Bagian bagian plc

Bagian-Bagian PLC
Fany Mardiyanti / 421306/A
1
Bagian-Bagian PLC
Bagian-bagian yang terdapat pada PLC tidak jauh berbeda dengan perangkat
keras yang dimiliki oleh sebuah komputer, namun perbedaannya dengan personal
computer yaitu pada PLC sudah dilengkapi unit input-output digital yang bisa
langsung dihubungkan ke perangkat luar (switch, sensor, relay dll). Namun
perbedaan utama antara PLC dengan personal computer yaitu PLC dirancang
untuk instalasi dan perawatan oleh teknisi elektrik industri yang tidak harus
mempunyai skill elektronika yang tinggi. Gambar di bawah ini memperlihatkan
konfigurasi antara Personal computer dengan PLC.
Gambar 1. Konfigurasi Personal Komputer

Bagian-Bagian PLC
2
Gambar 2. Konfigurasi 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 sebagai perangkat pengendali
proses, pada umumnya setiap PLC (sebagaimana komputer yang cenderung
mengalami standarisasi dan kompatibel satu sama lain) mengandung empat
bagian (piranti) utama untuk mendukung kerja sistemnya. Bagian – bagian itu
adalah:
1. Processor
2. Memory
3. Input/Output Modules
4. Programming Devices
5. Power Supply

Bagian-Bagian PLC
3
1. Processor / CPU (Central Processing Unit)
Processor berfungsi untuk mengontrol dan mengawasi semua
pengoperasian dalam PLC, melaksanakan program yang disimpan di dalam
memori. Processor merupakan jantung dari sistem PLC. Processor bertugas
mengambil instruksi dari memori, mendekodenya dan kemudian mengeksekusi
intruksi tersebut. Selama proses tersebut, processor akan menghasilkan sinyal
kontrol yang memindahkan data I/O port atau sebaliknya, melakukan fungsi
aritmatika dan logika juga mendeteksi sinyal dari luar processor. Processor
mempunyai elemen kontrol yang disebut Arithmetic and Logic Unit (ALU),
sehingga mampu mengerjakan operasi logika (penjumlahan, perkalian,
pembagian, dsb) dan aritmetika (operasi OR, AND, NOT, dsb). Sebagian besar
CPU berisi batterai cadangan yang berfungsi untuk menjaga program operasi yang
ada dalam penyimpanan jika terjadi kegagalan supply daya pada PLC.
Tugas processor:
a. mengoperasikan dan mengkomunikasikan modul-modul PLC melalui
bus-bus serial atau paralel yang ada.
b. Mengeksekusi program kontrol.
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.

Bagian-Bagian PLC
4
Gambar 3. Modul Processor dari OMRON
Pemprosesan sebuah program oleh CCU sederhana dapat dijelaskan
sebagai berikut:
a. program memori berisi perintah-perintah yang harus dikerjakan, CCU
mempunyai akses ke program memori.
b. control unit menghendaki data input melalui modal input dan memprosesnya di
ALU yang juga terhubung dengan perintah yang tersimpan dalam program
memori.
c. output data dikeluarkan oleh control unit melalui modul output ke sistem yang
dikontrol.
2. Memory
2.1 Memory dalam PLC
Memory ialah tempat penyimpanan data dalam PLC. Memori yang
terdapat pada PLC berfungsi untuk menyimpan program dan memberikan
lokasi-lokasi dimana hasil – hasil perhitungan dapat disimpan di dalamnya.

Bagian-Bagian PLC
5
Memori ini umumnya menjadi satu modul dengan processor / CPU. Jika
berbentuk memori eksternal maka itu merupakan memori tambahan.
Berikut ini “data” yang tersimpan di memori:
a. Operating System PLC
b. Status input – output, data memory
c. Program yang dibuat pengguna
Perhatikan peta memori PLC berikut untuk lebih memahami penjelasan di atas:
Dari gambar di atas, masing – masing bagian dapat dijelaskan sebagai berikut:
 Operating System Memory
Berfungsi untuk menyimpan operating systemPLC. Memori ini berupa
ROM (Read Only Memory) sehingga tidak dapat dirubah oleh user.

Bagian-Bagian PLC
6
 Data (Status) Memory
Berfungsi untuk menyimpan status input-output tiap saat. Memori ini
berupa RAM (Random Access Memory) sehingga dapat berubah sesuai
kondisi input/output. Status akan kembali ke kondisi awal jika PLC mati.
 Program Memory
Berfungsi untuk menyimpan program pengguna. Jenis memori ini berupa
RAM. RAM dapat menggunakan battery backup untuk menyimpan program
selama jangka waktu tertentu. Selain itu memori dapat berupa EEPROM
(Electrically Erasable Programmble Read Only Memory), yaitu jenis ROM
yang dapat diprogram dan dihapus oleh user.
Sedangkan untuk kebutuhan pemrograman oleh pengguna, area memori PLC
dapat digambarkan dalam bagan berikut:
Berikut ini penjelasan masing – masing bagian tersebut:
 Register
Register berfungsi untuk menyimpan sekumpulan bit data, baik berupa :
nibble(4 bit), byte(8 bit), maupun word(16 bit).

Bagian-Bagian PLC
7
 Flag register
Flag register berfungsi untuk mengindikasikan perubahan kondisi (state)
input/output fisik. Flag register berupa satu bit data. CPU umumnya
mempunyai internal flag untuk berbagai keperluan internal PLC.
 Auxiliary relays
Auxiliary relays ialah elemen memori 1 bitdalam RAM yang digunakan
untuk manipulasi data dalam program. Auxiliary relays disebut juga relay
yang imajiner, karena dapat menggantikan fungsi relay namun berbentuk
program.
 Timer
Timer adalah pemberi penundaan waktu dalam suatu proses. Timer berasal
dari built in clock oscillator dalam CPU. Timer umumnya memiliki alamat
khusus.
 Counter
Counter adalah komponen penghitung input pulsa yang diberikan input
device. CPU memiliki counter internal. Counter ini umumnya memiliki
alamat khusus
2.2 Pemilihan Memory
Program yang dijalankan mendapat perhatian khusus selama proses
operasi dan karenanya perlu suatu memori yang disebut memori program yang
dapat dibaca oleh processor. Pemilihan memori program harus didasarkan atas
pertimbangan-pertimbangan berikut ini:

Bagian-Bagian PLC
8
a. harus cukup sederhana dan mudah untuk memodifikasi atau membuat
program baru.
b. keamanannya terjamin, dalam hal program tidak akan berubah terhadap
interferensi listrik atau bila listrik mati.
c. harus cukup cepat atau tidak ada delay untuk operasi dengan processor.
2.3 Jenis Memory
Jenis memori yang sering digunakan:
a. RAM
b. ROM
c. EPROM
d. EEPROM
2.3.1 RAM
RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang cepat dan
bersifat volatile (data akan hilang bila arus listrik mati). RAM digunakan
sebagai memori utama dalam PLC, berfungsi sebagai tempat penyimpanan
program, program yang telah ditulis tersimpan di dalam RAM yang ada di
dalam PLC sehingga dapat diubah / diedit melalui programming unit,
namun kerugian penyimpanan di RAM adalah progam dan data akan
hilang ketika power supply mati, dan untuk mengatasi hal ini RAM dapat
dibackup dengan batteray, sehingga meskipun power supply mati, program
dan data tidak hilang, umumnya bila batteray tidak rusak, program dan
data bisa disimpan selama bertahun-tahun.

Bagian-Bagian PLC
9
2.3.2 ROM
ROM (Read Only Memory), merupakan tempat penyimpanan
Operating System yang dibuat oleh pabrik pembuat PLC. Operating
System ini hanya dapat dibaca oleh processor dan berfungsi untuk
mengeksekusi program yang tersimpan di dalam RAM
2.3.3 EPROM
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) adalah jenis
memori yang cepat dan juga murah harganya, sama dengan memori RAM
hanya saja EPROM bersifat non-volatile, artinya isi memori ini tetap ada
walaupun supply tegangan hilang. Untuk keperluan modifikasi program
maka memori ini harus dikosongkan isinya melalui penyinaran dengan
sinar ultraviolet. Karena begitu kompleksnya proses penghapusan untuk
memprograman ulang bahkan meskipun harganya murah, orang cenderung
memilih RAM. Baru bila programnya sudah benar dan lengkap langsung
bisa ditransfer ke EPROM secara permanen.
2.3.4 EEPROM
EEPROM adalah memori yang mirip dengan memori EPROM,
hanya saja untuk proses penghapusannya menggunakan arus listrik.

Bagian-Bagian PLC
10
2.4 Kapasitas Memori
Kapasitas memori antara satu PLC dengan yang lain bervariasi,
tergantung pada type dan pabrik pembuatnya, begitu pula dalam menyatakan
ukuran memori, beberapa pabrik menyatakan ukuran memori dalam byte,
kilobyte dan ada pula yang dinyatakan dengan jumlah intruksi yang dapat
disimpan. 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.
3. Input / Output Modules
Input / Output Modules merupakan suatu peralatan atau perangkat
elektronik yang berfungsi sebagai perantara atau penghubung (interface) antara
CPU dengan peralatan input output devices

Bagian-Bagian PLC
11
.
Gambar 4. Hubungan Input-Output Module dengan Peralatan
Modul I/O 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.
Fungsi dari sebuah modul input adalah untuk mengubah sinyal masukan dari
sensor ke PLC untuk diproses di bagian CPU. Sedangkan modul output adalah
kebalikannya, mengubah sinyal PLC kedalam sinyal yang sesuai untuk
menggerakkan aktuator.
Dari modul input dan output kita dapat menentukan jenis suatu PLC dari
hubungan antara processor dengan modul input dan output yaitu:
a. Compact PLC adalah bila input modul processor dan output modul dikemas
dalam suatu wadah.
b. Modular PLC bila modul input, modul output dan processor dikemas secara
tersendiri.

Bagian-Bagian PLC
12
3.1 Input Modules
Modul input adalah modul tempat menghubungkan sensor-sensor
dengan modul itu sendiri. Sinyal sensor tersebut selanjutnya akan diteruskan ke
Processor. Modul input berfungsi untuk mengkonversi sinyal diskrit dan
analog yang berasal dari input device menjadi sinyal digital. Modul input
bertugas 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.
Fungsi terpenting dari sebuah modul input adalah sebagai berikut:
 mendeteksi sinyal masukan
 mengatur tegangan kontrol untuk batas tegangan logika masukan yang
diijinkan
 melindungi peralatan elektronik yang sensitif terhadap tegangan luar
 Menampilkan sinyal masukan tersebut.
Gambar 5. Blok Diagram Modul Input
Keterangan:
 Deteksi tegangan error meyakinkan bahwa tegangan masuk masih dalam
batas yang diijinkan atau tidak. Bila tegangannya terlalu tinggi akan
diturunkan melalui dioda breakdown.
Sinyal input
Sinyal ke
unit kontrol
Deteksi
tegangan
Delay
sinyal
Optokopler

Bagian-Bagian PLC
13
 Delay sinyal meyakinkan apabila tegangan yang diterima sudah merupakan
input yang sebenarnya atau bukan. Rangkaian ini mempertahankan tegangan
input sesaat (1-20 ms) untuk membedakannya dengan sinyal-sinyal lain
seperti tegangan interferensi.
 Optokopler mengirimkan informasi sensor berupa cahaya dan menciptakan
isolasi elektronik antara kontrol dan rangkaian logika. Selanjutnya
melindungi komponen elektronik yang sensitif dan naiknya tegangan luar
secara tiba-tiba. Terdapat optokopler yang mampu memberikan
perlindungan terhadap tegangan sampai dengan 5kV (5000 volt) yang sesuai
dengan aplikasi untuk industri.
Beberapa jenis modul input di antaranya:
 Tegangan masukan DC (110, 220, 14, 24, 48, 15-30V) atau arus AC(4-
20mA)
 Tegangan AC ((110, 240, 24, 48V) atau arus AC (4-20mA).
 Masukan TTL (3-15V).
 Masukan analog (12 bit).
 Masukan word (16-bit/paralel).
 Masukan termokopel
 Detektor suhu resistansi (RTD).
 Relay arus tinggi.
 Relay arus rendah.
 Masukan latching (24VDC/110VAC).
 Masukan terisolasi (24VDC/85-132VAC).

Bagian-Bagian PLC
14
 Masukan cerdas (mengandung mikroprosesor).
 Masukan pemosisian (positioning).
 Masukan PID (proporsional, turunan, dan integral).
 Pulsa kecepatan tinggi, dll.
3.1.1 Analog Input Modules
Modul input analog dapat menerima tegangan dan arus dengan
level tertentu (misal 0 – 10 V, 4 – 20 mA) dari input device analog (misal :
sensor analog, potensiometer).
Gambar 6. Modul Input Analog
3.1.2 Digital Input Modules
Digital Input Module berfungsi untuk menghubungkan input
diskrit fisik (switch, sensor) dengan PLC. Modul ini tersedia dalam
tegangan DC dan AC (umumnya : 240 Vac, 120 Vac, 24 Vdc, dan 5 Vdc).
Di dalamnya terdapat “optoisolator” untuk mencegah lonjakan tegangan
tinggi masuk PLC (sebagai pengaman).
Berikut ini skema di dalam digital input module untuk tegangan
DC dan AC. Sebagai catatan, modul input yang dapat menerima tegangan
AC memiliki rangkaian penyearah di dalamnya.

Bagian-Bagian PLC
15
Gambar 7. Modul Input Digital untuk Tegangan DC
Gambar 8. MOdul Input Digital untuk Tegangan AC
3.2 Output Modules
Output Modules berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi
sinyal analog sehingga dapat mengaktifkan kembali peralatan luar (output
devices). Modul output mengeluarkan sinyal dari Processor ke kontrol elemen
yang diperlukan untuk menggerakkan aktuator sesuai dengan tugas yang telah
diberikan. 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.

Bagian-Bagian PLC
16
Fungsi terpenting dari modul output adalah sebagai berikut:
a. mengatur tegangan kontrol untuk batas tegangan logika yang diijinkan.
b. melindungi peralatan elektronik yang sensitif terhadap tegangan luar.
c. memberikan penguatan sinyal output sebelum dikeluarkan sehingga cukup
kuat menggerakkan aktuator.
d. memberikan perlindungan terhadap arus hubung singkat (short-circuit) dan
pembebanan relay atau elektronik.
Gambar 9. Blok Diagram Modul Output
Keterangan:
 Optokopler adalah bentuk dasar dari power secara elektronik yang
memberikan perlindungan terhadap komponen elektronik dan juga berfungsi
untuk pengatur tegangan output. Saat ini perlindungan terhadap short-circuit
dan overload serta power amplification telah dikemas dalam satu rangkaian
terpadu berupa modul-modul melalui hubungan transistor secara Darlington
atau lainnya.
 Amplifier berguna untuk menguatkan arus listrik output sehingga nantinya
cukup kuat untuk menggerakkan aktuator.
 Short circuit monitoring memonitor jika terjadi arus hubung singkat pada
rangkaian luar dan memutuskan hubungan antara modul output dengan
rangkaian luar.
Optokopler
Amplifier
Short-circuit
monitoring
Sinyal dari
unit kontrol Sinyal output

Bagian-Bagian PLC
17
Beberapa modul keluaran yang lazim saat ini di antaranya:
 Tegangan DC (24, 48, 110V) atau arus DC (4-20m)
 Tegangan AC (110, 240V) atau arus AC (4-20mA).
 Keluaran analog (12-bit).
 Keluaran word (16-bit/paralel)
 Keluaran cerdas.
 Keluaran ASCII.
 Port komunikasi ganda.
3.2.1 Analog Output Modules
Analog Output Modules dapat memberikan tegangn dan arus
dengan level tertentu (misal 0 – 10 V, 4 – 20 mA) pada output device
analog (misal : motor DC, motor AC, control valve).
Gambar 10. Modul Output Analog
3.2.2 Digital Output Modules
Digital Output Module menghubungkan output diskrit fisik
(lampu, relay, solenoid, motor) dengan PLC.

Bagian-Bagian PLC
18
Jenis – jenis Digital Output Module ialah :
a. Triac output (output tegangan AC)
b. Transistor output (output tegangan DC)
c. Relay output (output tegangan AC/DC)
Gambar di bawah menunjukkan konfigurasi masing – masing
jenis Digital Output Module di atas.
Gambar 11. Macam-Macam Modul Output Digital
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. Teknologi cabling, pemanfaatan serat
optik, sistem operasi berbasis real time dan multi tasking semacam Unix, dan

Bagian-Bagian PLC
19
fasilitas ekspansi yang memadai untuk jaringan komputer merupakan hal yang
lazim dalam instalasi PLC saat ini.
4. Programming Devices
Programming Devices adalah alat untuk memprogram adalah suatu
peralatan yang digunakan untuk menuliskan, mengedit, memodifikasi atau
memonitoring program yang ada di dalam memori PLC.
Sistem pemrograman PLC dapat dilakukan dengan dua cara:
a. pertama dengan menggunakan personal computer, yaitu rancangan kontrol
konvensional ditulis dalam bentuk ladder diagram dan dapat langsung
didownload ke PLC,
b. Kedua dengan menggunakan programming console, yaitu ladder diagram
yang telah didapat tadi diubah terlebih dahulu menjadi pnemonic code dan
selanjutnya dapat dituliskan pada keypad dari console.
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.

Bagian-Bagian PLC
20
5. Power Supply
PLC tidak akan beroperasi apabila tidak ada supply daya listrik. Power
supply merupakan penyedia daya bagi PLC. Power Supply merubah tegangan
input menjadi tegangan listrik yang dibutuhkan oleh PLC. Dengan kata lain,
sebuah supply daya listrik mengkonversikan supply daya PLN (220 V) ke daya
yang dibutuhkan CPU atau modul input/output. Range tegangan yang dimiliki
PLC bisa berupa tegangan AC (misal: 120/240 Vac) maupun tegangan DC (misal:
24 Vdc). PLC juga memiliki power supply (24 Vdc) internal yang bisa digunakan
untuk menyediakan daya bagi input/output devices PLC.
Sistem PLC memerlukan dua buah catu daya. Satu untuk keperluan
peralatan output, sedangkan satunya untuk catu daya modul-modul PLC itu
sendiri yang menggunakan arus DC. Arus DC ini dapat diperoleh dari rangkaian
terintegrasi atau transistor. Jika sistem catu daya menggunakan IC TTL dapat
dihasilkan tegangan 5V, tetapi jika menggunakan IC CMOS tegangan yang
didapat akan dapat bervariasi dalam 3 sampai 18 Volt.
Berikut ini contoh modul
power supply dari Omron.
Gambar 12. Modul Power Supply

Bagian bagian plc

More Related Content

What's hot

Similar to Bagian bagian plc

More from Fany Mardiyanti

Bagian bagian plc