Pitney-II Revised

8/7/2019 Pitney-II Revised

http://slidepdf.com/reader/full/pitney-ii-revised 1/36

5

BAB II

Programmable Logic Controller (PLC)

2.1. Pengertian PLC

Programmable Logic Controller pertama kali diperkenalkan pertama kali

pada tahun 1969 oleh Richard E. Morley yang merupakan pendiri Modison

Corporation. Yaitu Modular Digital Controller yang mana divais ini berbasis

komputer, Standar industri dan menggantikan divais elektro-mekanik dan

rangkaian yang mengontrol mesin-mesin dan peralatan-peralatan. Defenisi dari

PLC menurut National Electrical Manufacturing Association (NEMA) adalah

suatu perangkat elektronik dengan memori yang dapat diprogram untuk

menyimpan instruksi-instruksi yang menjalankan fungsi-fungsi yang spesifik

seperti , logic, sequence, timing, counting dan aritmatic untuk mengontrol mesin

dan proses. PLC terdiri dari divais pemrograman, unit prosessor yaitu CPU

sebagai otak yang mengendalikan, memori, power suplay dan interface

input/output.

PLC merupakan sistem yang dapat memanipulasi, mengeksekusi, dan atau

memonitor keadaan proses pada laju yang amat cepat, dengan dasar data yang bisa

diprogram dalam sistem berbasis mikroprosesor integral. PLC menerima masukan

dan menghasilkan keluaran sinyal-sinyal listrik untuk mengendalikan suatu

sistem. Dengan demikian besaran-besaran fisika dan kimia yang dikendalikan,

sebelum diolah oleh PLC, akan diubah menjadi sinyal listrik baik analog maupun

digital, yang merupakan data dasarnya.. Karakter proses yang dikendalikan oleh

PLC sendiri merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan



6

urut untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan. Dengan kata lain proses itu

terdiri beberapa subproses, dimana subproses tertentu akan berjalan sesudah

subproses sebelumnya terjadi. Istilah umum yang digunakan untuk proses yang

berwatak demikian ialah proses sekuensial. Sebagai perbandingan, sistem kontrol

yang populer selain PLC, misalnya Distributed Control System (DCS), mampu

menangani proses-proses yang bersifat sekuensial dan juga kontinyu (continuous

process) serta mencakup loop kendali yang relatif banyak.

PLC merupakan komputer khusus untuk aplikasi di industri, digunakan

untuk mengontrol dan memonitor proses industri untuk menggantikan hard-wired

control ( rangkaian kontaktor/ rele ). Berbeda dengan personal komputer, dalam

PLC sudah dilengkapi unit input/output digital yang bisa langsung dihubungkan

keperangkat luar (switch, sensor, rele, danlain-lain) bahkan ada yang sudah

lengkap dengan memiliki ADC/DAC.

PLC adalah suatu sistem berbasis mikroprosessor yang memiliki fungsi-

fungsi dan fasilitas utama dari sebuah mikroprosessor. PLC diprogram melalui

programming yang biasa berupa terminal personal komputer atau dengan terminal

portabel khusus (mirip kalkulator dengan tampilan LCD).

Dahulu sebelum PLC ditemukan, tugas pengontrolan dilakukan oleh

Kontaktor dan rele yang dirangkai bersama kabel. Rangkaian harus didisain dan

digambar dahulu dan menetapkan spesifikasi dan instalasi pengkabelanya.

Rumitnya teknisi harus mengerjakan pemasangan dan pengkabelan sesuai gambar

teknik tersebut. Jika salah dalam mendisain atau ada suatu modifikasi, disain dan

teknisi harus merombak dan mengerjakan instalasi ulang. Hal tersebut akan

menimbulkan permasalahan dengan tidak efesien dan efektifnya suatu produksi.



7

Dengan adanya suatu terobosan baru dalam teknologi maka PLC dapat

menggantikan rangkaian logika konvesional dan pekerjaan sirkuit kontrol rele

yang merupakan instalasi langsung. Pada PLC rangkaian kontrol cukup dibuat

secara software. Pengkabelannya hanya diperlukan untuk menghubungkan

peralatan input dan output. Hal ini memudahkan dalam mendisain dan

memodifikasi rangkaian , karena hanya cukup dengan mengubah pemrograman

PLC.

Secara umum PLC dapat dibayangkan seperti sebuah personal komputer

konvesional, karena konfigurasi atau susunan internal pada PLC mirip sekali

dengan konfigurasi internal pada personal komputer. Akan tetapi dalam hal ini

PLC dirancang untuk pembuatan panel listrik untuk arus kuat. Jadi bisa dianggap

bahwa PLC adalah komputernya panel listrik. Ada juga yang menyebutnya

dengan PC (Programmable Controller). PLC secara khusus dirancang untuk dapat

menangani suatu sistem kontrol automatis pada mesin-mesin industri ataupun

aplikasi-apliaksi selain industri seperti lampu lalu lintas, air mancur, danlain-lain.

Didalam otaknya, PLC dapat dibayangkan seperti kumpulan rele-rele yang

beribu jumlahnya. Akan tetapi bukan berarti didalamnya terdapat banyak rele-rele

konvesional dalam ukuran kecil. Didalam PLC terdapat rangkaian elektro digital

yang fungsinya seperti kontak-kontak NO dan NC seperti pada rele pada

umumnya.

PLC dirancang untuk dipergunakan oleh para insinyur elektro yang hanya

memiliki sedikit pengetahuan tentang komputer dan bahasa pemrograman. Alat

ini dibuat sedemikian rupa agar tidak hanya ahli komputer saja yang dapat



8

merubah pemrogramannya. Oleh karena itu PLC dirancang sehingga

pemrograman dapat dilakukan dengan bahasa pemrograman yang sederhana.

Bahasa pemrograman yang sering digunakan adalah berkaitan dengan operasi

logika yaitu sebagai penyambungan dan pemutusan.

2.2 Prinsip Dasar PLC

PLC adalah sebuah sistem kontrol elektronik yang berbasis komputer

mikro. PLC dirancang untuk menggantikan rangkaian logika yang merupakan

urutan kejadian suatu sistem yang dikontrol. PLC bekerja dengan langkah-langkah

pengamatan masukan yang berasal dari elemen elektro mekanikal seperti: tombol

tekan, limit switch, kontaktor dan lain-lain. Perubahan keadaan masukan ini akan

dievaluasi sesuai dengan urutan kerja sistem yang telah diprogram dan disimpan

dalam memori. Hasil evaluasi ini akan menghasilkan sinyal output yang

mengaktifkan kontaktor, relay, kontrol motor, selenoid valve, timer dan

sebagainya. PLC dapat dengan mudah dipelajari walaupun pengetahuan tentang

komputer relatif kurang. Adapun hal urtama pemakaian PLC ini adalah mengetahui cara

kerja sistem yang terdiri dari urutan kerja sistem tersebut, yang dapat menentukan

bagian input dan output eksternal yang mengirim sinyal dan menerima sinyal dari

perangkat pemograman. Setelah mengetauhi urutan kerja sistem dan bagian input-

output eksternal maka urutan kerja tersebut dapat diprogram dan disimpan dalam

PLC yang terdapat dalam perangkat perograman. Cara dan teknik pemograman



9

tergantung pada pabrik pembuat sistem PLC yang digunakan namun tidak jauh

beda prinsip dasarnya.

2. 3 Penggolongan PLC

Dalam pemilihan PLC yang digunakan, terlebih dahulu memilih kriteria .

ang diperlukan. Salah satu kriteria yang penting adalah jumlah maksimum dari

port masukan/keluaran, dan memberi informasi mengenai kemampuan PLC.

Makin banyak I/O port yang terdapat di PLC maka jumlah memori yang

diperlukan juga makin besar, sehingga diperlukan CPU yang lebih cepat. Dengan

menggunakan kriteria ini maka akan diperoleh penggolongan PLC sebagai berikut

Skala mikro - hingga 64 port I/O

Skala kecil - di antara 64 dan 128 port I/O

Skala menengah - di antara 129 dan 512 port I/O

Skala besar - lebih dari 512 port I/O

2. 4 Keunggulan PLC

Pada dasarnya sebuah PLC dirancang untuk menggantikan penggunaan

komponen dasar otomatisasi seperti relay, timer, dan counter dengan keunggulan

sebagai berikut:

Beberapa kelebihan yang dimiliki oleh PLC dibanding relay kontrol

konvensional,yaitu:

Fleksibel (keluwesan)



10

1. Sebelum ditemukan PLC, setiap mesin mempunyai alat kontrol/pengendali

tersendiri. Misalkan terdapat 15 mesin, maka alat pengendali yang diperlukan

juga 15. lain halnya sekarang ini dengan adanya PLC maka untuk bebrapa

mesin hanya memerlukan 1 PLC saja.

2. Deteksi dan koreksi lebih mudah

Setelah desain program kontrol selesai dibuat, kemudian dimasukkan dalam

PLC dengan cara memprogramnya, maka program tersebut dapat dengan

mudah diubah dengan menggunakan keyboard hanya dalam beberapa menit

saja. Setelah itu program dapat dijalankan. Jika terdapat kesalahan maka dapat

dikoreksi dengan menggunakan diagram tangga (diagram ladder) sehingga

koreksinya dengan segera dilakukan.

3. Harga relatif murah

Perkembangan teknologi memungkinkan untuk meningkatkan beberapa fungsi

dengan bentuk ukuran yang semakin kecil. Tentunya hal ini juga akan

menurunkan harga pembuatan yang mahal. Salah satu fungsi yang terus

ditingkat adalah modul I/O (masukan/keluaran). Saat ini mendapatkan PLC

dengan jumlah masukan dan keluaran yang banyak hanya dengan harga

beberapa dolar saja.

4. Pengamatan visual

Operasi PLC dapat dijalankan program yang telah dibuat dapat dilihat dengan

teliti dengan menggunakan layar CRT, sehingga ini sangat memudahkan

dalam proses pencarian, pengamatan atau dalam pembenahan program.

Dengan demikian proses pembenahan program hanya dibutuhkan dengan

waktu singkat.



11

5. Kecepatan Operasi

Kecepatan operasi PLC sangatlah cepat. Kecepatan operasi adalah untuk

megaktifkan fungsi-fungsi logika hanya dalam waktu beberapa milidetik.

Dikarenakan menggunakan rangkaian elektronik sehingga oprasinya sangatlah

cepat, berlainan saat digunakan relay magnetik yang mempunyai oprasi lebih

lambat.

7. Lebih sederhana dan mudah dalam menggunakannya. Memodifikasi lebih

mudah tanpa tambahan biaya

8. Kebutuhan ruang yang lebih kecil

2.5 Fungsi-Fungsi dari PLC

Dilihat dari apa yang dapat dilakukan atau dikerjakan oleh suatu PLC,

maka fungsi-fungsi dari PLC terbagi atas tipe kontrolnya. Tipe kontrol tersebut

terbagi atas tiga, yaitu berfungsi sebagai Kontrol urutan, Kontrol canggih dan

kontrol pengawasan.

PLC disebut juga sebagai kontrol urutan yang berfungsi antara lain:

a). Pengganti rele kontrol logik konvesional.

b). Timer / Counter.

c). Pengganti kontrol card P.C.B. card

d). Mesin kontrol auto/ semi-auto/ manual dan proses-proses.

PLC sebagai kontrol canggih yang berfungsi antara lain:

a). Operasi aritmatik



12

b). Penanganan informasi

c). Kontrol analog (suhu, tekanan, dll)

d). Kontrol motor -servo

e). Kontrol motor-stepper

PLC sebagai kontrol pengawasan, fungsinya antara lain:

a). Proses monitor dan Alarm

b). Monitor dan diagnosa kesalahan

c). Jaringan kerja otomatisasi pabrik

d). Lokal area network

e). Antar muka printer/ASCII

2.6 Karakteristik dan Spesifikasi PLC

Karakteristik umum PLC sebagai berikut:

Mudah diprogram untuk orang-orang yang bukan programmer komputer.

Murah dan memiliki ukuran yang kompak.

Pemrograman yang fleksibel, baik diskrit maupun analog.

Layar peraga yang menampilkan sirkuit tangga, fungsi diagram blok dan

operasinya.

Operasi solid-state yang berkecepatan tinggi

Kemampuan mencetak (mendokumentasikan) sirkuit-sirkuit dan

operasinya.

Tingkat keamanan yang memadai dilengkapi dengan pengunci program

(password).

Perubahan-perubahan sirkuit dapat dilakukan dengan mudah.



13

Dapat disimulasikan.

Spesifikasi PLC yang akan digunakan dalam pembuatan simulasi sistem

kontrol elevator ini menggunakan PLC merk ZELIO produk dari Schneider

Telemecanique. Adapun spesifikasi dan karakteristik PLC tersebut adalah sebagai

berikut:

a. Spesifikasi.

Merek : Zelio ± Smart Relay

Model : Compact , SR2 B201 JD

Tegangan Supplay : 12VDC

Metode control : Metode penyimpan program dan Monitoring

Bahasa pemrograman : Ladder Diagram menggunakan program Zeliosoft

Panjang Instruksi : 1 set setiap instruksi (1-5) word / instruksi

Kapasitas program : 120 Row

Max I/O point : 20

Output : 8 buah

Input : 12 buah

Berikut adalah gambar fisik dari Zelio Smart Relay SR2B201 JD:



14

Gambar 2.1 Zelio SR2B201JD

2.7 Sistem PLC

Sistem PLC memiliki lima komponen dasar yaitu: unit pengolahan pusat

atau central processing unit (CPU), Unit catu daya , perangkat pemrograman, unit

memory, Input dan output . Kelima komponen tersebut digambar secara fisik pada

gambar 2.2 berikut:

Gambar 2.2 Gambar Fisik PLC Merk Zelio



15

P e n g a t u r M a s u k a n

P e n g a t u r K e l u a ra n

M e m o r i C P U

C a t uD a y a

K o m u

n i k a s i

J a l u r

T a m b

a h a n

K o n t ro l P L C

T e r m in a l S k r u p U n t u k J a lu r M a s u k a n

T e r m in a l S k r u p U n t u k J a l u r K e lu a r a n

Gambar 2.3 komponen-komponen PLC Zelio

1. Unit prosesor atau central processing unit (unit pengolahan pusat) (CPU).

Unit prosessor atau central processing unit (unit pusat pengolahan) (CPU)

adalah unit yang berisi microprosessor yang menginterprentasikan sinyal-sinyal

input dan melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan, sesuai dengan program

yang tersimpan didalam memori, lalu berkomunikasi dengan keputusan-keputusan

yang diambil sebagai sinyal-sinyal kontrol ke antar muka output. Unit ini

merupakan otak dari PLC. Disinilah program akan diolah sehingga sistem kontrol

yang telah dibuat bekerja sesuai dengan yang diinginkan. CPU merupakan inti

dari suatu sistem PLC, yang melakukan pengontrolan dan pengawasan atas

seluruh operasi dari PLC. Tugas CPU mencakup mentransfer informasi data

antara CPU memori dengan bagian input maupun output dari PLC.

2. Unit catu daya.



16

Diperlukan untuk mengkonversikan tegangan ac menjadi tegangan dc (5

V) yang dibutuhkan oleh prosesor dan rangkaian-rangkaian di dalam modul-

modul antarmuka input dan output.

3. Perangkat pemrograman.

Dipergunakan utnuk memasukan program yang dibutuhkan ke dalam

memori. Program tersebut dibuat dengan menggunakan perangkat ini dan

kemudian dipindahkan ke dalam unit memori PLC.

4. Unit memori.

Unit memori adalah tempat dimana program yang digunakan untuk

melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan oleh mikroprosessor disimpan.

Memori unit PLC terdiri dari RAM, ROM, EPROM, EEPROM. Kapasitas

memori antara suatu PLC dengan PLC lainnya adalah berbeda-beda tergantung

pada tipe dan pabrik pembuatanya. Beberapa pabrik menyatakan ukuran memori

dalam byte, ada juga kilobyte, dan ada juga yang dinyatakan dengan jumlah

instruksi yang dapat disimpan.

Type-type memori

y RAM (Random Access Memory)

Program yang ditulis biasanya disimpan dalam RAM yang ada dalam PLC

sehingga dapat diubah/diedit melalui programming unit. Kerugian menyimpan di

RAM adalah program dan data akan hilang ketika power supply mati. Untuk

mengatasi hal ini, Ram dapat di back-up dengan battery lithium, sehingga

meskipun power supply mati, program dan data tidak akan hilang. Umumnya bila

battery tidak rusak, program dan data bisa disimpan selama satu tahun. Memori

ini merupakan tempat disimpannya informasi mengenai status perangkat-



17

perangkat input dan output dan nilai-nilai timer dan counter dan perangkat-

perangkat internal lainnya. RAM data disebut juga sebagai tabel data atau tabel

register. Sebagian dari memori ini, yaitu blok alamat, diperuntukan bagi alamat-

alamat input dan output tersebut. Sebagian lainnya disisihkan untuk menyimpan

data yang telah ditetapkan sebelumnya dan sisanya untuk menyimpan nilai-nilai

counter dan timer.

y ROM { Read Only Memory)

Supaya program dalam ROM bisa di eksekusi, maka harus ada operating

sistem PLC, sistem operasi ini dibuat oleh pabrik pembuat PLC yang disimpan

dalam ROM dan hanya dapat dibaca oleh prosessor. ROM adalah sistem yang

menyediakan fasilitas penyimpanan permanen untuk sistem operasi dan data tetap

yang digunakan dalam CPU. Oleh karena itu ROM tidak dapat berubah dalam

keadaan biasa, artinya yaitu jika suatu ROM sekali diprogramkan maka tidak akan

dapat dirubah oleh pemakai.

y PROM { Programmable Read Only Memory)

PROM adalah suatu jenis ROM yang dapat diprogram. PROM juga

digunakan pada PLC untuk memori aplikasi. PROM dapat diprogram seperti

umumnya ROM, dan memiliki keuntungan tidak mudah dirubah. Kerugiannya

antara lain adalah jika melakukan pemrograman maka harus menggunakan

peralatan pemrograman yang khusus.

y EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

EPROM berbeda dengan RAM, Pada EPROM jika suplai tegangan hilang

maka isi memori akan tetap ada. Untuk keperluan modifikasi program, maka pada

memori harus dikosongkan dahulu isinya melalui penyinaran sinar ultraviolet.



18

Karena begitu sulitnya dalam penghapusan program untuk memrogram ulang

maka konsumen lebih

memilih RAM untuk penyimpanan. Jika program sudah benar-benar cocok dan

lengkap langsung bisa di transfer ke EPROM secara permanen. EPROM dianggap

sebagai suatu alat penyimpanan semi permanen yang menyimpan suatu program

secara permanen. Jika ada perubahan, maka program bisa dirubah.

y EEPROM { Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)

EEPROM adalah mirip dengan memori EPROM. Hanya saja dalam proses

penghapusannya dengan menggunakan arus listrik. Kelebihan memori ini

dibandingkan dengan memori EPROM adalah mudah dihapus dan dapat

direset.

5. Input dan output .

Adalah antarmuka dimana prosesor menerima informasi dari dan

mengkomunikasikan informasi kontrol ke perangkat-perangkat eksternal

2.8 Pemrograman

PLC dapat diprogram dengan teknik diagram tangga ( Diagram ladder)

dan diagram fungsi blok (Function blok). Dimana disediakan blok-blok fungsi

khusus, dan kita hanya diminta untuk menghubungkan blok-blok tadi satu sama

lain, berikut input-outputnya untuk membangun suatu proses kerja yang seperti

kita inginkan. Sebelum program di ditransfer (down-load), program ini dapat

disimulasikan terlebih dahulu langsung pada komputer (PC), meminimalkan

kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi. Sebaliknya, isi program yang sudah



19

PC Com

ati¡

le

PLC

Co ¢ ¢ ecti¢ g Ca £ le

terprogram pada PLC dapat di up-load ke komputer (PC) untuk keperluan backup

maupun pengeditan program.

Gambar 2.4 Koneksi PLC dengan PC

Kabel yang menghubungkan port serial komputer dengan PLC juga telah

disediakan. Jika kita menggunakan PC sebagai media pemrogram, maka

dimungkinkan untuk menuliskan program secara off-line, dan dapat terlebih

dahulu disimulasikan sebelum di down-load ke unit PLC. pengamatan parameter

secara on-line juga dimungkinkan

Indikator input ini akan menyala bila peralatan input ON dan indikator

output menyala bila relay keluaran ON. Bila terjadi kesalahan input indikator

berubah mengikuti.

Kesalahan CPU : Indikator input OFF

Kesalahan memori atau sistem : Indikator input kondisi tetap

sebelum terjadi kesalahan akan tetap sama bila input diubah



20

2.8.1 Bahasa Pemrograman PLC

Pemrograman merupakan cara user memasukkan instruksi kontrol ke

dalam PLC melalui Programming device. Beberapa instruksi dasar kontrol

meliputi switching, logic, sequencing, dan timing. Tetapi ada banyak aplikasi

industri yang memerlukan instruksi tambahan untuk menjalankan kontrol analog

untuk proses kontinyu, kontrol logika yang kompleks, data processing and

reporting, dan beberapa fungsi lainnya. Oleh karena adanya berbagai perbedaan

keperluan dalam aplikasi industri, maka dikembangkan berbagai jenis bahasa

pemrograman PLC.

2.8.1.1 Diagram Tangga (ladder logic Diagram)

Diagram tangga merupakan bahasa pemrograman PLC yang paling

populer dipergunakan pada saat ini. Diagram tangga mudah dipahami bahkan oleh

teknisi yang tidak mempunyai latar belakang pendidikan komputer. Penulisan

program PLC dengan diagram tangga memerlukan sebuah keyboard dengan

monitor yang memiliki kemampuan tampilan grafis untuk menampilkan simbol

dan hubungannya dalam diagram tangga. Keyboard untuk pemrograman PLC

biasanya didesain dengan tombol untuk masing-masing simbol sehingga

memudahkan pemrograman, karena hanya mengetikkan tombol yang sesuai

dengan diagram tangga. Komponen diagram tangga terdiri dari 2 tipe utama yakni

kontak dan koil. Kontak dipergunakan untuk melambangkan input : switches,

kontak relay, dan lain-lain. Sedangkan koil untuk melambangkan beban seperti :

motor, selenoids, relay, timers, dan counters.



21

I1

Q1

I2 Q1

A1

1

A1

1

GarisTegangan

Kontak NO Kontak NC Koil/beban

Kontak koil NO

Diagram tangga seperti diperlihatkan pada gambar 2.5 memperlihatkan

sebuah sistem interlock sederhana. Dimana input II akan mengaktifkan output

koil/load Ql dan input 12 untuk menonaktifkannya. II yang merupakan kontak

NO (Nomally Open) jika disulut akan mengalirkan daya ke koil/load Ql melalui

sebuah kontak NC (Normally Close)I2. koil/load Ql akan berstatus high dan

menutup kontak NO Ql yang mampu mewakili tugas II sesaat koil Ql aktif. 12

yang merupakan kontak NC (Normally Close) jika disulut akan aliran daya ke

koil, sehingga koil nonaktif dan kontak Ql terlepas.

Gambar 2.5 Diagram Tangga

2.8.1.2 Diagram Fungsi Blok (F unction Blok Diagram)

Berupa penulisan program yang berorientasi pada objek, dimana telah

disediakan blok-blok fungsi siap pakai yang berupa gerbang-gerbang logika dasar

atau blok-blok fungsi khusus seperti counter, timer dan, fungsi analog lainnya.

Blok-blok ini kemudian kita koneksikan satu sama lain untuk membentuk suatu

proses kerja seperti yang kita harapkan. Lebih mudah dan cepat dalam

penulisannya, dan biasanya juga dilengkapi dengan fungsi simulasi sebelum



22

I1

I2

>=10

0

0

00

&0

0

0

0

0

Q

Out¤ ut 1

¥

er¦

a§

g

̈

N©

¥

er¦

a§

g OR I§ ¤

ut 1

I§ ¤

ut 2

¥

er¦

a§

g NOT

program di up-load ke unit PLC. Pengamatan dan perubahan parameter program

dapat dengan mudah kita lakukan dengan teknik Function Blok Diagram ini.

Kita contohkan sebuah kasus yang persis sama dengan pembahasan pada

diagram tangagaa sebelumnya, dimana merupakan sebuah rangkaian interlock

sederhana yang terdiri dari input II untuk mengaktifkan output koil Ql, dan input

12 untuk menonaktifkannya, yang tampak pada gambar 2.10 12 saat nonaktif akan

memberikan nilai high pada salah satu inputan AND, gerbang AND akan

mengaktifkan Ql, jika input 1 yang melalui gerbang OR disulut. Status Ql

dikembalikan ke gerbang OR untuk mewakili tugas II sesaat setelah Ql

tertenagai. Dibutuhkan perubahan status 12 dari nonaktif menjadi aktif untuk

membuat output gerbang NOT bernilai low dan kemudian menonaktifkan gerbang

AND yang memutuskan aliran daya ke Ql

am ar 2.6 iagram Fungsi Blok



23

Y

A

B

Y

A B

2.8.2 Gerbang Logika

Elemen logika adalah elemen dari rangkaian logik yang menggunakan

sinyal digital sebagai masukan dan keluarannya, dan merupakan dasar

pemrograman pada suatu PLC. Operasi yang dimaksud disini berbeda dengan

biasa yang digunakan untuk menggambar rangkaian digital, yang digunakan pada

rangkaian digital. Dalam hal ini tidak dibahas mengenai penggunaan gerbang

terhadap elektronika. Berikut ini dijelaskan tentang sistem operasional logika

yang biasa digunakan pada pemrograman PLC. Jika dibandingkan dengan simbol

tangga gambarnya berbeda, tetapi operasional kerjanya tetap sama

Gerbang AN D

Logika AN D adalah rangkaian atau gerbang elektronika yang mempunyai

dua atau lebih input atau masukan dan satu keluaran atau output. Outputnya akan

berlogika "1" apabila semua inputnya berlogika "1". Bila pada salah satu inputnya

"0", maka outpunya menjadi "0". Pada gambar dibawah ditunjukan gerbang AND

dan tabel kebenaranya serta penggunaan ladder diagram pada program PLC.

Gambar 2.7 Simbol logika AN D dan diagram ladder

Tabel 2.1 Tabel kebenaran operasi A D

A B Y

0 0 0

0 1 0

1 0 0



24

YA

B

Y

A

B

Operasi OR

Gerbang OR memiliki dua atau lebih input dan satu keluaran atau output.

Outputnya akan berlogika ³1´ apabila salah satu dari inputnya memiliki logika

³1´

Gambar 2.8 Simbol logika OR dan ladder diagram

Tabel 2.2 Tabel kebenaran operasi logika OR

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

1 1 1



25

A Y Y

Gerbang N OT

Berbeda dengan gerbang AN D dan OR, Gerbang NOT hanya mempunyai

satu input dan satu output. Pada gerbang NOT, jika inputnya "1" maka outputnya

adalah"0". Jadi inputnya adalah kebalikan dari outputnya. Berikut ini adalah

gambar yang menunjukan gerbang NOT serta tabel kebenarannya dan ladder

diagramnya.

Gambar 2.9 Simbol logika N OT dan ladder diagram.

Tabel 2.3 Tabel kebenaran operasi logika N OT

Gerbang N OT AN D

Operasi NOT AN D atau N AN D adalah kebalikan dari operasi AN D yang

artinya, apabila pada operasi AN D instruksi logika harus semua terpenuhi, tetapi

pada operasi NOT AN D instruksi logika tidak harus terpenuhi semua, melainkan

salah satunya, atau sama sekali tidak ada.

A Y

0 1

1 0



26

A

BY

Y

A B

Y

A

BY

A

B

Gambar 2.10 Simbol logika N OT AN D dan ladder diagram

Tabel 2.4 Tabel kebenaran operasi N OT AN D

Gerbang N OT OR

Operasi NOT OR atau NOR adalah kebalikan dari operasi OR. Jika pada

operasi OR akan bekerja apabila satu instruksi logika saja yang terpenuhi maka

pada instruksi NOT OR hal tersebut tidak berlaku karena pada operasi ini semua

instruksi logika harus tidak terpenuhi.

Gambar 2.11 Simbol logika N OT OR dan ladder diagram.

A B Y

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0



27

Y

A

B

Y

A

A

B

B

Tabel 2.5 Tabel kebenaran operasi N OT OR

Gerbang Exlusive OR (X OR )

Operasi Exlusive OR adalah operasi logika yang mempunyai lebih dari

satu masukan untuk mengeluarkan satu keluaran. Operasi ini akan mengeluarkan

satu keluaran apabila ada perbedaan masukan pada operasi ini. Jika masukannya

sama maka hasil keluaranya tidak ada.

Gambar 2.12 Simbol logika X OR dan ladder diagram

Tabel 2.6 Tabel kebenaran logika X OR

Gerbang Exlushe N OR ( X NOR)

B Y

0 0 10 1 0

1 0 0

1 1 0

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0



28

Y

A B

Y

A

B

Operasi Exlusive NOT OR atau X NOR adalah kebalikan dari operasi X OR.

Masukannya harus sama jika menginginkan satu keluaran.

Gambar 2.13 Simbol logika X N OR

Tabel 2.7 Tabel kebenaran logika X N OR

2.9. Motor DC

Motor adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus

searah menjadi tenaga gerak atau energi mekanik, dimana tenaga gerak

tersebut berupa putaran daripada rotor. Fungsi motor ini berdasarkan gejala

bahwa suatu medan magnet mengeluarkan gaya pada penghantar berarus. Prinsip

kerjanya adalah apabila sebuah kawat penghantar yang dialiri arus diletakkan

antara dua buah kutub magnet, maka pada kawat itu akan bekerja suatu gaya

yang menggerakkan kawat itu (gaya lorentz).

Setiap konduktor yang mengalirkan arus mempunyai medan magnet

disekelilingnya. Kuat medan tergantung pada besarnya arus yang mengalir dalam

konduktor tersebut. Pada motor DC, konduktor pengalir arus dililitkan pada alur-

A B Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1



29

alur jangkar. Jika jangkar berputar maka dalam lilitan jangkar motor tersebut

dibangkitkan gaya gerak listrik (GGL) yang kemudian diubah menjadi energi

mekanik dalam rotor.

Kontruksi dari motor DC terbagi atas beberapa bagian antara lain :

1) Stator atau bagian yang diam, terdiri dari:

Rumah stator sebagai tempat jalan mengalirnya medan magnet yang

dihasilkan oleh kutub-kutub magnet, dan melindungi bagian-bagian

mesin lainnya, sehingga dibuat dari bahan feromagnetik.

2) Rotor yang berputar, terdiri dari jangkar, lilitan jangkar,

komutator dan sikat-sikat.

Gambar 2.14 Motor DC

2.10. Komponen Pendukung

2.10.1. Resistor

Resistor adalah salah satu komponen elektronika dari bahan semi

konduktor yang mempunyai dua kaki yang bersifat menghambat arus yang

mengalir. Untuk menentukan nilai resistansi dari resistor biasanya dilakukan

dengan cara mengamati gelang warna yang terdapat pada resistor.

Dibawah ini daftar gelang warna yang biasa terdapat pada badan resistor.



30

Gambar 2.14 Cara penentuan nilai resistor

2.10.2.Transistor

Transistor adalah merupakan salah satu komponen elaktronika yang

terdapat dari bahan semikonduktor yang mempunyai tiga kaki yaitu kaki basis,

kaki kolektor dan kaki emitor. Transistor terdiri dari dua jenis dilihat dari bahan

yang membuatnya, yaitu transistor silikon (0,7 volt) dan transistor germanium (0,2

volt). Transistor dibagi menjadi dua tipe, yaitu :

1. Tipe NPN (negative-positif-negative)

2. Tipe PNP (positif-negative-positif)

Dalam rangkaian alat simulasi ini menggunakan transistor tipe NPN

(TIP 31), transistor ini bekerja jika pada basis dibias positif. Jika kolektor positif

dan emitor negative, maka transistor akan jenuh, serta antara kolektor dan emitor

akan terhubung singkat, hal ini yang dimanfaatkan sebagai saklar.

Contoh-contoh komponen dan karakteristik dari transistor ini antara lain :



31

a. Transistor TIP 31

(a) (b)

Gambar 2.15 (a) Simbol Transirtor TIP 31

(b) Wujud Transistor TIP 31



32

MAXIMUM RATINGS TIP 3055

b. Transistor TIP 3055

(a) (b)

Gambar 2.15 (a) Simbol Transirtor TIP 3055

(b) Wujud Transistor TIP 3055

2.11. Relay

Relay adalah suatu komponen listrik yang berfungsi untuk memutus atau

menghubungkan arus listrik dalam rangkaian ± rangkaian listrik juga sebagai

TIP 3055



33

rangkaian / peralatan kontrol yang menghubungkan supply ke bebannya.

Relay bekerja berdasarkan gaya elektromagnetik menjadi suatu proses

mekanis.

Relay terdiri dari dua bagian utama yaitu lilitan elektromagnetik (coil )

dan contact point. Contact point ini terdiri dari contact NO ( Normally Open =

normal terbuka) dan contact NC ( Normally Close = normal tertutup). Pada

keadaan awal, yaitu pada saat coil relay tidak diberi tegangan, maka yang

terhubung-singkat adalah contact Normally Close (NC). Sedangkan contact

Normally Open (NO) mengalami hubung-terbuka atau dapat dilihat pada

gambar 2.16 berikut:

Gambar 2.16 Kondisi awal relay

Jika relay diatas tersebut diberi tegangan pada coil -nya, maka relay tersebut

akan mengalami switching seperti berikut :

Gambar 2.17 Kondisi relay yang diberi tegangan



34

Pada keadaan ini, yang terhubung-singkat adalah contact Normally Open (NO),

sementara contact Normally Close (NC) mengalami hubung-terbuka.

Pada alat simulasi tugas akhir ini ada 2 jenis relay yang dipergunakan

yaitu :

1.Relay SPDT (Single Pole Single Throw)

Relay SPDT adalah relay yang memiliki satu kutub contact dan dua posisi

kedudukan contact atau seperti terlihat pada gambar 2.18 berikut:

Gambar2.18 Simbol dan bentuk relay SPDT

2.Relay DPDT ( Double Pole Double Throw)

Relay DPDT adalah jenis relay yang memiliki 2 kutub contact dan 2

posisi kedudukan contact ,relay ini biasanya memiliki 8 kaki contact,yaitu 2

NO,2 NC,2 input dan 2 lagi untuk sumber tegangan,atau dapat dilihat pada

gambar 2.19 dibawah ini:

Gambar 2.19 Wujud relay DPDT



35

2.12.Limit Switch

Sakelar batas atau limit switch merupakan saklar yang dapat dioperasikan

secara otomatis ataupun manual. Limit switch mampunyai fungsi yang sama yaitu

mempunyai kontak NO (Normally Open) dan NC (Normally Close). Limit switch

akan bekerja jika ada benda yang menekan roller -nya, sehingga kedudukan

kontak NO menjadi NC dan kontak NC menjadi NO. Jika benda sudah diangkat,

roller dari limit switch kembali keposisi semula, demikian pula dengan

kedudukan kontak-kontaknya.

Gambar 2.20 Simbol dan Bentuk Limit Switch

2.13.Pengaman Lebur (F use)

Pengaman lebur berguna untuk memutuskan atau membuka rangkaian

listrik bila terjadi hubung singkat. Pengaman lebur tabung mempunyai elemen

lebur yang ditempatkan dan dilindungi oleh tabung kertas fiber dan kedua

unjungnya ditutup dengan kontak cincin perunggu. Kedua ujung elemen leburnya

disambungkan kepada kedua kontak cincin perunggu tersebut. Sehingga apabila

diantara kedua ujung cincin perunggu diukur dengan Ohmmeter akan

menunjukkan adanya hubungan keduanya.



36

simbol wujud

Gambar 2.21 Fuse (sekering)

2.14.Sakelar Tombol Tekan (Push Botton)

Saklar tombol tekan adalah suatu jenis peralatan kontrol yang

digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik. Saklar

tombol tekan dioperasikan secara manual dengan cara menekan tombolnya.

Menurut kedudukan kontak-kontaknya tombol tekan dapat dibagi menjadi dua

yaitu, Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). Kontak NO kedudukan

kontaknya dalam keadaan terbuka sebelum tombol dioperasikan atau ditekan.

Apabila kontak NO tersebut ditekan maka kedudukan kontaknya akan berubah

menjadi NC (tertutup), begitu juga sebaliknya untuk kontak NC dan ketika

tombol dilepas maka kedudukan kontaknya akan kembali keposisi semula.

Gambar 2.22 Simbol sakelar tekan NO dan NC

2.15. Catu Daya

Sebagian besar piranti elektronika membutuhkan tegangan DC untuk

bekerja. Meskipun baterai berguna dalam piranti yang bisa dibawa-bawa atau

piranti berdaya rendah, akan tetapi waktu operasinya terbatas. Sumber daya yang



37

mudah dapat dibuat dari sebuah rangkaian yang dapat mengubah tegangan AC

menjadi tegangan DC. Sebuah power supply dapat dibuat dengan tiga buah

komponen utama, yaitu transformator, dioda penyearah, dan kapasitor filter.

2.15.1. Trasformator Penurun Tegangan

Transformator penurun tegangan adalah transformator yang diperlukan

untuk menurunkan tegangan primer yang tinggi misalnya sebesar 220 Volt atau

380 Volt, menjadi tegangan yang lebih rendah pada bagian sekundernya, 6 Volt,

9 Volt, 12 Volt, atau 24 Volt. Ada dua jenis transformator penurun tegangan

yaitu transformator penurun tegangan dengan CT (Center Tap) dan transformator

penurun tegangan tanpa CT.

(a) (b)

Gambar 2.23 (a) Transformator tanpa CT

(b) Transformator dengan CT

2.15.2. Penyearah

Penyearah (rectifier) merupakan bagian dari catu daya yang berfungsi

CT220 VAC

12 VAC

12 VAC

220 VAC 12 VAC



38

untuk mengubah tegangan bolak-balik atau AC menjadi tegangan searah atau

DC. Komponen yang berfungsi sebagai penyearah adalah dioda. Dalam

pembuatan catu daya menggunakan 2 macam rangkaian penyearah yaitu :

1. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan CT

2. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan dioda bridge.

Gambar 2.24 Penyearah gelombang penuh dengan CT

Gambar 2.25 Penyearah gelombang penuh tanpa CT

2.15.3. Penyaring (F ilter )

Tegangan DC yang berdenyut yang dihasilkan oleh rangkaian penyearah

bukanlah DC murni, sehingga dibutuhkan sebuah penyaring. Rangkaian filter ini

menggunakan kapasitor yang diletakkan melintasi terminal keluaran. Kapasitor

ini meratakan denyutan-denyutan tersebut dan memberikan suatu tegangan



39

C

Beban

yang hampir DC murni, biasanya kapasitor filter itu adalah sebuah kapasitor

elektrolit dengan harga yang besar.

(a) (b)

Gambar 2.26 (a) Cara pemasangan kapasitor terhadap beban

(b) Wujud kapasitor elektrolit

2.15.4. IC Catu Daya

Didalam rangkaian catu daya biasanya tegangan keluaran dari rangkaian

itu tidak sesuai atau mendekati tegangan nominal yang diperlukan . untuk

mengatasi masalah tersebut biasanya dipasang IC catu daya. IC ini digunakan

untuk lebih mengakuratkan nilai tegangan keluaran. Dalam rangkaian ini

menggunakan IC LM7812 dengan tegangan keluran sebesar 12 volt. Gambar

2.27 berikut menunjukkan wujud dari IC LM7812 :

Gambar 2.27 IC LM7812



2.15.5. Light Emiting Dioda (LED)

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen

yang dapat mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain

setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan

bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa

energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan

cahaya. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai

adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan

warna cahaya yang berbeda pula.

Gambar 2.28 Simbol dan Wujud dari LED

Pada saat ini warna-warna cahaya LED bermacam-macam bukan hanya

kuning, merah atau hijau seperti yang biasa kita jumpai tetapi telah terdapat warna

biru, ungu dan putih bahkan LED tidak hanya digunakan sebagai lampu indicator

saja tetapi telah digunakan sebagai lampu penerangan menggantikan lampu-lampu

konvensional pada umumnya.

Pitney-II Revised

Documents

Transcript of Pitney-II Revised