pengertian PLC

William Bolton(2004).

BAB II

PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)

2.1 Pengertian

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 .

Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut :

1. Programmable

menunjukkan   kemampuan   dalam   hal   memori   untuk   menyimpan   program   yang   telah 

dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.

2. Logic

menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik 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  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  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.

Bahasa pemograman PLC

Terdapat lima tipe bahasa pemrograman yang bisa dipakai untuk memprogram PLC, meski tidak 

semuanya di-support oleh suatu PLC, yaitu antara lain : 

1. Bahasa pemrograman Ladder Diagram (LD) 

2. Bahasa pemrograman Instruction List (IL)/Statement List (SL) 

3. Bahasa pemrograman Sequential Function Chart (SFC)/Grafcet 

4. Bahasa pemrograman Function Block Diagram (FBD) 

5. Bahasa pemrograman tingkat tinggi (high-level), contohnya Visual Basic

Penulis akan membahas bahasa pemrograman PLC yang paling populer digunakan dan paling 

mudah dipahami, yaitu Ladder Diagram, dengan menggunakan contoh rangkaianInterlock. Ladder 

Diagram mudah dipahami karena menggunakan pendekatan grafis, yaitu menggunakan simbol-simbol 

komponen elektromagnetik-mekanik relay (coil dan contact), blok-blok fungsi (function block), seperti 

timer, counter, trigger, kondisional, serta blok fungsi yang didefinisikan sendiri oleh programmer. Selain 

itu, karena Ladder Diagram menggunakan pendekatan grafis, maka programmer menjadi lebih mudah 

untuk melakukan troubleshooting pada program yang akan dijalankan pada PLC.

Pemanfaatan Programmable Logic Controller (PLC) dalam Dunia Industri

Perkembangan industri dewasa ini, khususnya dunia industri di negara kita, berjalan amat pesat

seiring dengan meluasnya jenis produk-produk industri, mulai dari apa yang digolongkan sebagai

industri hulu sampai dengan industri hilir. Kompleksitas pengolahan bahan mentah menjadi

bahan baku, yang berproses baik secara fisika maupun secara kimia, telah memacu manusia

untuk selalu meningkatkan dan memperbaiki unjuk kerja sistem yang mendukung proses

tersebut, agar semakin produktif dan efisien. Salah satu yang menjadi perhatian utama dalam hal

ini ialah penggunaan sistem pengendalian proses industri (sistem kontrol industri). 

Dalam era industri modern, sistem kontrol proses industri biasanya merujuk pada otomatisasi

sistem kontrol yang digunakan. Sistem kontrol industri dimana peranan manusia masih amat

dominan (misalnya dalam merespon besaran-besaran proses yang diukur oleh sistem kontrol

tersebut dengan serangkaian langkah berupa pengaturan panel dan saklar-saklar yang relevan)

telah banyak digeser dan digantikan oleh sistem kontrol otomatis. 

Sebabnya jelas mengacu pada faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi dan produktivitas

industri itu sendiri, misalnya faktor human error dan tingkat keunggulan yang ditawarkan sistem

kontrol tersebut. Salah satu sistem kontrol yang amat luas pemakaiannya ialah Programmable

Logic Controller (PLC). Penerapannya meliputi berbagai jenis industri mulai dari industri rokok,

otomotif, petrokimia, kertas, bahkan sampai pada industri tambang, misalnya pada pengendalian

turbin gas dan unit industri lanjutan hasil pertambangan. Kemudahan transisi dari sistem kontrol

sebelumnya (misalnya dari sistem kontrol berbasis relay mekanis) dan kemudahan trouble-

shooting dalam konfigurasi sistem merupakan dua faktor utama yang mendorong populernya

PLC ini. 

Artikel ini mecoba memberikan gambaran ringkas tentang PLC ini dari sudut pandang piranti

penyusunnya. Apakah Sebenarnya PLC itu? NEMA (The National electrical Manufacturers

Association) mendefinisikan PLC sebagai piranti elektronika digital yang menggunakan memori

yang bisa diprogram sebagai penyimpan internal dari sekumpulan instruksi dengan

mengimplementasikan fungsi-fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktuan, perhitungan,

dan aritmetika, untuk mengendalikan berbagai jenis mesin ataupun proses melalui modul I/O

digital dan atau analog. 

PLC merupakan sistem yang dapat memanipulasi, mengeksekusi, dan atau memonitor keadaan

proses pada laju yang amat cepat, dengan dasar data yang bisa diprogram dalam sistem berbasis

mikroprosesor integral. PLC menerima masukan dan menghasilkan keluaran sinyal-sinyal listrik

untuk mengendalikan suatu sistem. Dengan demikian besaran-besaran fisika dan kimia yang

dikendalikan, sebelum diolah oleh PLC, akan diubah menjadi sinyal listrik baik analog maupun

digital,yang merupakan data dasarnya.. Karakter proses yang dikendalikan oleh PLC sendiri

merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan urut untuk mencapai kondisi

akhir yang diharapkan. Dengan kata lain proses itu terdiri beberapa subproses, dimana subproses

tertentu akan berjalan sesudah subproses sebelumnya terjadi. Istilah umum yang digunakan

untuk proses yang berwatak demikian ialah proses sekuensial (sequential process). Sebagai

perbandingan, sistem kontrol yang populer selain PLC, misalnya Distributed Control System

(DCS), mampu menangani proses-proses yang bersifat sekuensial dan juga kontinyu (continuous

process) serta mencakup loop kendali yang relatif banyak. 

Piranti Penyususnan PLC 

PLC yang diproduksi oleh berbagai perusahaan sistem kontrol terkemuka saat ini biasanya

mempunyai ciri-ciri sendiri yang menawarkan keunggulan sistemnya, baik dari segi aplikasi

(perangkat tambahan) maupun modul utama sistemnya. Meskipun demikian pada umumnya

setiap PLC (sebagaimana komputer pribadi Anda yang cenderung mengalami standarisasi dan

kompatibel satu sama lain) mengandung empat bagian (piranti) berikut ini: 

1. Modul Catu daya. 

2. Modul CPU. 

3. Modul Perangkat Lunak. 

4. Modul I/O.

Modul Catu Daya (Power Supply: PS) 

PS memberikan tegangan DC ke berbagai modul PLC lainnya selain modul tambahan dengan

kemampuan arus total sekitar 20A sampai 50A, yang sama dengan battery lithium integral (yang

digunakan sebagai memory backup). Seandainya PS ini gagal atau tegangan bolak balik

masukannya turun dari nilai spesifiknya, isi memori akan tetap terjaga. PLC buatan Triconex,

USA, yakni Trisen TS3000 bahkan mempunyai double power supply yang berarti apabila satu

PS-nya gagal, PS kedua otomatis akan mengambil alih fungsi catu daya sistem. 

Modul CPU 

Modul CPU yang disebut juga modul kontroler atau prosesor terdiri dari dua bagian:

1. Prosesor berfungsi:

o mengoperasikan dan mengkomunikasikan modul-modul PLC melalui bus-bus

serial atau paralel yang ada.

o Mengeksekusi program kontrol.

2. Memori, yang berfungsi:

o Menyimpan informasi digital yang bisa diubah dan berbentuk tabel data, register

citra, atau RLL (Relay Ladder Logic), yang merupakan program pengendali

proses.

Pada PLC tertentu kadang kita jumpai pula beberapa prosesor sekaligus dalam satu modul, yang

ditujukan untuk mendukung keandalan sistem. Beberapa prosesor tersebut bekerja sama dengan

suatu prosedur tertentu untuk meningkatkan kinerja pengendalian. Contoh PLC jenis ini ialah

Trisen TS3000 mempunyai tiga buah prosesor dengan sistem yang disebut Tripple Redundancy

Modular. 

Kapasitas memori pada PLC juga bervariasi. Trisen TS3000, misalnya, mempunyai memori 384

Kbyte (SRAM) untuk program pengguna dan 256 Kbyte (EPROM) untuk sistem operasinya.

Simatic S5 buatan Siemens mempunyai memori EPROM 16Kbyte dan RAM 8 Kbyte. PLC FA-

3S Series mempunyai memori total sekitar 16 Kbyte. Kapasitas memori ini tergantung

penggunaannya dan seberapa jauh Anda sebagai mengoptimalisasikan ruang memori PLC yang

Anda miliki, yang berarti pula tergantung seberapa banyak lokasi yang diperlukan program

kontrol untuk mengendalikan plant tertentu. Program kontrol untuk pengaliran bahan bakar

dalam turbin gas tentu membutuhkan lokasi memori yang lebih banyak dibandingkan dengan

program kontrol untuk menggerakkan putaran mekanik robot pemasang bodi mobil pada industri

otomotif. Suatu modul memori tambahan bisa juga diberikan ke sistem utama apabila kebutuhan

memori memang meningkat. 

Modul Program Perangkat Lunak PLC mengenal berbagai macam perangkat lunak, termasuk

State Language, SFC, dan bahkan C. Yang paling populer digunakan ialah RLL (Relay Ladder

Logic). Semua bahasa pemrograman tersebut dibuat berdasarkan proses sekuensial yang terjadi

dalam plant (sistem yang dikendalikan). Semua instruksi dalam program akan dieksekusi oleh

modul CPU, dan penulisan program itu bisa dilakukan pada keadan on line maupun off line. Jadi

PLC dapat bisa ditulisi program kontrol pada saat ia mengendalikan proses tanpa mengganggu

pengendalian yang sedang dilakukan. Eksekusi perangkat lunak tidak akan mempengaruhi

operasi I/O yang tengah berlangsung. 

Modul I/O 

Modul I/O merupakan modul masukan dan modul keluaran yang bertugas mengatur hubungan

PLC dengan piranti eksternal atau periferal yang bisa berupa suatu komputer host, saklar-saklar,

unit penggerak motor, dan berbagai macam sumber sinyal yang terdapat dalam plant.

1. Modul masukan 

Modul masukan berfungsi untuk menerima sinyal dari unit pengindera periferal, dan

memberikan pengaturan sinyal, terminasi, isolasi, maupun indikator keadaan sinyal

masukan. Sinyal-sinyal dari piranti periferal akan di-scan dan keadaannya akan

dikomunikasikan melalui modul antarmuka dalam PLC. 

Beberapa jenis modul masukan di antaranya:

o Tegangan masukan DC (110, 220, 14, 24, 48, 15-30V) atau arus C(4-20mA).

o Tegangan AC ((110, 240, 24, 48V) atau arus AC (4-20mA).

o Masukan TTL (3-15V).

o Masukan analog (12 bit).

o Masukan word (16-bit/paralel).

o Masukan termokopel.

o Detektor suhu resistansi (RTD).

o Relay arus tinggi.

o

o Relay arus rendah.

o Masukan latching (24VDC/110VAC).

o Masukan terisolasi (24VDC/85-132VAC).

o Masukan cerdas (mengandung mikroprosesor).

o Masukan pemosisian (positioning).

o Masukan PID (proporsional, turunan, dan integral).

o Pulsa kecepatan tinggi.

o Dll.

2. Modul keluaran 

Modul keluaran mengaktivasi berbagai macam piranti seperti aktuator hidrolik,

pneumatik, solenoid, starter motor, dan tampilan status titik-titik periferal yang terhubung

dalam sistem. Fungsi modul keluaran lainnya mencakup conditioning, terminasi dan juga

pengisolasian sinyal-sinyal yang ada. Proses aktivasi itu tentu saja dilakukan dengan

pengiriman sinyal-sinyal diskret dan analog yang relevan, berdasarkan watak PLC sendiri

yang merupakan piranti digital. Beberapa modul keluaran yang lazim saat ini di

antaranya:

o Tegangan DC (24, 48, 110V) atau arus DC (4-20mA)

o Tegangan AC (110, 240V) atau arus AC (4-20mA).

o Keluaran analog (12-bit).

o Keluaran word (16-bit/paralel)

o Keluaran cerdas.

o Keluaran ASCII.

o Port komunikasi ganda.

Dengan berbagai modul di atas PLC bekerja mengendalikan berbagai plant yang kita miliki.

Mengingat sinyal-sinyal yang ditanganinya bervariasi dan merupakan informasi yang

memerlukan pemrosesan saat itu juga, maka sistem yang kita miliki tentu memiliki perangkat

pendukung yang mampu mengolah secara real time dan bersifat multi tasking,. Anda bayangkan

bahwa pada suatu unit pembangkit tenaga listrik misalnya, PLC Anda harus bekerja 24 jam

untuk mengukur suhu buang dan kecepatan turbin, dan kemudian mengatur bukaan katup yang

menentukan aliran bahan bakar berdasarkan informasi suhu buang dan kecepatan di atas., agar

didapatkan putaran generator yang diinginkan! Pada saat yang sama sistem pelumasan turbin dan

sistem alarm harus bekerja baik baik di bawah pengendalian PLC! Suatu piranti sistem operasi

dan komunikasi data yang andal tentu harus kita gunakan. Teknologi cabling, pemanfaatan serat

optik, sistem operasi berbasis real time dan multi tasking semacam Unix, dan fasilitas ekspansi

yang memadai untuk jaringan komputer merupakan hal yang lazim dalam instalasi PLC saat ini. 

http://telkomit.blogspot.com/2010/05/pengertian-plc.html