DASAR PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER ( PLC )

PENGERTIAN PLC

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.

SEJARAH DAN PERKEMBANGAN PLC 

Secara historis, PLC pertama kali dirancang oleh perusahaan General Motor (GM) sekitar tahun 1968 untuk menggantikan control relay pada proses sequensial yang dirasakan tidak fleksibel dan berbiaya tinggi. Pada saat itu, hasil rancangan telah benar-benar berbasis komponen solid state dan memiliki fleksibilitas tinggi, hanya secara fungsional masih terbatas pada fungsi-fungsi kontrol relay saja. Seiring perkembangan teknologi solid state, saat ini PLC telah mengalami perkembangan luar biasa, baik dari ukuran. kepadatan komponen serta dari segi fungsionalnya. Beberapa peningkatan perangkat keras dan perangkat lunak ini di antaranya adalah: 

• Ukuran semakin kecil 
• Jumlah input / output yang semakin banyak dan padat 
• Waktu eksekusi program yang semakin cepat. 
• Pemrograman relatif semakin mudah. Hal ini terkait dengan perangkat lunak pemrograman yang semakin user friendly.
• Memiliki kemampuan komunikasi dan sistem dokumentasi yang semakin baik. 
• Jenis instruksi / fungsi semakin banyak dan lengkap
• beberapa jenis dan tipe PLC dilengkapi dengan modul-modul untuk tujuan kontrol continue. misalnya modul ADC/DAC, PID, modul Fuzzv. dan lain-lain.

KONSEP PLC

Konsep dari Programable Logic Controller (PLC)  sesuai dengan namanya adalah sebagai berikut :

Programmable :

Menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan mudah diubah-ubah sesuai program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat.

Logic : 

Menunjukkan kemampuannya dalam memproses input secara aritmetik (ALU), yaitu melakukjan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi dan negasi.

Controller : 

Menunjukkan kemampuannya dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

FUNGSI DARI PLC

Fungsi dan kegunaan dari PLC dapat dikatakan hampir tidak terbatas. Tapi dalam prakteknya dapat dibagi secara umum dan khusus. Secara umum fungsi dari PLC adalah sebagai berikut :

Kontrol Sequensial 

Karakter  proses yang dikendalikan oleh PLC  sendiri  merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan  urut untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan. Dengan kata lain proses  itu terdiri beberapa subproses, dimana subproses  tertentu  akan berjalan sesudah  subproses  sebelumnya  terjadi.

Monitoring Plant

PLC secara terus menerus memonitor suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut ke operator.

PERBANDINGAN PLC DENGAN CONTROLLER LAINNYA

PLC Versus Control Relay

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, perancangan PLC pada awalnya dimaksudkan untuk menggantikan control relay yang tidak fleksibel. Beberapa keuntungan penggunaan PLC relatif terhadap control relay untuk pengontrolan mesin atau proses di antaranya adalah:

• Implementasi proyek cepat
• Pengabelan relatif sederhana dan rapi 
• Monitoring proses terintegrasi

PLC Versus Mikrokontroler

Mikrokontroler pada dasarnya adalah sebuah komputer yang dirancang untuk melakukan tugas-tugas kontrol. Secara fungsional, PLC dan mikrokontroler ini hampir sama, tetapi secara teknis pengontrolan mesin atau plant dengan mikrokontroler relatif lebih sulit. Hal ini terkait dengan perangkat keras dan perangkat lunak dari mikrokontroler tersebut. Dalam hal ini, pengontrolan mesin atau plant dengan mikrokontroler memerlukan perancangan pengondisi sinyal tambahan pada port input/output-nya,dan umumnya pemrograman mikrokontroler ini dilakukan dengan menggunakan bahasa assembler yang relatif sulit dipelajari.

PLC Versus Personal Computer (PC)

Dengan perangkat antarmuka tambahan misalnya PPI 8255, sebuah PC dapat digunakan untuk mengendalikan peralatan luar, tetapi filosofi perancangan PC tidak dimaksudkan untuk digunakan sebagai perangkat pengontrolan, melainkan pengolahan data (misalnya PC tidak dirancang untuk ditempatkan pada lokasi dengan getaran ekstrim yang umum dijumpai di pabrik). Dalam sistem kontrol dewasa ini, sebuah PC selain dapat digunakan sebagai perangkat pemrograman PLC juga umum digunakan untuk monitoring dan menjadi perangkat komunikasi antara PLC dengan komputer utama misalnya pada sistem kontrol skala besar seperti.

STRUKTUR DASAR PLC

PLC  yang  diproduksi oleh berbagai perusahaan  sistem  kontrol terkemuka saat ini biasanya mempunyai ciri-ciri sendiri yang  menawarkan keunggulan  sistemnya, baik  dari segi  aplikasi (perangkat  tambahan) maupun modul utama sistemnya. Meskipun demikian pada umumnya setiap PLC (sebagaimana komputer pribadi Anda yang cenderung mengalami standarisasi dan kompatibel satu sama lain) mengandung empat bagian (piranti) berikut ini:

Modul Central Prosesing Unit ( CPU ) : Modul Central Prosesing Unit ( CPU ) yang disebut juga modul controller atau prosesor  terdiri dari dua bagian: 

• Prosesor, berfungsi: 
• mengoperasikan dan mengkomunikasikan modul-modul PLC melalui bus-bus serial atau paralel yang ada. 
• Mengeksekusi program kontrol. 
• Memori, yang berfungsi: 
• Menyimpan informasi digital yang bisa diubah dan  berbentuk  tabel  data, register citra, atau RLL (Relay  Ladder  Logic),  yang merupakan program pengendali proses.

Modul perangkat lunak : PLC  mengenal  berbagai  macam  perangkat  lunak,  termasuk  State Language, SFC, dan bahkan C. Yang paling populer digunakan ialah RLL  (Relay   Ladder Logic). Semua  bahasa  pemrograman   tersebut   dibuat berdasarkan  proses sekuensial yang terjadi dalam plant  (sistem  yang dikendalikan). Semua instruksi dalam program akan dieksekusi oleh  modul CPU, dan penulisan program itu bisa dilakukan pada keadan on line maupun off line.  Jadi  PLC  dapat  bisa  ditulisi program kontrol  pada  saat  ia mengendalikan   proses  tanpa  mengganggu pengendalian yang   sedang dilakukan. Eksekusi perangkat lunak tidak akan mempengaruhi operasi I/O yang tengah berlangsung. 


Modul Power Supply : Power Supply  memberikan tegangan DC ke berbagai modul PLC  lainnya  selain modul tambahan dengan kemampuan arus total sekitar  20A  sampai  50A, yang sama dengan battery lithium integral (yang digunakan  sebagai  memory backup). Seandainya Power Supply ini gagal atau tegangan bolak balik masukannya turun dari  nilai spesifiknya,  isi memori akan  tetap terjaga.


Modul I/O : Modul I/O merupakan modul input dan modul output yang bertugas mengatur hubungan PLC dengan piranti eksternal atau periferal yang  bisa berupa  suatu komputer host, saklar-saklar, unit penggerak  motor,  dan berbagai macam sumber sinyal yang terdapat dalam plant. 

• Modul Input : Modul Input berfungsi untuk menerima sinyal dari unit pengindera periferal, dan memberikan pengaturan sinyal, terminasi, isolasi,  maupun indikator  keadaan sinyal masukan. Sinyal-sinyal dari piranti  periferal akan di-scan dan keadaannya akan dikomunikasikan melalui modul antarmuka dalam PLC.
• Modul Output : Modul output mengaktivasi berbagai macam piranti seperti  aktuator  hidrolik, pneumatik, solenoid, starter motor,  dan  tampilan status  titik-titik periferal yang terhubung dalam sistem.  Fungsi modul  keluaran lainnya mencakup conditioning, terminasi dan  juga pengisolasian  sinyal-sinyal yang ada. Proses aktivasi  itu  tentu saja dilakukan dengan pengiriman sinyal-sinyal diskret dan  analog yang relevan, berdasarkan watak PLC sendiri yang merupakan piranti digital.

BAHASA PEMROGRAMAN

Terdapat banyak pilihan bahasa untuk membuat program dalam PLC. Masing-masing bahasa mempunyai keuntungan dan kerugian tergantung dari sudut pandang kita sebagai user / pemogram. Pada umumnya terdapat 2 bahasa pemograman sederhana dari PLC , yaitu pemograman diagram ladder dan bahasa instruction list. (mnemonic code).Diagram Ladder adalah bahasa yang dimiliki oleh setiap PLC.

Diagram Ladder menggambarkan program dalam bentuk grafik. Diagram ini dikembangkan dari kontak-kontak relay yang terstruktur yang menggambarkan aliran arus listrik. Dalam diagram ladder terdapat dua buah garis vertical dimana garis vertical sebelah kiri dihubungkan dengan sumber tegangan positip catu daya dan garis sebelah kanan dihubungkan dengan sumber tegangan negatip catu daya.

Program ladder ditulis menggunakan bentuk pictorial atau simbol yang secara umum mirip dengan rangkaian kontrol relay. Program ditampilkan pada layar dengan elemen-elemen seperti normally open contact, normally closed contact, timer, counter, sequencer dll ditampilkan seperti dalam bentuk pictorial. 

Dibawah kondisi yang benar, listrik dapat mengalir dari rel sebelah kiri ke rel sebelah kanan, jalur rel seperti ini disebut sebagai ladder line (garis tangga). Peraturan secara umum di dalam menggambarkan program ladder diagram adalah :

• Daya mengalir dari rel kiri ke rel kanan
• Output koil tidak boleh dihubungkan secara langsung di rel sebelah kiri.
• Tidak ada kontak  yang diletakkan disebelah kanan output coil
• Hanya diperbolehkan satu output koil pada ladder line.

INSTRUKSI INSTRUKSI DASAR PLC
INPUT DAN OUTPUT PLC
KONEKSI PLC DENGAN PC