LABORATORIUM PLC AA103 D3 - TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA 17 – 18 September 2011

2

Daftar Isi Judul 1 Daftar Isi 2 Bab1 Pendahulua 3

1.1. Instruksi-instruksi Dasar 4 Bab2 Pengolahan Data 7

2.1. Perpindahan Data 7 2.2. Instruksi Perbandingan 13 2.3. Instruksi Aritmatik 17

Bab3 Modul Analog 22 3.1. Koneksi Modul Input 22 3.2. Koneksi Modul Output 27 3.3. Latihan-latihan 31

3

Bab1 Pendahuluan Programmable controller yang selanjutnya dinamakan Programmable Logic Controller adalah kunci sukses meningkatkan efisiensi produksi dalam industri. Kini persaingan industri makin meningkat, sehingga efisiensi produksi umumnya dianggap sebagai kunci untuk sukses. PLC sangat vital keberadaannnya untuk meningkatkan efisiensi dalam dunia perindustrian. Apalagi sekarang persaingan di dunia industri sudah sangat ketat misalkan persaingan perusahaan otomotif di dunia bersaing untuk memberikan performa yang baik dalam memberikan pelayanan kepada konsumennya seperti misalnya meliputi hal-hal berikut :

• Meningkatkan kualitas (Quality), • Meminimkan Harga (Cost), • Pengiriman produk (Delivery) yang sangat cepat sehingga tidak ada waktu tunggu, • Keamanan dan keselamatan kerja (Safety) bagi pekerja sangat tinggi sehingga tidak

rawan kecelakaan, Mengurangi operasi-operasi manual yang bisa membahayakan operator bahkan menimbulkan kematian dan beberapa aspek vital lainnya. Untuk memberikan kriteria kinerja seperti yang dipaparkan diatas, PLC sangat bisa memberikan kendali yang besar untuk mewujudkannya. Dipasaran sudah banyak beredar berbagai macam merek PLC yang dipakai misalnya merek Siemens (S7-300 dan S7-200), merek Allan Bradley (SLC5 dan Micrologix), Omron (C200H, CPM1, CQM dan CS1), Mitsubishi (Q Series dan FX Series) dan merek lainnya. Pada Gambar 1. menunjukkan konfigurasi sistem kontrol menggunakan PLC sebagai kontroler beserta komponen pendukung yang berinteraksi dengan lingkungan.

. Gambar 1. Sistem Kontrol menggunakan PLC

Modul Advanced PLC Training ini merupakan kelanjutan dari modul sebelumnya, Basic PLC Training. Pengguna modul ini diharapkan telah mengerti dasar-dasar otomasi sistem kontrol, gambaran hardware pada PLC, instruksi-instruksi penghubung dasar, instruksi-instruksi Timer dan Counter, serta aplikasi sederhana yang menggunakan instruksi-instruksi tersebut.

4

1.1. Intruksi-Intruksi Dasar 1. Kontak Input(X) dan Output(Y)

Gambar 1. Ladder Input X dan Output Y Intruksi kontak output (Y) berfungsi mengaktifkan output (Y70) jika menerima masukan dari X0 dan output akan OFF, jika input dalam keadaan OFF seperti yang ditunjukkan pada timing chart diatas. 2. SET dan RST Gambar 12. Timing Chart intruksi SET dan RST

Gambar 2. Set dan Reset Intruksi SET berfungsi mengaktifkan output jika menerima input X0 dan output akan tetap ON, meskipun input X0 dalam keadaan OFF. Untuk meng-OFF-kan output, maka digunakan intruksi RST, dengan cara mengaktifkan input X1. 3. PLS (Pulse) dan PLF (Pulf)

Gambar 3. Ladder PLS dan PLF

5

PLS yaitu aktif ketika menerima input sesaat sinyal dalam kondisi naik. Gambar 13. Timing Chart intruksi PLS

Gambar 4. Timing Chart Ladder PLS PLF yaitu aktif ketika menerima input sesaat sinyal dalam kondisi turun. Gambar 14. Timing Chart intruksi PLF

Gambar 5. Timing Chart Ladder PLF

4. Timer (T) Timer On Delay : Timer ini akan hidup setelah suatu periode waktu tunda yang telah ditetapkan. Nilai Timer 0,1 s/d 3276,7 detik (K1 sampai K32767).

Gambar 6. Ladder Diagram dan Timing Diagram Timer On Delay

Timer Off Delay : Timer ini (T6) akan beroperasi ketika X5 di-OFF-kan.

Gambar 7. Ladder Diagram dan Timing Diagram Timer Off Delay

One Shoot Timer : Timer ini akan berada dalam kondisi hidup selama periode waktu yang telah ditetapkan dan kemudian mati.

Gambar 8. Ladder Diagram dan Timing Diagram One Shoot Timer

6

Flip-flop : Timer ini mengatur waktu ON dan OFF output (Y70 dan Y71) secara bergantian.

Gambar 9. Ladder Diagram dan Timing Diagram Flip-flop

5. Counter (C)

Gambar 10. Ladder Counter

Berdasar timing diagram, hitungan pada counter akan mulai saat sinyal input naik. Setelah nilai counter tercapai, sinyal input berikutnya tidak akan terhitung oleh counter atau nilai default counter tidak akan berubah hingga intruksi RST di eksekusi. Dengan intruksi RST, maka nilai counter akan berubah menjadi 0 (nol). Batas hitungan pada counter yang diperbolehkan dari K0 hingga K32767.

7

Bab2 Pengolahan Data Bab ini mempelajari tentang instruksi-instruksi perpindahan data, yaitu instruksi yang digunakan untuk memindahkan data untuk keperluan tertentu. Instruksi-instruksi perbandingan, yaitu instruksi yang digunakan untuk membandingkan dua atau lebih nilai untuk keperluan tertentu. Serta instruksi-instruksi perhitungan aritmatik. 2.1 Perpindahan Data Secara umum, penggunaan instruksi-instruksi perpindahan data dapat dirangkum pada tabel berikut.

JIKA DIINGINKAN INSTRUKSI Memindahkan data 16 bit MOV

Memindahkan data 16 bit (sekali scan) MOVP

Memindahkan data bit kedalam data biner BIN

Memindahkan data bit kedalam data BCD BCD

Pemindahan Data dengan MOV dan MOVP Simbol :

Deskripsi : Instruksi MOV adalah suatu instruksi output yang memindahkan data yang ada di S ke lokasi tempat di D. Lokasi S bisa berupa Timer (T), Counter (C), Konstanta (K) dan Data Heksa (H). Sedang D berupa Data Register (D).

PARAMETER DEFINISI

S Suatu besaran berupa nilai Timer (T), Counter (C), Konstanta (K) dan Data Heksa (H).

D Data Register (D).

Ilustrasi Proses Pemindahan Data dengan MOV dan MOVP:

Gambar 11. Ladder MOV dan MOVP

8

Gambar 12. Isi Data D0, D1, dan D3 dengan MOVP

Perbedaan MOV dan MOVP

Gambar 13. Timing Chart antara MOV dan MOVP

Mengubah Data ke Biner Simbol :

Deskripsi : Instruksi BIN adalah suatu instruksi output yang mengubah Data Biner yang ada di S ke lokasi tempat di D. Lokasi S berupa Konstanta (K) sedang berupa Data Register (D).

PARAMETER DEFINISI

S Suatu besaran berupa nilai Konstanta (K).

D Suatu besaran berupa Data Register (D).

9

Contoh:

Gambar 14. Ladder BIN dan MOV

Hasil :

Gambar 15. Hasil Ladder BIN dan MOV

Mengubah Data ke BCD Simbol :

Deskripsi : Instruksi BCD adalah suatu instruksi output yang mengubah Data BCD yang ada di S ke lokasi tempat di D. Lokasi S berupa Timer (T), Counter (C) dan Konstanta (K) sedang D berupa Konstanta (K) dan Data Register (D).

PARAMETER DEFINISI

S Suatu besaran berupa nilai Timer (T), Counter (C), Konstanta (K) dan Data Heksa (H).

D Suatu besaran berupa Konstanta (K) dan Data Register (D).

10

Contoh:

Gambar 16. Ladder BCD

Hasil

Gambar 17. Tampilan Ladder BCD

11

Gambar 18. Ladder BIN dan BCD Nilai Timer dan Counter

Gambar 19. Ilustrasi Ladder untuk Pengaturan Nilai Timer dari Luar

12

Gambar 20. Ladder untuk Pengaturan Nilai Timer dari Luar

Gambar 21. Ilustrasi Konveyor untuk Aplikasi Pengaturan Nilai Counter dari Luar

Gambar 22 Ilustrasi Kereta Maju Mundur

13

Gambar 23 Ladder untuk Ilustrasi Kereta Maju Mundur

Gambar 24 Timing Chart Ladder untuk Ilustrasi Kereta Maju Mundur

2.2 Instruksi Perbandingan

Secara umum, penggunaan instruksi-instruksi perbandingan dapat dirangkum pada tabel berikut.

JIKA DIINGINKAN INSTRUKSI

Menguji apakah dua data adalah sama =

Menguji apakah suatu data lebih kecil dari data lain <

Menguji apakah suatu data lebih besar dari data lain >

Menguji apakah suatu data tidak sama dengan data kedua <>

Menguji apakah suatu data lebih kecil atau sama dengan data lain <=

Menguji apakah suatu data lebih besar atau sama dengan data lain >=

14

Instruksi Sama Dengan Simbol :

Deskripsi : Instruksi sama dengan adalah suatu instruksi input yang menguji nilai S1 dibandingkan dengan nilai S2. Jika nilai S1 dan S2 nilainya terpenuhi maka output Y20 akan aktif.

PARAMETER DEFINISI

S1 Suatu besaran berupa konstanta (K) atau Data Register (D).

S2 Suatu besaran bisa berupa nilai Counter (C), nilai timer (T) atau Konstanta (K).

Y20 Output yang diharapkan memenuhi kondisi input terpenuhi.

Instruksi Lebih Kecil Simbol :

Deskripsi :

Instruksi lebih kecil adalah suatu instruksi input yang menguji nilai S1 dibandingkan dengan nilai S2. Jika nilai S1 lebih kecil dari S2 maka output Y21 akan aktif.

PARAMETER DEFINISI

S1 Suatu besaran berupa konstanta (K) atau Data Register (D).

S2 Suatu besaran bisa berupa nilai Counter (C), nilai timer (T) atau Konstanta (K).

Y21 Output yang diharapkan jika nilai S1 lebih kecil dari S2.

Instruksi Lebih Besar Simbol :

Deskripsi : Instruksi lebih besar adalah suatu instruksi input yang menguji nilai S1 dibandingkan dengan nilai S2. Jika nilai S1 lebih besar dari S2 maka output Y22 akan aktif.

15

PARAMETER DEFINISI

S1 Suatu besaran berupa konstanta (K) atau Data Register (D).

S2 Suatu besaran bisa berupa nilai Counter (C), nilai timer (T) atau Konstanta (K).

Y22 Output yang diharapkan jika nilai S1 lebih besar dari S2. Instruksi Lebih Kecil dan Lebil Besar Simbol :

Deskripsi : Instruksi lebih kecil dan lebih besar adalah suatu instruksi input yang menguji nilai S1 dibandingkan dengan nilai S2. Jika nilai S1 tidak sama dengan S2 maka output Y23 akan aktif.

PARAMETER DEFINISI

S1 Suatu besaran berupa konstanta (K) atau Data Register (D).

S2 Suatu besaran bisa berupa nilai Counter (C), nilai timer (T) atau Konstanta (K).

Y23 Output yang diharapkan jika nilai S1 tidak sama dengan S2.

Instruksi Lebih Kecil dan Sama Dengan Simbol :

Deskripsi : Instruksi lebih kecil dan sama dengan adalah suatu instruksi input yang menguji nilai S1 dibandingkan dengan nilai S2. Jika nilai S1 lebih kecil dan sama dengan S2 maka output Y24 akan aktif.

PARAMETER DEFINISI

S1 Suatu besaran berupa konstanta (K) atau Data Register (D).

S2 Suatu besaran bisa berupa nilai Counter (C), nilai timer (T) atau Konstanta (K).

Y24 Output yang diharapkan jika nilai S1 lebih kecil dan tidak sama dengan S2.

Instruksi Lebih Besar dan Sama Dengan Simbol :

Deskripsi : Instruksi lebih besar dan sama dengan adalah suatu instruksi input yang menguji nilai S1 dibandingkan dengan nilai S2. Jika nilai S1 lebih besar dan sama dengan S2 maka output Y25 akan aktif.

16

PARAMETER DEFINISI

S1 Suatu besaran berupa Konstanta (K) atau Data Register (D).

S2 Suatu besaran bisa berupa nilai Counter (C), nilai timer (T) atau Konstanta (K).

Y25 Output yang diharapkan jika nilai S1 lebih besar dan tidak sama dengan S2.

Contoh Instruksi Perbandingan

Gambar 25. Ladder untuk Instruksi Perbandingan

Hasil:

17

Gambar 26. Ilustrasi Aplikasi untuk Instruksi Perbandingan

Suatu operasi mesin yang waktunya diatur lewat digital. Saat mesin diaktifkan waktu akan selalu diaktifkan lewat digital display.

Gambar 27. Ladder untuk Ilustrasi Aplikasi untuk Instruksi Perbandingan

2.3 Instruksi Aritmatik Secara umum, penggunaan instruksi-instruksi perhitungan aritmatik dapat dirangkum pada tabel berikut.

BILA DIINGINKAN UNTUK INSTRUKSI

Menambahkan dua data 16 bit +

Mengurangi dua data 16 bit -

Mengalikan dua data 16 bit *

Membagi dua data 16 bit /

Penjumlahan dan Pengurangan Simbol :

Deskripsi : Instruksi penjumlahan (+) atau pengurangan (-) adalah suatu instruksi output yang menjumlahkan atau mengurangani nilai S dan D hasilnya diletakkan di D.

18

Simbol :

Deskripsi : Instruksi penjumlahan (+)atau pengurangan (-) adalah suatu instruksi output yang menjumlahkan atau mengurangani nilai S1 dan S2 hasilnya diletakkan di D.

PARAMETER DEFINISI

P + untuk penjumlahan - untuk pengurangan

S Suatu besaran berupa Konstanta (K) atau Data Register (D).

S1 Suatu besaran berupa Konstanta (K) atau Data Register (D).

S2 Suatu besaran berupa Konstanta (K) atau Data Register (D).

D Suatu besaran berupa Data Register (D).

BIN penjumlahan data 16 bit. BIN pengurangan data 16 bit.

Gambar 28. Ladder untuk Ilustrasi Penjumlahan

atau selalu dapat digunakan untuk instruksi penjumlahan dan pengurangan. Ketika atau digunakan untuk instruksi. Operasi penjumlahan dan pengurangan ini selalu digunakan untuk pembacaan data. Untuk menggunakan atau untuk instruksi, harus dirubah terlebih dahulu ke pulse.

Dua instruksi bekerja mengikuti dalam prinsip yang sama di operasi penjumlahan dan pengurangan.

19

Perkalian dan Pembagian Simbol :

Deskripsi : Instruksi perkalian (*) atau pembagian (/) adalah suatu instruksi ouput yang mengalikan atau membagi nilai S1 dan S2 hasilnya diletakkan di D.

PARAMETER DEFINISI

P * untuk perkalian / untuk pembagian

S1 Suatu besaran berupa Konstanta (K) atau Data Register (D).

S2 Suatu besaran berupa Konstanta (K) atau Data Register (D).

D Suatu besaran berupa Data Register (D).

BIN perkalian data 16 bit. BIN pembagian data 16 bit.

Gambar 29. Ladder untuk Ilustrasi Perkalian

• Isi data S1 dikalikan dengan isi data S2 dan hasil ditempatkan dalam D ketika

kondisi input (X2) ON. • Isi data S1 dibagi dengan isi data S2 dan hasil ditempatkan dalam D ketika kondisi

input (X3) ON.

Gambar 30. Ladder untuk Ilustrasi Pengurangan

20

Gambar 31. Ladder untuk Ilustrasi Perkaliam dan Pembagian

Gambar 32. Ladder untuk Ilustrasi Perkaliam dan Pembagian

21

Gambar 33. Ilustrasi untuk Aplikasi Motor

Gambar 34. Ladder untuk Ilustrasi Aplikasi Motor

22

Bab3 Modul Analog (I/O) Bab ini mempelajari tentang instruksi-instruksi yang dipakai untuk menggunakan modul analog Input maupun analog Output.

Modul analog yang biasa dikenal dengan istilah modul inteligent karena modul ini mempunyai kemampuan untuk bekerja secara inteligent yang menyediakan untuk segala macam kegunaan. Berikut ini merupakan contoh fungsi intelligent.

Tabel 3.1 Modul Fungsi Intelligent

Sebuah modul fungsi intelligent bisa diinstal pada slot I/O pada unit dasar utama dan unit dasar tambahan.

Analog-digital convertion modul (Q64AD)

Gambar 35. Posisi Modul Intelligent

Sebuah modul intelligent dan sebuah CPU pengganti terdiri dari dua format data. Yaitu

data bit yang merupakan sinyal yang menggunakan input Xs dan output Ys. Yang kedua adalah data word yang merupakan 16-bit data atau 32-bit data. Bagian Q64AD ditunjukkan pada gambar berikut:

23

Gambar 36. Modul Analog Input (Q64AD)

3.1 Koneksi Modul Input

Gambar 37. Koneksi Modul Input dengan Perangkat Meter

24

Prosedur Setting Modul Analog Input:

1. Klik tab “I/O assignment” pada setting parameter PLC

2. Penunjukkan I/O assignment pada slot “3(*-3)” saat Q64AD diinstal. Type : “intelli” (required) Model name : “Q64AD” Point : “16 points” startXY : “80” (hexadecimal)

3. Klik tombol switch setting. Setting switch untuk I/O dan box dialog modul fungsi intelligent terlihat.

4. Table dibawah merupakan sebuah contoh setting

switch modul fungsi intelligent dari Q64AD. Nilai dari setiap switch adalah 0.

5. Klik tombol END

6. Klik tombol END pada box dialog parameter Qn(H)

untuk mengakhiri setting switch fungsi intelligent.

25

Prosedur Setting GX Configurator :

1. Mengaktifkan GX Developer, dan klik [tools], [intelligent function utility], dan [start] secara berurutan.

2. Memulai GX Configurator Menunjukkan pengaturan modul konversi A/D sebagai berikut: Start I/O No. : “80” Modul type : “A/D Conversion module” Modul model name : “Q64AD”

3. Klik tombol initial setting

4. Screen setting inisial ditunjukkan Pada contoh, pengaturan enable/disable konversi A/D dari CH2 ke CH4 diatur pada “disable” (ini berarti hanya menggunakan CH1)

5. Klik tombol End Setup

6. Klik tombol Auto Refresh pada GX Configurator

26

7. Mengatur “D10” pada area data sisi PLC pada baris

“CH1” digital output values” dari item setting 8. Klik tombol End Setup

9. Mengkonfirmasi bahwa “available “ diatur pada setting inisial dan kolom auto refresh pada Q64AD

10. Setelah pengaturan selesai, klik [intelligent function module parameter] dan klik [save parameter]

11. Klik tombol exit

Contoh Program untuk Analog Input:

Gambar 38. Ladder pada Analog Input

27

Latihan Program untuk Analog Input: Buat program ladder dengan GX Developer yang menyatakan kondisi alarm dari suatu sensor dengan ketentuan:

• Jika keluaran sensor 2 Volt kondisi alarm 2 lampu blink selang 1 detik • Jika keluaran sensor 3 Volt kondisi alarm 3 lampu blink selang 0,5 detik • Jika keluaran sensor 4 Volt kondisi alarm 2 lampu blink selang 0,1 detik

3.2 Koneksi Modul Output

Gambar 39. Modul Analog Ouput (Q62DA)

28

Gambar 40. Koneksi Modul Output dengan Perangkat Meter

Prosedur Setting Modul Analog Output:

1. Klik tab “I/O Assignment” pada pengaturan parameter PLC

2. Penunjukan I/O assignment pada slot “4(*-4)” saat Q62DA diinstal Type : “intelli”(required) Model name : “Q62DA” Point : “16 points” StartXY : “90 hexadecimal”

3. Klik tombol switch setting. Box dialog switch setting untuk I/O dan modul fungsi intelligent akan terlihat.

4. Berikut ini sebuah contoh untuk pengaturan switch modul fungsi intelligent Q62DA. Nilai dari setiap switch adalah “0”

5. Klik tombol End

29

6. Klik tombol End pada box dialog parameter Qn(H) untuk menakhiri pengaturan switch modul fungsi intelligent.

Prosedur Setting GX Configurator :

1. Mengaktifkan GX Developer, dan klik [tools], [intelligent function utility], dan [start] secara brurutan.

2. Atur D/A conversion seperti berikut: Start I/O no. : “90” Modul type : “D/A conversion module” Modul model name: “Q62DA” Setelah pengaturan selesai, klik tombol initial setting

3. Pada contoh berikut, “CH1 D/A convesion enable/dissable setting” diset pada “enable” (ini berarti hanya menggunakan CH1). Setelah pengatutan selesai, klik tombol End.

4. Klik Auto Refresh pada GX Configurator

5. Set “D30” pada area device PLC side di baris “CH1 Digital output value” setting item. Setelah pengaturan selesai, klik tombol End Setup

30

6. Konfirmasi bahwa “available” diset pada initial setting

dan kolom auto refresh Q62DA

7. Setelah pengaturan selesai, klik [intelligent function module parameter], dan kemudian klik [save parameter]

8. Klik tombol Exit.

Contoh Program untuk Analog Output:

Gambar 41. Ladder pada Analog Output

Latihan Program untuk Analog Output: Buat program ladder dengan GX Developer untuk membandingkan data desimal yang dimasukkan lewat thumbwheel X20-X2F dikurangi thumbwheel X30-X3F dengan ketentuan:

• Jika hasilnya negatip kondisi alarm 2 lampu blink selang 1 detik • Jika hasilnya antara 10 sampai dengan 500 keluarkan ke seven segment Y50-Y5F dan

Meter Output 3,5 Volt • Jika hasilnya lebih dari 500 kondisi alarm 3 lampu blink selang 0,5 detik.

31

3.3 Latihan-latihan

Gambar 42. Ilustrasi Aplikasi pada Sinyal Analog

Suatu Proses Temperatur dalam batas 275ºC sampai 300ºC. Transducer temperature dengan output Tegangan proporsional dalam range 100 ºC sampai 500 ºC. Tentukan suatu program untuk mendisplaykan keadaan tersebut.

500oC

100oC

275oC

300oC

32767=10V (input max)

Low limit

Highlimit

0=0V input min

Gambar 43. Ilustrasi Pengaturan Temperatur

32

Penyelesaian : Contoh : Suatu control Valve dalam range bukaan 0 % sampai dengan 100%, digerakkan oleh I/P dalam range arus 4 – 20 mA. Nyatakan suatu program untuk eksekusi tersebut.

Penyelesaian :

20 mA = 31208

4 mA = 6242

100 %(input max)

0 % (input min) Input value