MODUL HASIL PENYELARASAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SESUAI KEBUTUHAN INDUSTRI KOMPETENSI KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN INDUSTRI 2017
2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
karunia dan
hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan modul hasil
penyelarasan Kurikulum
Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) sesuai kebutuhan kompetensi di
industri Kegiatan
penyelarasan kurikulum dan silabi ini dilakukan sebagai tindak
lanjut atas Instruksi
Presiden No. 9 Tahun 2016 tentang Revitalisasi Sekolah Menengah
Kejuruan dalam
rangka Peningkatan Kualitas dan Daya Saing Sumber Daya Manusia
Indonesia.
Modul ini berisi materi kompetensi sisipan yang dibutuhkan oleh
industri sebagai
pelengkap atas materi pembelajaran yang telah diberikan selama ini
kepada peserta didik
di SMK. Untuk mencapai kompetensi yang sesuai kebutuhan industri
tersebut,
pembelajaran dengan modul ini dilaksanakan dengan sistem modular,
yaitu pembelajaran
diselesaikan untuk satu materi pembelajaran sebelum dilanjutkaan
pada materi
pembelajaran berikutnya.
Penyusunan modul ini melibatkan berbagai pihak yang terkait, mulai
dari praktisi
pada sektor industri; guru SMK di lingkungan Kementerian Pendidikan
dan Kebudayaan;
serta guru dan dosen unit pendidikan di lingkungan Kementerian
Perindustrian. Modul ini
merupakan pelengkap bahan ajar pada SMK-SMK yang terkait sehingga
kemampuan
peserta didik dapat sesuai dengan kebutuhan di sektor
industri,
Akhir kata, semoga modul ini dapat meringankan tugas guru dalam
mengajar serta
mempermudah peserta didik untuk menguasai kompetensi yang
diharapkan oleh industri.
Kami menyadari bahwa modul ini jauh dari kesempurnaan, untuk itu
kami mengharapkan
masukan dari para pemangku kepentingan, khususnya para praktisi di
sektor industri.
Juni 2017
1.1 Simbol-Simbol Pada Peralatan
.....................................................................
1
1.2 Pengaturan Langkah Silinder
........................................................................
2
1.2.1 Silinder Kerja Tunggal (Single Acting Cylinder)
................................. 2
Praktikum 1 : Rangkaian Dasar (Basic Circuit)
.................................. 2
Praktikum 2 : Pengaturan Kecepatan Langkah Maju
(Control Of Advance Piston Speed)
....................................................... 3
Praktikum 3 : Pengaturan Kecepatan Langkah Mundur
(Control Of Return Piston Speed)
...................................................... 3
Praktikum 4 : Pengaturan Langkah Maju-Mundur Terpisah
(Control Of Advance And Return Piston Speed, Separately
Adjustable)
........................................................................................
4
1.2.2 Silinder Kerja Ganda (Double Acting Cylinder)
.................................. 5
Praktikum 6 : Rangkaian Dasar (Basic Circuit)
.................................. 5
Praktikum 7 : Pengaturan Kecepatan Langkah Maju-Mundur
Melalui Penyumbatan Udara Catu (Supply Air Throttling)
.................. 5
Praktikum 8 : Pengaturan Kecepatan Langkah Maju-Mundur
Melalui Penyumbatan Udara Buang (Exhaust Air Throttling)
............. 6
Praktikum 9 : Pengaturan Kecepatan Langkah Satu Arah
(Control Of Piston Speed In One Direction)
....................................... 6
Bab 2 Kontrol Pneumatik Dasar
.............................................................................
8
2.1 Pengontrolan Tidak Langsung Secara Manual dan Otomatis
(Manual And Automatic Indirect
Control).......................................................
8
Praktikum 11 : Pengeluaran Benda Kerja
.......................................... 10
iv
2.2.1 Rangkaian Logika “Or”
(Or-Circuit)....................................................
12
Praktikum 13 : Mesin Press
..............................................................
14
2.2.3 Rangkaian Kombinasi Logika “And-Or” (And-Or-Circuit)
................... 16
Praktikum 14 : Membuka Dan Menutup Jendela
........................................ 16
Bab 3 Kontrol Bertahap (Sequencial Plan)
............................................................
18
3.1. Diagram Langkah (Step Diagram) dan
Notasinya......................................... 18
3.2. Latihan Kontrol Bertahap
Sederhana............................................................
19
3.3. Konflik Pada Rangkaian Kontrol Bertahap
.................................................... 21
3.4. Latihan Kontrol Bertahap Dengan Sistem Kaskade Dan Busbar
.................. 23
Praktikum 16 : Alat Stempel
..............................................................
23
Praktikum 17 : Alat Pengeling
...........................................................
26
1
PRAKTIKUM 1. RANGKAIAN DASAR (BASIC CIRCUIT)
3
Prinsip Kerja :
Apabila tombol START (push button 3/2 NC with spring) ditekan, maka
silinder
bergerak maju. Silinder akan tetap berada diposisi luar, selama
tombol START tidak
dilepas. Silinder bergerak masuk, apabila tombol START
dilepas.
PRAKTIKUM 2 : PENGATURAN KECEPATAN LANGKAH MAJU
( CONTROL OF ADVANCE PISTON SPEED)
Besarnya udara yang masuk ke silinder diatur oleh one-way-flow
control.
PRAKTIKUM 3 : PENGATURAN KECEPATAN LANGKAH MUNDUR
(CONTROL OF RETURN PISTON SPEED)
Besarnya aliran udara yang keluar dari silinder diatur oleh
one-way-flow control.
4
(CONTROL OF ADVANCE AND RETURN PISTON SPEED,
SEPARATELY ADJUSTABLE)
Prinsip Kerja :
(INCREASING IN RETURN PISTON SPEED)
Prinsip Kerja :
PRAKTIKUM 6 : RANGKAIAN DASAR (BASIC CIRCUIT)
Prinsip Kerja :
Apabila tombol START (push button 5/2 with spring) ditekan, maka
silinder bergerak ke
luar. Silinder akan tetap berada di posisi luar, selama tombol
START tidak dilepas.
Silinder bergerak masuk, apabila tombol START dilepas.
PRAKTIKUM 7: PENGATURAN KECEPATAN LANGKAH MAJU-MUNDUR MELALUI
PENYUMBATAN UDARA CATU (SUPPLY AIR THROTTLING)
Prinsip Kerja :
PENYUMBATAN UDARA BUANG (EXHAUST AIR THROTTLING)
Prinsip Kerja :
PISTON SPEED IN ONE
(MANUAL AND AUTOMATIC INDIRECT CONTROL)
2.1.1. PENGONTROLAN SECARA MANUAL
PRAKTIKUM 10 : PEMBAGIAN PETI-PETI
Posisi ban berjalan diubah dengan mempergunakan silinder kerja
ganda. Untuk
pengontrolan keluar atau masuknya silinder tersedia dua buah
tombol. Silinder tetap
berada di posisi yang diberikan oleh tombol yang terakhir ditekan
(coba dorong dengan
tangan anda, posisi silinder harus tetap diam). Posisi silinder
akan berubah apabila
tombol yang lain ditekan.
2. Praktekkan rangkaian tersebut.
10
Dengan mempergunakan silinder kerja ganda, sebuah benda didorong
keluar, keatas ban
berjalan. Pekerjaan dimulai dengan menekan tombol START. Untuk
menjamin bahwa
benda benar-benar terletak di atas ban berjalan terdapat tanda yang
menyatakan bahwa
silinder berada pada posisi maksimum (terluar). Selanjutnya
silinder kembali secara
otomatis.
2. Praktekkan rangkaian tersebut.
12
WITH NON RETURN VALVE)
2.2.1 RANGKAIAN LOGIKA “OR” (OR-CIRCUIT)
PRAKTIKUM 12 : PEMISAHAN BENDA KERJA
Benda kerja didorong dari magazin ke dalam keranjang. Untuk memulai
proses pekerjaan,
sebuah tombol START atau pedal kaki ditekan. Untuk memastikan bahwa
benda kerja
sudah benar-benar keluar (terpisah dari benda kerja lainnya),
terdapat tanda yang
menyatakan bahwa silinder telah mencapai posisi maksimum.
1. Buatlah skema rangkaian pneumatik & sebutkan
komponennya.
2. Praktekkan rangkaian tersebut.
14
PRAKTIKUM 13 : MESIN PRESS
Untuk pengepresan benda kerja, dipergunakan silinder kerja ganda,
seperti pada gambar
diatas. Untuk memulai pekerjaan, tombol T1 dan T2 harus ditekan
secara bersamaan dan
silinder benar-benar berada di posisi awal (di dalam). Setelah
mencapai posisi maksimum
(terluar), silinder kembali ke posisi semula secara otomatis.
1. Buatlah skema rangkaian pneumatik & sebutkan
komponennya.
2. Praktekkan rangkaian tersebut.
16
2.2.3. RANGKAIAN KOMBINASI LOGIKA “AND-OR” (AND-OR-CIRCUIT)
PRAKTIKUM 14 : MEMBUKA DAN MENUTUP JENDELA
Pembukaan dan penutupan jendela seperti pada gambar di atas
dilakukan dengan cara
menekan salah satu tombol atau lebih dari tiga tombol yang berada
di tempat berlainan
(T1, T2 dan T3) dan posisi silinder benar-benar berada di dalam
(posisi jendela tertutup).
Kontrol harus dirancang sedemikian rupa agar jendela dapat dibuka
dari tempat
manapun. Untuk menutup jendela dipergunakan satu buah tobol T4 yang
dapat ditekan
kapan saja.
1. Buatlah persamaan aljabar bool-nya yaitu Y = fungsi dari T1, T2,
T3 dan a0, dimna a0
adalah posisi silinder didalam.
3. Buatlah skema rangkaian pneumatik & sebutkan
komponennya.
4. Praktekkan rangkaian tersebut !
18
Diagram langkah digunakan sebagai alat bantu untuk penyelesaian
persoalan
pneumatik pada rangkaian bertahap.
S dalam lingkaran artinya START
Langkah 1 disebut juga “Awal Siklus”
Langkah 5 = 1 disebut juga “Akhir Siklus”
A+ artinya : Silinder A bergerak keluar (dari posisi a0 ke posisi
a1)
A- artinya : Silinder A bergerak masuk (dari posisi a1 ke posisi
a0)
19
Kotak tiba/sampai pada konveyor kemudian diangkat oleh Silinder A.
Selanjutnya Silinder
B mendorong kotak tersebut ke konveyor kedua. Silinder B tidak akan
kembali sebelum
Silinder A kembali ke posisi semula.
1. Gambar diagram langkah dan notasinya !
2. Buat skema rangkaian pneumatik dan komponennya !
3. Praktekkan rangkaian tersebut !
2. Skema Rangkaian Pneumatik
Selanjutnya praktekkan rangkaian tersebut.
3.3 KONFLIK PADA RANGKAIAN KONTROL BERTAHAP
Yang dimaksud dengan “konflik pada rangkaian bertahap” yaitu sinyal
yang berfungsi
untuk menggerakkan silinder maju atau mundur atau sebaliknya
datangnya
bersamaan. Pada diagram langkah dapat dilihat dengan jelas kapan
suatu silinder
mempunyai konflik. Notasi dari suatu silinder yang mempunyai
konflik yaitu : “huruf
sama tetapi tanda berlainan”.
Misalnya : A+ menghadapi A- atau sebaliknya. Konflik tidak akan
terjadi apabila
hurufnya berbeda, meskipun tandanya berlainan. Misalnya : A+
menghadapi B-. Pada
diagram langkah berikut terlihat suatu rangkaian yang silindernya
memiliki konflik.
Konflik terjadi pada Silinder A yaitu pada saat A+ ke A- dan pada
Silinder B yaitu
pada saat B+ ke B- jadi jumlah konflik yaitu 2 buah, e2 berarti
menuju saluran 2.
e-n disana dianggap menuju ke-n.
Catatan : ”Konflik yang terjadi pada suatu rangkaian minimal 2 buah
(hukum
alam)”.
Konflik dapat dihindari dengan membuat “Sistem Kaskade dan Busbar”
. Untuk
membuat rangkaian ini diperlukan :
1. Katup pemindah saluran (chang-over) yaitu katup 5/2 atau 4/2
dengan sistem
aktuasi udara-udara yang dirangkai menjadi Rangkaian Kaskade.
Jumlah
katup yang diperlukan yaitu sebanyak jumlah konflik dikurangi 1.
Pada diagram
langkah terdapat simbol e1 dan e2, yang artinya :
e1 = sinyal pemindah saluran n ke saluran 1.
e2 = sinyal pemindah saluran 1 ke saluran 2.
2. Saluran yang berisi udara (Busbar)
Jumlah saluran yang diperlukan yaitu sebanyak jumlah konflik.
Pada diagram langkah terdapat simbol (S1) dan (S2), yang artinya
:
22
Rangkaian berikut adalah rangkaian kaskade untuk 2 buah konflik
:
Rangkaian berikut adalah rangkaian kaskade untuk 4 buah konflik
:
23
PRAKTIKUM 16 : ALAT STEMPEL
Pada alat ini berfungsi untuk menstempel salah satu bagian benda
kerja. Benda kerja
ditempatkan secara manual. Bagian yang akan distempel dihadapkan ke
atas. Apabila
tombol START ditekan, maka Silinder A turun dan menstempel benda
kerja. Setelah
proses penstempelan selesai, Silinder A kembali ke posisi semula.
Selanjutnya Silinder B
mendorong benda kerja yang sudah distempel ke dalam keranjang,
kemudian Silinder B
kembali ke posisi semula.
2. Buat skema rangkaian pneumatik dan komponennya !
3. Praktekkan rangkaian tersebut !
Persamaan :
25
26
PRAKTIKUM 17 : ALAT PENGELING
Dua buah pelat akan dikeling bersamaan pada mesin press semi
otomasi. Penempatan
dan pelepasan kedua pelat dan paku keling tersebut dilakukan secara
manual. Apabila
kedua pelat dan paku keling tersebut sudah ditempatkan pada posisi
kerja dan tombol
START ditekan, maka Silinder A mencekam salah satu pelat yang
ditempatkan dibagian
atas, kemudian Silinder B menekan paku keling dan kembali lagi.
Setelah Silinder B ke
posisi semula, maka Silinder A melepas cekamannya.
1. Gambar diagram langkah dan notasinya !
2. Buat skema rangkaian pneumatik dan komponennya !
3. Praktekkan rangkaian tersebut !
Persamaan :
28
MODUL
D. Tujuan Akhir
......................................................................................
1
E. Standar Kompetensi
...........................................................................
2
F. Cek Kemampuan
..............................................................................
2
II. KEGIATAN PEMBELAJARAN
...............................................................
5
1. Uraian Materi
................................................................................
5
1. Uraian Materi
................................................................................
26
D. Kegiatan Pembelajaran 4 : Perawatan dan Pemeliharaan PLC
...........
Mitsubishi .................................................
55
III. EVALUASI
.............................................................................................
83
B. Kunci Jawaban Tes Kemampuan Awal dan Akhir
................................. 84
IV. PENUTUP
.............................................................................................
86
DAFTAR PUSTAKA
....................................................................................
87
A. Deskripsi Modul
Modul ini berjudul “ Perawatan PLC “ merupakan salah satu bagian
dari bahan ajar yang
deberikan di program keahlian Teknik Elektronika Industri
Pengembangan isi modul ini diarahkan sedemikian rupa, sehingga
materi pembelajaran
yang terkandung didalamnya didesain berdasarkan topik-topik
selektif untuk mencapai
kompetensi Mengoperasikan Mesin Produksi dengan Kendali PLC
dan
Perawatannya.
B. Prasyarat
Sebelum mempelajari modul PLC ini anda harus terlebih dahulumodul
dan memiliki
pengetahuan tentang :
C. Petunjuk Penggunaan Modul
salah satu cara untuk menyampaikan atau mengajarkan pengetahuan
ketrampilan dan
sikap kerja yang dibutuhkan dalam suatu pekerjaan. Penekan utamanya
adalah tentang
apa yang dapat dilakukan seseorang setelah mengikuti
pelatihan.
Salah satu karakteristik yang paling penting dari pelatihan
berdasarkan kompetensi
adalah penguasaan individu secara aktual di tempat kerja.
Dalam sistem pelatihan ini, standar kompetensi diharapkan dapat
menjadi panduan bagi
peserta pelatihan untuk dapat :
Memeriksa kemajuan peserta pelatihan.
Meyakinkan bahwa semua elemen (sub kompetensi) dan kreteria unjuk
kerja telah
dimasukan dalam pelatihan dan penilaian.
D. Tujuan Akhir
Modul ini merupakan modul dasar yang bertujuan untuk mempersiapkan
seorang guru
atau teknisi listrik untuk dapat memiliki pengetahuan, ketrampilan
dan sikap kerja pada
2
bidang sistem kontrol yang menggunakan PLC sebagai alat kontrolnya
dan
perawatannya.
Perawatannya
Unit kompetensi ini berkaitan dengan berbagai jenis motor listrik,
inverter (VSD) sebagai
penggerak mesin produksi, termasuk pengetahuan pendukung yang
diperlukan seperti:
Kesehatan dan Keselamatan kerja, Penggunaan Perkakas, Teori
Listrik, Interpretasi
Gambar dan Pembuatan electrical wiring, PLC dan Sakelar
Magnetik,sensor,aktuator, dan
alarm.
Pengetahuan :
3. Memahami fungsi komponen pengoperasian mesin produksi dengan
kendali PLC.
4. Memahami diagram kerja dan system kelistrikan.
5. Memahami urutan operasi mesin produksi dengan kendali PLC.
6. Memahami kebijakan dan prosedur K3 pengopersian mesin produksi
dengan
kendali PLC.
Ketrampilan :
perawatannya.
Sikap :
2. Inovatif dalam pengembangan kendali PLC
3. Disiplin dalam perawatan PLC
F. Cek Kemampuan
Gunakan tabel berikut untuk mengukur apakah anda telah menguasai
pokok-pokok materi
pada modul ini yang diperlukan untuk penguasaan unit kompetensi
Mengoperasikan
Mesin Produksi Dengan Kendali PLC dan Perawatannya pada sub
kompetensi
Mempersiapkan operasi dan figurasinya . Apabila anda telah
menguasai kompetensi
3
seperti tersebut diatas, maka anda dapat mengajukan uji kompetensi
kepada assessor
internal dan eksternal.
Perlu
Pelatihan
lanjut
Mempersiapkan
operasi
kelistrikan dipahami
diidentifikasi sesuai diagram
dan urutan operasi.
Program kontrol dengan
Informasi
Pada kegiatan belajar 1 ini anda akan belajar tentang dasar sistem
kontrol dan konsep
dasar pengetahuan dan teknologi PLC. Pengetahuan ini akan sangat
bermanfaat dan
menunjang dalam memahami tentang prinsip kerja PLC dan penggunaanya
dalam sistem
kontrol.
Tujuan
1. Menjelaskan pengertian definisi kontrol dalam teknik
listrik.
2. Menjelaskan perbedaan antara sistem kontrol loop terbuka dan
loop tertutup
3. Menjelaskan keuntungan-keuntungan menggunakan PLC yang dipakai
dalam
sistem kontrol jika dibandingkan dengan rele .
4. Menyebutkan bagian-bagian perangkat keras PLC.
5. Menjelaskan fungsi setiap bagian blok dari diagram blok
PLC.
6. Menjelaskan fungsi dari modul input dan modul output pada
PLC.
Kemampuan Awal
Sebelum mempelajari unit ini anda harus terlebih dahulu memiliki
pengetahuan tentang :
1. Sistem kontrol rele.
Persyaratan Lulus
Untuk dapat lulus dari unit ini anda harus telah mengerjakan
seluruh latihan dengan
benar, dan telah pula mengerjakan test dengan skor minimum
70.
1. Uraian Materi Pembelajaran 1
a. Sistem Kontrol
Kata kontrol sering kita dengar dalam pembicaraan sehari-hari. Kata
kontrol disini
dapat diartikan “mengatur”, dan apabila kita persempit lagi arti
penggunaan kata
kontrol dalam teknik listrik adalah, suatu peralatan atau kelompok
peralatan yang
6
digunakan untuk mengatur fungsi suatu mesin untuk memetapkan
tingkah laku
mesin tersebut sesuai dengan yang dinginkan.
Sistem yang mempunyai kemampuan untuk melukukan strart, mengatur
dan
memberhentikan suatu proses untuk mendapatkan output sesuai dengan
yang
diinginkan disebut “Sistem Kontrol”
Dan pada umumnya sebuah sistem kontrol adalah merupakan suatu
kumpulan
peralatan electric/electronic, peralatan mekanik, atau peralatan
lainya yang digunakan
untuk menjamin stabilitas, transisi yang halus serta akurasi sebuah
proses.
Setiap sistem kontrol mempunyai tiga elemen pokok, yaitu : input,
proses, dan
output.
Seperti ditunjukan pada gambar diatas umumnya input berasal dari
transducer.
Transducer ini adalah suatu alat yang dapat merubah kuantitas fisik
menjadi sinyal
listrik. Beberapa contoh dari tranducer diantaranya dapat berupa :
tombol tekan,
sakelar batas, termostat, straingages, dsb. Transducer ini
mengirimkan informasi
mengenai kuantitas yang diukur. Gambar 2 dibawah menunjukan
beberapa contoh
dari peralatan input.
Proses didalam sistem kontrol ini dapat berupa rangkaian kontrol
dengan
menggunakan peralatan kontrol yang dirangkai secara listrik. Dan
ada pula yang
menggunakan peralatan kontrol dengan sistem pemrogaraman yang
dapat
diperbaharui atau lebih populer disebut dengan nama PLC
(Programmable Logic
Controller).
Pada kontrol dengan sistem pemrograman yang dapat diperbaharui,
program kontrol
disimpan dalam sebuah unit memori dan memungkinkan atau dapat
merubah
program yang telah ditulis sebelumnya, yaitu dengan cara melakukan
pemrogaraman
ulang sesuai dengan yang diinginkan.
Tugas dari bagian proses adalah memroses data yang berasal dari
input dan
kemudian sebagai hasilnya adalah berupa respon (output).
Sinyal yang berasal dari bagian proses ini berupa sinyal listrik
yang kemudian dipakai
untuk mengaktifkan peralatan output seperti : motor, solenoid,
lampu, katup, dsb.
Dengan menggunakan peralatan output ini kita dapat merubah
besaran/kuantitas
listrik kedalam kuantitas fisik. Gambar 3 dibawah menunjukan
beberapa contoh dari
peralatan output.
Sistem kontrol loop terbuka adalah merupakan suatu proses dalam
suatu
sistem yang mana variabel input akan berpengaruh pada output yang
dihasilkan.
Gambar 4 dibawah menunjukan blok diagram dari sistem loop
terbuka,
yang mungkin dapat membantu anda dalam memahami sistem kontrol
tersebut.
8
Gambar 4. Open Loop System
Jika kita lihat blok diagram diatas pada sistem kontrol loop
terbuka di sini
tidak ada informasi yang diberikan ke peralatan kontrol yang
berasal dari peralatan
output (veriabel yang dikontrol), sehingga tidak dapat diketahui
dengan tepat
apakah output yang diinginkan sesuai dengan keinginan atau tidak.
Terutama
apabila terjadi gangguan dari luar yang dapat mempengaruhi output.
Oleh karena
itu pada sistem ini akan terjadi kesalahan yang cukup besar oleh
karena tidak
adanya koreksi.
Kontrol loop tertutup adalah sebuah proses yang mana variabel
yang
dikontrol secara terus menerus disensor kemudian dibandingkan
dengan kuantitas
referensi. Adapun variabel yang dikontrol ini dapat berupa hasil
pengukuran
seperti misalnya pengukuran temperatur, kelembaban, posisi mekanik,
kecepatan
putaran, dsb, Kemudian hasil pengukuran tadi diumpan balikan ke
pembanding
(comparator). Pembanding ini dapat berupa peralatan mekanik,
listrik/elektronik,
atau pneumatik. Pada alat pembanding ini antara kuantitas referensi
dengan
dengan sinyal sensor yang berasal dari variabel yang dikontrol
dibandingkan, dan
sebagai hasilnya adalah sinyal kesalahan.
Sinyal kesalahan ini hasilnya bisa positif atau negatif, secara
matematis
sinyal kesalahan ini sepeti ditunjukan pada persamaan
dibawah.
Error = harga hasil pengukuran variabel yang dikontrol – set
point
(referensi)
Gambar 5. Closed Loop Ssytem
Apabila kita lihat gambar blok diagram diatas, maka pada blok
peralatan
kontrol dapat berupa peralatan yang dapat bekerja secara
mekanik,
listrik/elektronik, ataupun pneumatik, yang mana pada blok ini
menerima sinyal
kesalahan dan menghasilkan sinyal output yang kemudian diberikan
pada bagian
proses untuk memperbaiki kesalahan sampai hasil/produk betul-betul
sesuai
dengan yang diinginkan atau kesalahan sama dengan nol.
Demikian mekanisme sistem kontrol loop tertutup, dan mekanisme
tersebut
bekerja secara terus-menerus (berkelanjutan).
Pengertian dan fungsi dasar system Plan
Programmable Logic Controllers (PLC) adalah komputer elektronik
yang
mudah digunakan (user friendly) yang memiliki fungsi kendali untuk
berbagai tipe
dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam.Definisi Programmable
Logic
Controller menurut Capiel (1982) adalah :sistem elektronik yang
beroperasi secara
dijital dan didisain untuk pemakaian di lingkungan industri, dimana
sistem ini
menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara
internal
instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik
seperti logika,
urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk
mengontrol mesin
atau proses melalui modul-modul I/O dijital maupun analog.
Setting
Peralatan
Kontrol
1. Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk
menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah
diubah-ubah
fungsi atau kegunaannya.
dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan,
menjumlahkan,
mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain
sebagainya.
3. Controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur
proses
sehingga menghasilkan output yang diinginkan.
PLC ini dirancang untuk menggantikan suatu rangkaian relay
sequensial
dalam suatu sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga
dapat
dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki
pengetahuan di
bidang pengoperasian komputer secara khusus. PLC ini memiliki
bahasa
pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program
yang
telah dibuat dengan menggunakan software yang sesuai dengan jenis
PLC yang
digunakan sudah dimasukkan.Alat ini bekerja berdasarkan input-input
yang ada
dan tergantung dari keadaan pada suatu waktu tertentu yang kemudian
akan
meng-ON atau meng-OFF kan output-output. 1 menunjukkan bahwa
keadaan
yang diharapkan terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan yang
diharapkan tidak
terpenuhi. PLC juga dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang
memiliki
output banyak.
Fungsi PLC
Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat
dibagi
secara umum dan secara khusus . Secara umum fungsi PLC adalah
sebagai berikut:
1. Sekuensial Control. PLC memproses input sinyal biner menjadi
output yang
digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan
(sekuensial),
disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam proses
sekuensial
berlangsung dalam urutan yang tepat.
2. Monitoring Plant. PLC secara terus menerus memonitor status
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 pada
operator.
Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke
CNC
(Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan
input ke CNC
untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila dibandingkan
dengan PLC
11
mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya.
CNC biasanya
dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan
sebagainya.
Prinsip kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses
yang
dikendalikan lalu melakukan serangkaian instruksi logika terhadap
sinyal masukan
tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori lalu
menghasilkan
sinyal keluaran untuk mengendalikan aktuator atau peralatan
lainnya.
Rele magnit sudah banyak dipakai untuk kontrol logika di industri
beberapa tahun
lamanya dan sampai sekarang dan akan tetap dipakai secara luas pada
tahun-tahun
berikutnya. Oleh karena pengembangan bahan, konstruksi dan desain,
rele mampu
beroperasi ribuan kali tanpa mengalami gangguan. Namun demikian
dalam beberapa
hal atau pada kondidsi tertentu logika elektronik lebih baik dari
pada logika rele.
Di samping itu hasil pengembangan sistem kontrol PLC menunjukan
bahwa biaya
menjadi rendah, serbaguna dan mudah dalam melakukan commissioning
.
PLC pada dasarnya dibuat dan dikembangkan untuk digunakan
menggantikan
rele yang dipakai dalam sistem kontrol. Standar unit dari PLC
didasarkan pada
perangkat keras yang terdiri dari memori yang digunakan untuk
mengontrol mesin
atau proses.
Prosesor (CPU) – melalui program prosesor in mengontrol sebuah
proses.
Input - dilengkapi dengan antar muka antara PLC dengan peralatan
input
eksternal PLC.
Output - dilengkapi dengan antar muka antara PLC dengan peralatan
output
eksternal PLC.
Catu daya - dilengkapi dengan dengan variasi tegangan yang
diperlukan baik
untuk prosesor ataupun bagian I/O.
Untuk jelasnya perhatikan gambar 6 berikut ini.
Gambar 6.Sistem PLC
Sakelar : sakelar batas, proximity, apung, tekanan, temperatur,
tombol tekan.
Analog.
Dsb.
P
Memory
solenoid (katup).
Motor starter.
Logic : BCD (binary code decimal)
PLC ini lebih fleksibel dan mudah, karena PLC merupakan alat
kontrol yang hanya
didasarkan pada pemrograman dan kemudian mengeksekusi instruksi
logika yang
sederhana (program), adapun bahasa pemrograman pada umumnya bentuk
ladder
atau yang bahasa lainya seperti mnomenic. PLC juga mempunyai fungsi
internal
seperti timer, counter, sift-register.
PLC beroperasi dengan cara menguji sinyal input, kemudian memproses
sinyal
input tersebut, dan ahirnya menghasilkan sinyal output (sesuai
dengan program yang
dibuat dalam memori) yang dipakai untuk menggerakan peralatan,
mesin atau
proses. PLC juga dilengkapi dengan peraltan antar muka yang
memungkinkan PLC
dapat dihubungkan secara langsung dengan actuator atau transducer
seperti pompa
atau katup tanpa melalui rangkaian perantara.
Dengan menggunakan PLC ini akan dapat memungkinkan kita untuk
memodifikasi
sistem kontrol tanpa melepas atau mengubah alur pengawatan
peralatan kontrol.
Yaitu cukup dengan merubah program kontrol melalui alat
pemrogram.
Akhir-akhir ini PLC dalam aplikasi banyak dipakai di
industri-industri, karena PLC
ini mempunyai keunggulan-keunggulan spesifik.Ada beberapa
keuntungan yang
dapat kita peroleh apabila kita menggunakan PLC dalam aplikasi
kontrol di industri.
Ini akan terhihat dengan jelas kalau kita lihat dari beberapa segi,
diantaranya :
Ditinjau Dari Segi Biaya
Jika sebuah aplikasi kontrol yang komplek dan menggunakan banyak
rele,
maka akan lebih murah apabila kita menggunakan/memasang satu buah
PLC
sebagai alat kontrol.
Salah satu masalah apabila aplikasi kontrol menggunakan rele adalah
sama saja
dengan kita mengeluarkan biaya untuk membuat satu rangkaian kontrol
yang
digunakan untuk satu buah aplikasi kontrol. Ini berarti apabila
kita akan membuat
satu atau lebih rangkaian kontrol yang sejenis akan memerlukan
biaya tambahan.
Tetapi dengan menggunakan PLC kita dapat membuat rangkaian
kontrol
yang sejenis tanpa memerlukan biaya tambahan untuk membeli
komponen
14
kontrol, sebab komponen kontrol yang diperlukan dalam sistem
kontrol tersebut
dapat disimulasikan oleh PLC, seperti contohnya : timer, counter,
sequencer, dsb.
Ditinjau Dari Segi Fleksibelitas
PLC dapat dengan mudah diubah-ubah dari satu aplikasi ke aplikasi
lain dengan
cara memrogram ulang sesuai dengan yang diinginkan, tidak seperti
pada kontrol
rele kita harus melakukan pengawatan ulang dan ini tentu saja akan
memakan
waktu dan biaya.
Ditinjau Dari Segi Keandalan
PLC jauh lebih andal jika dibandingkan dengan kontrol rele. PLC
didesain untuk
bekerja dengan keandalan yang tinggi dan jangka waktu pemakaian
yang lama
pada lingkungan industri.
PLC ini juga diproteksi terhadap kemungkinan kerusakan akibat surja
pada bagian
I/O-nya, yaitu dengan cara menggunakan rangkaian isolasi opto
(cahaya).
Dengan menggunakan batere cadangan (back-up) pada RAM atau EPROM
untuk
menyimpan atau menjaga program aplikasi, maka dapat dijamin waktu
produksi
yang vital tidak akan hilang yang dikarenakan oleh program hilang
atau
penyimpangan setelah terjadi kesalahan dalam sistem kontrol.
Mempunyai Kemampuan Seperti Komputer
Pada dasarnya PLC adalah komputer juga, dan ini berarti kita
dengan
menggunakan PLC dapat mengumpulkan dan momroses data. PLC dapat
pula
melakukan diagnosa dan menunjukan kesalahan apabila terjadi
gangguan,
sehingga ini sangat membantu dalam melakukan pelacakan
gangguan.
PLC juga dapat berkomunikasi dengan PLC lain termasuk juga dengan
komputer,
sehingga kontrol dapat ditampilkan dilayar komputer,
didokumentasikan, serta
gambar kontrol dapat dicetak dengan menggunakan printer.
Mudah Dalam Melakukan Pelacakan Gangguan Kontrol
Pada layar monitor dapat ditampilkan gambar kontrol, sehingga kita
dapat dengan
mudah mengamati apa yang terjadi di sistem kontrol. Ini
memungkinkan orang
untuk melakukan evaluasi terhadap kontrol dan melakukan pengubahan
atau
perbaikan dengan cukup memasukan perintah melalui papan ketik
((keyboard).
15
Tabel 1 berikut ini menunjukan perbandingan beberapa jenis media
kontrol dalam sebuah
kontrol sistem.
Karakteristik Sistem Rele Digital Logic Komputer Sistem PLC
Harga setiap fungsi Sedang Rendah Tinggi Rendah
Ukuran Fisik Besar Sangat compact Cukup compact Sangat
compact
Kekebalan terhadap
Instalasi
Memakan
Mudah dalam
Sangat
sederhana
standar
16
Gambar. 7 menunjukan sebuah struktur blok dari PLC yang mungkin
dapat
membantu dalam memahami apa itu PLC.
Gambar 7. Blok Diagram Sistem PLC
PLC adalah sebuah alat kontrol yang bekerja berdasarkan pada
pemrograman
dan eksekusi instruksi logika. PLC mempunyai fungsi internal
seperti, timer, counter,
dan sift register.
PLC beroperasi dengan cara memeriksa input dari sebuah proses
guna
mengetahui statusnya kemudian sinyal input ini diproses berdasarkan
instrusi logika
yang telah diprogram dalam memori. Dan sebagai hasilnya adalah
berupa sinyal
output. Sinyal output inilah yang dipakai untuk mengendalikan
peralatan atau mesin.
Atarmuka (interface) yang terpasang di PLC memungkinkan PLC
dihubungkan
secara langsung ke actuator atau transducer tanpa memerlukan
rele.
Pada prinsipnya PLC mempunyai tiga bagian pokok yang masing-masing
mempunyai
tugas yang berbeda, tiga bagian tersebut adalah :
Pemroses
Memori
Input/Output.
Input yang diberikan ke PLC disimpan dalam memori, kemudian
diproses oleh PLC
berdasarkan instruksi logika yang telah diprogram sebelumnya. Hasil
proses adalah
berupa output, output inilah yang dipakai untuk mengontrol
peralatan.
Kerja dari PLC ini sepenuhnya tergantung dari program yang terdapat
di memori ini.
Memori
Program
Memori
Kerja
Rangkai-
1) CPU (Central Processing Unit)
Tugas dari CPU dalam PLC adalah mengontrol dan mensupervisi semua
operasi
PLC, sebuah komunikasi internal atau “Bus System” membawa informasi
dari dan
ke CPU, I/O, dan memori.
Seperti ditunjukan pada gambar dibawah , bahwa CPU dihubungkan ke
memori
dan I/O oleh tiga macam Bus, yaitu :
Control Bus
Address Bus
Data Bus
Control Bus, mengijinkan CPU mengontrol kapan harus menerima atau
mengirim
informasi dari salah satu yaitu I/O atau memori.
Address Bus, mengijinkan CPU untuk menetapkan alamat untuk
membuka
komunikasi pada daerah tertentu yang ada di memori atau I/O.
Data Bus, mengijinkan CPU, memori dan I/O untuk saling
tukat-menukar
informasi (data).
Jumlah garis paralel dalam address bus ditentukan oleh besarnya
lokasi memori
yang dapat dialamatkan , sedangkan ukuran dari data bus menuntukan
besarnya
jumlah bit informasi yang dapat dilewatkan antara CPU, memori dan
I/O.
Gambar 8. Aliran Data Sistem PLC
18
seperti RAM (Random Access Memory) atau PROM (Programmable Read
Only
Memory seperti EPROM atau EEPROM.
Dalam beberapa hal RAM digunakan untuk pemrograman awal dan
pengujian,
sebab dengan menggunakan RAM ini dapat dengan mudah melakukan
pengubahan program. RAM yang ada di PLC ini dilengkapi dengan
backup-battery
yang berfungsi untuk mempertahankan agar program tidak hilang
ketika sumber
daya PLC dimatikan.
3) Modul Input/Output
Unit I/O merupakan antar muka (interface) antara mikroelektronika
dari PLC
dengan peralatan dari luar PLC. Dengan menggunakan interface ini
sinyal output
PLC dikondisikan dan disesuaikan dengan peralatan dari luar PLC.
Sebab
kadang-kadang PLC dihubungkan secara langsung dengan actuator
atau
transducer yang terdapat di sistem kontrol.
Dipasaran kita temui ada dua macam PLC yaitu PLC jenis Compact
dan
Modular. Pada PLC jenis Compact antarmuka (interface) I/O sudah
menyatu
dengan CPU-nya, sedangkan jenis modular antarmuka (interface)
berupa modul
I/O yang terpisah dengan modul CPU.
a) Modul input
Terdapat perbedaan dalam melakukan pengawatan input antara PLC
dengan
kontrol rele. Rangkaian input logika rele dapat dihubungkan secara
langsung ke
kumparan dari rele.
Namun tidak demikian dengan input untuk PLC. PLC memerlukan
peralatan
modul I/O. Modul I/O ini berfungsi untuk mengubah tegangan yang
umum
dipakai pada kontrol rele (220 VAC, 24 VDC, atau yang lainya) ke
dalam
tegangan level TTL untuk dimasukan ke PLC. Gambar dibawah
menunjukan
rangkaian dasar dari peralatan yang dipakai untuk mengkondisikan
dan
memodifikasi sinyal output dari luar PLC.
19
b) Modul Output
Pada kontrol rele kontak-kontak dari rele dapat secara
langsung
dihubungkan ke peralatan output. Pada PLC itu tidak dapat
dilakukan, karena
pada umumnya tegangan kerja tidak cocok dengan peralatan output.
Untuk itu
modul output diperlukan guna menyesuaikan tegangan yang sesuai
dengan
tegangan kerja peralatan output.
untuk mengkondisikan dan memodifikasi sinyal output dari PLC.
Disini sinyal
masuk ke modul output dari data-bus PLC kemudian diproses
untuk
disesuaikan dengan level tegangan yang diperlukan oleh peraltan
output.
Gambar 10. a
Gambar 10.b. Rangkaian Output AC (a) dan DC (b) (LA. Bryan &
EA.Bryan, 2000)
20
kontrol PLC. Gambar. 1.11 (a) berikut menunjukan pengawatan
rangkaian kontrol
rele dan gambar. 1.11 (b) menunjukan pengawatan rangkaian kontrol
PLC.
Pengawatan Rangkaian Kontrol Rele
21
2. Rangkuman
eberapa media kontrol telah dibahas dalam unit ini, termasuk juga
keunggulan PLC
sebagai alat kontrol jika dibandingkan dengan rele.
PLC secara khusus didesain untuk dapat dihubungkan atau dipasang
pada sistem
kontrol di industri atau aplikasi lainya. Untuk dapat mengerti
lebih mendalam apa itu
PLC kita harus menguasai konsep dasar operasi dari microcomputer,
karena PLC ini
pada dasarnya bekerja berdasarkan prinsip microcomputer ini, namun
tanpa
menguasai konsep inipun kita dapat mengoperasikan PLC untuk
aplikasi kontrol yang
sederhana.
22
3. Test Formatif
1. Gambarkan diagram blok sebuah PLC dan jelaskan secara singkat
fungsi dari
setiap bagian blok tersebut.
2. Jelaskan fungsi dari modul input dan output yang digunakan dalam
PLC.
3. Sebutkan keuntungan yang dapat kita peroleh dalam sistem kontrol
yang
menggunkan PLC jika dibandingkan dengan kontrol rele.
4. Apa fungsi dari kelengkanpan optocoupler yang terpasang pada
modul input dan
output.
5. Jelaskan perbedaan antara sistem kontrol open-loop dan
closed-loop.
6. Gambar sebuah diagram yang menujukan elemen utama dari sebuah
sistem
kontrol.
1. Terdapat empat bagian pokok dari sebuah PLC, yaitu :
Prosesor (CPU) – melalui program prosesor in mengontrol sebuah
proses.
Input - dilengkapi dengan antar muka antara PLC dengan peralatan
input
eksternal PLC. Semua peralatan input eksternal yang akan
dihubungkan ke
PLC harus melalui rangkaian ini..
Output - dilengkapi dengan antar muka antara PLC dengan peralatan
output
eksternal PLC. Semua peralatan output eksternal yang akan
dihubungkan ke
PLC harus melalui rangkaian ini.
Catu daya - dilengkapi dengan dengan variasi tegangan yang
diperlukan baik
untuk prosesor ataupun bagian I/O.
Semua peralatan input eksternal yang akan dihubungkan ke PLC
harus
melalui rangkaian ini.apun blok diagramnya adalah sebagai berikut
:
23
2. Modul I/O merupakan antar muka (interface) antara
mikroelektronika dari PLC
dengan peralatan dari luar PLC. Dengan menggunakan interface ini
sinyal input
yang menuju ke PLC ataupun sinyal output dari PLC dikondisikan dan
disesuaikan
dengan peralatan dari luar PLC. Sebab kadang-kadang PLC dihubungkan
secara
langsung dengan actuator atau transducer yang terdapat di sistem
kontrol.
3. Keuntungan yang dapat diperoleh apabila system kontrol
menggunakan kontrol
PLC jika dibandingkan dengan kontrol Rele
Karakteristik Sistem Rele Sistem PLC
Harga setiap fungsi Sedang Rendah
Ukuran Fisik Besar Sangat
Mudah dalam
4. Untuk mengisolasi secara elektrik antara peralatan internal PLC
dengan peralatan
eksternal PLC.
5. Pada sistem kontrol loop terbuka di sini tidak ada informasi
yang diberikan ke
peralatan kontrol yang berasal dari peralatan output (veriabel yang
dikontrol),
sehingga tidak dapat diketahui dengan tepat apakah output yang
diinginkan sesuai
dengan keinginan atau tidak. Sedangkan kontrol loop tertutup adalah
sebuah proses
yang mana variabel yang dikontrol secara terus menerus disensor
kemudian
dibandingkan dengan kuantitas referensi.
6. Setiap sistem kontrol mempunyai tiga elemen pokok, yaitu :
input, proses, dan
output.
Informasi
Pada unit ini anda akan mempelajari tentang instalasi dan
identifikasi perangkat keras
PLC.
Pengetahuan ini akan sangat menunjang dalam memahami secara lebih
rinci tentang
karakteristik spesifikasi perangkat keras PLC
Tujuan :
3. Menjelaskan karakteristik umum prosesor
4. Mengidentifikasi sistem konfigurasi hardware PLC
Kemampuan Awal
Sebelum mempelajari unit ini anda harus terlebih dahulu memiliki
pengetahuan tentang :
1. Teknik pemasangan dan pengawatan komponen kontrol.
2. Interprestasi gambar teknik listrik.
3. Komponen kontrol.
Presyaratan Lulus
Untuk dapat lulus dari unit ini anda harus telah mengerjakan
seluruh latihan dengan
benar, dan telah pula mengerjakan test dengan skor minimum
70.
26
a. Sistem Konfigurasi
a) Komponen-komponen dari CPU CPM2A seperti ditunjukan pada
gambar
2.1
dibawah.
Indikator Status Arti
OFF Power tidak diberikan ke PLC
RUN (green) ON PLC beroperasi pada mode RUN atau MONITOR
OFF
fatal
Berkedip
berlangsung)
OFF Data sedang tidak ditransfer melalui Peripheral Port
27
Indikator Input
Indikator ini akan menyala apabila input ON. Apabila terjadi
kesalahan fatal,
Lampu indikator berubah sebagai berikut :
CPU atau I/O bus error : input indikator OFF
Memory atau sistem error : input indikator tetap pada status
sebelum
kesalahan (error) terjadi, meskipun status
input berubah.
Indukator Output
b) Komunikasi Host Link
mengontrol sampai 32 PLC OMRON. Untuk menghubungkan PLC
dengan
komputer dapat menggunakan adapter RS-232C atau RS-422.
Komunikasi 1-1
hubungan 1:1 yaitu hubungan antara PLC CPM1 dengan Komputer.
Gambar 13.Sistem Komuniasi PLC CPM2A
Komponen Adapter Komunikasi (RS-232C Adapter)
Komponen-komponen yang terdapat pada RS-232C adapter seperti
ditunjukan
pada gambar dibawah.
Mode Setting Switch
Set saklar ini ke host apabila akan menggunakan sistem host link
untuk
menghubungkan ke personal komputer. Dan set saklar ke NT apabila
ingin
menghubungkan PLC ke komputer dengan metoda 1:1 NT Link.
Connector
RS-232C Port
Dengan menggunakan kabel RS-232C Port ini dihubungkan ke peralatan
lain
seperti Personal Computer, Peralatan Peripheral dan Terminal
Pemrogram.
b. Spesifikasi Komponen PLC Omron Jenis CPM1A
1) Spesifikasi Umum Dari Unit CPU Jenis CPM1A
Spesifikasi secara umum CPU jenis CPM1A dapat dilihat pada tabel 3
dibawah ini.
Tabel 3. Spesifikasi Umum PLC CPM1A
Item 10-point I/O 20-point I/O 30-point I/O 40-point I/O
Supply
voltage
DC type 24 VDC
Power
Consumption
29
External
Power
Supply
200 mA 300 mA
Insulation resistance 20 M min.(at 500 VDC ) between the external
AC terminals
and protective earth terminals.
Dielectric strength 2,300 VAC 50/60 Hz for 1 min between the
external AC and
protective earth terminals, leakage current: 10 mA max
Noise Immunity 1,500 Vp-p, pulse width: 0.1 to 1 s, rise time: 1 ns
(via noise
simulation)
Vibration resistance 10 to 57 Hz, 0.075-mm amplitude, 57 to 150 Hz,
acceleration:
9.8 m/s2 (1G) in X,Y and Z directions for 80 minutes each
(1.e.
swept for 8 minuts,10 times)
Shock resistance 147 m/s2 (20G) three times each in X,Y and Z
directions
Ambient temperature Operating: 00 to 550 C
Storage: -200 to 750 C
Ambient Humidity (operating) 10% to 90% (with no
condensation)
Ambient environment (operating) With no corrosive gas
Terminal screw size M3
Power supply holding time AC type: 10 ms min; DC type: 2 ms min (A
power interruption
occurs if power falls below 85% of the rated voltage for
longer
than the power interruption time)
CPU weight AC type 400 g max. 500 g max. 600 g max. 700 g
max.
DC type 300 g max. 400 g max. 500 g max. 600 g max.
3) Struktur Area Memory PLC-CPM1A
Dalam tabel 4 berikut ini adalah merupakan struktur area memory
dari PLC tipe
CPM1A.
Data area Words Bits Function
IR area1
(10 words)
Output area IR 010 to IR 019
(10 words)
(32 words)
(24 words)
(8 bits)
temporarily store
(20 words)
(16 words)
(256 bits)
(16 words)
link with another PC
numbers)3
0999
accessed in word
units only. Word
values are required
Error log4 DM 1000 to DM
1021
6599
6655
Area IR (Internal Relay)
Bit-bit dalam area IR mulai dari IR00000 sampai IR00915
dialokasikan untuk
terminal CPU dan unit I/O. Bit input mulai dari IR00000, dan bit
output mulai dari
IR01000. Bit IRwork dapat digunakan secara bebas dalam program
.
Dan ini hanya digunakan dalam program, IRwork tidak secara
langsung
dialokasikan untuk terminal I/O eksternal.
SR (Special Relay)
Bit rele spesial ini adalah bit yang digunakan untuk fungsi-fungsi
khusus seperti
untuk flags(misalnya, dalam opersi penjumlahan terapat kelebihan
digit, maka carry
flag akan set “1”), kontrol bit PLC, informasi kondisi PLC, dan
sistem clock.
AR (Auxilary Relay)
Bit AR ini adalah bit yang digunakan untuk flag yang berhubungan
dengan operasi
PLC CPM1A. Bit ini diantaranya digunakan untuk menujukan kondisi
PLC yang
disebabkan oleh kegagalan sumber tegangan, kondisi I/O spesial,
kondisi unit
input/output, kondisi CPU PLC, kondisi memory PLC dsb.
HR (Holding Relay)
Dapat difungsikan untuk menyimpan data (bit-bit penting) karena
tidak akan hilang
walaupun sumber tengan PLC mati.
32
LR (Link Relay)
Digunakan untuk link data pada PLC Link System. Artinya untuk
tukar-menukar
informasi antar dua atau lebih PLC dalam suatu sistem kontrol yang
saling
berhubungan satu sama lain.
mempunyai titik pencabangan khusus.
Untuk mendifinisikan suatu sistem tunda waktu (Timer), ataupun
untuk penghitung
(Counter). Untuk timer TIM mempunyai orde waktu 100 ms dan TIMH
mempunyai
orde waktu 10 ms. TIM 000 s.d. TIM 015 dapat dioperasikan secara
interrupt untuk
mendapatkan waktu yang lebih presisi.
DM (Data Memory)
Data memory berfungsi untuk penyimpanan data-data program, karena
isi DM tidak
akan hilang walaupun sumber tengan PLC mati. DM word mulai dari
DM0000
sampai DM0999 dan DM1022 dan DM1023 dapat digunakan secara bebas
dalam
program.
DM Read/Write
Pada DM ini data bisa ditulis dan dihapus oleh program yang kita
buat.
DM Error Log
Pada DM ini disimpan informasi-informasi penting dalam hal PLC
mengalami
kegagalan sistem operasionalnya.
DM Read Only
Dalam DM ini data hanya dapat dibaca saja (tidak bisa
ditulisi)
DM PC Set Up
Data yang diberikan pada DM ini berfungsi untuk Setup PLC. Pada DM
inilah
kemampuan kerja PLC didefinisikan untuk pertama kali sebelum PLC
tersebut
diprogram dan dioperasikan pada suatu sitem kontrol.
c. PLC Allen Bradley Jenis SLC 5/03
PLC Allen Bradley jenis SLC 5/03 mempunyai dua model, yaitu, model
modular dan
Fixed (kompak). Seperti ditunjukan pada gambar. 2.8 adalah gambar
PLC tipe
modular. Untuk jenis modular terdiri dari rak (chasis), catu daya,
prosesor (CPU), dan
modul I/O. Adapun jenis Kompak terdiri dari catu daya, prosesor,
dan I/O yang
terpasang tetap , yang kesemuanya dikemas dalam satu unit.
33
1) Catu Daya
Apabila kita mengkonfigurasi PLC jenis modular, maka harus ada catu
daya pada
setiap rak-nya. Pembebanan yang berlebihan pada catau daya
akan
mengakibatkan cepat rusak. Untuk itu dalam memilih catu daya (power
supply)
harus hati-hati, yaitu dengan cara menghitung kebutuhan daya yang
diperlukan
sesuai dengan konfigurasi hardwarenya.
Terdapat tiga macam tegangan masukan yang dapat dihubungkan ke catu
daya.
Untuk tegangan masukan 120/240 V AC dapat dipilih dengan
menggunakan
jumper (tempatkan jumper pada tempat yang sesuai dengan besarnya
tegangan
input). Sedangkan untuk tegangan DC, tegangan masukananya adalah 24
Volt
DC. Untuk lebih jelasnya perhatikan spesifikasi dari catu daya yang
digunakan
pada PLC SLC 500 jenis modular pada gambar. 16 berikut ini.
34
2) Prosesor (CPU) SLC 500
Prosesor seperti telah dijelaskan sebulumnya, yaitu berfungsi untuk
mengontrol
dan mengsupervisi semua operasidi dalamPLC. Sebuah komnikasi
internal berupa
Internal Bus membawa informasi dari dan ke prosesor, memori dan
unit I/O
keduanya dibawah kontrol CPU.
Gambar. 17 berikut ini menunjukan beberapa komponen yang terdapat
pada CPU
SLC 5/03.
Gambar 17. Prosesor PLC Allen Bradley SL 5/03
Tabel 5 berikut ini memberikan penjelasan secara umum setiap status
dari LED
yang terdapat pada PLC SLC5/03.
Tabel 5. Status PLC Allen Bradley SL500
Processor LED When It Is Indicates That
RUN
Mode
memory Module
other than Run
configured
expansion chassis or memory
communication).
36
BATT
below a threshold level, or the
battery or the battery jumper is
missing or not connected
battery jumper is present
addresses have been forced to
an On or off state but the
forces have not been enabled
On (steadily) The forces have been enabled
Off No forces are present or
enabled
DH485
( S: 1/7 ) is set in the System
Status file and processor is
actively communicating on the
nodes on the network.
communications )
RS232
on the network
transmitting on the network
Status file and the processor
is actively communicating on
establish communications on
communications).
37
Prosesor SLC 5/03 mempunyai sakelar kunci yang terdapat pada bagian
panel
depan yang memungkinkan kita untuk dapat memilih salah satu dari
tiga pilihan
(mode), yaitu : Run, Program, dan Remote.
Posisi RUN
pada I/O.
Disini kita dapat merubah mode prosesor dengan cara mengubah
posisi
sakelar kunci ke posisi RUN. Pada mode ini kita tidak dapat
melakukan edit
terhadap program.
Posisi PROG
Pada posisi ini prosesor tidak mengeksekusi program ladder, dan
output PLC
tidak kerja. Pada posisi ini kita dapat meng-edit program.
Untuk mengubah mode prosesor ke posisi PROG, yaitu dengan
cara
mengubah posisi dari REM atau RUN ke posisi PROG. Apabila posisi
sakelar
kunci pada posisi PROG, kita tidak dapat mengubah mode dari
prosesor
melalui alat pemrogram.
Posisi REM
Pada posisi REM ini kita dapat mengubah posisi mode prosesor dari
atau
melalui alat pemrogram dan dapat pula melakukan edit program
ladder
sementara antar PLC dengan peralatan pemrogram dalam kondisi
online.Untuk mengubah mode prosesor ke posisi REM, yaitu dengan
cara
mengubah posisi sakelar kunci dari posisi RUN atau PROG ke posisi
REM.
3) Modul I/O
Modul input dan output adalah merupakan antarmuka (interface) yang
dipakai
untuk mensensor dan mengkaktifkan sebuah mesin atau sistem kontrol.
Terdapat
dua jenis I/O jika kita tinjau dari sinalnya, yaitu modul I/O untuk
sinyal digital dan
modul I/O untuk sinyal analog.
a) Modul I/O Digital
Modul digital ini telah didesain untuk dapat menyesuaikan dengan
level
tegangan dan arus sesuai dengan tegangan komponen sistem
kontrol.
Dengan demikian maka dengan menggunakan modul digital ini kita
dapat
secara langsung menghubungkan sinyal melalui terminal yang ada di
panel
depan dari modul I/O tersebut. Gambar. 2.11 berikut menunjukan
salah satu
38
contoh dari modul I/O digital dimana channel input dan channel
output
dikemas dalam satu unit modul.
Gambar 18. Digital I/O PLC Allen Bradley SL 5/03
b) Modul I/O Analog
PLC juga dapat mengolah sinyal analog secara segnifikan. Modul
analog ini
dapat digunakan menangani tugas-tugas pokok pada sistem kontrol
loop
tertutup (closed-loop control), seperti contoh pada kontrol level
otomatis,
kontrol kecepatan, dan sebagainya.
Gambar. 19 berikut menunjukan salah satu dari modul I/O
analog.
Gambar 19. Analog I/O PLC Allen Bradley SL 5/03
4) Kerangka (Chassis)
Kerangka atau chassis ini merupakan rumah dari prosesor dan modul
I/O pada
jenis PLC modular. Catu daya dipasang pada posisi paling kiri pada
kerangka.
Adapun modul prosesor, dan modul-modul I/O dipasang di sebelah
kanan secara
berurutan.
tersebut, karena dalam kerangka terdapat alur penuntun yang dapat
menjamin
komponen terpasang dengan benar. Tidak dipergunakan peraltan khusus
untuk
memasukan dan melepas kompnen dari dan ke kerangka.
Terdapat tiga maca ukuran kerangka, yaitu : 4 – slot, 10 – slot dan
13 – slot.
Gambar. 20. berikut menunjukan salah satu dari kerangka yang
dipakai untuk
jenis PLC modular.
40
kendali PLC, tetapi bukan merupakan bagian dari sistem secara
nyata.
Maksudnya,peralatan ini digunakan untuk keperluan tertentu yang
tidak berkaitan
dengan aktifitas pegendalian. Peralatan penunjang itu, antara lain
:
a. berbagai jenis alat pemrogram, yaitu komputer, software ladder,
konsol
pemprogram,programmableterminal, dan sebagainya.
b. Berbagai software ladder, yaitu: SSS, LSS, Syswin, dan CX
Programmer.
c. Berbagai jenis memori luar, yaitu: disket, CD , flash
disk.
d. Berbagai alat pencetak dalam sistem komputer, misalnya printer,
plotter
Printer. Alat ini memungkinkan program pada CPU dapat di printout
atau
dicetak. Informasi yang mungkin dicetak adalah diagram ladder,
status register,
status dan daftar dari kondisi-kondisi yang sedang dijalankan,
timing diagram dari
kontak, timing diagram dari register, dan lain-lain.
The Program Recorder / Player.Alat ini digunakan untuk
menyimpan
program dalam CPU. Pada PLC yang lama digunakan tape, sistem floopy
disk.
Sekarang ini PLC semakin berkembang dengan adanya hard disk yang
digunakan
untuk pemrograman dan perekaman. Program yang telah direkam ini
nantinya
akan direkam kembali ke dalam CPU apabila program aslinya hilang
atau
mengalami kesalahan.
dengan komputer utama (master computer) yang biasanya digunakan
pada pabrik
besar atau proses yang mengkoodinasi banyak Sistem PLC .
Pada masa kini PLC dibagi menjadi beberapa tipe yang
dibedakan
berdasarkan ukuran dan kemampuannya. Dan PLC dapat dibagi menjadi
jenis-
jenis berikut:
Seluruh komponen (power supply, CPU, modul input – output,
modul
komunikasi) menjadi satuUmumnya berukuran kecil (compact)
Mempunyai jumlah input/output relatif sedikit dan tidak dapat
diexpand
Tidak dapat ditambah modul – modul khusus
Contoh PLC compact dari Allen Bradley.
b. Tipe modular
Komponen – komponennya terpisah ke dalam modul – modul
Berukuran
besar
41
banyak)
2. Rangkuman
Merek dan jenis yang ada di pasar banyak sekali, untuk itu kita
dengan cermat
mengidentifikasi hardware PLC terutama yang berkaitan dengan
konfiguarsi sistem
serta spesifikasi teknis dari PLC tersebut. Ini dimaksudkan agar
kita tidak mengalami
kesalahan dalm memilih atau menetapkan sesuai kebutuhan serta tidak
salah dalam
penanganya.
3. Test Formatif
1. Jelaskan apa perbedaan antara PLC model compact (fixed) dan
model
modular.
3. Gambarkan secara sederhana hubungan hardware dan jelaskan secara
singkat
bagaimana PLC CPM1A dapat berkomunikasi dengan Personal
Computer.
4. Kunci Jawaban (Latihan 2)
1. PLC dengan model Fix (compact) adalah PLC tersebut bagian power
supply, modul
input, modul output dan prosesornya, dikemas secara kompak menjadi
satu unit.
Sedangkan pada jenis modular bagian-bagian seperti disebut diatas
dibuat terpisah
(unit tersendiri).
- Area IR (Internal Relay)
3. Komunikasi 1-1 Komunikasi seperti ditunjukan pada gambar dibawah
adalah metoda hubungan 1:1
yaitu hubungan antara PLC CPM1 dengan Komputer..
C.Kegiatan Belajar 3: PERAWATAN PLC
PLC didesain agar berdaya tahan tinggi, namun dapat 'malfunction'
jika tidak
dipelihara dengan baik. Seperti konektor-konektor pada terminal I/O
yang kendur,
sekrup yang longgar setelah pemakaian yang lama, debu pada
komponen, korosi
pada terminal koneksi, PCB/PWB atau konektor lainnya.
Kondisi instalasi PLC :
- paparan sinar matahari langsung
- kelembaban di atas range 10-90 % RH
- kondensasi pada perubahan suhu mendadak
- garam
- bahan kimia
Power supply :
Apabila suplai tegangan jatuh di bawah 85% selama 10 nS untuk power
supply AC
atau 2 mS untuk power supply DC, PLC akan berhenti beroperasi dan
semua
output akan OFF.
Baterai PLC :
Biasanya terdapat baterai yang tahan selama 5 tahun untuk bacj-up
data, sedang
pada mesin yang lain data diback-up oleh kapasitor di RAM yang
dapat bertahan
selama 20 hari.
atau kegiatan yang sengaja dilakukan terhadap PLC Pneumatik dengan
mengikuti
suatu prosedur yang sistematik dengan tujuan agar PLC Pneumatik
yang kita miliki
dapat digunakan dengan lancar, aman dan secara teknis maupun
ekonomis
berumur panjang (awet). Untuk mencapai tujuan tersebut, secara
sistematika
kegiatan pemeliharaan dapat kita kelompokkan menjadi kelompok
pemeliharan
pencegahan (prevetive maintenance) dan kelompok perbaikan
(corctive
maintenance).
Ada pun kegiatannya antara lain :
1. Pra Pemeliharaan
Yang dimaksud dengan pra pemeliharaan ialah suatu kegiatan
persiapan yang
bertujuan agar nantinya pelaksanaan pemeliharaan berjalan lebih
lancar
Kegiatannya antara lain :
Penyiapan bahan-bahan pemeliharaan terutama yang dipakai secara
rutin bahan
pembersih ,bahan pelumas, bahan pencegah korosi dan lain
lain.
Pemasangan mesin/peralatan yang memberi peluang untuk
pelaksanaan
pemeliharaan.
Instalasi tenaga baik tenaga listrik maupun tenaga udara kempa
harus memenuhi
persyaratan.
dipersiapan seperti data data pengecekan harian, data-data
pengecekan
mingguan ataupun pengecekan bulanan
Kebutuhan tenaga listrik harus mencukupi untuk semua kontrol atau
beban
Pemasangan komponen-komponen harus dimungkinkan untuk pemeriksaan
dan
penggantian seperti card-card I/O yang bisa diganti dengan
mudah
44
PLC Pneumatik digunakan baik siang maupun malam.
Kegiatannya antara lain :
Menjaga kebersihan dan ketertiban.
Mencegah terjadinya beban lebih.
bulanan maupun tahunan.
Kegiatannya antara lain :
maupun infra strukturnya.
sebagainya.
alat yang mengalami gangguan atau kerusakan. Tujuannya ialah untuk
memulihkan
kondisi alat yang rusak sehingga dapat berfungsi kembali.
1. Trouble Shooting PLC Pneumatik
Dengan melakukan pendekatan disain dan trouble shooting PLC pada
flowchart Gb.
23, ada beberapa kondisi yang harus kita perhatikan untuk
langkah-langkah
tersebut, yaitu :
Dalam mengintalasi I/O pastikan mana input terminal dan mana output
terminal
biasanya untuk type kecil kita bisa melihat informasi tertulis pada
PLC tetapi untuk
PLC type besar seperti C200H/HX/HG pada Omron untuk input ditulis
ID,IA, IM
dan output ditulis OD,OC, OA
Kemampuan arus output pada PLC, karena untuk beban yang lebih besar
seperti
menghidupkan motor misalnya, tidak dapat langsung output PLC
disuplaikan,
tetapi perlu menggunakan relay sebagai pembantu.
45
Tegangan I/O yang digunakan, untuk PLC bisa tegangan VAC dan
VDC
tergantung pilihan kita dan kecocokannya dengan type CPU. Untuk I/O
dengan
VAC dan VDC harus diperhatikan besar tegangan karena sangat
erat
hubungannya dengan input peralatan dan output peralatan,
Jenis sensor yang digunakan PNP atau NPN yang harus disesuiakan
dengan
input PLC
1. Ouput Relay digunakan untuk tegangan AC/DC
2. Output Triac digunakan hanya tegangan AC
3. Ouput Transistor digunakan hanya untuk teganngan DC
Pastikan baut baut terminal I/O dalam kondisi kuat (tidak
longgar)
Pastikan kabel komunikasi antara PLC dengan PC dalam kondisi
terhubung,
dengan menghubungkan secara software (lihat indikasi pada CPU).
Jika tidak
terjadi komunikasi periksa kabel komunikasi atau salah Com pada
software,
artinya Com yang digunakan Com 1 atau Com 2.
Pastikan alamat I/O pada PLC sesuai dengan alamat program yang kita
buat
Apabila kondisi tersebut di atas tidak terpenuhi maka akan terjadi
trouble. Jadi
untuk mencari kesalahan kita selalu mengacu pada hal-hal tersebut
di atas.
Pendekatan Pemeliharaan yang diperlukan/dipilih
operasi yang memuaskan dengan melakukan pemeriksaan sistematis,
deteksi,
dan koreksi kegagalan baru baik sebelum terjadi atau sebelum
kegagalan
berkembang menjadi kegagalan yang lebih besar.
Maintenance, termasuk testing, pengukuran, adjustments, dan
penggantian spare part, hal ini dilakukan untuk mencegah kegagalan
sebelum
hal tersebut benar-benar terjadi.
berikut:
46
Preventive Maintenance dapat diterapkan untuk semua peralatan,
namun
dalam artikel ini akan dikhususkan pada PLC system. Seperti kita
ketahui PLC
merupakan peralatan yang sangat penting dalam sebuah
plant.Kegagalan pada
system ini dapat menyebabkan partial plant shutdown maupun
total
plant shutdown.Untuk itulah perawatan pada system ini sangatlah
penting untuk
dilakukan.Dengan demikian kemungkinan kegagalan dapat
dikurangi.
Parameter Fisik dan Kinerja Sistem Dalam Pemeliharaan PLC
Aspek fisik yang perlu di perhatikan:
Tingkat Deposit debu pada perangkat
Ditandai dengan adanya penebalan debu pada sekitar perangkat
PLC
Timbulnya korosi
Genangan air pada sekitar tempat instalasi PLC
Diakibatkan kurang terawatnya tempat kerja
Aspek non fisik yang perlu di perhatikan:
Selain parameter fisik dari PLC parameter non fisik juga
mempengaruhi kinerja
system dari PLC yang mulai tidak normal.kinerja non fisik yang
perlu di perhatikan
antara lain yaitu:
Nilai tegangan kerja.
Nilai dari tegangan kerja pada PLC harus pada nilai tegangan
kerja
standart/acuan
Nilai dari arus Iput maupun output harus di perhatikan.karan
dapat
mempengaruhi kinerja system(sesuai dengan parameter)
Suhu pada saat peroperasi
Suhu pada saat beroprasi juga sangat mempengaruhi system pada
saat
beroprasi.karenamerupakan salah satu aspek yang sangat penting dari
PLC
(harus pada suhu yang di tetapkan)
Start up ketika system pertama di jalankan.
Electrical noise
AspekFisik
47
Monitoring tingkat deposit (ketebalan) debu pada plc dengan cara
melakukan
peninjauan rutin dan peninjuan secara visual.
monitoring korosi pada system karena akibat factor
lingkungan,dengan
melakukan tinjauan rutin dengan cara visual
memonitoring adanya genangan air pada tempat instalasi.ruang kerja
dari plc
dengan melakukan peminjauan visual secara rutin dapa tempat
kerja
Apek Non Fisik
memonitoring tengan kerja pada (I/O) dengan cara melakukan
pengukuran pada
input maupun output dari PLC (tegangan input maupun output harus
sama
dengan tegangan referensi yang di terapkan)
memonitoring arus input maupun arus output pada saat system PLC
sedang
beroprasi dengan cara menggunakan alat ukur.arus input maupun nilai
arus input
maupun arus output harus tidak melebihi nilai dari arus input
maupun arus output
pada saat system sedang bekeja
memonitoring suhu pada perangkat dengan cara melakukan pengukuran
suhu
ketika system mulai beroprasi.suhu pada PLC tidak boleh over
heating
PenjadualanPemeliharaan PLC
Alat bantu ukur yang diperlukan
1. Multimeter
2. Oscilloscope
Multimeter adalah alat pengukur listrik yang sering dikenal sebagai
VOM
(Volt/Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan
(ohm-
meter), maupun arus (ampere-meter).
Ada 2 jenis Multimeter yaitu Multimeter Analog dan Multimeter
Digital.
Cara PenggunaanMultimeter
Gunakanskalaygtepatuntukpengukuran, misalbaterai 3,6 Volt
skala)
terbaca : 3,6 V atau 3,7 V saja (1 digit dibelakangkoma)
Jikamenggunakan 750 V bisasajaterbacanamunhasilnyaakanterbaca 3
atau 4
volt (Dibulatkanlangsungtanpakoma)
volt (Dibulatkanlangsungtanpakoma)
freeze danbisadicatathasilnya.
b. Perhatikanskalapengukuranpada Ohmmeter
e. 20K artinya akan mengukurhambatan yang nilainya max 20.000
Ohm
f. 200K artinyaakanmengukurhambatan yang nilainya max 200.000
Ohm
g. 2M artinyaakanmengukurhambatan yang nilainya max 2.000.000
Ohm
( 2 Mega Ohm)
Langkah pertama yang harus dilakukan sebelum menggunakan
oscilloscope adalah melakukan kalibrasi agar alat ini dapat bekerja
dengan baik.
Setelah Anda menghubungkan oscilloscope ke jaringan listrik
dan
menyalakannya, maka pada layar monitor harus terlihat garis lurus
mendatar yang
menandakan bahwa tidak ada sinyal masukan.
Langkah kedua setelah melakukan kalibrasi adalah mengatur fokus,
x
position, y position, dan intensitas kemiringan. Dengan mengatur
posisi tersebut,
Anda nanti dapat melihat hasil pengukuran yang jelas dan akan
mendapatkan
hasil pengukuran yang lebih cermat.
Langkah ketiga, pakai tegangan refernsi yang ada di oscilloscope
sehingga
dapat melakukan kalibrasi sederhana. ada 2 tegangan referensi yang
dapat
dijadikan sebagai acuan yakni tegangan persegi 2 Vpp atau 0,2 Vpp
yang memiliki
frekuensi 1 KHz.
sehingga di layar monitor oscilloscope akan terlihat tegangan
persegi.
Catatan:
– Jika yang dijadikan sebagai acuan adalah tegangan 2 Vpp, pada
posisi 1
volt/div harus memiliki nilai tegangan puncak ke puncak dua
kotak.
Sedangkan untuk time/div 1 ms/div harus ada 1 gelombang untuk 1
kotak
– Jika yang terlihat pada layar masih belum tepat, Anda perlu
mengatur potensio
tengah pada time/div dan knob Volt/div atau pada pada potensio
yang
berlaber “var”
bergerak melewati proble ke sistem vertikal. Bergantung pada
pengaturan skala
volts/div (vertikal), attenuator bertugas memperkecil sinyal
sementara itu amplifier
justru memperkuat sinyal masukan. Sinyal tersebut selanjutnya akn
bergerak
melwati keping pembelok vertikal yang ada di dalam Cathode Ray Tube
(CRT).
Tegangan yang disalurkan ke pelat tersebut dapat menyebabkan titik
cahaya
bergerak. Tegangan negatif menyebabkan titik tersbeut menurun dan
tegangan
positif menyebabkan titik tersebut naik.
Sinyal juga akan bergerak ke bagian sistem trigger untuk
melakukan
sapuan horizontal. Sapuan horizontal atau horizontal sweep
mengakibatkan titik
cahaya bergerak melewati layar sehingga jika sistem horizontal
mendapatkan
trigger, titik cahaya akan melintasi layar kiri ke kana dalam
selang waktu tertentu.
Dalam kecepatan tinggi, titik tersebut mampu melintas di layar
sampai 500.000 kali
per detik. Kerja sistem pembelok vertikal dan penyapu horizontal
secara
bersamaan dapat menghasilkan pemetaan sinyal pada layar. Untuk
menstabilkan
sinyal berulang, maka diperlukan trigger.
51
Gambar 24. Diagram Alir Pemelihraan Sistem PLC (Rizky Damayanti,
Perawatan PLC, 2013)
54
selanjutnya melakukan peninjauan aspek fisi dan non fisik.untuk
menentukan metode
monitoring dan maintenance yang di lakukan setelah menentukan
metode monitoring
dan maintenance yang diperlukan,kemudian membuat laporan hasil
maintenance dan
monitoring,jika terjadi kerusakan pada system plant (PLC).maka
dilakukan repair
yang di tentukan pada metode pemeliharaan yang telah dibuat.
Manual pemeliharaan
1. Monitoring plant : cara monitoring (PLC) monitoring plant dengan
melakukan
pengamatan secara bertahap dan terjadwal dengan melakukan
monitoring maka
dapat di susunlah metode monitoring dan maintenance yang
digunakan
2. Tinjauan aspek fisik : yaitu melakukan pengamatan terhadap aspek
fisik yang di
tentukan seperti pengamatan timbulnya korosi,tingkat deposit
debu,dan adanya
genangan air pada lingkungan kerja tinjauan aspek fisik dapat
dilakukan pada
skala yang berkala sesuai jadwal yang telah di tetapkan.
3. Tinjauan aspek non fisik : yaitu melakukan pengamatan terhadap
aspek non fisik
seperti pengamatan suhu panas pada PLC,tegangan kerja,arus
kerja,electrical
noise,dan keadaan antivirus.tinjauan aspek non fisik dapat di
lakukan secara
bertahap sesuai dengan yang di jadwalkan pada jadwal yang telah di
tetapkan.
Setah melakukan tinjauan aspek non fisik dan aspek fisik maka dapat
di
susunlah metode monitoring dan metoda maintenance yang di
gunakan.dengan
melihat acuan dari tinjauan aspek fisik dan aspek non
fisik.kemudian dari hasil
monitoring dan maintenance yang telah dilakukan maka di buatlah
laporan
pemeliharaan guna mengetahuai data-data atau history tentang
keadaan alat yang
kita terapkan pemeliharaanya.dari hasil laporan tersebut dapat kita
simpulkan
bagamana tindakan lanjutan seperti reapir dan lain-lain.
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
Pembelajaran 5: Introduction to Alarm System Management
Maintaining a safe and stable plant is the objective of everyone
involved in the
manufacturing process. As Peter Drucker once said, “A well-managed
plant is silent
and boring,” but it actually takes a lot of work and effort to
ensure this is the
case.
Alarm management in the plant is not just another project that gets
executed,
but it is a philosophy, a way of life just like safety. We don’t
ever enter the process
area without wearing PPE, so why work in an environment where there
is no
strategy for alarm handling? The alarm management system is one of
the most
important aspects of the plant and, like everything else, it must
be maintained to
meet the ever-changing needs of the plant.
In the early days of control systems, before the Distributed
Control System
(DCS) became commonplace, configuration of alarms used to be done
through
mechanical means with annunciators, light boxes, etc. Now with the
advent of the
DCS the cost of making extra alarms available has significantly
reduced as it
can be mostly done by software. However, the operator still becomes
overwhelmed
with unnecessary alarms if the control system design is not
approached correctly.
To fully understand the purpose of the alarm management system,
we
must look at the basic meaning of what an alarm actually is.
• Anything that requires an operator to take an action to maintain
safety
and integrity of the process
• An alarm is designed to prevent or mitigate process upsets and
disturbances
Most alarm problems exist because the above criteria are not
met.
Understanding this definition is key to implementing a successful
alarm
management system. Alarm rationalization is a process of optimizing
the alarm
system for safe operation by reducing the number of alarms,
reviewing their priority,
and validating their alarm limits. By undertaking such steps, we
help reduce the
workload of the operators and promote a safer working environment
withi the plant,
and when a plant upset does occur, more visibility is available on
the alarms that
really matter.
As highlighted previously, alarm management is not just a project
that
has a start and end date: it’s a continuous cycle. Once the alarm
system has
been reviewed and improvements have been identifier we must
check
that controls are in place to ensure the alarm system remains
functional. The
key is to ensure that the system is continuously monitored and any
changes
are fully documented. It is essential that any initiatives
regarding alarm
76
management have management support available, otherwise
little
improvement will be made in reducing the alarm counts and improving
overall
safety and improvement in the process.
Gambar 25 .Alarm Warning
There are seven key steps for alarm management. Rationalization is
one of those
critical steps.
1. Alarm Philosophy Creation
The alarm philosophy document is critical and, without it, there
can be no way to way
of implementing a successful alarm management system. This document
forms the
basis of the overall design guidelines and will record all the
expected KPIs that will be
used to measure the success of the alarm management system. The
alarm philosophy
should also cover the design of the interface to the operator so
the graphics are clear
and upsets are easy to spot etc.
2. Alarm Performance Benchmarking
To measure the success of any alarm management system, we must know
how big
the alarm problem is that is currently being experienced. How many
alarms are being
generated per day, how many alarms does the operator handle on an
hourly basis,
what are the deficiencies we currently have in the control system?
These are all
valid questions and benchmarking is the starting point. Perhaps
even performing
a HAZOP-like study at this stage would be advantageous.
3. Bad Actors Resolution
Most alarms in the control system come from relatively few sources
and checking
these and fixing them will make a big difference to the overall
alarm count.
Reviewing the Top-10 list keeps it under control. Yokogawa’s
Exaquantum/ARA
77
S
software can provide this list on a daily basis by email or, by
using Yokogawa’s
Exaplog alarm/event analysis tool, we can manually extract the bad
actors.
4. Documentation/Rationalization
The most important step of the alarm rationalization process is to
ensure that each
change is documented and the alarm changes comply with the alarm
philosophy.
Alarms can be eliminated completely by re-engineering in the DCS or
adopting
suppression techniques
5 Audit/Enforcement
Once the rationalization is done, the hard work is not over!
Without proper change
management controls in place the alarm system will slip back into
its old ways.
Consider adopting a Management of Change (MOC) approach to the
alarm system to
ensure all changes are tacked. Exaquantum/AMD can also help by
identifying
changes to the alarm settings and, if required, the optimal
settings can be
enforced automatically.
For day-to-day operations, we should adopt alarm management
techniques that
will support rather than hinder the operator by providing Alarm
Shelving, state
based alarming or other alarm suppression technologies.
7. Control & Maintain Performance
Continued compliance to the alarm philosophy is crucial by
continuously monitoring
the alarm KPIs and making any required changes through a MOC
type
procedure. Nominate an “alarm champion” that will oversee and
manage day-to-day
issues. Remember that alarm management is not a one step
process.
Gambar 26. Alarm Philosophy Creation
78
Alarm Rationalization: Finding the Bad Actors
A general approach of alarm management and the steps required
to
implement a successful alarm management strategy was addressed in
Part 1.
Now, we explore the concept of alarm rationalization. As discussed
earlier,the best
starting point is to look at how big of an alarm problem we
actually have. We can also
use this as a baseline to track progress for the future. The first
item to address is
our “bad actors.” That is, the alarms that are causing the most
issues within the
process. Eliminating the top ten of these alarms will make a big
improvement in the
overall alarm count in a short period of time. The bad actors can
be obtained easily by
using Yokogawa’s alarm/event analysis software tool, Exaplog, or
its alarm
reporting and analysis software, ExaquantumARA. These tools should
be run and
the results reviewed on a regular basis. In Exaplog, a report can
be manually run when
needed, and in ARA, a report can be generated automatically and
sent via email. The
bad actor list in the table on the left is an example of a plant
before alarm rationalization
was started.
Table 7. Tag Alarm
The alarm counts for the first three tags in this list were
exceptionally high
and were all found to be caused by an input open (IOP) error, which
in most cases is
related to a communication issue in the field, a hardware issue
with the
transmitter itself, or possibly an incorrect alarm threshold
setting.
In this case, all of the concerned transmitters were connected to a
faulty
fieldbus segment. Replacing a fieldbus component cleared the
problem
and suddenly there were no more alarms. This immediately made a big
impact on
79
the alarm count. The following table can be used as a general
reference for help in
troubleshooting different alarm types in a Yokogawa CENTUM
system.
Tabel 8. Alarm.Posible Cause
It is always best to remember that just because the alarm count is
high for a particular
tag, there may be a logical explanation for it, and the tag should
not just be suppressed
because it’s a nuisance to the operators. This first stage of alarm
rationalization is
called Fundamental Nuisance Alarm Reduction” (FNAR).
Running a report for the bad actors and displaying the condition is
recommended
as it can be filtered for the different conditions, plant areas and
even down to
an individual unit.
Gambar 27. Alarm by Condition Monthly
After looking at the bad actors we can also look at the “chattering
alarms.” The
EEMUA#191 alarm standard specifies that a chattering alarm is a tag
that goes
into alarm and normal again more than five times in a 60-second
period. In most
cases, these chattering alarms could be caused by incorrect alarm
limits. As part of the
rationalization, the chattering alarms should be looked at closely
and the limits reviewed
accordingly.
Familiarization with the EEMUA#191 guideline and the ISA18.2
standard are important
to understanding alarm rationalization and alarm management and the
key
performance indicators. The EEMUA#191 guideline is a detailed
specification of
alarm management and goes down to the detail of providing guidance
of how
DCS mimic displays should look and what type of furniture to use in
the control room
to make the operators more comfortable during their shifts. All
Yokogawa alarm
management based products were initially based on the EEMUA#191
guideline and
are being applied to the ISA18.2 standard. In the ideal world,
EEMUA#191
recommends no more than one alarm per operator every 10 minutes.
That would be
quite an achievement and is a rare occurrence. A big difference can
be made
with the bad actors list; to identify them, and eliminate them.
Making the review of the
bad actors list part of the daily activities is a work process well
worth the effort.
Gambar 28. Warning Alarm and Helmets
82
A. Soal Evaluasi
1. Jelaskan mengapa peralatan input dan output eksternal tidak
dapat dihubungkan
secara langsung ke internal bus data pada PLC.
2. Apa keuntungan memory RAM yang di backup batere dalam sistem
PLC.
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan transducer dan actuator.
4. Di bagian panel depan CPU SLC 500 terdapat sakelar kunci yang
dapat dipakai
untuk memilih 3 macam mode, sebutkan mode tersebut dan beri
penjelaskan
secara singkat untuk setiap mode tersebut.
5. Gambarkan secara sederhana hubungan hardware dan jelaskan secara
singkat
bagaimana PLC SLC 500 dapat berkomunikasi dengan Personal
Computer.
6. Gambar sebuah diagram ladder yang akan menyebabkan output A akan
terkunci
pada saat tombol tekan PB1 tertutup dan melepas jika tombol tekan
yang lainya
PB2 atau PB3 tertutup. Pengawatan peralatan (CPM1A - 20 I/O)
mengikuti petunjuk
sebagi berikut :
PB1 modul input, channel 000, terminal nomor 00
PB2 modul input, channel 000, terminal nomor 06
A modul output, channel 010, terminal nomor 07
7. Jelaskan secara singkat bagaimana cara memasukan program kontrol
ke PLC.
8. Apa yang terjadi pada instruksi XIO apabila pada file address
data-nya adalah
“true”.
83
B. Kunci Jawaban (Soal Test)
1. Unit I/O merupakan antar muka (interface) antara
mikroelektronika dari PLC
dengan peralatan dari luar PLC. Dengan menggunakan interface ini
sinyal
output PLC dikondisikan dan disesuaikan dengan peralatan dari luar
PLC.
Sebab kadang-kadang PLC dihubungkan secara langsung dengan
actuator
atau transducer yang terdapat di sistem kontrol.
2. Bila tegangan suplai ke PLC terputus, program yang terdapat di
memori
PLC tidak akan hilang.
3. Transducer ini adalah suatu alat yang dapat merubah kuantitas
fisik menjadi
sinyal listrik. Beberapa contoh dari tranducer diantaranya dapat
berupa :
tombol tekan, sakelar batas, termostat, straingages, dsb. Sedangkan
actuator
adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran/kuantitas listrik
kedalam
kuantitas fisik, contohnya : motor, solenoid, lampu, katup,
dsb.
4. Prosesor SLC 5/03 mempunyai sakelar kunci yang terdapat pada
bagian panel
depan yang memungkinkan kita untuk dapat memilih salah satu dari
tiga pilihan
(mode), yaitu : Run, Program, dan Remote.
Posisi RUN
melakukan forced pada I/O.
Disini kita dapat merubah mode prosesor dengan cara mengubah
posisi
sakelar kunci ke posisi RUN. Pada mode ini kita tidak dapat
melakukan edit
terhadap program.
Posisi PROG
Pada posisi ini prosesor tidak mengeksekusi program ladder, dan
output
PLC tidak kerja. Pada posisi ini kita dapat meng-edit
program.
Untuk mengubah mode prosesor ke posisi PROG, yaitu dengan
cara
mengubah posisi dari REM atau RUN ke posisi PROG. Apabila
posisi
sakelar kunci pada posisi PROG, kita tidak dapat mengubah mode
dari
prosesor melalui alat pemrogram.
Posisi REM
Pada posisi REM ini kita dapat mengubah posisi mode prosesor dari
atau
melalui alat pemrogram dan dapat pula melakukan edit program
ladder
sementara antar PLC dengan peralatan pemrogram dalam kondisi
84
online.Untuk mengubah mode prosesor ke posisi REM, yaitu dengan
cara
mengubah posisi sakelar kunci dari posisi RUN atau PROG ke posisi
REM.
5.
6.
7. Sebelum melakukan down-loading haruslah yakin bahwa dalam
melakukan
konfigurasi adalah benar sesuai dengan yang dipersyaratkan, maka
langkah
berikutnya adalah melakukan Online. Yang dimaksud dengan online
disini
adalah membuka komunikasi antar komputer dangan PLC. Setelah
antara
komputer dengan PLC komunaksinya terhubung baru kita dapat
melakukan
restoring (downloading), yaitu memindahkan file prosesor yang
terdapat di
komputer (disk) ke memori PLC, dengan cara memilih terlebih dahulu
file mana
yang akan di download.
8. Kontak akan membuka.
kompetensi, yakni salah satu cara untuk menyampaikan atau
mengajarkan
pengetahuan ketrampilan dan sikap kerja yang dibutuhkan dalam suatu
pekerjaan.
Penekan utamanya adalah tentang apa yang dapat dilakukan seseorang
setelah
mengikuti pelatihan.
Dalam Sistem Pelatihan Berbasis Kompetensi, fokusnya tertuju
kepada
pencapaian kompetensi dan bukan pada pencapaian atau pemenuhan
waktu
tertentu. Dengan demikian maka dimungkinkan setiap peserta
pelatihan
memerlukan atau menghabiskan waktu yang berbeda-beda dalam
mencapai
suatu kompetensi tertentu.
pertama, maka pelatih atau pembimbing akan mengatur rencana
pelatihan dengan
peserta. Rencana ini memberikan kesempatan kembali kepada peserta
untuk
meningkatkan level kompetensinya sesuai dengan level yang
diperlukan. Jumlah
usaha atau kesempatan yang disarankan adalah tiga kali.
Untuk mengetahui tingkat keberhasilan peserta dalam mengikuti modul
ini,
setiap peserta dievaluasi baik terhadap aspek pengetahuan maupun
keterampilan.
Aspek pengetahuan dilakukan melalui latihan-latihan dan tes
tertulis, sedang
aspek keterampilan dilakukan melalui tugas praktek.
Setelah anda dinyatakan lulus dalam modul ini maka anda
diperkenankan
untuk melanjutkan ke modul berikutnya.
86
LA, Bryan & EA. Bryan, Programmable Controllers, Industrial
Text Company, 2010 Hugh Jack, Automating Manufacturing System with
PLC, "GNU Free Documentation
License", 2007 Sistem Perawatan PLC for Food Industry by Mitsubishi
Coorp, 2014
BSE Kemendikbud, Sistem PLC, 2010 Thomas L Loyd, Electronic Device,
9th Ed, 2012
Mitchel E Schult, Grobb’s Basic Electronic, 11th Ed,Mc Graw Hill,
2007 Chris Bamber, Alarm Management The Strategy And Process Of
Striving For A Well-
Managed Operation, Yokogawa Coorp, 2013
87
Tanda tangan penilai
88
Glosarium
Assembler : Software program komputer yang mengubah bahasa
pemrograman
assembly kedalam bahasa mesin (machine code) Bit : adalah sinkatan
dari binary digit. Sebagai contoh bilangan biner 01001 mempunyai
5
digit biner dan dapat dikatakan pula dengan istilah 5 bits. CPU :
bagian sub-sistem yang bertugas mengontrol dan mensupervisi semua
operasi
PLC. Sebuah komunikasi internal atau “Bus System” membawa informasi
dari dan ke CPU, I/O, dan memori.
High Level Language : adalah bahasa pemrograman yang mudah dipahami
dan
digunakan oleh pemakai. Adapun bentuknya berupa kata-kata atau grup
kata-kata dan atau berupa gambar diagram, yang pada umumnya ditulis
dalam bahasa inggris dan selanjutnya perintah (kata-kata atau
gambar diagram) ini diubah kedalam bahasa mesin, yang menjadikan
perintah ini dapat dieksekusi oleh CPU.
Modul input analog : mengubah sinyal analog ke dalam bentuk sinyal
digital, dengan
cara mengisolasi sinyal input analog yang dari luar prosesor dan
mengubahnya kedalam bentuk sinyal digital dengan level yang sesuai,
sehingga perubahan sinyal kompatibel dengan bus data PLC.
Modul output analog : mengubah sinyal digital yang berasal dari
prosesor ke dalam
bentuk sinyal analog yang terisolasi, yang dapat dipakai untuk
menggerakan (men-drive) peralatan output.
Modul Input Discrete : mengijinkan pemakai membuat sinyal dua
pernyataan ke PLC
untuk digunakan dalam program kontrol. Modul Ouput Discrete :
mengijinkan prosesor PLC untuk dapat mengontrol peralatan
output dengan mengubah level sinyal digital ke level yang
dikehendaki oleh peralatan yang akan dikontrol.
Pemrograman Offline : menulis dan menyimpan program di