INPUT DAN OUTPUT PLC

       MODUL INPUT PLC

Modul input / output PLC pada dasarnya adalah antarmuka yang mengoneksikan  PLC dengan peralatan input / output luar. Lewat sensor-sensor yang terhubung dengan modul ini, PLC mengindra besaran-besaran fisik (posisi, gerakan, level, arus, tegangan) yang terasosiasi dengan sebuah proses atau mesin. Berdasarkan status dari input dan program yang tersimpan di memori PLC.

Secara fisik, rangkaian input/output dengan unit CPU tersebut terpisah Secara kelistrikan. Hal ini untuk menjaga agar kerusakan pada peralatan input output tidak menyebabkan terjadinya hubung singkat pada unit CPU. isolasi rangkaian modul dari CPU ini umumnya menggunakan rangkaian otocoupler


              

Gambar 1 rangkaian internal input PLC dengan input tegangan DC

Gambar 2 rangkaian internal input PLC dengan input tegangan AC

Gambar 3 rangkaian internal input PLC dengan input tegangan AC/DC

Dari gambar 1 sampai gambar 3, terlihat bahwa secara fisik rangkaian pada modul ini terpisah dari rangkaian internal (CPU). Isolasi rangkaian ini menggunakan optocoupler dengan dua buah diode pemancar yang dipasang antiparalel. Hal ini dilakukan untuk tujuan fleksibilitas penyambungan terminal input dengan catu daya penggerak sensor atau saklar yang terhubung. Dalam hal ini, terminal common pada modul dapat dihubungkan balk dengan polaritas yang lebih positif atau lebih negatif dari catu dayanya

Besar arus yang mengalir di dalam sebuah terminal input ketika sebuah saklar tertutup umumnya berada dalam satuan miliampere (tipikalnya adalah 7 miliampere). Arus sebesar ini telah cukup untuk menggerakkan basis transistor pada optocoupler menjadi ON. Jika menggunakan sumber tegangan yang lebih kecil dari yang telah ditentukan oleh vendor PLC yang dipakai maka akan terjadi situasi undercurrent, yaitu arus yang mengalir pada modul tidak dapat menggerakan basis transistor pada optocoupler tersebut

       MODUL OUTPUT PLC

Pada Modul output PLC ada tiga jenis output PLC yang juga populer di pasaran, yaitu: Relay, Transistor, Triac.

§  output Relay

output PLC jenis relay adalah yang paling fleksibel penggunaannya karena dapat menggerakkan beban AC maupun DC. kelemahannya terletak pada tanggapan switching-nya yang relatif lambat (sekitar 10 ms ), dan akan mengalami kerusakan setelah beberapa juta siklus switching.
            

Gambar 4 rangkaian internal output PLC Jenis relay

Besar rating arus untuk setiap terminal umumnya tidak boleh melebihi 2 A untuk tegangan 220 volt (untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada manual PLC yang digunakan). Bila batas besar rating arus ini dilampaui, akan menimbulkan kerusakan pada modul output nya. Jika keluaran yang akan dikontrol merupakan beban yang relatif besar (mengalirkan arus dengan jumlah besar) maka akan lebih aman jika output relay ini mengontrol beban tersebut lewat relay luar.

§  output transistor

output PLC jenis transistor, beban yang dapat dikontrol terbatas pada beban-beban jenis DC saja. (besar arus yang bisa dilewatkan umumnya adalah 1 A, dengan waktu respons kurang dari 1 ms)

Berdasarkan transistornya, ada dua jenis output PLC ini: (1) jenis NPN dan (2) jenis PNP. Pada prinsipnya kedua jenis keluaran ini adalah sama, yaitu dapat mengalirkan arus atau daya dalam satu arah saja. Ada dua jenis mode operasi transistor ini: (1) transistor digunakan sebagai penguat linier, dan (2) transistor digunakan sebagai saklar. Dalam rangkaian internal PLC, Iransistor dioperasikan sebagai saklar, yaitu dengan cara mengoperasikan pada daerah jenuhnya.

Perlu ditekankan di sini, walaupun transistor ini berlaku sebagai saklar, tetapi secara praktis akan selalu ada drop tegangan pada saklar ini (antara kaki collector terhadap emiter) yang besarnya berkisar antara 1-2 volt 

                            

Gambar 5 rangkaian internal output PLC Jenis Transistor

 jenis keluaran transistor NPN. Dari gambar, terlihat bahwa terminal common pada modul output harus selalu dihubungkan dengan sumber tegangan positif (ingat, transistor dalam operasinya hanya akan mengalirkan arus dari collector ke emiter jika tegangan collector lebih positif dari tegangan emitter

Modul output PLC jenis PNP memiliki prinsip kerja kebalikan dari jenis NPN yang telah dibahas di atas.

§  output jenis triac

output Triac terbatas pada beban jenis AC (besar arus yang bisa dilewatkan umumnya adalah 1 A, dengan waktu respons kurang dari 1 ms)

Triac adalah sebuah komponen semikonduktor yang berfungsi mengalirkan arus bolak-balik. Arus yang dialirkan dikontrol oleh terminal gate pada triac tersebut dalam modul output PLC jenis ini, triac digunakan untuk memerlukan gerakkan beban-beban AC lewat rangkaian internalnya
                   

Gambar 6 rangkaian internal output PLC Jenis Triac

       ANALOG INPUT PLC

Selain dapat mengolah sinyal digital, PLC juga dapat mengolah sinyal analog. Modul ini biasanya didesain untuk membaca sinyal-sinyal standard industri yakni 0 – 5 V, ±10 V, atau 4 – 20 mA. Untuk menggunakan analog input, modul ini harus dihubungkan ke rangkaian PLC dan ditentukan Unit No.-nya. Unit No. ini ditentukan dengan cara mengatur skrup Mach No. di depan Modul Analog Unit. Skrup Mach No. ini ada 2 buah: satu skrup puluhan (x10¹) dan satu skrup satuan (x10°). Jika ingin membuat modul ini memiliki Unit No. 12, putar skrup puluhan ke angka 1 dan skrup satuan ke angka 2. Selain itu, di IO Table dan Unit Setup pada CX-Programmer juga harus diberi Unit No. yang sama. Ingat, Unit No. modul ini tidak boleh sama dengan modul lain karena akan bertabrakan pengalamatan memorinya.

Gambar 7 Terminal Modul Analog input (No. Unit)

Pengalamatan nomer modul bisa dilihat pada table berikut:

Switch setting	Unit number	Word allocated in special I/O unit area in CIO Area	Word allocated in special I/O unit area in DM Area
0	Unit #0	CIO 2000 to 2009	D20000 to D20099
1	Unit #1	CIO 2010 to 2019	D20100 to D20199
2	Unit #2	CIO 2020 to 2029	D20200 to D20299
3	Unit #3	CIO 2030 to 2039	D20300 to D20399
4	Unit #4	CIO 2040 to 2049	D20400 to D20499
5	Unit #5	CIO 2050 to 2059	D20500 to D20599
to	to	to	to
n	Unit #n	CIO 2000 + (n x 10) to CIO 2000 + (n x 10) + 9	D20000 + (n x 100) to D20000 + (n x 100) + 99

Sebagai contoh, modul CJ1W-AD081-V1 mempunyai 8 terminal input. Jadi, jika Unit No. nya 2, maka memori CIO (memori penempatan I/O) berada di alamat CIO 2020 hingga CIO 2027. Memori CIO adalah memori penempatan data input/output pada modul analog. Untuk modul analog input, nilai masukan analog yang terbaca di terminal input disimpan di memori ini setelah dikonversi menjadi data biner 16-bit bertipe signed integer.

Sehingga apabila modul CJ1W-AD081-V1 dengan seting Unit No. nya 2, maka data hasil konversinya disimpan pada alamat CIO 2020 sampai CIO 2027.

Selain penentuan alamat memori, jenis input yang dibaca juga harus ditentukan (tegangan atau arus). Penentuan ini dilakukan dengan mengubah switch di bagian belakang terminal (gambar di bawah).

                             

Gambar 8 Terminal Modul Analog input (Switch pemilihan input)

Setelah itu input bisa diakses dengan memindahkan datanya dari CIO ke DM dengan menggunakan instruksi MOV pada ladder diagram.

                       

Gambar 9 contoh program pembacaan input analog

Dengan instruksi MOV tadi, data sinyal analog yang berasal dari input terminal 2 dapat dibaca dan diolah.

       ANALOG OUTPUT

modul analog output digunakan untuk mengeluarkan sinyal analog dari PLC. Sinyal analog yang dapat dikeluarkan umumnya berada dalam rentang sinyal-sinyal standard industri seperti 4 – 20 mA. Sama seperti pada modul analog input, modul analog output juga harus diatur Unit No. nya terlebih dahulu untuk menentukan pengalamatan memorinya. Selain itu, resolusi dan jenis outputnya juga bisa ditentukan (tegangan atau arus).

Cara mengeluarkan output analog mirip dengan cara membaca input analog, yakni dengan cara memindahkan atau memasukkan data ke dalam memori CIO, tetapi dengan sedikit perbedaan. Dalam mengeluarkan output analog, setelah memindahkan data ke memori CIO, Conversion Enable Bit harus diset agar output dikonversi ke analog dan dikeluarkan.

Misalkan ingin mengeluarkan output analog dari modul CJ1W-DA042-V sebesar 2.5V pada range tegangan 0 – 5V dengan resolusi 4000 (pengaturan resolusi bisa dilihat pada datasheet). Maka nilai yang dikeluarkan adalah #07D0. Terminal output 2 dan Unit No. 3 (seting Unit No. tidak boleh sama dengan modul lainnya karena akan mengakibatkan pengalamatannya bertabrakan). Sehingga didapatkan alamat CIO 2031.

                           

Gambar 10 contoh program mengeluarkan output analog

Setelah perintah MOV, digunakan perintah SET untuk me-set Conversion Enable Bit. Letak bit ini berada pada alamat CIO 2000 + (10 x n) untuk Unit No. #n.

Gambar 11 alamat bit SET

Pada contoh ini, alamat Conversion Enable Bit ada pada CIO 2030 karena Unit No. bernilai 3. Bit yang di-set adalah bit ke-2 sehingga alamat yang di-set adalah CIO 2030.01. Dengan cara yang sama, pengeluaran output analog juga dapat dilakukan pada pin-pin lainnya.


Artikel terkait :

INSTRUKSI INSTRUKSI DASAR PLC

KONEKSI PLC DENGAN PC 

DASAR PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER