BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Teknologi komputer untuk saat ini mengalami perkembangan yang sangat pesat,
hal ini ditandai dengan banyak munculnya suatu peralatan elektronnik yang
menggunakan mikroprosesor sebagai pusat pengontrolan. Misalnya saja hanphone,
komputer dengan kecepatan yang sangat tinggi dalam ukuran Giga Hz, PLC
(Programmable Logic Control), mobil dengan menggunakan mikrokontroller, robot, dan
alat-alat elektronik lainnya.
Dengan munculnya perangkat elektronik yang menggunakan mikrokontroller,
dapat membuat suatu pekerjaan dapat menjadi lebih mudah dan efisien. Selain itu banyak
kelebihan yang dapat diambil dengan adanya mikrokontroller. Salah satu contohnya
adalah mesin-mesin yang terdapat pada pabrik. Apabila mesin-mesin tersebut digerakkan
secara manual, banyak kesulitan yang akan timbul, hasil yang didapat tidak sesuai dengan
yang diinginkan, dibutuhkan sumber daya manusia yang cukup besar untuk setiap
mesinnya, dan kesulitan-kesulitan lainnya. Tetapi dengan menggunakan mikrokontroller
sebagai pusat pengontrolan, kesulitan-kesulitan tersebut dapat dikurangi. Dengan
menggunakan mikrokontroller, suatu sistem yang bekerja tidak akan melakukan
pekerjaan lain yang tidak sesuai dengan yang diperintahkan oleh mikrokontroller
tersebut. Dengan kata lain, suatu mikrokontroller yang telah diprogram akan
menginstruksikan perangkat lain yang terhubung dengannya sesuai dengan isi dari
program yang telah diberikan padanya.
1
Pada umumnya proses pengontrolan suatu sistem dibangun oleh sekelompok alat
elektronik, yang dimaksudkan untuk meningkatkan stabilitas, akurasi, dan mencegah
terjadinya transisi pada proses, dan proses pengontrolan pada mesin-mesin tersebut masih
banyak yang menggunakan papan elektronik sebagai sistem kontrol. Penggunaan papan
elektronik ini membutuhkan banyak sekali interkoneksi di antara relai untuk membuat
agar sistem dapat bekerja. Dengan kata lain, untuk menghubungkan relai-relai tersebut
dibutuhkan sistem pengkabelan yang sangat banyak dan rumit. Dengan adanya PLC
kekurangan dari sistem pengontrolan tersebut dapat diatasi, karena PLC dapat
mengeksekusi program yang tersimpan didalam memori. PLC dapat memonitor status
dari suatu sistem berdasarkan sinyal input yang masuk pada PLC dan untuk sistem
pengkabelannya tidak terlalu rumit.
Melihat beberapa kelebihan yang terdapat pada PLC, alat ini dapat dimanfaatkan
baik dalam industri besar maupun industri kecil. Tetapi PLC sering digunakan pada
industri besar, karena biaya yang dikeluarkan untuk perancangan sistem dengan
menggunakan PLC sangatlah mahal. Dalam tulisan ini akan dibahas suatu sistem
sederhana mengenai pengendalian sistem pintu otomatis dengan menggunakan PLC
sebagai pengontrolnya. Apabila ada benda yang terdeteksi di depan pintu tersebut, maka
secara otomatis pintu tersebut dapat terbuka dengan sendirinya. Dan apabila benda
tersebut telah melewati jarak yang diinginkan, maka pintu tersebut akan menutup secara
otomatis. Sehingga tidak diperlukan tenaga manusia untuk membuka maupun menutup
pintu tersebut.
2
1.2 Ruang Lingkup
Pada pembahasan ini hanya meliputi perangkat elektronik yang dikendalikan oleh
PLC, perangkat keras yang digunakan PLC dan bahasa pemrograman yang dapat
digunakan oleh PLC.
1.3 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dan manfaat tugas akhir ini adalah menganalisa sistem kerja PLC dan
memanfaatkan alat ini sebagai suatu sistem pengontrolan tanpa harus memonitor apabila
salah satu rangkaian elektronik yang terhubung dengan PLC tersebut mengalami
kerusakan. Dengan kata lain, bila sistem tersebut tidak bekerja maka PLC dapat
memonitor rangkaian elektronik yang tidak berfungsi.
1.4 Kegunaan Penelitian
Kegunaan penelitian ini bagi penulis adalah penerapan teori yang telah didapat
selama kuliah, terhadap suatu perangkat elektronik yang menggunakan mikrokontroller
sebagai pengendali dari suatu sistem yang digunakan untuk mengendalikan pusat
pengontrolan dari sistem yang akan dikerjakan.
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk lebih memudahkan dalam melakukan penulisan ini, penyajian penulisan
dilakukan melalui uarian bab dan sub bab sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang sistem, ruang lingkup, tujuan dan manfaat, kegunaan
penelitian dan metode dari penulisan.
3
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi teori-teori penunjang yang berkaitan dalam pembuatan penulisan
tugas akhir ini.
BAB III SISTEM PENGATURAN PINTU OTOMATIS
Bab ini berisikan penjelasan sistem yang dijalankan tanpa menggunakan PLC
sebagai pengontrolnya. Dengan kata lain, sistem yang dijalankan secara manual.
Dan berisikan penjelasan sistem bila menggunakan PLC, serta bahasa
pemrograman yang dikenali oleh PLC FP Sigma.
BAB IV ANALISA SISTEM
Bab ini berisikan pembahasan tentang cara kerja sistem baik secara otomatis
maupun manual, kelemahan dan kekurangan sistem, seta langkah-langkah
pembuatan program PLC untuk sistem secara otomatis.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini menjelaskan kesimpulan dari hasil yang telah dicapai pada bab atau
subbab sebelumnya serta saran-saran yang bermanfaat agar sistem yang telah
dicapai dapat menjadi lebih baik lagi kesempurnaannya.
4
BAB II
LANDASAN TEORI
Pada Bab II ini akan dibahas mengenai teori teori dan hal hal yang menunjang
berfungsinya sistem pengendalian pintu ptomatis dengan menggunakan PLC FP
2.1 Sejarah PLC
PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an. PLC dibuat untuk
mengurangi beban ongkos perawatan dan penggantian sistem kontrol mesin yang
menggunakan relai. Bedford Association mengusulkan MODICON (Modular Digital
Controller) untuk perusahaan yang ada di Amerika. MODICON 084 merupakan PLC
pertama yang digunakan pada produk yang bersifat komersil. Semakin meningkatnya
kebutuhan dalam proses produksi menyebabkan sistem harus sering diubah-ubah.
Apabila sistem yang digunakan merupakan relai mekanik, tentu saja hal itu akan menjadi
masalah besar. Selain masa penggunaannya terbatas, sistem juga membutuhkan
perawatan yang cermat. Jika terjadi kerusakan maka akan sangat sulit untuk
menemukannya. Oleh sebab itulah dibutuhkan pengontrol yang memudahkan baik dalam
perawatan maupun penggunaannya.
Pada tahun 70-an, teknologi PLC yang dominan adalah mesin sequencer dan CPU
yang berbasis bit-slice. Processor AMD 2901 dan 2903 cukup populer digunakan dalam
MODICON dan PLC A-B. Kemampuan komunikasi pada PLC muncul pada awal tahun
1973. Sistem yang pertama adalah Modbus dari MODICON. Pada tahun 1980-an
dilakukan usaha untuk menyetandarisasi komunikasi dengan protokol milik General
Motor (MAP). Pada tahun 1990-an dilakukan reduksi protokol baru dan modernisasi
lapisan fisik dari protokol-protokol yang populer. Standar terakhir, yaitu IEC 1131-3,
5
berusaha menggabungkan bahasa pemrograman PLC dibawah satu standar internasional.
Selanjutnya akan dibahas mengenai PLC FP.
2.2 PLC FP
Secara umum PLC memiliki bagian-bagian yang sama dengan komputer,
diantaranya; CPU, MEMORY, I/O, catu daya, jalur komunikasi, dan jalur tambahan.
PLC FP dikendalikan menggunakan perangkat lunak yang biasa disebut Ladder
Schematic (diagram tangga). Program ladder untuk PLC FP, menggunakan FP WIN GR
V 2.00 Diagram blok perangkat keras PLC FP dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Bagian-Bagian PLC FP
2.2.1 CPU
CPU (Central Processing Unit) merupakan pengatur utama, merupakan otak dari
PLC. Mikrokontroller ATMEL merupakan mikrokontroller 8 bit, tidak jauh berbeda
dengan PLC yang dapat dikatakan sebagai mikrokontroller 16 atau 32 Bit. CPU ini
berfungsi untuk melakukan komunikasi dengan PLC, interkoneksi pada setiap bagian
PLC, mengeksekusi program, serta mengatur input dan output sistem.
6
2.2.2 Memory Internal
Memory merupakan tempat menyimpan data sementara dan menyimpan program
yang harus dijalankan, dimana program tersebut merupakan hasil terjemahan dari ladder
diagram yang dibuat oleh user. Sistem memory pada PLC FP juga mengarah pada
teknologi flash memory. Dengan menggunakan flash memory maka akan sangat mudah
bagi pengguna untuk melakukan programming maupun reprogramming secara berulang-
ulang. Selain itu pada flash memory juga terdapat EEPROM yang dapat dihapus
berulang-ulang.
Sistem memory dibagi dalam blok-blok, dimana masing-masing blok memiliki
fungsi sendiri. Beberapa bagian dari memory digunakan untuk menyimpan status dari
input dan output, sementara bagian memory yang lain digunakan untuk menyimpan
variabel yang digunakan pada program seperti nilai timer dan counter. PLC memiliki
suatu rutin kompleks yang digunakan untuk memastikan memori PLC tidak rusak. Hal ini
dapat dilihat lewat lampu indikator pada PLC tersebut. PLC FP memiliki memory
internal sebanyak 1200 step ladder.
2.2.3 Catu Daya PLC
Catu daya (power supply) di gunakan untuk memberikan tegangan pada PLC.
Tegangan masukan pada PLC biasanya sekitar 24 VDC atau 220 VAC. Pada PLC yang
besar, catu daya biasanya diletakkan terpisah. Catu daya tidak digunakan untuk
memberikan daya secara langsung ke input maupun output, yang berarti input maupun
output murni berfungsi sebagai saklar. Jadi pengguna harus menyediakan sendiri catu
daya untuk input dan output PLC. Dengan cara demikian PLC tidak akan rusak.
7
2.2.4 Input PLC
Kemampuan suatu sistem otomatis bergantung pada kemampuan PLC dalam
membaca sinyal dari berbagai peranti input. Untuk mendeteksi suatu proses atau kejadian
dibutuhkan sensor yang tepat untuk masing-masing kondisi. Dengan kata lain, sinyal
input dapat berupa logika 0 atau 1 (On/Off). PLC yang berukuran kecil biasanya hanya
mempunyai jalur input digital sedangkan yang berukuran agak besar mampu menerima
input analog. Sinyal analog yang sering dijumpai adalah sinyal arus 4-20 mA. Selain itu,
peralatan lain yang dapat digunakan sebagai input, seperti robot atau video. Sebagai
contoh, robot dapat memberikan sinyal pada PLC jika robot telah selesai melaksanakan
tugasnya.
Pada jalur input PLC sebenarnya memiliki antarmuka yang berhubungan pada
CPU. Antarmuka ini digunakan untuk menjaga agar sinyal-sinyal yang tidak diinginkan
tidak masuk kedalam PLC. Selain itu antarmuka ini juga berfungsi untuk mengkonversi
sinyal-sinyal input yang mempunyai tegangan kerja yang tidak sama dengan CPU agar
menjadi sama dengan CPU. Rancangan antarmuka pada PLC dapat dilihat pada gambar
dibawah ini.
Gambar 2.2 Antarmuka Input PLC
Rangkaian pada gambar diatas dapat dinamakan dengan rangkaian opto-isolator yang
artinya tidak ada hubungan kabel dengan dunia luar. Cara kerja dari rangkaian ini dapat
dijelaskan sebagai berikut. Ketika bagian input menerima sinyal maka akan
8
mengakibatkan LED menjadi on sehingga Photo-transistor menerima cahaya dan akan
menghantarkan arus On sehingga tegangannya drop dibawah 1 volt. Hal ini akan
menyebabkan CPU membaca logika 0. begitu juga sebaliknya.
2.2.5 Output PLC
Suatu sistem otomatis tidak akan lengkap jika sistem tersebut tidak memiliki jalur
output. Output sistem ini dapat berupa analog atau digital. Output analog digunakan
untuk menghasilkan sinyal analog sedangkan output digital digunakan untuk
menghubungkan dan memutus jalur. Contoh peranti yang sering digunakan dalam PLC
adalah motor, relai, selenoid, lampu dan speaker. Seperti pada rangkaian input PLC, pada
output PLC juga dibutuhkan suatu antarmuka yang digunakan untuk melindungi CPU
dari peralatan eksternal. Antarmuka output PLC sama dengan antarmuka yang digunakan
pada input PLC begitu juga dengan cara kerja dari output PLC. Berikut diagram output
PLC.
Gambar 2.3 Antarmuka Output PLC
2.2.6 Jalur Tambahan
Setiap PLC pasti memiliki jumlah I/O dan memory internal yang terbatas, oleh
sebab itu jalur tambahan atau ekspansion unit dibutuhkan. Jalur ini digunakan untuk
penambahan I/O dan Memory eksternal pada PLC. Unit ekspansi I/O dan memory ini
ditentukan berdasarkan tipe PLC tersebut. Namun dalam pengaplikasiannya seringkali
9
I/O dan memory internal yang yang ada pada PLC, tidak mencukupi. Oleh sebab itu
jalutr tambahan atau ekpansion unit diperlukan. Ekspansion Unit terdiri dari dua jenis
yaitu, Unit I/O eksternal dan Memory eksternal.
1. Unit I/O eksternal FP yang digunakan adalah FPG-XY64D2T. Unit ekspansi ini
memiliki 32 input dan 32 output. Unit ini dibutuhkan apabila I/O pada FP
memerlukan penambahan. Apabila unit ekspansi ini digunakan pada unit kontrol FP,
maka jumlah penambahan I/O maksimum yang dimiliki PLC adalah 256.
2. Memory Eksternal : Dalam penggunaan PLC, terkadang bukan saja I/O yang tidak
mencukupi. Hal yang sama dapat terjadi pada memory. Untuk membuat program
yang memiliki kapasitas besar, memory yang ada pada unit kontrol seringkali tidak
mencukupi. Oleh sebab itu diperlukan penambahan memory. PLC FP juga memiliki
unit ekspansi khusus untuk penambahan memory. Unit memory yang digunakan
untuk menambah memory mempunyai tipe FPG EMI. Unit ini memilliki kapasitas
memory sebesar 256 k word. Jika dipasang pada unit kontrol FP, maka dapat
dipasang hingga 4 unit ekspansi memory. Sehingga jumlah penambahan memory
maksimum yang dapat dilakukan adalah 1024 k word.
2.2.7 Unit Komunikasi
Unit komunikasi digunakan untuk menghubungkan komputer dengan PLC, atau
jalur komunikasi antara komputer dengan PLC, melalui media kabel data. Dengan
adanya jaur ini user dapat dengan mudah merubah atau pun menghapus program yang
sedang digunakan. Jalur ini juga dapat dikatakan jalur untuk men-downloaad program
yang telah dibuat oleh user.
10
2.3 Operasi pada PLC
PLC bekerja dengan cara men-scan program. Dalam hal ini kita anggap bahwa
dalam satu scan dibutuhkan 3 langkah penting. Walau kenyataannya lebih, namun kita
hanya akan memperhatikan tahap-tahap yang penting saja seperti dapat dilihat pada
gambar dibawah ini.
Gambar 2.4 Tahap-tahap scanning
Tahap 1 : Periksa status masukan (Input)
Pertama, PLC akan melihat status input apakah sedang dalam kondisi On
atau Off. Hasilnya kemudian disimpan dalam memori.
Tahap 2 : Eksekusi Program
Setelah itu PLC akan mengeksekusi program yang dibuat per instruksi.
Misalnya program mengatakan bahwa jika input pertama On maka output
pertama akan di-On-kan. Pada keadaan ini PLC sudah mengetahui dan
akan menyimpan hasil eksekusi itu untuk digunakan pada tahap
berikutnya.
Tahap 3 : Update Status Keluaran (Output)
Update output ini tergantung input mana yang On selama tahap 1 dan hasil
eksekusi dari tahap 2. jika input pertama On maka tahap 2, yaitu eksekusi
11
program akan menghasilkan output pertama menjadi On sehingga pada
tahap ketiga akan meng-update menjadi On.
2.4 Instruksi Pemrograman PLC
Pemrograman pada PLC menggunakan diagram tangga atau dapat disebut dengan
ladder schematic language program. Penulisan program untuk program PLC berbeda
dengan penulisan program untuk mikrokontroller. Berikut ini beberapa instruksi yang
sering digunakan oleh PLC.
ST, ST/ : Digunakan untuk memulai suatu operasi logika.
OT : Output dari suatu operasi logika
AN : Menghubungkan suatu kontak NO secara seri
AN/ : Menghubungakn suatu kontak NC secara seri
OR : Menghubungkan satu kontak NO secara paralel
OR/ : Menghubungkan satu kontak NC secara paralel
ST↑, AN↑, OR↑ : Menghasilkan satu pulsa untuk setiap perubahan input dari
off ke on.
ST↓, AN↓, OR↓ : Menghasilkan satu pulsa untuk setiap perubahan input dari
on ke off.
OT↑ : Mengaktifkan output selama satu pulsa pada relay P untuk
perubahan input dari off ke on.
OT↓ : Mengaktifkan output selama satu pulsa pada relay P untuk
perubahan input dari on ke off.
ALT : Men-toggle setiap output apabila terjadi perubahan input
dari off menjadi on.
12
ANS : Melakukan operasi AND antara blok-blok rangkaian OR.
ORS : Melakukan operasi OR antara blok-blok rangkaian AND.
DF : Melewatkan satu pulsa input (off-on) pada output sehingga
output hanya akan on selama satu pulsa.
DF/ : Melewatkan satu pulsa input (on-off) pada output sehingga
hanya akan on selama satu pulsa.
SET Dan RST : Output Y30 akan selalu on jika input X0 dalam kondisi on
dan Y30 akan off jika X1 dalam kondisi on.
KP (KEEP) : Jika X0 on maka output R30 akan menjadi on dan tetap on
hingga X1 menjadi on, R30 menjadi off.
MC dan MCE : Sitem kerja dari instruksi ini adalah jika input pada MC
dalam kondisi on maka instruksi yang ada diantara MC dan
MCE akan dieksekusi.
JP dan LBL : JP (jump) akan melompat ke instruksi LBL yang memiliki
nomor yang sama, tanpa mengeksekusi instruksi yang
terdapat dibawahnya.
ED : Digunakan untuk mengakhiri suatu program, sehingga
program akan berhenti apabila instruksi selesai dieksekusi.
CNDE : CNDE (Conditional End) berfungsi untuk mengulang
eksekusi ke alamat awal jika kondisinya terpenuhi.
CALL : Digunakan untuk memanggil procedure.
SUB : Digunakan untuk mengawali pembuatan procedure.
RET : Digunakan untuk kembali kealamat setelah instruksi CALL
dieksekusi. RET dibuat pada akhir procedure.
13
INT : Mengindikasikan awal dari program interupsi.
IRET : Mengindikasikan akhir dari program interupsi.
ICTL : ICTL (Interupsi Control) berfungsi untuk mengaktifkan
dan menon-aktifkan suatu fungsi interupsi.
2.4.1 Penggunaan Instruksi Timer, Counter, dan SR (Shift Register)
Timer adalah suatu instruksi yang membuat suatu proses berhenti sesaat sebelum
kembali melanjutkan proses. Timer ini ada banyak jenis. Beberapa timer yang sering
dipakai adalah sebagai berikut :
On-Delay Timer
Off-Delay Timer
Accumulating Timer
Dalam pemrograman PLC terdapat 4 jenis timer yang berbeda dalam hal unit timernya.
Timer yang terdapat dalam pemrograman PLC ini merupakan On Delay Timer. Untuk
jenis timer ini adalah, TML yang mempunyai nilai unit time sebesar 0.001 s, TMR
mempunyai nilai unit time 0.01 s, TMX mempunyai unit time 0.1 s dan TMY yang
mempunyai unit time 1 s. Sedangkan untuk penggunaanya nilai timer dapat diberikan
dengan simbol konstanta (K). Misalkan nilai K diberikan nilai sebesar 300, jadi nilai
untuk TML adalah 0.001s x 300 = 0.3s.
Sedangkan Counter digunakan untuk menghitung setiap input yang masuk pada
instruksi ini. Sebagai contoh, kita ingin mengetahui jumlah pengunjung yang datang pada
suatu perpustakaan, rumah makan, dan lain-lain. Kondisi tersebut membutuhkan instruksi
counter untuk menghitung jumlah pengunjungnya, dan tentunya dengan input berupa
sensor.
14
Shift register pada PLC digunakan pada internal relay yang memiliki data 16 bit.
Shift register digunakan untuk menggeser nilai sebesar 1bit kekiri.
2.5 Perangkat Lunak PLC FP∑ NaiS
Penggunaan PLC (Programmable Logic Control) sebagai pusat pengontrolan,
sistem akan bekerja secara otomatis. Karena dengan menggunakan mikrokontroller jenis
ini, seluruh pusat pengendalian sudah diatur oleh PLC. Apabila terjadi kerusakan pada
salah satu komponennya hal tersebut tidak berpengaruh terhadap sistem. Karena sinyal
yang dikendalikan oleh PLC merupakan sinyal untuk pengontrol kerja komponen
elektriknya (jenis kontak NO dan kontak NC ). Sehingga arus listrik yang dikendalikan
PLC merupakan arus dibawah 24 volt (arus DC). Apabila terdapat kerusakan pada sistem,
PLC akan mengeluarkan sinyal, bahwa sistem dalam keadaan error.
PLC merupakan perangkat keras yang dapat diprogram oleh user. Jadi, setiap
PLC membutuhkan adanya perangkat lunak yang dapat memberikan instruksi-instruksi
kepada perangkat lain yang terhubung dengan PLC. pertangkat lunak yang digunakan
dalam pemrograman PLC, yaitu FPWIN GR V 2.00. FPWIN GR merupakan perangkat
lunak yang hanya dapat digunakan untuk pemrograman PLC NaiS. Dengan kata lain,
untuk pemrograman PLC nasional dengan PLC produk lain menggunakan perangkat
lunak yang berbeda.
2.5.1 Perangkat Lunak FPWIN GR V 2.00
Setiap perangkat lunak memiiki bagian-bagian dan operasi dasar. Pemrograman
ini juga dapat disebut juga dengan Ladder Schematic (diagram tangga). berikut ini
penjelasan bagian-bagian tersebut.
15
Menu Bar : Semua operasi dan fungsi FPWIN berada pada menu ini. Setiap menu
mempunyai fungsi tersendiri, diantaranya File, Edit, Search, Comment,
View, Online, Debug, Tool, Option,Window dan Help.
Tool Bar : Suatu menu yang dapat digunakan hanya dengan menekan tombol sesuai
dengan tool yang diinginkan. Misalnya Open document, New document,
Print, dan lain-lain.
Comment Display Bar : Menu ini digunakan untuk menampilkan komentar pada instruksi
yang digunakan dalam pemrograman PLC seperti keterangan I/O.
Program Status Bar : Menu ini menampilkan Tipe PLC yang digunakan, jumlah step
dalam program serta status komunikasi antara FPWIN dengan PLC.
Function Bar : Untuk memilih instruksi dan fungsi-fungsi dengan menggunakan mouse
atau tombol pada keyboard.
Entry Bar : Tombol Enter, Ins, Delete dan Escape dapat digunakan dengan mengklik
pada tanda ini.
Ten Key Bar : Merupakan nilai numerik yang dapat dipakai dengan menggunakan
mouse.
Input Field : Untuk menampilkan kontak yang digunakan beserta simbol-simbol dari
kontak-kontak teresebut.
Setiap fungsi yang terdapat pada perintah program FPWIN GR V 2.00
mempunyai instruksi yang berbeda. Bagian yang sering kali digunakan dalam pembuatan
diagram tangga adalah Function Bar, karena dalam bagian ini semua tanda input, output,
NOT/, DF/, dan tanda untuk pembuatan simbol diagram tangga terdapat pada bagian ini.
16
2.5.2 Membuat Komentar Pada Program
Membuat komentar pada program yang telah atau akan dibuat, merupakan bagian
yang terpenting. Sebab dengan pembuatan komentar pada program, fungsi-fungsi
diagram tangga pada program dapat diketahui, dan mempermudah dalam penggantian
atau perubahan program. Pembuatan komentar sangat berguna untuk program yang
terdiri dari banyak step ladder (langkah-langkah program).
Pembuatan komentar pada bagian ini terdiri dari Komentar I/O, Blok Komentar,
dan remark.
Komentar I/O : komentar ini digunakan untuk memberi nama simbol-simbol internal
relay dan data register yang kita pakai dalam pemrograman.
Blok Komentar : digunakan untuk menjelaskan program per-blok, misalkan dalam 3 step
terdapat satu blok kementar.
Remark : komentar ini dicantumkan pada output dan jika data di-print maka remark akan
berada pada sebelah kanan diagram tangga.
2.6 Relay
Relay merupakan suatu sistem yang terdiri dari bagian saklar dan penggerak
saklar. Jenis relay terbagi dalam berbagai macam, tergantung dari sumber energi yang
digunakannya. Jenis relay terdiri dari, relay elektromagnetik, relay magnet dan relay
panas (bimetal). Pada gambar 2.5 menjelaskan Sistem yang bekerja pada relay
elektromagnetik..
Gambar 2.5 Diagram Relay Elektromagnetik
17
Pada gambar 2.5, relay elektromagnetik dalam kondisi aktif, maka saklar menjadi jenis
NC (Normally Close). Sedangkan jika solenoid tidak aktif, maka saklar menjadi jenis NO
(Normally Open). Definisi NO adalah sebagai berikut:
1. Dalam keadaan normal atau tidak aktif, posisi saklar akan terbuka atau Off.
2. Dalam keadaan tidak normal atau aktif posisi saklar akan tertutup atau On.
Sedangkan definisi NC adalah sebagai berikut:
1. Dalam kondisi normal atau tidak aktif posisi saklar akan tertutup atau On.
2. Dalam kondisi tidak normal atau aktif posisi saklar akan terbuka atau Off.
Relay yang digunakan pada PLC prinsip kerjanya juga sama dengan relay yang terdapat
pada gambar 2.5. Pada gambar 2.6 adalah rangkaian internal relay pada PLC FP.
gambar 2.6 Rangkaian Relay PLC FP∑
Pada gambar 2.6 jika kita menginginkan agar dihasilkan suatu output On dengan
mengatur program pada diagram tangga, maka PLC akan memberikan tegangan pada
relay, tegangan ini akan membuat kontak menjadi tertutup. Jika kontak tertutup maka
arus akan mengalir ke rangkaian eksternal. Jika kita menginginkan agar output menjadi
off, PLC akan memutuskan tegangan yang masuk ke relay sehingga tidak ada arus yang
mengalir ke rangkaian internal.
18
2.7 Sensor
Sensor merupakan suatu piranti atau perangkat keras yang berfungsi mengubah
suatu nilai fisik ke nilai fisik lainnya, Atau dapat disebut juga dengan Transducer (piranti
yang memberikan output sebagai tanggapan terhadap measurand (kondisi) dan kuantitas
fisik masukan. Sensor mengkonversi dari suatu isyarat input ke suatu isyarat output.
sinyal yang dipakai untuk sensor ini didefinisikan sebagai besaran elektris yang
memberikan sinyal dalam tegangan listrik yang sangat kecil. Jenis sensor terdiri dari
berbagai macam, tergantung dari kondisi atau measurand. Dilihat dari kondisi tersebut
sensor terdiri dari 6 jenis kondisi, diantaranya.
1. Mechanical : panjang, luas, tekanan, kecepatan, gaya, dan lain-lain.
2. Thermal : temperature, panas dan heat flow.
3. Electrical : tegangan, arus, muatan, resistance, frekuensi, dan lain-lain.
4. Magnetic : intensitas medan, flux density, dan lain-lain
5. Radiant : panjang gelombang, polarisasi, dan lain-lain
6. Chemical : komposisi, konsentrasi, pH, kecepatan reaksi, dan lain-lain.
Selain dari jenis kondisinya, sensor juga terbagi dalam 2 jenis, yaitu.
1. Active Sensor : mengkonversi sifat-sifat atau isyarat fisik maupun kimia ke dalam
isyarat yang lain dengan bantuan sumber energi.
2. Passive Sensor : mengkonversi sifat-sifat atau isyarat fisik maupun kimia ke
dalam isyarat yang lain tanpa bantuan sumber energi. Misalnya : Termacouple.
Alat ini menghasilkan tegangan output sebanding dengan suhu pada
pengkoneksian termacouple tersebut.
19
2.8 Motor Elektrik dan Kontaktor
Pada prinsipnya atau sistem kerja motor AC maupun DC adalah sama, setiap
motor memiliki 2 bagian dasar :
1. Bagian yang tetap atau stasioner disebut dengan stator. Stator ini menghasilkan
medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah solenoid (elektromagnet)
ataupun magnet permanen.
2. Bagian yang berputar disebut rotor (armature). Rotor ini berupa sebuah solenoid,
dimana arus listrik mengalir.
Dalam hal kelistrikan, perbedaan pada motor DC adalah pada medan magnet yang
dihasilkan. Pada motor DC kecepatan putaran pada rotor lebih rendah dibandingkan
dengan motor AC. Hal ini dipengaruhi karena daya yang digunakan motor DC lebih
kecil.
Berdasarkan karakteristiknya motor dapat dibagi dalam 4 jenis, yang sebenarnya
juga dapat dilihat dari tampak luarnya.
1. Motor Magnet Permanen : medan magnet didalam stator dihasilkan oleh magnet
permanen. Dengan demikian kukuatan medan magnetnya terbatas.
2. Motor dengan lilitan seri : peranan motor dengan lilitan seri ini sangat menonjol,
karena mereka dapat bekerja baik dengan arus listrik AC ataupun DC. Karena
alasan inilah sering disebut juga dengan motor universal. Penggunaannya
terutama pada peralatan rumah tangga sperti kipas angin, bor listrik, vacum
cleaner dan lain-lain. Ciri dari motor dengan lilitan seri adalah ia berputar dengan
lambat pada saat dikenakan beban yang berat, begitu juga sebaliknya.
3. Motor dengan lilitan paralel : kecepatan pada motor lilitan paralel tidak terlalu
terpengaruh oleh perubahan torsi (beban) yang terjadi. Penambahan beban akan
20
menyebabkan motor menyerap daya yang lebih besar dari catu dayanya.
Kecepatannya akan dipengaruhi oleh perubahan tegangan yang dikenakan
terhadap motor.
4. Motor dengan lillitan gabungan : jenis motor ini merupakan gabungan dari lilitan
seri dan lilitan paralel. Medan magnet didalam stator dihasilkan melalui dua koil
yang terpisah. Motor dengan lilitan gabungan ini terdiri dari 2 jenis, yaitu.
Tergabung diferensial (differential compounded) dan tergabung komulatif
(cumulatively compounded)
Perangkat keras lain yang juga dibutuhkan untuk menghantarkan arus listrik ke
motor dinamakan juga dengan kontaktor. Selain untuk menghantarkan arus listrik,
perangkat ini juga mempunyai fungsi sebagai proteksi arus listrik yang berlebih.
Misalnya, daya yang dibutuhkan untuk mengerakkan suatu motor sebesar 5 ampere.
Sebelum arus listrik tersebut mengalir ke motor, terlebih dahulu arus listrik itu
dilewatkan kedalam kontaktor. Kontaktor ini yang mengatur arus yang dibutuhkan untuk
motor tersebut. Apabila beban yang diterima oleh motor tersebut lebih, kontaktor yang
akan memutuskan arus listruk tersebut.
Kontaktor mempunyai karakteristik yang sama dengan relay, komponen elektrik
ini memiliki kontak NO dan kontak NC. Selain itu, terdapat simbol L1, L2, dan L3.
Apabila kontaktor dalam keadaan aktif maka saklar menjadi terhubung, L1, L2, dan L3
input akan terhubung dengan L1, L2, dan L3 output. Jika kontaktor dalam keadaan tidak
aktif saklar tidak akan tehubung, sehingga L1, L2, dan L3 input tidak akan terhubung
dengan L1, L2, dan L3 output. Komponen elektronik ini juga memiliki solenoid, dan
simbol untuk mengaktifkan solenoid adalah A1 dan A2.
21
BAB III
SISTEM PENGATURAN PINTU OTOMATIS MENGGUNAKAN PLC FP
Pada Bab III akan dibahas mengenai Sistem Pengaturan Pintu Otomatis Menggunakan
PLC FP yang meliputi Diagram Blok Sistem, Rangkaian Elektronik dan Elektrik
Sistem, Cara kerja Sistem, Aliran Data atau Flow Chart sistem, dan Langkah
Pemrograman Perangkat Lunak Sistem.
3.1 Diagram Blok Sistem Pengendali Pintu Otomatis
Diagram blok sistem pintu otomatis menggunakan PLC FP seperti terlihat pada
gambar 3.1. Sistem terdiri dari 3 bagian utama yaitu Bagian , Bagian , dan Bagian .
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Pengaturan Pintu Otomatis menggunakan
PLC FP
Pada gambar 3.1, diagram blok hanya terdiri dari 3 jenis aliran diagram, yaitu ;
input, proses, dan output. Input yang diterima oleh PLC memiliki 2 jenis peng-inputan,
yang pertama adalah input yang dilakukan secara manual, dalam hal ini input tersebut
22
berupa tombol ON dan OFF (atau Emergency Stop). Sedangkan proses selanjutnya
penginputan secara otomatis, yaitu sensor dan limit switch. Sensor yang digunakan
merupakan sensor pendeteksi gerakan, dan jarak pendeteksian sensor tersebut dapat
disetting (atur) sesuai dengan kondisi yang dibutuhkan. Sedangkan limit switch yang
dipakai atau digunakan, dalam bentuk mekanik. Limit Switch tersebut berupa seperti
saklar On/Of, penginputan limit switch didapatkan dari pintu (pintu ”rolling Door” yang
menekan saklar On dan saklar Off).
Input tersebut lalu dproses oleh PLC FP, Proses yang dikeluarkan oleh PLC
sebelumnya sudah harus diprogram oleh user. Sehingga output yang dihasilkan sesuai
dengan apa yang diinginkan oleh sistem tersebut. Output yang dikeluarkan berfungsi
untuk mengendalikan relay. Setelah sinyal dari PLC diterima oleh relay, maka relay akan
memerintahkan kontaktor satu dan kontaktor dua dalam keadaan aktif atau tidak aktif.
Untuk pengaktifan kontaktor, tidak boleh bekerja pada saat yang bersamaan, sebab motor
yang dikendalikan hanya satu. Bila hal tersebut terjadi, dapat menyebabkan kerusakan
pada motor dan kontaktor.
Untuk output yang dihasilkan, yaitu, memerintahkan motor agar berputar kearah
jarum jam dan berputar kebalikan dari arah jarum jam.
3.2 Rangkaian Elektronik & Elektrik Sistem
Perangkat elektronik yang digunakan untuk sistem pengendalian pintu otomatis
menggunakan komponen elektronik maupun elektrik. Komponen-komponen tersebut
terdiri dari, sensor gerak, limitswitch, PLC FP, relay, kontaktor, motor elektrik 3 phase,
dan kabel. Komponen elektronik dan elektrik antara yang satu dengan yang lain harus
23
dihubungkan dengan media kabel, untuk pengkoneksian komponen-komponen elektronik
dan elektrik tersebut terlihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Diagram Pengkoneksian Komponen Elektronik dan Elektrik
Menggunakan PLC FP
Sinyal yang diberikan komponen elektronik kepada PLC, merupakan sinyal On
dan sinyal Off. Sedangkan arus listrik yang digunakan PLC FP, merupakan arus listrik
DC (Direct Current). Sebab PLC yang digunakan merupakan jenis DC. Sedangkan arus
listrik yang digunakan untuk menggerakkan motor, menggunakan arus listrik dalam jenis
24
AC (Alternative Current). Komponen elektronik yang berperan untuk menggerakkan
motor adalah kontaktor. Pada Gambar 3.2, perintah motor untuk berputar ke atas atau
membuka pintu ”rolling door”, dikontrol oleh K1, sedangkan perintah untuk menutup
pintu dikontrol oleh K2. Hal tersebut dibutuhkan, mengingat motor elektrik yang
digunakan hanya satu. Sebab, untuk memerintahkan motor agar berputar menjadi dua
arah tidak mungkin hanya menggunakan satu buah kontaktor. Diperlukan 2 buah
kontaktor untuk mengaktifkan motor berputar kearah jarum jam ataupun berputar
kebalikan dari arah jarum jam.
Pengkoneksian input kontaktor 1 (satu) dengan kontaktor 2 (dua) berbeda. Pada
gambar 3.3 adalah penjelasan pengkoneksian I/O kontaktor satu dan kontaktor dua.
Gambar 3.3 Diagram Pengkoneksian I/O Kontaktor 1 (Satu) dan 2 (Dua)
Kontaktor satu dan kontaktor dua pada gambar 3.3, digunakan hanya sebagai
penghantar dari sumber listrik utama. Untuk input yang diterima kontaktor 1
dikoneksikan dengan simbol input R=L1, S=L2, dan T=L3. Sedangkan untuk kontaktor 2
25
pengkoneksian input adalah, R=L1, T=L3, dan S=L2. Untuk output K1 dan K2, untuk
pengkoneksiannya serupa yaitu R=L1, S=L2, dan T=L3. Dengan pengkoneksian I/O
untuk kontaktor 1 dan 2 sedemikian rupa, hal tersebut dapat membuat motor elektrik
menjadi berputar ke dua (2) arah yang berbeda, sehingga pengaturan pintu agar dapat
terbuka maupun tertutup tidak perlu menggunakan lebih dari satu motor elektrik, cukup
dengan satu motor saja, sehingga biaya yang dikeluarkan dapat diminimalisasikan. Untuk
pengaturan pintu, dapat disesuaikan dengan kondisi dari putaran motor elektrik ini.
Apakah kondisi yang pertama membuat pintu terbuka ataupun tertutup, begitu juga
dengan sebaliknya.
Pada Gambar 3.3 untuk pengaktifan solenoid kontaktor diberikan simbol A1 dan
A2, jadi apabila A1 dan A2 diberikan input berupa tegangan listrik (DC) maka kondisi
kontaktor akan menjadi aktif, A1 dan A2 dapat disebut dengan kontak point. Saklar NO
(Normally Open) dan saklar NC (Normally Close) bekerja sesuai dari kondisi kontak poin
tersebut. Bila kontak point dalam keadaan normal atau tidak aktif, saklar NO dalam
keadaan terbuka. Sedangkan jika kondisi kontak point dalam keadaan tidak normal atau
aktif saklar akan berpindah menjadi NC.
3.3 Penjelasan atau Cara Kerja Sistem
Pada gambar 3.2 terlihat bahwa sinyal input yang diproses oleh PLC didapatkan
dari sensor satu (A), sensor dua (B), limit switch atas (C) dan limit switch bawah (D).
Sinyal input yang diproses hanya terdiri dari 4 jenis. Sebab, sinyal input yang dibutuhkan
untuk proses sistem pengaturan pintu otomatis, hanya memakai sinyal yang dikeluarkan
dari komponen elektronik sensor dan limit switch. Sinyal input tersebut tidak akan
berfungsi jika tombol emergency stop ditekan (dalam keadaaan aktif), tombol ini juga
26
berfungsi sebagai proteksi (perlindungan) terhadap sistem. Jika sistem tersebut tidak
berfungsi sesuai dengan apa yang diperintahkan oleh PLC, user (pengguna) dapat
mencegah agar sistem pengendali pintu otomatis tidak aktif (memutuskan hubungan
listrik terhadap sistem).
Setiap jenis sinyal input, memiliki fungsi yang berbeda. Untuk sinyal sensor A,
input ini berfungsi untuk mendeteksi apakah terdapat benda yang ingin melewati pintu
atau tidak. Apabila terdapat benda yang ingin masuk, PLC akan memerintahkan relay
agar menggerakkan K1 (pintu menjadi terbuka). Limit Switch atas (C) berfungsi
memberikan sinyal kepada PLC untuk menon-aktifkan K1, kondisi ini dibutuhkan agar
pintu terbuka (bergerak keatas) menjadi berhenti. Sedangkan Sensor B berfungsi untuk
mendeteksi apakah benda tersebut telah melewati atau belum melewati pintu. Jika benda
tersebut telah melewati pintu, sensor B akan memberikan sinyal ke PLC untuk
menggerakkan relay agar K2 menjadi aktif (pintu bergerak menutup). Setelah pintu
bergerak menutup, maka dibutuhkan sinyal agar pintu tersebut berhenti. Sinyal tersebut
diberikan oleh Limit Swutch bawah, dengan kata lain Limit Switch bawah berfungsi untuk
menon-aktifkan K2 (menghentikan pintu bergerak menutup untuk berhenti atau K2
menjadi dalam keadaan Off).
Dari penggunaan sistem pengendalian pintu otomatis tesebut, K1 dan K2 tidak
boleh bekerja secara bersamaan. Bila hal ini terjadi, dapat menyebabkan tabrakan arus
listrik, sehingga dapat membuat kerusakan pada sistem atau komponen elektronik
maupun elektriknya. Pengaturan K1 dan K2 agar tidak bekerja secara bersamaan,
diperoleh dari program yang telah di download ke PLC. Sehingga bila pintu K1 dalam
kondisi aktif maka secara otomatis PLC akan memerintahkan K2 dalam kondisi tidak
27
aktif, begitu juga sebaliknya. Dan dapat mencegah kerusakan terhadap sistem
pengendalian pintu otomitis.
Komponen elektrik limit switch dibandingkan dengan komponen yang lainnya,
mempunyai peranan yang sangat penting (vital). Sebab, bila limit switch rusak atau tidak
berfungsi, maka motor elektrik akan terus berputar (aktif). Sehingga apabila kondisi
tersebut terjadi, sistem akan mengalami overload (beban lebih). Dan perangkat yang
terhubung dengan motor akan menjadi rusak (terutama kontaktor dan motor elektrik).
Jadi, dalam pengkoneksian maupun penempatan komponen elektrik (terutama limit
switch), harus dilakukan dengan teliti. Sehingga komponen elektronik tersebut dapat
bertahan lebih lama dan bekerja dengan efektif.
3.4 Flowchart Sistem Pengaturan Motor Menggunakan PLC FP
Untuk lebih mempermudah dalam pembacaan rangkaian elktrik maupun
elektroniknya, pengendalian sistem pintu secara otomatis dapat di ilustrasikan melalui
aliran data atau flowchart, aliran data tersebut berupa sinyal On dan sinyal Off dari
komponen elektronik dan elektrik. Sinyal On dan sinyal Off inilah yang dapat dibaca
oleh PLC FP untuk diproses sehingga output atau keluaran menghasilkan putaran motor
elektrik dengan 2 jenis putaran. Dengan kata lain, sinyal On dan Sinyal Off ini akan
menggerakkan solenoid pada relay internal PLC FP.
Jadi, dalam proses pemrograman yang dilakukan oleh PLC FP, menggunakan
saklar NO dan saklar NC dari internal relay. Input PLC menggunakan sinyal On dan
Sinyal Off yang dikeluarkan oleh komponen elektrik. Untuk unit output, sinyal yang
dikeluarkan berfungsi untuk mengendalikan relay eksternal. Relay ekternal berada diluar
PLC FP (tidak termasuk dalam komponen PLC FP), relay ini dubutuhkan, mengingat
28
arus output yang dikeluarkan PLC berupa arus DC. Dan komponen elektrik yang
dikendalikan oleh PLC, menggunakan arus AC. Pada gambar 3.4 merupakan diagram
aliran data yang di proses oleh PLC (aliran sinyal On dan Off dari komponen elektrik).
3.4 Diagram Aliran Data (arus listrik) Menggunakan Flowchart
Pada diagram 3.4, akhir program atau akhir dari aliran data terletak pada
emergency stop (tombol Off). Apabila tombol tersebut diberikan input 1 pulsa (ditekan
selama sesaat), maka aliran akan berhenti. sedangkan bila tombol stop tidak diberikan
input, maka data akan terus mengalir ke arah selanjutnya secara berulang-ulang.
Komponen elektrik sensor 1, sensor 2, limit switch atas, dan limit switch bawah
mengeluarkan sinyal On dan sinyal Off, sinyal-sinyal tersebut akan dikirimkan ke relay 29
yang terdapat pada PLC FP (relay internal). Relay internal berada dalam unit input PLC
FP, setelah sinyal-sinyal tersebut diproses sesuai dengan program yang tersimpan di
dalam PLC FP, hasil proses dikirimkan ke unit output PLC FP. Output tersebut
menghasilkan dua buah sinyal.
Sinyal pertama diberikan untuk relay 1 (satu), relay tersebut berfungsi untuk
mengaktifkan solenoid K1. Setelah itu, K1 akan menggerakkan motor elektrik untuk
berputar memerintahkan pintu untuk bergerak terbuka (keatas). Sedangkan komponen
elektrik yang berfungsi untuk menghentikan pintu, sinyal yang digunakan adalah sinyal
dari limit switch atas.
Sedangkan sinyal output kedua, sinyal diberikan untuk relay 2 (dua), relay ini
akan mengaktifkan solenoid K2. Apabila solenoid K2 dalam keadaan aktif, maka K2
akan menggerakkan motor untuk memerintahkan agar pintu bergerak menutup.
komponen elektrik yang berperan untuk memberhentikan pintu bergerak menutup, adalah
limit switch bawah.
Proses untuk membuat agar K1 dan K2 tidak bekerja secara bersamaan, terdapat
pada ladder diagram yang sudah di simpan kedalam PLC FP. Apabila K1 dalam kondisi
aktif, maka PLC akan memerintahkan agar K2 dalam keadaan tidak aktif.
3.4.1 Pemrograman PLC Untuk Sistem Pintu Otomatis
Langkah pertama dalam pembuatan program adalah menentukan jumlah input dan
jumlah output yang akan diproses oleh PLC FP∑. Bila jumlah input ataupun outputnya
sudah diketahui, selanjutnya adalah memberikan simbol I/O yang dapat dikenali oleh
perangkat lunak FPWIN GR V 2.00. Untuk simbol Input menggunakan huruf X dan
untuk simbol Output digunakan huruf Y. Input dan output untuk sistem pintu otomatis
30
dapat ditentukan sebagai berikut, X0 simbol untuk sensor 1, X1 simbol untuk limit switch
bawah, X2 simbol untuk sensor 2, dan X3 simbol untuk limit switch atas.
Sedangkan simbol output menggunakan Y0 dan Y1, dimana Y0 berfungsi
menggerakkan relay 1 dan Y1 untuk menggerakkan R2. Proses selanjutnya adalah
pembuatan diagram tangga untuk sistem pintu secara otomatis. Apabila program dibuat
secara berurutan, berikut ini adalah urutan dari pemrograman sistem pintu ”rolling door”
otomatis menggunakan PLC FP. Program tersebut menggunakan perangkat lunak FP
WIN GR V 2.00 (perangkat lunak yang dapat dikenali oleh PLC FP).
1. Pada saat sensor 1 mendeteksi terdapat benda bergerak yang ingin melewati pintu,
maka motor Up akan naik. Berikut pembuatan diagram tangganya.
Gambar 3.5 Diagram Tangga Langkah 1
Pada Gambar 3.5 jika X0 On maka Output Y0 akan terus On, begitu juga sebaliknya
jika X1 Off maka Y0 tidak akan On.
2. Motor Up akan terus aktif hingga switch atas tertekanyang menandakan pintu garasi
telah terbukasehingga motor Up harus dihentikan.
Gambar 3.6 Diagram Tangga Langkah 2
Pada Gambar 3.6 jika X0 On dan X1 Off maka Y0 akan On dan terus On. Bila X1
dalam keadaan On maka outpur Y0 tidak akan On.
31
3. Pada saat benda tersebut telah melewati pintu garasi atau masuk kedalam pintu,
sensor 2 akan mendeteksi sehingga berubah menjadi On dan mengaktifkan Y1 (motor
down).
Gambar 3.7 Diagram Tangga Langkah 3
Sedangkan pada Gambar 3.7 R0 akan on jika X2 dalam kondisi mengalami
perubahan dari Off menjadi On hanya sesaat (On hanya 1 pulsa). Jika R0 On sesuai
dengan kondisi (hanya sesaat) maka Y1 akan On.
4. Pada saat switch bawah tertekan, menandakan bahwa pintu telah mencapai batas
untuk menutup. Maka motor down harus dihentikan.
Gambar 3.8 Diagram Tangga Langkah 4
Pada Gambar 3.8 jika R0 On dan X3 dalam kondisi Off maka Y1 akan On
5. Langkah terakhir adalah pada saat motor Down aktif (Y1 On) maka motor Up (Y0)
harus dalam keadaan Off. Begitu juga dengan sebaliknya, apabila motor Up aktif
Motor Down harus dalam keadaan Off.
32
Gambar 3.9 Diagram Tangga Apabila Y0 (motor Up) On, Y1 (motor Down) Off
Pada Gambar 3.9 jika X0 dalam kondisi On, X1 Off, dan Y1 dalam keadaan Off,
maka, Y0 akan berada dalam kondisi On.
Gambar 3.10 Diagram Tangga Y1 On, Y0 Dalam Keadaan Off
Pada Gambar 3.10 jika R0 dalam kondisi On, X3 dalam kondisi Off, dan Y0 dalam
kondisi Off maka Y1 akan On.
Dari langkah-langkah pembuatan diagram tangga sesuai dengan kondisi langkah pertama
dan seterusnya, diagram tersebut dapat disederhanakan menjadi seperti Gambar 3.10.
3.11 Penyederhanaan Diagram Tangga Sistem Pintu Otomatis
33
Pada Gambar 3.11 angka 0, 5, dan 8 dapat dikatakan dengan Step (langkah). Dari
penyederhanaan program tersebut, berikut penjelasan untuk diagram tangganya : ” pada
saat X0 (sensor1) on maka Y0 (relay1) akan On dan tetap On. Ketika X1 (Limit switch
atas) dalam kondisi On maka Y0 (relay1) akan menjadi Off. Pada saat X2 (sensor 2)
On, maka R0 juga akan On sehingga Y1 (relay 2) menjadi On. Ketika X3 On, Y1 (relay
2) akan menjadi Off ”. Pada Step 0 apabila Y0 dalam kondisi On, maka PLC akan
memerintahkan agar Y1(relay 2) dalam kondisi Off, begitu juga dengan step 8. hal
tersebut berfungsi agar relay 1 dan relay 2 bekerja secara bersamaan.
Pada gambar 3.4 terdapat perintah DF, perintah ini berfungsi sebagai
pengendalian sensor 2. Karena sinyal yang diterima oleh sensor 2 ini hanya sesaat
(perubahan dari On ke Off tidak continu). Apabila tidak diberikan instruksi DF, kondisi
pada sensor 2 tidak memungkinkan untuk selalu On atau Off. Karena sensor ini hanya
mendeteksi benda yang melintasi pintu.
34
BAB IV
ANALISA SISTEM
Pada bab IV ini akan menjelaskan tentang analisa sistem yang meliputi jenis-jenis
komponen elektrik dan elektronik yang terhubung dengan sistem, jenis dan perangkat
pendukung yang di kendalikan motor elektrik, pengaturan jarak sensor, perhitungan
waktu sistem pintu otomatis, dan kelebihan ataupun keuntungan menggunakan sistem ini.
4.1 Jenis Komponen elektrik dan Elektronik
Produk yang dipakai untuk menjalankan sistem pengaturan pintu otomatis,
memakai produk keluaran dari MG (Merlin Gerlin) dan Nasional. Produk MG yang
digunakan adalah sensor, limit switch, dan relay. Sedangkan produk yang dikeluarkan
nasional adalah PLC FP dan motor elektrik. Berikut ini jenis-jenis komponen yang
digunakan.
1. sensor : perangkat ini menggunakan sensor photo elektrik, jarak maksimal yang
digunakan adalah 10 meter.
2. limit switch yang digunakan adalah jenis limit switch mekanik. Fungsi yang di
gunakan oleh limit switch sama seperti saklar On/Off.
3. relay yang dipakai menggunakan relay jenis elektromagnetik.
4. PLC yang digunakan adalah PLC FP. Dan motor yang dipakai adalah motor
elektri 3 phasa (arus input yang terima motor terbagi dalam 3 jenis, sehingga
putaran motor dapat menjadi 2 arah yang berbeda)
4.1.1 Perangkat Keras Yang di Kontrol Oleh Motor Elektrik
Perangkat lain yang dipakai adalah pintu (rolling door), dan roda atau kopel untuk
jalur dimana pintu tersebut dapat terbuka ataupun tertutup. Untuk penenpatan kopel
(roda), dihubungkan dengan motor elektrik. Sehingga, apabila motor berputar pintu
35
”rolling dorr” akan naik sesuai dengan jalurnya (tidak keluar dari jalur), dimana jalur
tersebut berfungsi agar pintu tetap dalam posisi naik ataupun posisi turun. Kondisi ini
dibutuhkan, agar kerja motor elektrik tidak terlalu berat. Pada gambar 4.1 adalah
diagram pengendalian pintu ”rolling door”.
4.1 Pengendalian Pintu Rolling Door
Pada Gambar 4.1, roda (kopel) akan bergerak naik dan bergerak turun sesuai
dengan jalurnya, sehingga apabila motor elektrik mendapatkan perintah untuk berputar,
motor akan menggerakkan pintu untuk terbuka ataupun tertutup, sesuai dengan jalur yang
telah disediakan. Hal ini membuat motor elektrik bekerja dengan efisien. Sehingga beban
yang diterima oleh motor tidak terlalu berat.
4.2 Pengaturan Jarak Sensor
Pengontrolan sistem pintu otomatis dengan PLC FP, perangkat elektrik yang
berperan agar sistem dapat berjalan secara otomatis adalah sensor pendeteksi gerakan.
Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi apakah terdapat benda yang ingin melintasi pintu
atau tidak.
Pada pengendalian sistem pintu otomatis ini proses yang dilakukan oleh sistem
dapat dikatakan hampir sempurna. Karena, apabila terdapat benda yang ingin melintasi
pintu tersebut, secara otomatis pintu akan terbuka dengan sendirinya, sehingga tidak
36
diperlukan tenaga manusia lagi untuk membuka pintu tersebut. Tetapi, pintu tersebut
tidak akan terbuka jika tidak sesuai dengan kondisi yang terdapat pada sistem. Kondisi
tersebut adalah jarak yang diperlukan oleh sistem apabila terdapat benda yang ingin
melintasi pintu tersebut.
Jarak tersebut dapat disesuaikan dengan kondisi yang ingin digunakan. Jangkauan
sensor dapat di setting oleh user (pengguna), apakah dalam jarak 2 meter, 3 meter, dan
seterusnya, sesuai dengan jarak maksimal sensor. Dengan kata lain, jarak sensor dapat
disesuaikan dengan kondisi yang terdapat pada lapangan (area) kerja.
Apabila benda yang melintasi pintu terdeteksi oleh sensor, maka sensor akan
memerintahkan agar pintu bergerak menutup. jarak yang digunakan sensor ini, sesuai
dengan lebar dari pintu tersebut.
4.2.1 Perhitungan Waktu Sistem Pintu Otomatis
Sistem pengaturan secara otomatis, mempunyai jarak yang telah disesuaikan
dengan pemakaian dari sistem tersebut. Untuk motor elektrik penggerak pintu, apabila
dalam jarak 5 meter sensor 1 (sensor pendeteksi benda yang akan masuk) mendeteksi ada
benda yang ingin melintasi pintu, waktu yang dibutuhkan pintu agar terbuka sepenuhnya
adalah 30 detik. Karena, dengan waktu tersebut, benda yang akan melintasi pintu akan
masuk dalam waktu kurang lebih 30 s.
Bila benda telah melewati pintu secara keseluruhan, maka sensor 2 (sensor
pendeteksi benda yang sudah masuk), akan menggerakkan motor untuk menutup pintu
sama dengan waktu yang dibutuhkan pintu terbuka, yaitu 30 s.
Perintah untuk memberhentikan pintu untuk menutup ataupun terbuka, waktu
yang dibutuhkan kurang dari 1 detik. Pada gambar 4.2, adalah diagram blok perhitungan
waktu yang dibutuhkan oleh sistem pengendali pintu otomatis.
37
Gambar 4.2 Diagram Waktu Sistem pintu Otomatis
Pada gambar 4.1, sensor 1 akan berfungsi, jika dalam jarak 5 meter terdapat benda
yang ingin melintasi pintu. Apabila dalam jarak tersebut, sensor mendeteksi ada aktifitas,
maka PLC akan memberikan sinyal agar motor UP On. Waktu proses yang dibutuhkan
pintu untuk terbuka adalah 30 s, selanjutnya bila pintu telah mencapai limit switch atas,
sinyal yang diproses oleh PLC adalah kurang dari 1 detik. Sehingga pintu menutup akan
berhenti. setelah benda telah mencapai sensor 2, maka dalam waktu kurang dari 1 detik,
plc akan memerintahkan pintu untuk bergerak menutup. waktu yang dibutuhkan pintu
untuk menutup, sama dengan waktu yang dibutuhkan pintu terbuka, yaitu 30 detik.
Selanjutnya setelah limit switch mendapatkan sinyal dari pintu, maka dalam waktu
kurang dari 1 detik akan memberhentikan pintu menutup. Waktu yang dibutuhkan untuk
proses PLC, sesuai dengan spesifikasi dari PLC FP adalah 50 µs.
4.2.2 Kelebihan Dan Kekurangan Sistem Otomatis
Setiap sistem yang digunakan, baik dengan cara manual ataupun otomatis pasti
terdapat kekurangan dan kelebihannya. Sebab sistem tersebut juga merupakan design dari
manusia, tidak ada kesempurnaan yang dimiliki oleh sistem tersebut. Sehingga,
meskipun sistem tersebut digerakkan secara otomatis, terdapat kekurangan dan kelebihan
dari sistem tersebut. Berikut ini adalah kekurangan dari sistem pengaturan pintu secara
otomatis.
38
1. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat sistem dengan PLC membutuhkan dana yang
cukup besar, sehingga pada industri kecil penggunaannya sangat tidak tepat. Karena
komponen elektrik yang digunakan membutuhkan dana yang tidak sedikit.
2. Apabila PLC tersebut mengalami kerusakan total, seluruh komponen elektrik yang
terhubung dengan sistem, kemungkinan besar akan timbul kerusakan juga. Sebab
pengontrolan komponen elektrik yang diperintahkan oleh PLC akan menjadi error.
3. Terjadinya pengurangan sumber daya manusia yang cukup besar.
4. Pengendalian pintu untuk berhenti, sangat bergantung dengan limit switch. Apabila
limit switch mengalami kerusakan, motor elektrik akan berputar terus. Sehingga dapat
menimbulkan beban lebih (overload).
Disamping kekurangan juga terdapat manfaat atau keuntungan yang dapat diambil
dengan menggunakan sistem ini. Diantaranya.
1. Apabila terdapat benda bergerak yang ingin melintasi pintu, tidak membutuhkan
sumber daya manusia yang mengontrol untuk membuka ataupun menutup pintu
tersebut.
2. Apabila terjadi kerusakan pada salah satu komponen elektriknya, komponen elektrik
lain yang terhubung dengan sistem tidak ikut mengalami kerusakan. dengan kata lain
PLC akan memonitor sinyal yang diproses olehnya. Sehingga bila sistem tidak
berfungsi dengan baik, PLC akan memberikan tanda bawha sistem mengalami
kerusakan pada salah satu komponen elektriknya. Sehingga user dapat mencegah agar
sistem tersebut tidak diaktifkan dahulu.
3. Proteksi terhadap sistem, termasuk dalam katagori yang cukup tinggi. Karena
program yang terdapat pada PLC tidak akan berubah. Jadi apabila motor elektrik
39
sedang dalam posisi turun atau naik, arus listrik yang terdapat pada kontaktor tidak
akan bekerja secara bersamaan.
4. Penggunaan sitem otomatis tidak membutuhkan pemonitoringan secara terus-
menerus. Dengan kata lain, PLC dapat memonitoring komponen yang terhubung
dengannya apakah masih dalam kondisi yang baik atau tidak.
40
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
Bab V berisikan tentang kesimpulan yang dicapai serta saran-saran yang bermanfaat agar
sistem dapat bekerja dengan lebih baik lagi.
5.1 Kesimpulan
Dari hasil yang telah dibahas Pada bab I, Bab II, bab III, dan bab IV menunjukkan
bahwa penggunaan sistem menggunakan PLC FP∑, tidak membutuhkan banyak
pengawasan dalam penggunaannya dan untuk perawatan sistem juga tidak membutuhkan
pemonitoringan secara terus-menerus. Sehingga untuk penggunaan sistem secara
otomatis tidak tergantung dengan sumber daya manusia.
Pada sumber daya manusia, tingkat keteledoran sangat tinggi karena setiap
individu produktifitasnya tidak sama dengan individu yang lain. Dan hal inilah yang
menjadi masalah utama bagi penggunaan sistem bila tidak dijalankan secara otomatis.
Untuk menghindari hal tersebut, penulis membuat analisa sistem pengaturan pintu
”rolling door” dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Control) FP∑ sebagai
pusat pengendalian.
Penggunaan PLC untuk sistem ini bisa dibilang tepat, karena PLC bekerja
berbanding terbalik dengan manusia (tidak ada keteledoran). Bila terjadi keteledoran
(sistem tidak berfungsi dengan yang diharapkan), hal ini menandakan bahwa PLC atau
komponen yang terhubung dengan PLC mengalami kerusakan. Penggunaan PLC sangat
tepat untuk industri besar dan tidak cocok untuk industri kecil, karena sistem dengan
penggunaan PLC membutuhkan biaya yang besar.
41
5.2 Saran
1. Penggunaan sistem ini berkaitan dengan banyak pihak, karena agar sistem berjalan
dengan sempurna, pembuatan perangkat lain yang terhubung dengan sistem harus
berjalan dengan baik. Misalnya untuk pembuatan jalur pintu ”rolling door” jarak yang
dibutuhkan untuk kopel (roda) harus tepat. Gir (roda bergerigi) pada motor juga harus
sesuai dengan kondisi yang dibutuhkan, dan putarannya harus tepat (tidak keluar jalur
dari putaran motor). Hal tersebut membutuhkan tingkat ketelitian yang sangat tinggi.
2. Membutuhkan koordinasi antara pihak satu dengan pihak yang lain (pihak pembuat
sistem harus bekerja sama dengan pihak pembuatan perangkat keras yang lain).
Dengan kata lain, pihak satu dengan pihak yang lain harus searah (tidak terjadi
perbedaan pendapat).
3. Dan bagian yang terpenting adalah pengadaan dana (biaya) yang sesuai. Karena
dengan jumlah dana yang dikeluarkan, hasil sistem yang didapat harus sebanding
dengan dana yang telah dikeluarkan.
42
DAFTAR PUSTAKA
Husanto, Thomas,ST, MT. PLC (Programmable Logic Control) FP Sigma, Andi offset.
2007, yogyakarta.
Schneider Electrik, Telemecanique Catalog, Merlin Gerlin. 2006, jakarta
Melore, Phil, Your Personal PLC Tutorial, http://www.plcs.net
FP Seies Programming Manual, Http://WWW.naisplc.com
FP Sigma Control Unit, http://www.naisweb.com
PLC Primer, http://www.Industrialtext.com
43
Top Related