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.