu keluaran dengan keluaran lainnya. Uraian selanjutnya akan menjelaskan tentang penguncian paralel dan serial dengan menggunakan teknik rangkaian logika komponen Flip-Flop Set-Reset (latch).

I0.1

Q0.1

S

R

Q0.1

I0.2

Gambar 5.9 Diagram Tangga Set Dominan PLC SIEMENS S7-200

Q

QSET

CLR

S

R

K1S1

K2

S2

Q

QSET

CLR

S

R

S3

K1

S4

K2

Gambar 5.10 Rangkaian logika penguncian paralel


Gambar 5.10 merupakan rangkaian logika yang mempunyai keluaran K1 sangat tergantung dengan K2 atau sebaliknya. Keluaran K1 tidak akan pernah berlogika ”1”, jika keluaran K2 berlogika ”1”. Demikian juga sebaliknya, keluaran K2 tidak mungkin berlogika ”1”, jika keluaran K1 berlogika ”1”. Hal ini mennujukkan bahwa keluaran rangkaian logika akan senantiasa berlogika kebalikan. Kedua keluaran tidak akan berlogika sama.

Rangkaian logika gambar 5.10 mempunyai 4 masukan – S1, S2, S3 dan S4 dan 2 keluaran K1 dan K2. Masukan S1 berfungsi untuk membuat logika keluaran K1 Set (logika ”1”), sedangkan S3 untuk melakukan SET untuk keluaran K2. Sedangkan masukan S2 dan S4 masing berfungsi untuk me”reset” keluaran K1 dan K2.

Karena gerbang AND dipasang pada kaki S (set) komponen Flip-flop (konsep latch), maka logika set akan dipengaruhi dua masukan gerbang AND. Dua masukan gerbang AND adalah S1 dan negasi K2. Ini artinya bahwa keluaran gerbang logika AND akan ”1: hanya jika logika keluaran K2 berlogika ”0” dan masukan S1 berlogika ”1”. Jika keluaran K2 berlogika ”1”, maka masukan S1 tidak akan mungkin dapat mengakibatkan perubahan keadaan keluaran K1 ke logika ”1”. Demikian pula dengan komponen Flip flop kedua. Kaki Set Flip Flop kedua terhubung dengan gerbang logika AND. Masukan gerbang ini juga dari masukan S3 dan negasi keluaran K1. Ini artinya bahwa keluaran K1 akan berpengaruh terhadap keluaran K2.

Keadaan keluaran K1 dan K2 akan senantiasa berbalikan. Apabila diinginkan terjadi perubahan keadaan, maka satu keluaran yang berlogika ”1” harus di ”reset’ terlebih dulu, baru kemudian melakukan proses set untuk keluaran lainnya. Diagram tangga yang menjelmakan konsep penguncian paralel ke program PLC ditunjukkan oleh gambar 5.11.

[ 81 ]

BAB VI Pemrograman Timer dan Counter

Fasilitas ”Timer” dan ”Counter” pada pemrograman PLC berfungsi untuk penundaan dalam suatu proses otomatisasi. Yang dimaksud penundaan adalah selang waktu antara ”event” satu dengan ”event” berikutnya. ”Event” disini diartikan kejadian. Misalnya kejadian pertama adalah jumlah benda dalam tangki sebanyak 10 sebagai ”event” pertama. Perubahan ”event” itu adalah terjadinya pengurangan atau penambahan jumlah benda dalam tangki. Jadi kejadian pertama adalah jumlah benda sebanyak 10 buah, kejadian berikutnya adalah jumlah benda berkurang menjadi 9 buah, misalnya. Apabila antara kejadian jumlah benda 10 buah ke jumlah benda 9 buah itu tertunda selama 10 s (detik), maka selang selama 10 s itulah yang disebut sebagai ”penundaan”.

Timer atau pewaktu berfungsi memberikan selang waktu tertentu perubahan sinyal keluaran terhadap suatu perubahan sinyal di masukan. Sedangkan counter atau penghitung, juga berfungsi untuk memberikan selang waktu tertentu setelah suatu perhitungan event dalam sistem. Keduanya menyangkut ke istilah ”berapa banyak” dan ”berapa lama”. Pewaktu mengacu ke penundaan yang mendasarkan kepada ”berapa lama”, sedangkan penghitung (counter) mendasarkan penundaan pada ”berapa banyak”. Namun keduanya mempunyai kesamaan fungsi yakni penyisipan ”tunda (delay)” dari suatu kejadian ke kejadian berikutnya.6.1 Pemrograman Timer

Penulisan intruksi atau diagram tangga Timer seharusnya memperhatikan basis waktu – Time bases. Basis waktu merupakan resolusi, atau akurasi dari timer. Misalnya saja diinginkan bahwa proses tertunda selama 100 detik, maka pemrogram PLC harus memilih suatu angka basis waktu, sehingga perkalian antara basis waktu dengan angka itu menghasilkan nilai 100 detik.

82 – BAB VI Pemrograman Timer dan Counter

Kalau misalnya basis waktunya adalah 1 detik dan pemrogram menuliskan nilai 10 pada timer, maka berarti timer itu akan menunda suatu proses selama 1 kali 10 detik, yakni 10 detik. Angka 1 pada contoh ini dikenal sebagai ticks. Tipikal basis waktu adalah 0,01 detik, 0,1 detik dan 1 detik. Tabel 6.1 menunjukkan contoh pemberian ticks pada suatu timer.Tabel 6.1 Tipikal contoh perhitungan waktu pada “timer”No. Waktu Ticks Basis waktu1 10 detik 10 1,002 10 detik 100 0,13 10 detik 1000 0,01

Cat.: Waktu= Ticks x Basis waktuPemrograman timer kadang bermanfaat untuk penundaan suatu

proses dalam program PLC. Penggunaan timer untuk hal semacam itu adalah banyak sekali. Sebab peralatan perangkat keras yang terpasang di keluaran PLC, terkadang memiliki reaksi (response) yang lebih lambat dibandingkan dengan proses eksekusi program PLC. Agar antara perangkat keras di luar PLC dengan operasi program PLC berjalan serempak, umumnya pada program PLC disisipi beberapa penundaan-penundaan, sehingga proses perangkat lunak dapat diikuti oleh perangkat keras di luarnya dengan baik. Sub bagian berikut akan menguraikan tiga komponen timer, TON (on-delay), TOF(off delay) dan TONR(on-delay retentive). Ketiga intruksi itu mengacu ke pemrogram PLC SIEMENS micro S7-200.

Konsep dasar tentang Timer mengacu pada dua proses penundaan, konsep on-delayed dan off-delayed. Istilah “on-delayed” dapat diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia adalah tertundanya “ON” sedangkan “Off-delayed” adalah tertundanya “OFF”. Lebih jelasnya perhatikan contoh rangkaian kontrol relay berikut (gambar 6.1).

Tombol PB1 dan PB2 merupakan tombol “push-button”. PB1 termasuk NO (normally open) dan PB2 adalah NC (Normally close). Jika

PB1PB2 CR

CR

TR

TR PL

2 detik

Gambar 6.1 Rangkaian relay “On-delayed”


tombol PB1 ditekan sesaat, maka CR (Contact Relay) akan teraliri arus elektrik yang berarti berlogika 1. Meskipun tombol PB1 dilepas, CR akan tetap berkondisi logika 1. Logika 1 pada CR akan mengakibatkan TR (timer relay) memulai untuk menghitung waktu. Setelah selang waktu 2 detik, relay TR akan segera menutup dan mengakibatkan PL (Pilot Light) menyala. Jadi meskipun tombol PB1 ditekan, lampu PL tidak akan segera menyala sebelum selang waktu selama 2s. Konsep inilai yang dikenal sebagai “On-delayed”.

Konsep “OFF delayed” bekerja dengan pengertian bahwa setelah suatu kejadian “off ” keluaran kejadian itu tidak akan segera “OFF”. Artinya proses “OFF” nya tertunda. Uraian lebih jelas akan diuraikan dengan memperhatikan gambar 6.2 yakni konsep rangkaian relay Off delay.

Tombol PB1 ditekan sesaat, contact relay-1 (CR1) akan berlogika 1. Logika 1 pada CR1 akan mengakibatkan lampu PL menyala terus. Jika tombol PB2 ditekan sesaat saja, kontak relay CR1 akan berlogika 0 dan secara otomatis akan mengakibatkan komponen TR memulai menghitung waktu. Setelah waktu mencapai nilai 5 detik, komponen TR akan berlogika 1 dan menyebabkan lampu PL padam. Jadi dapat dilihat bahwa lampu tidak akan segera padam, meskipun tombol PB2 ditekan sesaat, namun menunggu selang waktu 5 detik, kemudian lampu menjadi padam.6.2 Intruksi On-Delay Timer (TON)

Timer jenis ini akan menghitung waktu ketika sinyal masukan di timer berlogika ”1”. Jika perhitungan waktu dari timer ini sama atau lebih besar dari nilai preset time (PT), maka keluaran timer akan berubah

PB1PB2CR1

CR1

TRCR1

TR PL

5s

CR1

Gambar 6.2 Rangkaian relay “OFF-delayed”


dari logika ”0” ke logika ”1”. Keluaran timer akan secara otomatis berubah kembali ke logika ”0”, hanya jika masukan (IN) elemen timer berubah dari logika ”1” ke logika ”0”. Nilai preset time maksimum yang diperbolehkan pada timer ini adalah 32767. Artinya kalau basis waktu maksimum yang dimiliki oleh timer adalah 1 detik, maka pemrogram timer maksimum adalah 32767 detik.

Apabila kaki “IN” terjadi perubahan logika dari 0 ke logika 1, maka elemen TON akan memulai untuk menghitung waktu. Perhitungan waktu akan menaik terus sampai nilai hitungan mencapai nilai dari preset time (PT). Jika nilai timer mencapai nilai preset time, maka keluaran timer TON akan berubah dari logika 0 ke logika 1. Elemen TON akan me-reset otomatis, ketika masukan sinyal pada kaki “IN” berubah dari logika 1 ke logika 0. Jadi kaki “IN” selain berfungsi sebagai masukan sinyal ke TON, juga berfungsi sebagai “reset” TON.

Penentuan selang waktu timer dengan menuliskan angka pada kaki PT. Angka yang tertulis di PT maksimum adalah 32767. Jadi apabila menggunakan timer dengan basis waktu 10 ms, dan tertulis di kaki PT adalah 5000, maka timer TON akan diset sebgawai pewaktu dengan selang waktu sebesar 5000x 1 ms= 5000 ms=5 s. Tabel 6.2 menunjukkan basis waktu untuk elemen timer TON, TOFF dan TONR.Tabel 6.2 Basis Waktu pada TON, TOF dan TONRNo. Jenis Timer Resolusi Nilai maks. Nomor Timer1 TON, TOF 1 ms 32,767 s T32-T96

10 ms 327,67 s T33-T36; T97-T100100 ms 3276,7 s T37-T63; T101-T255

2 TONR1 ms32,767 s

T0-T64

10 ms 327,67 s T1-T4;T65-T68100 ms 3276,7 s T5-T31;T69-T95

IN

PT

Txxx

TON

Input

Preset Time

Nomor Timer

Gambar 6.3 Simbol diagram tangga Timer-On delay


Untuk memudahkan pemahaman terhadap cara kerja suatu elemen timer adalah dengan mengamati diagram waktunya. Diagram waktu merupakan hubungan perubahan masukan dan keluaran serta memori dari suatu elemen selama proses berlangsung. Diagram waktu timer mengacu ke tiga variabel yang penting yakni, “Input”, ET (Elspased Time) dan Output. Gambar 6.4 menunjukkan bahwa keluaran elemen TON akan berlogika 1, jika nilai ET mencapai nilai penegsetan selang waktu timer. Sebagai contoh pada gambar menunjukkan bahwa preset time adalah 2 s.

6.3 Instruksi OFF-delayed Timer (TOF)Pengertian OFF-delayed adalah sederhana. Setiap kali kejadian

berlogika “0”, maka proses tidak segera berhenti. Namun menunggu selang waktu tertentu, mesin baru akan terhenti. Contoh lainnya adalah sebuah lampu. Apabila saklar lampu dimatikan, maka lampu tidak segera padam. Lampu akan padam hanya jika dalam selang waktu tertentu setelah saklar lampu ditekan. Pengertian ini dapat dijelmakan ke dalam bentuk diagram relay, yang ditunjukkan oleh gambar 6.5.

Input

ET

t

t

(s)

(s)

T=2s T=2s

Output

(s)t

Gambar 6.4 Diagram waktu elemen TON (Timer On-Delay)

PB1PB2CR1

CR1

TRCR1

TR

PL

5s

CR1CR2

CR2

Gambar 6.5 OFF-delayed dengan menggunakan konsep On-delayed


Instruksi ini berkebalikan dengan On-delayed Timer. Perhitungan waktu dimulai ketika kaki input timer berubah dari logika “1” ke logika “0”. Keluaran(output) timer jenis ini akan berlogika “1” ketika kaki input berlogika “1”. Keluaran akan tetap bertahan di logika “1”, meskipun kaki input timer sudah berubah dari logika “1” ke logika 0. Namun setelah perhitungan elemen timer mencapai nilai yang ditetapkan (sesuai dengan perkalian nilai pada kaki PT – preset time – dengan basis waktu, keluaran timer akan berubah ke logika “0”. 6.4 Contoh kasus

M3~

K1

R3

K3 K2

F2

F1

L3

L2

L1

R2 R1

S1

S0

K4

EIN

AUS

[ 87 ]

BAB VII Desain Pogram PLC dengan Diagram

State

Setiap kasus otomatisasi di mesin-mesin industri memiliki urutan proses. Setiap proses menghasilkan aksi perubahan variabel. Variabel itu mengacu ke bentuk aksi suatu aktuator. Motor elektrik misalnya, aksi berputar dari motor elektrik merupakan perubahan keluaran suatu program PLC. Setiap perubahan gerak motor elektrik itulah yang dikenal sebagai aksi aktuator.

Pendekatan pemrograman dengan tidak memperhatikan urutan proses otomatisasi didefinisikan sebagai pemrograman tak terstruktur. Pendekatan ini hanya baik untuk kasus pemrograman dengan jumlah variabel yang sedikit. Namun untuk pemrograman dengan jumlah variabel yang relatif banyak, cara semacam ini adalah tidak efektif. Kelemahan cara ini adalah (a) pemahaman program oleh pemrogram lain relatif sulit; (b) pencarian kesalahan pada program tidak mudah dan (c) dokumentasi program adalah relatif sulit dilakukan.

Pendekatan berikutnya adalah pendekatan ”state”. Cara ini mengacu ke urutan proses mesin otomatisasi. Setiap perubahan keluaran di aktuaror mesin industri dianggap sebagai ”state”, atau dalam bahasa Indonesia ”keadaan” atau kejadian ”event”. Dengan menggunakan teknik ini, hasil program PLC akan terlihat terstruktur sesuai dengan kejadian perubahan variabel di mesin otomatisasi. Umumnya cara penggambaran state dijelmakan ke dalam bentuk diagram. Diagram itu dikenal sebagai ”diagram state”. Bagian ini akan membahas cara pemrograman PLC dengan diagram state yang mengacu ke standar penggambaran state di DIN 40719.

Tujuan bagian ini adalah menguraikan prosedur penulisan program PLC yang berbentuk diagram tangga dengan menggunakan pendekatan diagram state. Pertama akan diuraikan pengubahan kasus otomatisasi ke diagram state. Diagram ini menggambarkan urutan proses kejadian di mesin yang akan dirancang program PLCnya. Uraian berikutnya adalah pengubahan diagran state ke dalam diagram

88 – BAB VII Desain Pogram PLC dengan Diagram State

tangga. Teknik pengubahan diagram state ke diagram tangga dengan mengunakan cara pemrogram set-reset yang telah dibahas pada bagian sebelumnya.7.1. Aturan penggambaran diagram state

Setiap ”state” atau kejadian di mesin otomatis ditandai dengan sebuah kotak persegi panjang. Kotak persegi panjang itu dibagi oleh sebuah garis menjadi dua bagian. Bagian atas berisikan nomor state atau nomor urutan kejadian. Sedangkan bagian bawah berisikan teks atau keterangan. Bagian bawah untuk pemrograman dengan manggunakan PLC SIEMENS dituliskan dengan memori sementara yang menyimpan keluaran state bersangkutan, yaitu berupa memori Marke (M0.1 misalnya itu menandai dari state nomor 1).

Setiap kotak ”state” dilengkapi dengan gambar garis kerja atas dan bawah (lihat gambar 7.1). Garis kerja yang terletak di atas kotak merupakan tanda ”state” bersangkutan akan berlangsung jika state sebelumnya sudah berlangsung. Lebih jelasnya, garis kerja ini lebih mencerminkan urutan kejadian dari sebelumnya. Sedangkan garis kerja yang di bawah merupakan urutan kejadian untuk ”state” berikutnya.

Pada bagian kiri atas kotak ”state” dilengkapi dengan garis ke atas dengan ditulisi teks tertentu. Tulisan pada garis ini merupakan syarat terjadinya ”state” bersangkutan. Sebagai contohnya, perhatikan gambar 7.1, terlihat bahwa ”state” nomor 3 di atas sebelah kiri tercantum teks B3. Ini mempunyai arti bahwa ”state” nomor 3 akan berlangsung atau terjadi, jika ”state” nomor 2 sedang terjadi AND (logika biner AND)

B3

2

3

Nomor state

Grafik state digambarkan oleh kotak persegi panjang yang dibagi menjadi dua oleh sebuah garis

Dapat berisikan teks

Garis diatas kotak berarti dari proses

sebelumnya

Garis dibawah kotak berarti dari proses

sesudahnya

State nomor 3 akan diproses jika state nomor 2 sedang proses

AND syarat B3 terpenuhi

Gambar 7.1 aturan kotak state


syarat B3 berlogika ”1”. Keputusan berlangsungnya sebuah state merupakan hubungan logika AND antara state sebelumnya dengan syarat yang tercantum di kiri atas kotak ”state”.

Setiap kejadian atau ”state” yang sedang berlangsung akan mengakibatkan state sebelumnya secara otomatis akan di ”reset”. Aturan penggambaran state menyatakan bahwa setiap proses hanya berlangsung satu kejadian. Kalau dilihat pada gambar 7.1, misalnya, apabila state nomor 3 sedang berlogika ”1” atau sedang berlangsung, maka ”state” nomor 2 akan berada di logika ”0” atau ter”reset”. Aturan ini harus senantiasa diingat. Karena bahwa penggambaran state harus mengacu ke standar yang telah disusun dalam DIN 40719.

Keluaran state atau aksi sebuah kontroler PLC juga disimbolkan dengan sebuah kotak persegi panjang. Letak kotak keluaran state disamping kanan kotak state. Keluaran state merupakan aksi aktuator yang akan terjadi apabila state bersangkutan sedang aktif (berlangsung). Kadang-kadang keluaran state mempunyai syarat tertentu. Syarat terjadi keluaran harus diletakkan di atas kotak keluaran bersangkutan. Gambar 7.2 menunjukkan contoh simbol keluaran state. Terlihat pada gambar tersebut kotak state didampingi oleh kotak persegi panjang lagi. Dalam kotak persegi panjang itulah, beberapa keluaran yang akan terjadi dituliskan.

Penggambaran state terkadang memiliki percabangan. Aksi percabangan dalam diagram state mempunyai arti bahwa alur proses otomatisasi PLC mempunyai lebih dari satu pilihan. Setiap pilihan proses itu harus disertakan persyaratannya. Persyaratan pilihan itu harus unik, artinya alur priogram ke cabang bersangkutan memiliki ketentuan yang satu-satunya. Gambar 7.3 menunjukkan contoh diagram state dengan dua buah cabang.

Gambar 7.3 menunjukkan bahwa proses state nomor 3 dan nomor 5 merupakan proses lanjutan dari state nomor 2. Simbol ini menyatakan bahwa state nomor 3 akan aktif (berlangsung) hanya jika state nomor 2 sedang berlangsung AND syarat B2 berlogika 1. State nomor 5 pun

Syarat terjadinya keluaranSyarat state

Gambar 7.2 Letak kotak Simbol keluaran state


demikian. State nomor 5 akan berlangsung jika state nomor 2 sedang aktif AND syarat B3 berlogika 1. Syarat B2 dan B3 harus tidak pernah berlogika sama 1. Sebab jika kedua syarat itu berlogika sama yaitu logika 1, maka program dengan cara demikian akan terhenti berproses.

Pada gambar 7.3 terdapat lingkaran kecil setelah state nomor 3. Lingkaran kecil dengan tertulis nomor didalamnya merupakan simbol loncat proses. Berdasarkan gambar 7.3 menunjukkan bahwa apabila state nomor 3 sedang berlangsung (logika 1) dan syarat C2 terpenuhi, maka proses akan meloncat ke state diatasnya, yakni state nomor 5. Demikian pula dengan lingkaran kecil sebelah kanan, yang berisikan nomor 3. Ini artinya bahwa setelah proses state nomor 5 akan meloncat ke state nomor 3, jika syarat logika C3 adalah 1.

Pemrograman PLC kebanyakan mendasarkan ke bentuk diagram tangga. Oleh karena itu diagram state yang merupakan jelmaan dari solusi kasus otomatisasi harus diterjemahkan ke dalam diagram tangga. Sebelum diuraikan lebih lengkap tentang pengubahan diagram state ke diagram tangga, berikut ini akan diberikan contoh sederhana mengubah diagram state ke rangkaian logika. Gambar 7.4 menunjukkan contoh sederhana pengubahan diagram state ke rangkaian logika.

Setiap state dapat diartikan sebagai komponen Flip Flop S-R. Dari gambar 7.4 terlihat bahwa state nomor 3 diterjemahkan ke rangkaian logika sebagai komponen Flip Flop S-R dengan keluaran Q sebagai M0.3 (memori sementara untuk menyimpan status state). Karena state ini akan aktif (berlogika 1) jika state nomor 2 sedang aktif (logika 1) AND I0.3 berlogika 0 dan I0.1 berlogika 1, maka logika AND dihubungkan

2

3 5

5 3

C2C3

B2B3

State ke 3 akan terproses jika state 2 terproses AND syarat

B2 terpenuhiState ke 5 akan terproses jika state 2 terproses AND syarat

B3 terpenuhi

State 5 akan terproses jika state 3 terproses

AND syarat C2 terpenuhi

State 3 akan terproses jika state 5 terproses

AND syarat C3 terpenuhi

Gambar 7.3 simbolisasi state percabangan


dengan sambungan Set dari FlipFlop (lihat gambar 7.4). Sedangkan kaki reset Flip Flop dihubungkan dengan M0.4 (status state nomor 4). Ini mempunyai arti bahwa state nomor 3 akan berlogika 0 (tereset) jika state nomor 4 sedang aktif (berlangsung). Uraian lebih lengkap tentang pengubahan ini dijabarkan pada subbab tersendiri.

7.2. Contoh penggambaran diagram stateGambar 7.5 menunjukkan diagram sketsa bor otomatis. Terlihat

bahwa sensor limit switch dipasang pada bagian atas (I0.4) dan pada bagian bawah (I0.3). Kedua limit switch ini berfungsi untuk mendeteksi posisi bor ketika berada paling atas atau paling bawah. Bor otomatis ini dilengkapi oleh dua buah motor penggerak, motor penggerak mata bor dan motor penggerak gerak vertikal ke bawah mata bor. Motor penggerak mata bor dapat berputar dua arah, searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam.

Pembalikan arah putar motor mata bor ditentukan oleh logika pada variabel keluaran Q0.0 dan Q0.1. Apabila logika Q0.0=1 dan Q0.1=0, maka mata bor akan berputar searah jarum jam. Namun jika kedua keluaran berlogika ”1”, Q0.0=1 dan Q0.1=1, maka mata bor akan berputar berlawanan arah jarum jam. Motor pengerak bor vertikal kebawah ditentukan oleh keluaran Q0.2. Jika logika pada Q0.2 adalah ”1”, maka mata bor akan bergerak kebawah, sebaliknya motor akan berhenti. Bor otomatis ini dilengkapi dengan pegas yang befungsi untuk

I0.1I0.3

2

M0.2

3

M0.3

4

M0.4

Q

QSET

CLR

S

R

M0.3

M0.4

M0.2

1.0I3.0I

Gambar 7.4 contoh sederhana pengubahan diagran state ke rangkaian logika


mengerakkan mata bor bergerak kembali keatas atau ke posisi semula.

Bor otomatis ini dilengkapi juga dengan tombol ”ON” dan tombol ”OFF”. Kedua tombol menggunakan masing-masing PB1 (ON) – pushbutton – Normally open. Sedangkan tombol “OFF” menggunakan tombol push button (PB2) untuk Normally Close. Proteksi motor terhadap kenaikan temperatur motor digunakan thermostat yang dihubungkan dengan PLC pada masukan nomor I0.5 dan Normally Close.

Proses otomatisasi bor mengharapkan urutan kerja berikut: setelah tombol PB1 (ON) ditekan sesaat, motor penggerak mata bor harus segera berputar. Motor penggerak bodi bor masih belum bergerak. Setelah selang waktu selama 3s, motor penggerak bodi bor kebawah harus berputar, sehingga mengakibatkan mata bor berputar searah jarum jam dengan bodi bor bergerak kebawah.

Apabila mata bor sudah mencapai limit switch bawah (I0.3), motor penggerak mata bor akan berputar dengan arah berlawanan dengan arah jarum jam, bersamaan dengan itu motor penggerak vertical bodi bor juga harus berhenti. Bodi bor akan terangkat keatas oleh komponen pegas dalam bor. Begitu bodi bor bergerak naik keatas dan mencapai posisi semula dengan ditandai tersentuhnya limit switch atas I0.4, motor penggerak mata bor akan berhenti berputar setelah selang waktu 3s. Bor otomatis ini akan berhenti beroperasi apabila tombol PB2 ditekan.

Putaran berlawanan arah jarum jam Q0.0=1, Q0.1=1

Gerak bor kebawah Q0.2=1

I0.4

I0.3

PB1

PB2

ON

OFF

I0.1

I0.0

toI0.5

Proteksi motor

Gambar 7.5: diagram sketsa bor otomatis [SIEMENS, 2001]


Diagram state mencerminkan urutan proses kasus otomatisasi. Kalau diperhatikan (lihat gambar 7.6) bahwa proses pengeboran dimulai dengan menekan tombol “start” PB1. Oleh karena itu gambar state pada nomor 1 mempunyai persyaratan logika PB1 harus “1”, yang artinya bahwa tombol PB1 yang normally open harus berada pada posisi tertutup. Sedangkan keluaran dari state nomor 1 menggambarkan kejadian bahwa mata bor harus berputar searah jarum jam, yang artinya bahwa keluaran Q0.0 harus berlogika 1 dan keluaran Q0.1 berlogika “0”. Bersamaan dengan state nomor 1, timer nomor 37 disetel untuk melakukan perhitungan waktu selama 10 s (detik).

Gambar state nomor 0 harus selalu tercantum dalam diagram state. Karena state 0 merupakan inisialisasi program PLC. Artinya bahwa keadaan ini menggambarkan bahwa PLC CPU sudah siap untuk bekerja (power supply di PLC sudah “ON”). Di gambar 7.6 terlihat bahwa syarat untuk state nomor nol merupakan logika AND dari I0.0, I0.5 dan SM0.1. Masukan I0.0 adalah tombol PB2 untuk keadaan ”OFF”, masukan I0.5 untuk proteksi motor (termostat) dan SM0.1 adalah ”special memory” untuk pendeteksi power supply PLC. Syarat ini mengartikan bahwa state nomor 0 tidak akan bekerja apabila tombol PB2 ditekan, Proteksi motor termostat sedang terbuka AND power suply di PLC belum diaktifkan.

I0.0

SM0.1I0.5

Step 0M0.0

Step 1

Step 2

Step 4

Step 3

Step 5

M0.1

M0.2

M0.3

M0.4

M0.5

0

Hapus semua isi memori M0.0 s/d M0.5

Motor bor berputar searah jarum jam Q0.0=1T37 mulai menghitung untuk selang 3s

Start PB1=1

Motor penggerak kebawah On Q0.2=1Motor bor tetap berputar Q0.0=1

Motor bor berputar kebalikan Q0.0=1,Q0.1=1Gerak kebawah berhenti Q0.2=0

Motor bor berputar terus Q0.0=1, Q0.1=1

Timer T38 mulai untuk selang waktu 1s

Motor bor berhenti Q0.0=0, Q0.0=0

T37

I0.3 logika 1

I0.4 logika 1

T38

Gambar 7.6 Diagram state kasus bor otomatis[SIEMENS, 2000]


State nomor 2 memiliki prasyarat T37. Jadi state akan aktif, apabila keluaran pewaktu (timer) nomor T37 di PLC memiliki logika “1”. Sedangkan keluaran state adalah motor penggerak mata bor harus berputar terus, dan bersamaan dengan itu motor penggerak bodi motor mulai berputar untuk menggerakkan bodi bor bergerak ke bawah.

State nomor 3 menandakan urutan kerja ketika mata bor mencapai batas bawah, yakni mata bor menyentuh limit switch bawah I0.3. Kejadian ini menghasilkan keluaran motor penggerak mata bor berputar balik (berlawanan dengan arah jarum jam). Memutar balik motor pengerak mata bor adalah dengan membuat logika 1 pada kedua keluaran Q0.0 dan Q0.1. Motor pengerak bodi akan berhenti. Dan mata bor kemudian terangkat keatas oleh pegas yang terdapat di bodi bor.

Proses berikutnya adalah bodi bor bergerak keatas. Urutan kerja state nomor 4 menandakan bahwa bodi bor sudah mencapai batas atas. Artinya bahwa bodi bor menyentuh limit switch paling atas yaitu I0.4. Oleh karena itu terlihat pada gambar diagram state nomor 4 mempunyai syarat I0.4 harus berlogika 1. Keluaran state ini adalah motor penggerak bor masih tetap berputar dengan arah berlawanan arah jarum jam. Saat state ini pula, PLC diperintahkan untuk melakukan insialisasi timer nomor T38 dengan nilai pewaktu 1s.

State nomor 5 merupakan urutan proses terakhir. Syarat state ini adalah T38. Jadi apabila keluaran timer T38 berlogika 1 – artinya timer T38 sudah mencapai nilai pewaktu 1s, maka state nomor 5 akan aktif yang mengakibatkan motor penggerak mata bor berhenti. Lingkaran kecil dibawah gambar state nomor 5 adalah urutan loncat ke atas. Karena lingkaran kecil itu diberi nomor 0, artinya bahwa setelah motor penggerak mata bor berhenti, maka segera urutan kerja proses meloncat ke state nomor 0. Proses selesai. Proses ini akan terus berulang lagi jika tombol PB1 ditekan ”ON” lagi.7.3. Pengubahan Diagram State ke diagram tangga

Konsep pemrograman PLC mengacu ke pembentukan diagram tangga. Teknik pemrograman PLC terbagi menjadi dua cara: yakni desain kombinasional dan sekuensial. Desain kombinasional tidak memperhatikan unsur waktu urutan kerja proses. Jadi keluaran PLC sepenuhnya tergantung pada kombinasi masukan. Desain sekuensial adalah lain. Konsep pemrograman sekuensial memperhatikan waktu selama proses kerja. Jadi keluaran PLC tidak sepenuhnya tergantung pada kombinasi masukan, tapi juga tergantung ”state” proses. State ini dapat diartikan keadaan yang sangat berpengaruh terhadap keluaran. Konsep”state” atau keadaan ini telah dijelaskan secara rinci pada bagian


Latching.Pemrograman di bagian ini mengacu ke pemrograman sekuensial.

Proses penulisan diagram state ke diagram tangga tentunya mengunakan cara yang dikenal sebagai ”latching” atau konsep pemrograman set-reset. Jadi setiap state dianggap sebagai kejadian set-reset. Oleh karena itu setiap state dijelmakan ke diagram tangga berbentuk set-reset. (lihat uraian pada bab 5).

Pengubahan diagram state ke diagram tangga dibagi menjadi 3 sub bagian diagram tangga. Pada buku manual SIEMENS s7-200, diagram tangga pengubahan dari diagram state terdiri dari tiga bagian: (1)Program section controlling the sequencer and making transitions; (2) . Program section 2: Initialization and Stop dan (3) Program section 3: Setting the outputs. Inti program diagram tangga adalah pada bagian nomor 1. Sedangkan bagian nomor 2 dan 3 merupakan “starting” program dan “keluaran program”. Alinea berikut akan menjelaskan per bagian pengubahan diagram state ke diagram tangga yang mendasarkan contoh soal pengeboran otomatis (lihat gambar 7.6.)7.3.1. Bagian Kontrol dan transisi state

Pada diagram state terdapat tiga bagian penting, bagian transisi yang diwakili oleh state, bagian insialisasi dan stop dan bagian keluaran. Berdasarkan gambar state, bagian kontrol dan transisi state diwakili oleh state nomor 1 sampai dengan nomor terakhir state.

Pengubahan diagram state pada bagian kontrol dan transisi dilakukan dengan memperhatikan gambar state dari nomor 1 sampai dengan nomor terakhir state. Setiap state mempunyai syarat. Syarat terjadinya state AND keadaan state sebelumnya akan mengaktifkan state sekarang. Apabila state sekarang lagi aktif, otomatis state sebelumnya di”reset” atau di ”nol” kan. Lebih jelasnya perhatikan gambar diagram state yang ditunjukkan oleh gambar 7.6., yaitu diagram state yang menggambarkan urutan proses peralatan bor otomatis.

State nomor 1 diaktifkan oleh hubungan AND antara state nomor 0 dengan penekanan tombol PB1 (I0.1). Cuplikan gambar state nomor 1 ditunjukkan oleh gambar 7.7 (a). Berdasarkan gambar state nomor 1 menunjukkan bahwa keadaan state disimpan pada memori marker 0.1 (M0.1). Oleh karena itu bentuk diagram tangga state nomor 1 pada keluarannya diwakilkan oleh M0.1. Lebih lengkapnya diagram tangga state nomor 1 ditunjukkan oleh gambar 7.7(b).

Gambar state nomor 2 dari kasus bor otomatis ditunjukkan oleh gambar 7.8. terlihat bahwa state nomor 2 diaktifkan oleh hubungan AND antara state sebelumnya (M0.1) dengan timer nomor 37 (T37).


Oleh karena itu diagram tangga merupakan susunan seri dari memori state nomor 1 (M0.1) dengan timer nomor 37 (T37). Setelah state nomor 2 aktif, otomatis state sebelumnya harus tidak aktif (di”reset”). Gambar diagram tangga state nomor 2 ditunjukkan oleh gambar 7.8 (b).

Persaratan state nomor 3 adalah I0.3. Ini artinya bahwa state nomor 3 berlangsung atau diaktifkan, jika state sebelumnya M0.2 sedang aktif (logika 1) AND syarat masukan PLC dengan alamat I0.3 berlogika 1. Oleh karena itu keadaan ”set” M0.3 ditentukan oleh hubungan seri antara M0.2 dengan masukan dengan alamat I0.3. Selengkapnya digaram state dan diagram tangga untuk state nomor 3 ditunjukkan oleh gambar 7.9.

Diagram tangga untuk state nomor 4 mengacu ke persyaratan I0.4 dan keadaan memori state sebelumnya M0.3. Hubungan AND itu diperoleh dari gambar state yang ditunjukkan oleh gambar 7.10 (a). Terlihat bahwa garis di atas kotak sebelah kiri tertulis I0.4. Ini artinya

Gambar 7.7 (a) diagram state nomor 1 (b) diagram tangga state nomor 1

Gambar 7.8 (a) diagram state nomor 2 (b) diagram tangga nomor 2


bahwa state nomor 4 akan diaktifkan jika logika pada masukan dengan alamat I0.4 adalah aktif (logika 1). Diagram tangga yang menunjukkan diagram state nomor 4 ditunjukkan oleh gambar 7.10 (b).

Diagram state nomor 5 akan diaktifkan jika keluaran timer nomor 38 berlogika 1. Artinya bahwa keadaan logika di memori M0.5 akan berlogika 1, jika komponen timer T38 sudah mencapai hitungan 1 s (1 detik) dan memori M0.4 berlogika 1. Apabila memori M0.5 sudah berlogika 1, maka memori M0.4 harus di”reset”. Diagram tangga untuk nomor state nomor 5 ditunjukkan oleh gambar 7.11(b).

Pada diagram state paling akhir terdapat lingkaran kecil diberi nomor 0. Ini artinya bahwa setelah state nomor 5, proses secara otomatis harus loncat ke state nomor 0 (lihat gambar 7.12 (a)). Diagram tangga yang mengacu ke diagram state loncat ini adalah sederhana sekali. Masukan yang merupakan keadaan memori logika M0.5 langsung dihubungkan dengan M0.0, sehingga logika M0.0 akan aktif, begitu state nomor 5 aktif. Setelah M0.0 diaktifkan (logika 1), secara otomatis,




M01 sampai dengan M0.5 di”reset’ Secara bersamaan (perhatikan nilai 5 pada gambar 7.12(b) diagram tangga di M0.1). Selengkapnya diagram tangga yang mencerminkan state lingkaran kecil ditunjukkan oleh gambar 7.12 (b).

7.3.2 Bagian Inisialisasi dan stopPengubahan bagian ini mengacu ke state nomor 0. State ini

merupakan ”starting” pemrograman PLC. Secara fisik, state nomor 0 diterjemahkan sebagai keadaan mesin yang diatur sedang tidak bekerja, sedang PLC sudah diberi energi elektrik. Keadaan yang menandakan bahwa PLC sudah teraliri arus elektrik adalah dengan melihat register memori SM0.1 – Special memory nomor byte 0 bit nomor 1. Apabila


Gambar 7.12 (a) diagram state perpindahan dari stet 5 ke 0 (b) Diagram tangga transisi dari state nomor. 5 ke nomor 0


memori SM0.1 berlogika ”1”, maka PLC sudah memperoleh energi elektrik. Oleh karena itu pada diagram state nomor 0 yang ditunjukkan oleh gambar 7.13 diberi persyaratan SM0.1.

Gambar diagram state nomor 0 (lihat gambar 7.13) menandakan bahwa state nomor 0 akan aktif, jika SM0.1 berlogika 1, alamat masukan I0.0 berlogika 1 AND alamat I0.5 berlogika 1. Mengacu ke kasus bor otomatis, bahwa alamat I0.0 dihubungkan dengan tombol PB2 (push button NC), sebagai tombol ”OFF”. Alamat I0.5 terhubung dengan termostat yang berfungsi untuk mendeteksi temperatur motor penggerak mata bor. Jika temperatur motor melebihi ketentuan, secara otomatis termostat akan terhubung terbuka (berlogika 0). Jadi state nomor 0 akan aktif apabila tombol ”OFF” tidak ditekan, temperatur motor penggerak tidak melebihi ketentuan dan PLC sudah teraliri arus elektrik.

Diagram tangga state nomor 0 ditunjukkan oleh gambar 7.14. Hubungan AND antara SM0.1, I0.0 dan I0.5 menggambarkan diagram logika AND yang tertera pada diagram state nomor 0. Diagram tangga ini menunjukkan bahwa M0.0 akan aktif (set) jika semua SM0.1, I0.0 dan I0.5 berlogika 1. Apabila M0.0 aktif (berlogika 1 secara otomatis M0.1 sampai dengan M0.5 akan berlogika 0 – reset).7.3.3 Bagian Keluaran

Bagian ini menghubungkan antara ”state” dengan keluaran. Setiap keluaran mencerminkan kondisi logika dari keluaran PLC. Pengubahan diagram state ke diagram tangga untuk keluaran hanya memperhatikan sisi kanan dari diagram state kasus. Kalau diperhatikan

I0.0

SM0.1I0.5

Step 0M0.0

Hapus semua isi memori M0.0 s/d M0.5

Gambar 7.13 Diagram State nomor 0 dari contoh ”bor otomatis”

S

RM0.1

Network 9SM0.1

1

M0.0

5

I0.0 I0.5

Gambar 7.14 Diagram tangga untuk state nomor 0


bahwa pada diagram state kasus bor otomatis, terdapat 5 buah keluaran, yaitu Q0.0; Q0.1; Q0.2; T37 danh T38. Komponen timer merupakan keluaran. Gambar 7.15 menunjukkan cuplikan diagram state untuk keluaran Q0.0. Berdasarkan gambar 7.15, terlihat bahwa logika 1 pada keluaran Q0.0 terjadi ketika state nomor 1 sampai dngan state nomor 4.

Pada diagram state kasus bor otomatis (lihat gambar 7.15), keluaran Q0.0 terlihat akan aktif apabila state nomor 1 atau nomor 2 atau nomor 3 atau nomor 4 sedang aktif. Ini artinya bahwa hubungan logika antara keempat state itu dengan keluaran Q0.0 adalah OR. Diagram tangga yang mencerminkan hubungan itu adalah paralel. Gambar 7.16 menunjukkan diagram tangga bagian keluaran Q0.0. Simbol masukan kesemuanya merupakan memori marker (M0.1 sampai dengan M0.4).

Step 1

Step 2

Step 4

Step 3

M0.1

M0.2

M0.3

M0.4

Motor bor berputar searah jarum jam Q0.0=1T37 mulai menghitung untuk selang 3s

Start PB1=1

Motor penggerak kebawah On Q0.2=1Motor bor tetap berputar Q0.0=1

Motor bor berputar kebalikan Q0.0=1,Q0.1=1Gerak kebawah berhenti Q0.2=0

Motor bor berputar terus Q0.0=1, Q0.1=1

Timer T38 mulai untuk selang waktu 1s

T37

I0.3 logika 1

I0.4 logika 1

Gambar 7.15 cuplikan diagram state untuk keluaran Q0.0 kasus Bor otomatis

Network 10

M0.1 Q0.0

M0.2

M0.3

M0.4

Gambar 7.16 Diagram tangga keluaran Q0.0 untuk kasus bor otomatis


Gambar 7.17 (a) menunjukkan diagram state keluaran Q0.1 untuk kasus bor otomatis. Terlihat dari gambar state ini, bahwa logika Q0.1 akan 1 apabila state nomor 3 atau state nomor 4 sedang aktif. Hubungan antara kedua state adalah OR atau paralel. Gambar 7.17 (b) menunjukkan hubungan OR antara masukan dari memori marker M0.3 dan M0.4 ke keluaran Q0.1.

Bagian keluaran Q0.2 dari kasus bor otomatis hanya tergantung dari sebuah state. State nomor 2 aktif, maka keluaran Q0.2 akan berlogika 1. Gambar 7.18 (a) merupakan cuplikan dari diagram state kasus bor otomatis untuk keluaran Q0.2. Jadi diagram tangga yang mencerminkan hubungan ini hanyalah terdiri dari dua komponen, komponen masukan dengan alamat memori marker M0.2 dengan keluaran Q0.2. Gambar 7.18 (b) merupakan diagram tangga keluaran Q0.2.

Gambar 7.17 (a) Diagram state kasus bor otomatis untuk keluaran Q0.1 (b) Diagram tangga untuk keluaran Q0.1 untuk kasus bor

Gambar 7.18 (a) diagram state keluaran Q0.2 untuk kasus bor otomatis (b) diagram tangga keluaran Q0.2 untuk kasus bor otomatis


Keluaran timer pada kasus bor otomatis adalah dua buah, T37 dan T38. Kedua timer diaktifkan oleh dua state berlainan. Timer nomor 37 (T37) memulai menghitung waktunya ketika state nomor 1 aktif. Ini artinya bahwa kaki IN pada komponen timer dihubungkan langsung dengan memori Marker M0.1. Sedangkan kaki PT diberi nilai 30 yang berarti bahwa timer 37 ini disetel untuk pewaktu selama 30 x 100 ms (basis waktu 100 ms) yaitu 3 detik. Gambar 7.19 merupakan diagram tangga untuk komponen timer T37 pada kasus bor otomatis. Komponen timer menggunakan jenis TON (Timer On-delay).

Komponen timer kedua yaitu T38 terhubung dengan state nomor 4. Sebab di kasus bor otomatis, timer T38 akan aktif mulai menghitung pewaktunya jika state nomor 4 sedang aktif. Kaki PT diberikan nilai 10 yang berarti bahwa T38 disetel untuk pewaktu selama 1 detik (basis waktu T38 adalah 100 ms). Komponen timer menggunakan jenis TON (Timer On delay). Gambar 7.20 menunjukkan diagram tangga keluaran timer T38 untuk kasus bor otomatis.

7.4 Contoh kasus konveyor Bagian ini menerangkan aplikasi diagram state pada kasus

konveyor. Konveyor dilengkapi 4 buah pemberhentian. Setiap pemberhentian dilengkapi oleh tangki. Keempat tangki akan membuka secara berurutan, begitu kotak yang akan diisi berada tepat dibawahnya. Setiap tangki dilengkapi dengan sensor limit switch yang berfungsi

Network 7

M0.1

+30

IN

PT

TON

T37

Gambar 7.19 Diagram tangga Timeer T37 untuk kasus bor otomatis

Network 8

M0.4

+10

IN

PT

TON

T38

Gambar 7.20 Diagram Tangga keluaran Timer T38 untuk kasus bor otomatis


untuk mengamati keberadaan kotak tepat dibawah tangki atau tidak. Sedangkan katub pada setiap tangki berfungsi untuk membuka dan benda berjatuhan secara satu persatu dari tangki ke kotak di bawahnya.

Apabila sejumlah tertentu benda terisi ke kotak terpenuhi, maka segera katub tertutup dan konveyor akan berjalan lagi. Pendeteksi jumlah pengisian benda ke kotak merupakan sensor cahaya. Sensor ini akan mendeteksi terhalang atau tidak terhalangnya sensor oleh benda yang jatuh dari atas. Gambar rincinya ditunjukkan oleh gambar 7.21.

7.4.1. Tabel Masukan dan KeluaranPenelitian dimulai dengan menyusun variabel masukan dan

keluaran. Jumlah variabel masukan adalah 10 buah sedangkan varaibel keluaran adalah 9 buah. Hubungan dengan PLC akan dinyatakan secara eksplisit pada tabel 7.1. Kondisi logika masing-masing varaibel juga ditunjukkan oleh tabel 7.1.Tabel 7.1 Variabel masukan dan keluaranNo. Masukan Alamat Kondisi Logika

1 2 3 41 Tombol off push button (S1) NC I0.0 Tertekan I0.0=12 Tombol on push Button (S2) NO I0.1 Tertekan I0.1=03 Sensor cahaya pada tangki A I0.2 Terkena cahaya I0.2=14 Sensor cahaya pada tangki B I0.3 Terkena cahaya I0.3=15 Sensor cahaya pada tangki A I0.4 Terkena cahaya I0.4=16 Sensor cahaya pada tangki A I0.5 Terkena cahaya I0.5=1

Gambar 7.21. Konveyor dengan pengisian barang ke kotak.


7 Limit Switch yangki A (NO) I0.6 Tertekan I0.6=18 Limit Switch yangki B(NO) I0.7 Tertekan I0.7=19 Limit Switch yangki C(NO) I1.0 Tertekan I1.0=110 Limit Switch yangki D(NO) I1.1 Tertekan I1.1=1No. Keluaran Alamat Kondisi Logika1 2 3 41 Motor Contactor, Conveyor Belt Q0.0 Berputar Q0.0=12 Katub magnet pada tangki A Q0.1 Terbuka Q0.1=13 Katub magnet pada tangki B Q0.2 Terbuka Q0.2=14 Katub magnet pada tangki C Q0.3 Terbuka Q0.3=15 Katub magnet pada tangki D Q0.4 Terbuka Q0.4=16 Display pulsa pada tangki A Q0.6 Pulsa Q0.6=17 Display pulsa pada tangki B Q0.7 Pulsa Q0.7=18 Proses berhenti motor Q1.0 Stop Q1.0=19 Proses pengereman (Brake) Q1.1 Brake Q1.1=1

7.4.2. Perancangan diagram state prosesGerakan awal konveyor akan ditunda selama 5s untuk memastikan

bahwa di atas konveyer tidak terdapat benda atau kotak tertentu. Setelah selang waktu 5s, konveyor akan tetap berjalan untuk menunggu proses pengisian berikutnya. Diagram state perancangan gerak sekuensial ini ditunjukkan oleh gambar 7.22.

0

M0

1

M1

S2S4S6S8

Q0.0=1T1=5s

2

M2

T1

1

Gambar 7.22 Diagram state pergerak awal konveyor


Proses ini memiliki tiga keadaan, yang ditandai oleh marke 0,1 dan 2 (M0,M1 dan M2). Marke pada PLC SIEMEN merupakan memori sementara yang berfungsi semacam output. Marke 0 menandakan bahwa PLC berada pada kondisi ‘stand by’. Keadaan ini disimpan pada memori marke nomor 0. Perpindahan keadaan dari ‘stand by’ ke pergerakan konveyor ditandai dengan persyaratan yang ditandai oleh logika AND (persyaratan). Sedangkan perpindahan dari kondisi marke 1 ke 2 ditandai oleh berakhirnya waktu tunda T1=5s.7.4.3. PERANCANGAN STATE PENGISIAN

Pengisian kotak oleh benda yang berasal dari tangki, dilakukan dengan memasang Limit switch di bawah konveyor. Sensor ini bertugas mendetekdi keberadaan kotak yang akan diisi. Jumlah benda akan dihitung oleh PLC dengan menggunakan konsep counter. Selengkapnya hasil perancangan dinyatakan ke gambar 7.23.

State nomor 1 yang digambar terletak di atas pada gambar 7.23. menunjukkan bahwa state ini merupakan sambungan dari state sebelumnya. Setiap tangki state akan diaktifasi oleh sensor S4,S6, S8 dan S10. Diagram state ini mengasumsikan bahwa kotak akan diisi sekaligus secara berurutan dari tangki sampai ke tangki 4, yang kemudian disusul oleh kotak berikutnya. Jadi setiap kotak akan diisi penuh oleh keempat tangki. State 0 merupakan keadaan ‘stand by’. Pada setiap state disini akan disisipkan state ‘stand by’. Hal ini bertujuan untuk senantiasa mendeteksi tombol stop S1.7.4.4. Konsep Algoritma “Braking by Reversal”

Pada proses “braking by Reversal” menganut pengertian bahwa, apabila hubungan tiga phasa ke motor dibalik urutannya akan terjadi perubahan arah medan magnet. Perubahan arah magnet ini akan sesaat motor berubah menjadi generator. Dengan cara semacam ini akan mengakibatkan pengereman yang sangat mendadak.

Dari jala-jala ke motor induksi terdapat dua pengaman, pengaman arus lebih dan pengaman temperatur. Pengaman ini berfungsi akan

4

M4

S4

Y1C1

C1S1

0 2

0

S1

5

M5

S6

02

C2

Y2C2

S8

6

M6

Y3

Y3C3

0 2

S1

S10

Y4C3

7

M7

0 2

S1Y4

S1

S1

1

call Braking by Reversal call Braking

by Reversal

call Braking by Reversalcall Braking by

Reversal

Gambar 7.23 Diagarm State pengisian oleh 4 buah tangki


memutus hubungan antara jala-jala listrik ke motor induksi. Simbol K merupakan kepanjangan dari koil dari sebuah relay. Rangkaian ini terdiri dari tiga relay, namaun relay K2 untuk Braking by reversal tidak digunakan, karena koil K2 berfungsi untuk membalik putaran poros motor. Selain itu, penelitian ini hanya membatasi gerak motor yang searah jarum jam (clockwise). Rangkain power utama motor induksi tiga phasa ditunjukkan oleh gambar 7.24.

Pengontrolan dilakukan dengan menyusun program PLC yang berfungsi untuk pengereman. Proses pengereman dimulai dengan sinyal nol pada input I0.0. Apabila input I0.0 menjadi berubah nol,

K1

M

K2 K3

31 R....R

RBYN

Fuses

Gambar 7.24. Rangkaian utama “braking by Reversal”

( )

( )

( )T33

IN

PV+50

M0.4 M0.1 M2.0 Q1.0

Q1.0

M0.4 M2.0 Q1.0M2.0

M2.0

Q1.0

M2.0M2.0T33

Gambar 7.25. Diagram tangga algoritma “Brake by Reversal”


maka motor akan dibalik kutub ke jala-jala dengan melewati rangkaian resistor yang disusun secara fisik paralel. Karena motor masih disuplai oleh sumber tegangan dengan kutub yang terbalik, maka motor akan melakukan berbalikan arah, yang tentunya akan mempercepat pengereman. Diagram tangga/ konsep ini diwujudkan ke gambar 7.25 7.4.5. Foto-foto perangkat eksperimen

7.4.6. Program Konveyor dengan “braking by Reversal”Program PLC dimulai dengan menuliskan urutan sebagaimana

yang ditunjukkan oleh diagaram state. Diagram state 0 menyatakan PLC berada dalam kondisi “siap’, yakni dengan memanggil memori spesial 0.1 (SM0.1). Dalam memori spesial ini akan bertanda logic 1 apabila PLC berada dalam keadaan siap. Setelah itu, program mengeksekusi state (keadaan) urutan proses 1 dan 2 yang ditandai dengan proses set-reset marke M0.1 dan marke M0.2. Urutan ini akan memberikan perintah ke motor untuk bergerak selama 5 second, sehingga tidak terdapat benda

Gambar 7.26 Susunan motor AC dan Gearbox

Gambar 7.27 Perangkat eskperimen terlihat dari atas

Gambar 7.28 Perangkat eksperimen terlihat dari samping


yang berada di atas konveyor. State ke 2 adalah sebagai titik masuk proses pada state 4 sampai dengan state 7. Program selengkapnya untuk state 0,1 dan 2 adalah sebagai berikut:NETWORK //Program marke 0.0, start program, untuk keondisi SET

LD SM0.1 // untuk memulai program special memory SM0.1

LD M0.2 // konveyor berjalan selama sekitar 5s

O M0.4 // memberitahukan bahwa konveyor berhenti

O M0.5 // Konveyor berhenti

O M0.6

O M0.7

A I0.0

OLD

S M0.0, 1

R M0.1, 1

NETWORK

LD M0.1

A I0.1

AN I0.6

AN I0.7

AN I1.0

AN I1.1

R M0.0, 1

NETWORK

LD M0.0

A I0.1

AN I0.6

AN I0.7

AN I1.0

AN I1.1

S M0.1, 1

R M0.2, 1

NETWORK

LD M0.1

A T37

LPS

S M0.2, 1


A I0.0

R M0.0, 1

LRD

A I0.6

R M0.4, 1

LRD

A I0.7

R M0.5, 1

LRD

A I1.0

R M0.6, 1

LPP

A I1.1

R M0.7, 1

NETWORK

LD M0.1

O M0.2

CALL 0

Program untuk state ke 4 dan 7 merupakan urutan proses yang sama semua. Begitu benda mengenai limit switch yang diletakkan di bawah konveyor, akan menghentikan motor bergerak. Motor berhenti, maka katub tangki A akan segera membuka, sehingga benda-benda dari tangki itu jatuh ke kotak yang telah disediakan di bawah perangkat ini.

Sensor cahaya yang terkenai benda, berarti cahaya terhalang, keluaran sensor akan berada pada kondisi logika 0. Apabila jumlah benda yang jatuh ke kotak sama dengan nilai tertentu, maka konveyor akan berjalan kembali, yaitu state nomor 2. Demikian proses ini untuk state nomor 5 sampai dengan state nomor 7. Program selengkapnya dituliskan di bawah ini.NETWORK

LD M0.2

A I0.6

LPS

S M0.4, 1

A I0.0

R M0.0, 1

LPP

A C1

R M0.2, 1


NETWORK

LD M0.4

CALL 1

NETWORK

LD M0.2

A I0.7

LPS

S M0.5, 1

A I0.0

R M0.0, 1

LPP

A C2

R M0.2, 1

NETWORK

LD M0.5

CALL 1

NETWORK

LD M0.2

A I1.0

LPS

S M0.6, 1

A I0.0

R M0.0, 1

LPP

A C3

R M0.2, 1

NETWORK

LD M0.6

CALL 1

NETWORK

LD M0.2

A I1.1

LPS

S M0.7, 1

A I0.0


R M0.0, 1

LPP

A C4

R M0.2, 1

NETWORK

LD M0.7

CALL 1

NETWORK

LD M0.4

LD M0.2

CTU C1, +3

NETWORK

LD M0.5

LD M0.2

CTU C2, +3

NETWORK

LD M0.6

LD M0.2

CTU C3, +3

NETWORK

LD M0.7

LD M0.2

CTU C4, +3

NETWORK

LD M0.1

= Q0.0

TON T37, +50

NETWORK

LD M0.2

= Q0.0

NETWORK

LD M0.4


= Q0.1

NETWORK

LD M0.5

= Q0.2

NETWORK

LD M0.6

= Q0.3

NETWORK

LD M0.7

= Q0.4

NETWORK

MEND

NETWORK

SBR 0

NETWORK

LD M0.1

O M0.2

S Q0.0, 1

LD M0.4

O M0.5

O M0.6

O M0.7

ALD

R Q0.0, 1

NETWORK

RET

NETWORK

SBR 1

NETWORK

LD M0.4

O M0.5


O M0.6

O M0.7

S Q1.0, 1

A M2.0

R Q1.0, 1

NETWORK

LD M0.4

O M0.5

O M0.6

O M0.7

S M2.0, 1

A Q2.1

AN Q0.0

R M2.0, 1

NETWORK

LD Q1.0

S Q1.1, 1

AN T33

R Q1.1, 1

NETWORK

LD M2.0

TON T33, +30

NETWORK

RET

7.5. ”Looping” tanpa henti di diagram statePenyusunan diagram tangga dari diagram state akan mengalami

kesulitan, jika terdapat ”looping” tak henti. Lingkaran program PLC semacam ini umumnya terjadi pada dua buah state. Perhatikan gambar 7.25. Kasus looping tanpa henti tidak terlihat pada diagram tangga. Namun pada ”looping’ ini program hanya berjalan di state nomor 3 dan state nomor 4.


2

M0.2

E2

3

M0.3

E3

E4

4

5

M0.5

E5E13

Gambar 7.29 Contoh diagram state dengan loncat ke state

[ 115 ]

BAB VIII Desain Pogram PLC dengan Grafcet

Grafcet merupakan grafik yang terdiri dari dua simbol, yaitu simbol langkah (step) dan simbol transisi (transition). Suatu grafik Grafcet minimal memiliki sebuah langkah dan sebuah transisi. Panah lurus terhubung satu sama lain dari sebuah langkah ke sebuah transisi atau sebuah transisi ke sebuah langkah. Bentuk grafik yang sebenarnya mirip dengan bentuk jala-jala Petri: sebuah langkah diwujudkan oleh sebuah lingkaran yang diletakkan dalam sebuah jala Petri, dan sebuah transisi diwujudkan oleh sebuah batang seperti dalam sebuah jala Petri. Kemudian sebuah bentuk Grafcet yang baku telah diperkenalkan. Kita harus menggunakan grafcet hanya dengan bentuk yang telah dibakukan.8.1 Langkah dan Transisi

Suatu langkah disimbolkan bujur sangkar seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 8.1. Bagian langkah dimungkinkan memiliki dua keadaan: aktif (ini diwujudkan dengan sebuah tanda di dalam langkah) seperti bentuk langkah 2 pada Gambar 8.1, atau tidak aktif seperti bentuk langkah 1 dalam Gambar 8.1. Langkah-langkah yang harus aktif saat sistem dijalankan dan disimbolkan dengan bujur sangkar ganda. Ini disebut sebagai langkah inisial (langkah 3 dalam Gambar 8.1).

Sebuah transisi disimbolkan seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 8.2. Garis vertikal tanpa tanda panah urutan berasal dari puncak menuju ke bagian dasar. Simbol transisi adalah sebuah batang,

1

2

3

Tidak aktif

Aktif

Awal (inisial)

Gambar 8.1 Bentuk-bentuk Langkah [ René David, 1995; 253]

116 – BAB VIII Desain Pogram PLC dengan Grafcet

tapi pada beberapa keadaan bagian akhirnya harus beralih dan atau diikuti oleh batang ganda.

Perubahan menjadi batang ganda ketika dua buah busur atau lebih bergabung beserta transisi ini (transisi 2 dan 4). Hal ini menyatakan bahwa diperlukan proses tunggu untuk keadaan masukan diaktifkan dulu sebelum transisi diaktifkan. Sebuah transisi diikuti oleh batang ganda ketika kedua busur atau lebih meninggalkan transisi ini (trasnisi 3 dan 4). Diperlukan proses tunggu pengaktifan keluaran langkah ketika transisi diaktifkan.

Penerimaan (receptivity) Ri berhubungan dengan setiap transisi (i). Penerimaan adalah sebuah fungsi variabel masukan Grafcet, merupakan keadaan internalnya. Bentuk hubungan diwujudkan dalam Gambar 8.3. Sebuah hubungan harus mengalir dari langkah ke transisi atau dari transisi ke langkah.

Saat dua hubungan atau lebih bergabung dengan langkah yang sama, mereka dikumpulkan seperti dalam Gambar 8.3 untuk busur (3) ® 2 dan (4) ® 8.

Saat dua hubungan atau lebih meninggalkan langkah yang sama, mereka mempunyai ujung keberangkatan yang sama seperti ditunjukkan dalam Gambar 8.3 untuk busur 3® (5) dan 3 ® (6). Busur tegak mengalir dari dasar ke puncak harus ditandai dengan tanda panah.

R1

R2

R3

R4

Tunggal

Persimpangan AND

Distribusi AND

Distribusi danPersimpangan AND

Gambar 8.2 Bentuk-bentuk Transisi [René David, 1995; 258]


8.2 Pengaktifan TransisiLangkah aktif mengandung satu dan hanya satu tanda. Langkah

yang tidak aktif tidak memiliki tanda apapun. Semua langkah-langkah aktif yang diberi tanda pada saat tertentu merupakan penjelasan situasi keadaan pada saat itu. Situasi dapat disamakan dengan keadaan suatu sistem. Perubahan situasi dicapai dengan mengaktifkan transisi. Masukan pengendali logika terhubung dengan transisi-transisi yang membangkitkan pengaktifan dan keluarannya terhubung dengan langkah yang dihasilkan oleh tempat yang aktif. Transisi dapat diaktifkan jika kedua syarat berikut dipenuhi:1. Semua langkah yang mendahului transisi telah aktif. 2. Penerimaan transisi benar (true).8.3 Aksi dan Keluaran

Ada dua kategori aksi, yaitu aksi impuls dan level. Sebuah aksi level dimodelkan oleh variabel Boolean. Hal ini bisa bersyarat atau tidak bersyarat. Aksi A dalam Gambar 8.4(a) adalah yang tidak bersyarat. Hal ini berarti bahwa A dianggap bernilai 1 saat langkah 7 aktif pada saat langkah ini aktif tanpa kondisi yang lain. Hal ini digambarkan dengan tabel keadaan dalam Gambar 8.4(b) dan sebuah contoh tingkah laku diberikan dalam Gambar 8.4(c).

Aksi A dalam Gambar 8.5(a) adalah aksi bersyarat. Aksi A dianggap bernilai 1 pada saat langkah 7 aktif jika b = 1.

Tunggal

Persimpangan OR

Distribusi OR

Busur denganarah dari dasar

ke puncak

1

(1)

(2)

(3) (4)

2

3

(5) (6)

Gambar 8.3 Bentuk-bentuk Hubungan [René David, 1995; 258]


Hal ini diilustrasikan dengan tabel keadaan tak singkron dalam Gambar 8.5(b) dan sebuah contoh tingkah laku diwujudkan dalam Gambar 8.5(c).

Aksi impuls dapat dipertanggungjawabkan untuk mengubah nilai sebuah variabel diskrit. Pada akhirnya dapat berupa variabel Boolean atau variabel diskrit yang lain (contohnya nilai sebuah penghitung/counter). Sebuah aksi impuls yang berhubungan dengan sebuah langkah kemudian diteruskan dengan segera oleh langkah tersebut, dapat mengubah keadaan dari aktif menjadi tidak aktif, tanpa menghiraukan waktu selama langkah ini tetap aktif.

Dalam Gambar 8.6(a), aksi B* adalah sebuah aksi impuls. Tanda bintang menandakan sifat impuls sebuah aksi. Sebagai contoh, penambahan sebuah penghitung (counter) C dapat dituliskan sebagai (C ¬ C + 1)* atau secara sederhana (C ¬ C + 1) selama tidak ada arti ganda pada sifat impuls pada aksi tersebut. Sebuah contoh tentang tingkah laku tersebut diberikan dalam Gambar 8.6(c): jika situasinya {6}, segera dianggap bernilai 1, situasi {7} muncul dan aksi B* dieksekusi.

7

6

8

A

(3)

(4) a’.b’

a

(a)

00 01 11 10 A

6

8

8

8 8 88

7 7 0

1

0

6

7

8

a

b

A

(6)ab (7) (8)

(b) (c)Gambar 8.4 Ilustrasi Aksi Level Tak Bersyarat. [ René David, 1995;

260]

7

6

8

A jika b

(3)

(4) a’.b’

a

(a)

,0

01 11 10

A

6

8

6

7 7 78

7 76

7

8

a

b

A

(6)ab (7) (8)

(b) (c)

,0

,1 ,1 ,0

00

Gambar 8.5 Ilustrasi Aksi Level Bersyarat. [René David, 1995; 260]


Ilustrasi contoh ini ditunjukkan oleh tabel keadaan yang ditunjukkan oleh Gambar 8.6(b). Gambaran suatu keluaran impuls biasanya tidak digunakan pada sistem tak bersyarat.

Sebuah aksi level mempunyai durasi yang lamanya tak terbatas. Dengan kata lain, sebuah aksi level dengan dengan sebuah durasi kecil yang tak terbatas tidak bisa terwujud. Aksi level hanya terdefinisi untuk situasi stabil. Sebuah aksi impuls bisa saja terlalu singkat. Aksi yang demikian dieksekusi segera saat langkah yang sesuai aktif, walaupun sistem tidak stabil.

Gambar 8.7(c) menunjukkan penerimaan R3 = a yang siap aktif saat penerimaan R2 = b aktif. Transisi (2) dan (3) diaktifkan secara berurutan. Langkah 6 aktif sementara (yaitu untuk waktu yang sangat pendek). Demikian juga aksi level C tetap 0 pada saat aksi D* dieksekusi. Perlu dicatat bahwa jika transisi antara keadaan 5, 6, dan 7 diwujudkan dengan diagram keadaan, salah satunya diberikan dalam Gambar 8.7(d). Hal ini sangat jelas, bahwa dari keadaan 5, jika a =1 saat b berubah dari 0 menjadi 1, keadaan 7 langsung muncul dan aksi level C yang terhubung dengan keadaan 6 tetap pada nilai 0.

7

6

8

B*

(3)

(4) a’.b’

a

(a)

00 01 11 10

6

8

6

7 7 78

7,B*6

7

8

ab

(b)

7,B*

(c)

a

b

B*

(6) (7) (8)

Gambar 8.6 Ilustrasi Aksi Impuls.[ René David, 1995; 261]

6

5

7

C

(2)

(3) a

b

(a)

00 01 11 10

5

6 7 7

6,D*5

6

7

ab

(b) (c)

a

b

B*

(5)(6)

(8)

D* 6,D* 5

6

7 7

0

1

0

C

C

5

6

7

a.b

a'.b

a

C

(d)

Gambar 8.7 Aksi yang Terhubung Dengan Sistem Tak Stabil. [ René David, 1995; 261]


Bagian keluaran identik dengan sebuah sinyal yang beraksi pada lingkungan suatu sistem. Hal ini di tunjukkan oleh Gambar 8.8. Aksi impuls C* bukanlah sebuah keluaran tapi mengontrol sebuah operasi bagian pemroses pada bagian kendali yang kendali logikanya: penambahan hitungan, perhitungan, dll. Variabel E adalah keluaran pengendali logika tapi bukan merupakan aksi dalam pengertian Grafcet (ini merupakan nilai penghitung atau perubahan jumlah numerik maupun Boolean yang dikendalikan oleh aksi impuls seperti C*).

8.4 Keadaan Internal dan WaktuVariabel Xi adalah variabel Boolean yang sama dengan 1 saat

langkah ke-1 aktif. Dalam Gambar 8.9(a) kita mempunyai X5 =1 dan X6 = 0.

Variabel t/i/D adalah variabel Boolean yang sama dengan 1 jika waktu akhirnya (sama dengan D) telah terlewati sejak langkah i berubah dari tidak aktif menjadi aktif.

Hal ini diilustrasikan dalam Gambar 8.9. Langkah 5 aktif, yaitu X5 =1. Saat variabel a dianggap bernilai 1. Variabel Boolean t/6/10 sec berarti bernilai 1 saat sepuluh detik kemudian. Ini dipertahankan sampai variabel X6 = 0 berikutnya berubah dari 0 ke 1. Perlu dicatat bahwa saat langkah 6 tidak aktif, tidak berpengaruh.

Variabel Xi atau t/i/D dapat digunakan dalam sebuah penerimaan atau sebagai kondisi untuk aksi level. Sebuah peristiwa (t/i/D) dapat digunakan untuk sebuah penerimaan.

Bagian Pemroses(penghitung,pewaktu…)

Bagian pengontrol(Pengendali Logika/PLC)

Bagian Pemroses(Ditetapkan

dengan Grafcet)

Bagian Pemroses(proses yang dikontrol)

E

D

m

a A B*

Masukan: a,b,mAksi: A,B*,D,C*Keluaran: A,B*,D,E

B* dan C* merupakanaksi impuls

Seorang operatordan/atau pengamat

sistem

b C*

Gambar 8.8 Pengendali Logika, Masukan, Aksi, dan Keluaran. [René David, 1995; 261]


8.5.5 Makrostep Makrostep digunakan untuk perpendekan sebuah Grafcet,

seperti yang diilustrasikan oleh Gambar 8.10. Tujuan konsep makrostep

a

b

(5) (6)

(c)

X5

X6

t/6/10 sec10 sec

(a)

6

5

(8)

(9) b

a

Gambar 8.9 Waktu dan Keadaan Internal [René David, 1995; 262]

1 A

M 402

3

4

a’.d

b

b'

b

41 43

42 44

c

c'

B

C*

a

a

I40

O40

1 A

3

4

a’.d

b

b'

b

41 43

42 44

c

c'

B

C*

a

a

40

40'

(a) (b) (c)

Gambar 8.10 Makrostep (a) Grafcet Dengan Makrostep. (b) Ekspansi Makrostep, (c) Padanan Grafcet Tanpa Makrostep [René David, 1995;

264]


adalah untuk memudahkan deskripsi sistem yang kompleks. Makrostep memberikan kemudahan pengertian tentang bentuk grafik sebuah Grafcet dengan detail bagian tertentu secara terpisah.

Sebuah ekspansi makrostep harus memenuhi syarat sebagai berikut:1. Sebuah makrostep hanya mempunyai sebuah masukan (dituliskan

sebagai I) dan sebuah keluaran (dituliskan sebagai O).2. Semua pengaktifan sebuah transisi ke hulu makrostep mengaktifkan

langkah masukan ekspansinya.3. Keluaran langkah sebuah ekspansi makrostep berperan

mengaktifkan transisi ke hilir.4. Tak ada arah hubungan yang menuju atau meninggalkan ekspansi

makrostep.8.6 Langkah-Langkah Dalam Metode Grafcet

Untuk sebuah proyek atau aplikasi sistem kontrol langkah-langkah untuk membuat penyelesaian dengan metode Grafcet adalah: 1. Deskripsi operasi sistem kontrol yang diinginkan (umumnya

berupa narasi).2. Mendata steps (langkah-langkah) dan transisi, memberi nama dan

nomor masing-masing, serta memberinya alamat. Menentukan juga masukan, keluaran, maupun alamat internal yang diperlukan.

3. Deskripsi ini kemudian ditransformasikan ke dalam bentuk grafcet berdasarkan kombinasi data-data dan alamat yang telah ditentukan.

4. Setelah grafcet yang menggambarkan operasi kontrol didapat maka dengan menggunakan pendekatan-pendekatan terstruktur, ia dapat secara langsung ditransformasikan ke dalam bentuk diagram tangga.

Sedangkan urutan penterjemahan Grafcet ke dalam bentuk diagram tangga:1. Menentukan keadaan awal (inisial)2. Menentukan transisi-transisi.3. Menentukan langkah-langkah.4. Menentukan keluaran dari keadaan pada langkah-langkah yang

terhubung dengan keluaran.8.7 Kasus sederhana prototipe Konveyor - Ban Berjalan

Konveyor atau ban berjalan bertujuan untuk memindahkan barang dari satu tempat ke tempat lain dengan menggunakan motor elektrik. Poros motor elektrik dihubungkan dengan Gearbox sebagai pengurang kecepatan sudut motor. Gearbox ini kemudian terhubung dengan sabuk roda gigi dengan konveyor. Kasus pengaturan gerak


konveyor menekankan pada desain algortima PLC (diagram tangga) pada gerak konveyor yang dilengkapi dengan 4 buah pemberhentian. Penyusunan algoritma mengacu ke metode Grafcet. Setiap pemberhentian, kotak akan diisi oleh barang dengan sejumlah tertentu. Gambar 8.11 menunjukkan sketsa konveyor dengan 4 buah pemberhentian. Algoritma PLC dengan metode ini diambil dari tugas akhir saudara Dwirindra, seorang mahasiswa Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.

Otomatisasi konveyor akan mulai bekerja sesaat setelah saklar tombol start S1 ditekan. Selama obyek belum terdeteksi pada posisi 1 oleh saklar limit S6 yang berada di bawah konveyor, maka motor penggerak konveyor akan terus bergerak.

Konveyor akan berhenti setelah terdeteksi sebuah obyek berada pada posisi 1 di atas saklar limit S6. Dengan tersentuhnya saklar limit S6, maka pembangkit pulsa CP1 akan membangkitkan pulsa sebanyak 5 kali, tiap pulsa yang diberikan akan menghidupkan LED LD yaitu LED pada posisi 1 dan dihitung oleh counter C4. Setelah counter C4 On, timer T5 akan menghitung selama 3 detik kemudian timer T5 akan On, pada saat timer T5 On maka relay penggerak motor akan On, sehingga motor akan bergerak kembali.

Kemudian konveyor akan berhenti setelah obyek terdeteksi berada pada posisi 2 di atas saklar limit S5. Dengan tersentuhnya saklar

Gambar 8.11 Sketsa Ban berjalan dilengkapi dengan 4 pemberhentian


limit S5, maka pembangkit pulsa CP2 akan membangkitkan pulsa sebanyak 5 kali, tiap pulsa yang diberikan akan menghidupkan LED LC yaitu LED pada posisi 2 dan dihitung oleh counter C7. Setelah counter C7 On, timer T8 akan menghitung selama 3 detik kemudian timer T8 akan On, motor pada saat timer T8 On maka relay penggerak motor akan On, sehingga motor akan bergerak kembali.

Kemudian konveyor akan berhenti setelah terdeteksi sebuah obyek berada pada posisi 3 di atas saklar limit S4. Dengan tersentuhnya saklar limit S4, maka pembangkit pulsa CP3 akan membangkitkan pulsa sebanyak 5 kali, tiap pulsa yang diberikan akan menghidupkan LED LB yaitu LED pada posisi 3 dan dihitung oleh counter C10 dalam PLC. Setelah counter C10 On, timer T11 akan menghitung mundur selama 3 detik kemudian timer T11 akan On, pada saat timer T11 On maka relay penggerak motor akan On, sehingga motor akan bergerak kembali.

Kemudian konveyor akan berhenti setelah terdeteksi sebuah obyek berada pada posisi 4 di atas saklar limit S3. Dengan tersentuhnya saklar limit S3, maka pembangkit pulsa CP4 akan membangkitkan pulsa sebanyak 5 kali, tiap pulsa yang diberikan akan menghidupkan LED LA yaitu LED pada posisi 4 dan dihitung oleh counter C1. Setelah counter C13 On, timer T14 akan menghitung selama 3 detik kemudian timer T14 akan On, pada saat timer T14 On maka relay penggerak motor akan On, sehingga motor akan bergerak kembali. Motor akan berhenti bergerak jika tombol stop ditekan, sehingga proses akan kembali pada kondisi awal.A. Perangkat keras prototype konveyor

Sistem kendali sekuensial berbasis PLC yang dikembangkan berikut ini meliputi dua perangkat: perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras itu sendiri terbagi menjadi tiga: perangkat keras masukan, perangkat keras keluaran dan perangkat pengendali utama (PLC). Perangkat keras masukan hanya tiga buah, yakni tombol push-button, limit switch dan rangkaian pembangkit pulsa. Sedangkan perangkat keras keluaran terdiri dari LED dan kontaktor magnet Susunan blok diagram perangkat keras sistem kendali sekuensial prototype konveyor ditunjukkan oleh gambar 8.12.

Sedangkan perangkat lunak merupakan diagram tangga yang mencerminkan urutan proses kerja mesin. Perancangan perangkat lunak yang berupa diagram tangga pada kasus ini didekati dengan menggunakan metode Grafcet. Penjelasan selengkapnya diuraikan setelah pembahasan perangkat keras ini.


B. Perangkat keras masukan1. Saklar Tombol Tekan

Saklar tombol tekan berjumlah dua buah, masing-masing sebagai tombol start S1 dan tombol stop S2. Saklar tombol tekan start S1 terhubung dengan masukan 00001 pada PLC, berfungsi untuk mengawali proses. Saklar tombol tekan S2 terhubung dengan masukan 00002 pada PLC, berfungsi untuk mmengakhiri proses.2. Limit Switch

Limit Switch berjumlah empat buah masing-masing diberi nama S3, S4, S5, dan S6. Limit switch berfungsi untuk mendeteksi keberadaan obyek pada posisi tertentu, saklar limit ditempatkan di empat tempat di bawah sabuk konveyor, jika sebuah obyek berada di atas saklar limit maka akan menggerakkan kontak-kontak di dalamnya, saklar akan mengaktifkan pembangkit pulsa dan juga terhubung dengan sebuah relay, salah satu kontak relay tersebut terhubung dengan masukan 00003, 00004, 00005, dan 00006 pada PLC.3. Rangkaian Pembangkit Pulsa

Apabila saklar limit mendeteksi sebuah obyek yang berada pada posisi di atasnya, jika saklar On, maka kontaknya akan mengaktifkan rangkaian pembangkit pulsa ini. Rangkaian pembangkit pulsa ini terdiri dari empat buah, dengan masing-masing titik keluaran yang diberi nama CP1, CP2, CP3, dan CP4. Masing-masing titik keluaran menyediakan pulsa 24 V DC sebanyak 5 kali, pulsa ini merupakan masukan analog yang menuju PLC.

Motor Konveyor

Saklarlimit

GerakankonveyorPLC

PembangkitPulsa

Tombol tekanLED

Relai

Gambar 8.12 struktur diagram kotak perangkat keras prototype konveyor


C. Peralatan Keluaran1. LED

LED sebagai peralatan keluaran berjumlah empat buah, masing-masing diberi nama LD, LC, LB, dan LA. LED tersebut masing-masing terhubung dengan keluaran PLC 01004, 01003, 01002, dan 01001. LED yang menyala menandakan adanya pulsa yang diterima PLC dari rangkaian pembangkit pulsa.2. Kontaktor Magnetis

Sebuah kontaktor digunakan untuk menyambungkan arus ke motor penggerak konveyor. Ketika keluaran 01000 dari PLC tersambung (artinya memberikan sinyal “hidup”), maka medan magnetik solenoid bangkit dan menarik kontak-kontak yang ada di dalamnya. Kontak-kontak di dalam kontaktor menghantarkan arus ke motor sehingga menggerakkan motor penggerak konveyor.D. Diagram Tangga Menggunakan Pendekatan Grafcet

Perancangan diagram tangga dengan pendekatan Grafcet diawali dengan pemahaman proses kerja mesin otomatisasi. Cara kerja itu telah diuraikan pada alinea pertama kasus otomatisasi ini. Berdasarkan pemahaman proses otomatisasi itu, kemudian perancang menentukan atau memisahkan kasus itu ke dalam bagian langkah, transisi dan intruksi pendukung. Setiap perangkat masukan dan keluaran PLC sebaiknya diberikan nama dan nomor tersendiri. Tabel 8.1 berikut merupakan susunan nama perangkat keras keluaran, alamat dan nama serta simbolnya.

1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSizeB

Date: 24-Jul-2006 Sheet of File: F:\Sheet_21 GUNDUL.sch Drawn By:

Q0 12Q1 9Q2 8Q3 11

MS16MS27

MR12MR23

CLK014CLK11

7490

1

23

A

7408

1

23

A

7486

1

23

A

7486

0.01 uF

10 k Ohm

1

23

A

7486 2200 Ohm

100 uF

12 V DC

NC

NC

10 k Ohm

NONO

24 V DC

NO

5 V DC

24 V DC

220 Ohm

220 Ohm

220 Ohm

220 Ohm

Q0 12Q1 9Q2 8Q3 11

MS16MS27

MR12MR23

CLK014CLK11

7490

1

23

A

7408

1

23

A

7486

1

23

A

7486

0.01 uF

10 k Ohm

1

23

A

7486 2200 Ohm

100 uF

12 V DC

NC

NC

10 k Ohm

NONO

24 V DC

NO

5 V DC

24 V DC

220 Ohm

220 Ohm

220 Ohm

220 Ohm

Q0 12Q1 9Q2 8Q3 11

MS16MS27

MR12MR23

CLK014CLK11

7490

1

23

A

7408

1

23

A

7486

1

23

A

7486

0.01 uF

10 k Ohm

1

23

A

7486 2200 Ohm

100 uF

12 V DC

NC

NC

10 k Ohm

NONO

24 V DC

NO

5 V DC

24 V DC

220 Ohm

220 Ohm

220 Ohm

220 Ohm

Q0 12Q1 9Q2 8Q3 11

MS16MS27

MR12MR23

CLK014CLK11

7490

1

23

A

7408

1

23

A

7486

1

23

A

7486

0.01 uF

10 k Ohm

1

23

A

7486 2200 Ohm

100 uF

12 V DC

NC

NC

10 k Ohm

NONO

24 V DC

NO

5 V DC

24 V DC

220 Ohm

220 Ohm

220 Ohm

220 Ohm

TRIG2

Q 3R4

CVolt5 THR 6

DIS 7

VC

C8

GN

D1

U?

555

TRIG2

Q 3R4

CVolt5 THR 6

DIS 7

VC

C8

GN

D1

U?

555

TRIG2

Q 3R4

CVolt5 THR 6

DIS 7

VC

C8

GN

D1

U?

555

TRIG2

Q 3R4

CVolt5 THR 6

DIS 7

VC

C8

GN

D1

U?

555

CP4 (ke PL

C)

CP3 (ke PL

C)

CP2 (ke PL

C)

CP1 (ke PL

C)

dari S4 dari S3

dari S6dari S5

ke PLC

ke PLC

ke PLC

ke PLC

Gambar 8.13 Salah Satu Rangkaian Pembangkit Pulsa


Tabel 8.1 Tabel Alamat Keluaran Perangkat Lunak GrafcetAlamat Keterangan Simbol01000 Relai penggerak motor konveyor M01004 LED posisi 1 LD01003 LED posisi 2 LC01002 LED posisi 3 LB01001 LED posisi 4 LA

Tabel 8.2 Tabel Alamat Masukan Perangkat Lunak GrafcetAlamat Keterangan Simbol00001 Saklar tombol tekan start S100002 Saklar tombol tekan stop S200003 Saklar limit posisi 4 S300004 Saklar limit posisi 3 S400005 Saklar limit posisi 2 S500006 Saklar limit posisi 1 S600007 Keluaran 1 pembangkit pulsa CP_100008 Keluaran 2 pembangkit pulsa CP_200009 Keluaran 3 pembangkit pulsa CP_300010 Keluaran 4 pembangkit pulsa CP_4

Tabel 8.3 Alokasi Alamat Internal Perangkat Lunak GrafcetAlamat Simbol Keterangan253 15 First_Scane System First Scan Flag01100 - Keadaan awalHR00.01 1 Langkah 1HR00.02 2 Langkah 2HR00.03 3 Langkah 3HR00.04 4 Langkah 4HR00.05 5 Langkah 5HR00.06 6 Langkah 6HR00.07 7 Langkah 7HR00.08 8 Langkah 8HR00.09 9 Langkah 9HR00.10 10 Langkah 10


HR00.11 11 Langkah 11HR00.12 12 Langkah 12HR00.13 13 Langkah 13HR00.14 14 Langkah 14200.01 (1) Transisi 1200.02 (2) Transisi 2200.03 (3) Transisi 3200.04 (4) Transisi 4200.05 (5) Transisi 5200.06 (6) Transisi 6200.07 (7) Transisi 7200.08 (8) Transisi 8200.09 (9) Transisi 9200.10 (10) Transisi 10200.11 (11) Transisi 11200.12 (12) Transisi 12200.13 (13) Transisi 13200.14 (14) Transisi 14TIM005 T_5 Timer pada langkah 5TIM008 T_8 Timer pada langkah 8TIM011 T_11 Timer pada langkah 11TIM014 T_14 Timer pada langkah 14CNT004 C_4 Hitung CP_1CNT007 C_7 Hitung CP_2CNT010 C_10 Hitung CP_3CNT013 C_13 Hitung CP_4

Ketiga tabel di atas memperjelas nama dan simbol yang akan digunakan pada grafik Grafcet. Langkah-langkah proses mesin yang dijelaskan pada alinea pertama dengan mendasarkan keempat tabel di atas dapat disusun gambar grafik sebagai penyelesaian kasus konveyor. Gambar 8.14 menunjukkan aliran proses mesin otomatisasi prototipe konveyor dengan menggunakan standarisasi simbol grafik pendekatan Grafcet.


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

S6

CP1

C4 = 0

S5

CP2

C7 = 0

S4

CP3

C10 = 0

C4 C4-1 LD*

M

T5 = 3 detik; M jika t/5/3 detik



S3

CP4

C13 = 0

T14 = 3 detik; Mjika t/14/3 detik

S1

S2

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

C13 5

C4 5

C7 5

C10 5

C7 C7-1 LC*

C10 C10-1 LB*

C13 C13-1 LA*

Gambar 8.14 struktur grafik Grafcet untuk kasus konveyor


E. Pengubahan grafik Grafcet ke Diagram TanggaLangkah terakhir pendekatan Grafcet adalah penysunan diagram

tangga dengan mengacu ke struktur grafik gambar 8.14. Struktur gambar grafik otomisasi mempunyai 14 buah transisi. Setiap transisi memiliki syarat dan aksi. Pengubahan grafik itu ke dalam diagram tangga dikelompokkan menjadi beberapa bagian diagram tangga: bagian inisialisasi, bagian transisi, bagian langkah, bagian aksi dan bagian akhir. Lebih lengkapnya setelah ini dijelaskan diagram tangga untuk per bagian.E.1 Bagian Inisialisasi

Bagian ini berfungsi untuk mengubah kondisi dari keadaan OFF ke keadaan ON dari mesin. Hal itu diartikan bahwa bagian ini mengunci langkah nomor 1 dan mengaktifkan langkah berikutnya. Ketika program ini terbaca pertama kali, bit FS berkondisi true dan mengunci langkah nomor ke 1 (satu). Langkah berikutnya akan aktif dan membuat lengkah atau proses berikutnya berlangsung. Diagram tangga bagian inisialisasi ditunjukkan oleh gambar 8.15.

E.2. Bagian TransisiTransisi merupakan urutan bit-bit transisi yang ditunjukkan

oleh Tabel 8.3 dan Tabel 8.4. Setiap transisi diawali dengan penomoran langkah. Diagram tangga per transisi diawali dengan intruksi yang sebelumnya dan kemudian syarat (pemicu) terjadinya transisi. Misalnya pada transisi nomor 2 ditentukan hasil transisi sebelumnya yakni alamat 222.01 dan diseri dengan syarat terjadinya transisi di nomor 2, yakni aktifnya masukan S6. Untuk diagram lainnya selalu mengandung logika semacam itu. Gambar 8.16 menunjukkan diagram tangga transisi sebanyak 14 buah.

Gambar 8.15 Diagram Tangga Inisialisasi


E.3. Bagian LangkahBagian ini meliputi proses penguncian. Apabila suatu langkah

berlangsung jika transisi nomor yang mengacu langkah itu sedang aktif, dan langkah ini akan mengunci langkah berikutnya. Penguncian sebuah langkah dihentikan apabila persyaratan untuk langkah selanjutnya terpenuhi.

Sebagai contohnya perhatikan langkah 1 dengan mengacu ke gambar struktur grafcet gambar 8.14. Langkah pertama ini terhubung dari langkah nomor 14 dan nomor 0. Oleh karena itu langkah ini akan ”set” – aktif, apabila transisi nomor 14 berlangsung OR transisi nomor 00 sedang aktif. Hubungan OR ini ditandai dengan susunan paralel pada diagram tangga langkah 1 pada kotak SET. Jika langkah ini ”reset” yang berarti tidak aktif, apabila langkah nomor 2 aktif yang dalam hal ini ditandai oleh alamat 222.01. Susunan kotak SET-RESET ini berlaku sama untuk kesemua langkah yang mendasarkan pada struktur Grafcet gambar 8.14. Gambar 8.17 menunjukkan diagram tangga untuk langkah 1 sampai dengan langkah 14.

Gambar 8.16 Diagram tangga bagian transisi


Gambar 8.17: Diagram Tanga bagian LangkahE.4. Bagian Aksi

Bagian ini mengubah diagram Grafcet gambar 8.14 di sebelah kanan gambar pada setiap kotak transisi. Bagian kanan transisi ini merupakan keluaran. Perangkat keluaran pada bagian ini mengacu


ke Tabel 8.1. Sedangkan keluaran pada diagram tangga atau aksi ini meliputi Counter, Timer atau perangkat keluaran.

Sebagai contohnya perhatikan di langkah nomor 5. Langkah ini mempunyai keluaran berupa Timer. Oleh karena itu diagram tangga pada bagian keluaran dari Timer no. 5 ini akan aktif ketika langkah nomor 5 sedang aktif. Sedangkan keluaran counter ditentukan oleh langkah nomor 7 dan yang dihitung dari masukan alamat 222.09. Demikian bagian ini seterusnya yang menandakan diagram tangga untuk eksekusi bagian keluaran. Gambar 8.18 menunjukkan selengkapnya diagram tangga bagian aksi untuk kasus konveyor.


Gambar 8.18 Diagram tangga bagian aksi kasus konveyorE.5 Bagian Akhir

Bagian ini merupakan akhir dari diagram tangga. Setiap algoritma di PLC harus menyisipkan intruksi END yang berartyi akhir dari program utama. Bagian ini hanyalah terdiri dari satu intruksi END. Gambar 8.19 menunjukkan diagram tangga bagian akhir untuk kasus konveyor.


Gambar 8.19 Bagian akhir kasus konveyor

[ 139 ]

DAFTAR PUSTAKA

David, Rene, Grafcet: A Powerful Tool for Specification of Logic Con-trollers, IEEE Transaction On Control Systems Technology, Vol. 3 No. 3, 1995, New York, USA

Falcione, Albert and Krogh, Bruce H., Design Recovery for Relay Ladder Logic, IEEE Control System Magazine Vol. 13 Number 2, 1993, New York, USA

Omron, 1993, CQM1 Programmable Controllers, Programming Manual, Omron Corporation, Japan

Omron, 1999, A Beginner’s Guide to PLC, Omron Asia Pacific PTE.LTD., Singapore.

Omron, 1999, CQM1 Programmable Controllers, Operation Manual, Omron Corporation, Japan

Putra, Eko Agfianto. 2004. PLC Konsep, Pemrograman dan Aplikasi. Jog-jakarta : Penerbit Gava Media.

Woollard, Barry. 1988. Elektronika Praktis, Terjemahan: PT Pradnya Paramita, Penerbit Pradnya Paramita, Jakarta.

Wellenreuther, Gueter and Zastrow Dieter: Steuerungstechnik mit SPS, Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft, 1995, Braunschweig/Wiesbaden, Germany

Anonim, 2004, About SMS PDU Mode, http://www.activexperts.com/activsms/sms/pdu.

Bolton, W. 2004. Programmable Logic Controller (PLC) Sebuah Pengan-tar Edisi Ketiga.Jakarta: Erlangga.

Wasito, S. 2004. Kamus Elektronika. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

[ 141 ]

INDEKS

AAddress 54, 55, 56aksi 117, 118, 119, 120, 130, 135, 136aksi aktuator 87, 89alamat 17, 18, 20, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28aljabar Boolean 59, 62Aljabar Boolean 31, 59Aljabar Boolean. 59alur logika 16, 32, 38, 41ambivalensi , 72AND 22, 23, 31, 32, 36, 37, 38, 39, 44, 45, 46, 47, 48, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56,

60, 61, 62, 63, 65, 66, 67, 74, 76, 79, 88, 89, 90, 93, 95, 96, 99, 105

Bbasis 81, 82, 84, 86batang ganda 116bilangan desimal 60, 61biner 2, 3, 31, 32, 33, 38, 41, 59, 73, 75Bus bar 16, 24

Ccontact relai 83Contoh kasus 35, 65, 68, 86counter 118, 123, 124, 135Counter 81

Ddesain 59, 71, 94diagram state 87, 89, 90, 93, 94, 95, 97, 99, 101diagram tangga 87, 90, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 113DIN 40719 87, 89

142 – Indeks

Eevent 2, 71, 81Event 81Event Dynamic System 2

Ffungsi Boolean 73, 75

GGrafcet 115, 116, 120, 121, 122, 123, 124, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 134Ground 38, 41

HHardwired Logic 17, 20

Iimpuls 117, 118, 119, 120informasi 4, 6, 71input 1, 3, 5, 13, 17, 20, 24, 25, 26, 27, 28, 50, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 86, 106intruksi 81, 82

Jjala Petri 115

KKasus 33, 36, 39, 42, 113, 122Kendali 2kombinasi 39, 44, 45, 46, 47, 48, 61, 62, 72, 73, 75, 94, 122kombinasional 45, 59, 60, 61, 62, 71, 94komponen 1, 3, 4, 5, 12, 13, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 27, 32, 34, 35, 36, 38,

41, 61, 63, 65, 78, 79, 82, 83, 90, 92, 97, 101, 102komputer 2, 59Konsistensi , 66kontrol relai 22kontrol relay 15, 22, 51, 82kotak persegi panjang 88, 89

LLadder 57, 74, 77lampu 13, 15, 17, 21, 22, 23, 31, 32, 42, 65, 68, 71, 72, 73, 75, 83, 85lampu garasi , 65


Langkah aktif 117latch 71, 74, 76, 78, 79limit switch 6, 7, 15, 21, 22, 39, 91, 92, 94, 102, 109lingkaran kecil 90, 94, 97Logic controller 2

MMakrostep 121memori 1, 3, 5, 6, 7, 17, 24, 25, 26, 47, 71, 85, 88, 90, 95, 96, 97, 98, 99, 100,

101, 102, 105, 107mesin industri 71, 87metode 59modifikasi 72, 75motor 60, 61, 62, 63, 64Motor elektrik 87

Nnormally open 19, 26, 27, 28, 51, 82NOT 31, 32, 33, 44, 51, 52, 53, 54, 55

Ooff-delayed 82on-delay 82OR 22, 23, 31, 32, 40, 41, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 60, 61,

62, 63, 65, 74, 76, 100, 101, 131otomatis 83, 84output 1, 3, 4, 20, 24, 26, 50, 52, 86, 105

Pparalel 18, 20, 21, 22, 40, 52, 53, 54, 55, 65, 78, 79, 100, 101, 107, 131pengendali 1, 5, 117, 120, 124pengisian tangki 50penguncian 78, 79, 131penyisipan 81perangkat lunak 2, 16, 17, 18, 19, 20, 31, 62, 71, 74, 77, 82, 124Perangkat PLC 1, 3, 12, 74, 76perkalian 81, 86Persamaan Boolean 60, 62, 63persmaan 60Pewaktu 81Pilot Light 83pompa 68, 69produksi 1, 2, 4, 9, 10

144 – Indeks

programmable logic controller 71proses logika 32, 33, 44, 47proyek 122push button 6, 7, 71, 92, 99, 103

Rrelai Off 83relay 1, 4, 12, 15, 16, 17, 20, 21, 22, 24, 26, 27, 28, 33, 36, 37, 38, 39, 41, 42, 43,

44, 47, 51, 60, 64, 65, 82, 83, 85, 106, 123, 124, 125Reset 72, 74, 77, 78

Ssaklar ketinggian 50, 51satu kutub 60sekuensial 1, 2, 14, 69, 71, 94, 95, 104, 124Sensor cahaya 34, 35, 103sensor kapasitif 35, 36Set 75, 76, 77, 78, 79, 91SIEMENS 7, 9, 10, 47, 77, 78, 82, 88, 92, 95simbol langkah 115sistem kontrol 1, 122sketsa bor 34, 91state 2, 13, 71, 87, 88, 89, 90, 91, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 104,

105, 107, 108, 109, 113, 114

Ttabel kebenaran 60, 61, 62, 66, 67, 69tak singkron 118tangga 4, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 45, 46, 51, 63, 64, 66,

67, 68, 70, 74, 77, 79, 81, 84, 87, 88, 90, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 107, 113, 122, 123, 124, 126, 130, 131, 135, 136

tegangan 7, 17, 19, 31, 32, 34, 37, 38, 41, 60, 65teknikus 1, 15, 24teks tertentu 88Timer 81, 82, 83, 84, 85, 86toko pakaian anak 35, 36transisi 115, 116, 117, 119, 122, 126, 130, 131, 134turbin 42, 43

Vvarabel masukan 34variabel 2, 6, 11, 17, 23, 24, 25, 31, 33, 34, 35, 36, 38, 39, 42, 43, 45, 50, 60, 62,

65, 66, 85, 87, 91, 103, 116, 117, 118, 120


variabel Boolean 117, 118, 120Variabel Boolean 120variabel masukan 34, 35, 36, 38, 39, 42, 43, 60, 65, 66, 103, 116

WWaktu proses 59

[ 147 ]

TENTANG PENULIS

Mochammad Rusli lahir di Pasuruan tahun 1963. Dia menyelesaikan studi S1 di Jurusan Teknik Elektro ITS (Institut Teknologi Sepuluh Nopember) Surabaya pada tahun 1986. Sejak tahun 1988, aktif bekerja sebagai dosen di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universityas Brawijaya

Malang. Kemudian Dia menyelesaikan studi program magister di Technische Universitaet Braunscweig Germany di tahun 1996 di bidang teknik kendali.

Sejak tahun 1988 bekerja sebagai peneliti dan pengajar di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang. Mata kuliah yang dibina adalah kendali sequential (PLC), kendali analog dan kendali Digital. Pada rentang tahun 1997 sampai dengan 2008, dia aktif melakukan penelitian dengan bantuan dana dari kementrian riset dan Teknologi Indonesia (RUT) dengan tema kendali di motor induksi dan kendali kelembaban dan temperature secara terpadu di budidaya tanaman Krisan. Sejak tahun 2008 dia melakukan studi program PhD di School of Mechanical Material and mechatronic Engineering – Faculty of Engineering University of Wollongong, Australia. Riset yang ditekuni sekarang adalah pengurangan pengaruh cogging di linear induction motor (LIM) untuk manufaktur dan kendali posisi untuk peningkatan kepresisian mesin-mesin tool di industri. Alamat e-mail : [email protected].

PENGANTAR ANALISIS DAN DESAIN Programmable Logic …

Documents

Transcript of PENGANTAR ANALISIS DAN DESAIN Programmable Logic …