Dokumen tersebut membahas tentang sistem kendali PLC (Programmable Logic Controller) yang mencakup penjelasan mengenai konsep dasar sistem kendali, bagian-bagian PLC, bahasa pemrograman PLC, dan contoh aplikasi PLC dalam pengoperasian motor.

1. Oleh:
Prof. Dr. Bambang Suprianto, M.T.
PRODI S1 TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO - FT
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2014
1

2. 51324308 Rangkaian Listrik
51324307 Rangkaian Elektronika
51324214 Rangkaian Digital
51324310 Mesin DC dan Mesin AC
51324218 Programmable Logic Control
513242xx Pemanfaatan PLC dalam SCADA
2

3. A. Kompetensi dan Indikator
Setelah mempelajari topik ini Mahasiswa memiliki kompetensi sebagai berikut.
Memahami sistem kendali PLC yang terbagi dalam dua belas indikator berikut ini:
•Menjelaskan sistem kendali loop terbuka dan sistem kendali loop tertutup.
•Menjelaskan bagian-bagian PLC.
•Menjelaskan jenis peralatan input dan jenis peralatan output dalam PLC.
•Menjelaskan jumlah I/O pada PLC CPM2A.
•Menjelaskan aplikasi analog CPM1A-MAD01
•Mengidentifikasi terminal analog MAD01.
•Menjelaskan batas I/O Analaog MAD01.
•Menjelaskan spesifikasi PLC.
•Menjelaskan perbandingan sistem kendali elektromagnetik dan PLC.
•Menjelaskan keunggulan PLC.
•Menyebutkan daerah penerapan PLC.
•Menjelaskan langkah-langkah desain sistem kendali PLC.
3

4. •Sistem Kendali
Istilah sistem kendali dalam teknik elektro mempunyai arti suatu peralatan atau
sekelompok peralatan yang digunakan untuk mengatur fungsi kerja suatu mesin dan
memetakan tingkah laku mesin tersebut sesuai dengan yang dikehendaki. Fungsi kerja
mesin tersebut mencakup antara lain menjalankan (start), mengatur (regulasi), dan
menghentikan suatu proses kerja. Pada umumnya, sistem kendali merupakan suatu
kumpulan peralatan elektro atau elektronik, peralatan mekanik, dan peralatan lain
yang menjamin stabilitas dan transisi halus serta ketepatan suatu proses kerja.
Sistem kendali mempunyai tiga unsur yaitu input, proses, dan output.
PROSES
Input Output
Gambar 1 Unsur-unsur sistem kendali
4

5. Sistem Kendali Loop Terbuka
Sistem kendali loop terbuka adalah proses
pengendalian di mana variabel input mempengaruhi
output yang dihasilkan. Gambar 2 menunjukkan diagram
blok sistem kendali loop terbuka.
Setting
Gangguan
Peralatan
kendali
Sistem yang
dikendalikan
Output
Gambar 2 Diagram blok sistem kendali loop terbuka
5

6. Sistem Kendali Loop Tertutup
Sistem kendali loop tertutup adalah suatu proses pengendalian di mana
variabel yang dikendalikan (output) disensor secara kontinyu, kemudian
dibandingkan dengan besaran acuan.
Gangguan
Sistem yang
dikendalikan
(Proses)
Peralatan
Kendali Output
Setting
Error
Sensor
Umpan balik
Gambar 3 Sistem kendali loop tertutup
6

7. Dalam sistem otomasi, PLC merupakan ‘jantung’ sistem kendali.
Dengan program yang disimpan dalam memori PLC, dalam eksekusinya,
PLC dapat memonitor keadaan sistem melalui sinyal dari peralatan input,
kemudian didasarkan atas logika program menentukan rangkaian aksi
pengendalian peralatan output luar.
Cara kerja sistem kendali PLC dapat dipahami dengan diagram blok
seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
CPU
memori
antar
muka
input
antar
muka
output
Peralatan
input
Peralatan
output
Catu
Daya
Peralatan
Penunjang
Gambar 4 Diagram blok PLC
7

8. PLC
PLC terdiri atas CPU (Central Processing Unit), memori, modul
interface input dan output program kendali disimpan dalam memori
program. Program mengendalikan PLC sehingga saat sinyal iput dari
peralatan input on timbul respon yang sesuai. Respon ini umumnya
mengonkan sinyal output pada peralatan output.
PERANGKAT INPUT
Peralatan input adalah peralatan yang memberikan sinyal kepada PLC
dan selanjutnya PLC memproses sinyal tersebut untuk mengendalikan
peralatan output. Peralatan input itu antara lain :
• Berbagai jenis saklar, misalnya tombol, saklar togel, saklar
batas,saklar level, saklar tekan, saklar proximity.
b. Berbagai jenis sensor, misalnya sensor cahaya, sensor suhu,
sensor level,
c. Rotary encoder
8

9. PERALATAN OUTPUT
Sistem otomasi tidak lengkap tanpa ada peralatan output yang
dikendalikan. Peralatan output itu misalnya :
•Kontaktor
•Motor AC/DC
•Lampu
•Buzer
PERALATAN PENUNJANG
Peralatan penunjang adalah peralatan yang digunakan dalam sistem
kendali PLC, tetapi bukan merupakan bagian dari sistem secara nyata.
Maksudnya, peralatan ini digunakan untuk keperluan tertentu yang tidak
berkait dengan aktifitas pegendalian. Peralatan penunjang itu, antara
lain :
• berbagai jenis alat pemrogram, yaitu komputer, software ladder,
konsol pemrogram, programmable terminal, dan sebagainya.
b. Berbagai software ladder, yaitu : SSS, LSS, Syswin, dan CX
Programmer.
c. Berbagai jenis memori luar, yaitu : disket, CD ROM, flash disk.
d. Berbagai alat pencetak dalam sistem komputer, misalnya printer,
plotter.
9

10. JUMLAH I/O
Pertimbangan lain untuk memilih unit PLC adalah jumlah terminal
I/O nya. Jumlah terminal I/O yang tersedia bergantung kepada merk
PLC. Misalnya PLC merk OMRON pada satu unit tersedia terminal I/O
sebanyak 10, 20, 30, 40 atau 60. Jumlah terminal I/O ini dapat
dikembangkan dengan memasang Unit I/O Ekspansi sehingga
dimungkinkan memiliki 100 I/O.
TIPE RANGKAIAN OUTPUT
PLC dibuat untuk digunakan dalam berbagai rangkaian kendali.
Bergantung kepada peralatan output yang dikendalikan, tersedia tiga
tipe rangkaian output yaitu : output relai, output transistor singking
dan output transistor soucing.
10

11. 11

12. Aplikasi Analog PLC CPM1A-MAD 01
PLC CPM1A dan CPM2A serta CPM2C dapat dIgunakan
secara analog, yang pada dasarnya dapat menerima input
dan output sinyal analog dari peralatan lainnya.
12

13. Unit Analog CPM1A-MAD01
Unit analog adalah sebuah sitem bagian dari PLC yang dapat
mengenali input berupa tegangan maupun arus yang naik secara linier,
dan dapat juga mengeluarkan nilai otput berupa tegangan maupun
arus pada sisi out putnya. Dalam satu analog I/O terdapat dua analog
input dan satu analog output. Dengan begitu pada satu rangkaian
dapat terpasang tiga unit analog I/O, enam analog input dan tiga
analog output.
13

14. Batas I/O Analog
Input analog dapat diset dari 0 – 10V DC, 1 – 5V DC atau 4 –
20mA. Pada rangkaian terbuka dapat digunakan pengaturan
dengan 1 sampai 5V DC dan 4 sampai 20 mA. Untuk analog
outpu-tnya dapat diatur dari 0 – 10V DC, 4 – 20 mA atau -10
– 10V DC.
14

15. 15

16. 16
Sistem kendali PLC memiliki banyak keunggulan dibandingkan
dengan sistem kendali elektromagnetik sebagai berikut :
1. Pengawatan sistem kendali PLC lebih sedikit.
2. Modifikasi sistem kendali dapat dengan mudah dilakukan
dengan cara mengganti progam kendali tanpa merubah
pengawatan sejauh tidak ada tambahan peralatan
input/output.
3. Tidak diperlukan komponen kendali seperti timer dan hanya
diperlukan sedikit kontaktor sebagai penghubung peralatan
output ke sumber tenaga elektro.
4. Kecepatan operasi sistem kendali PLC sangat cepat sehingga
produktivitas meningkat.
5. Biaya pembangunan sistem kendali PLC lebih murah dalam
kasus fungsi kendalinya sangat rumit dan jumlah peralatan
input/outputnya sangat banyak.
6. Sistem kendali PLC lebih andal.
7. Program kendali PLC dapat dicetak dengan cepat.

17. 17
Sistem kendali PLC digunakan secara luas dalam
berbagai bidang antara lain untuk mengendalikan :
Traffic light
Lift
Konveyor
Sistem pengemasan barang
Sistem perakitan peralatan elektronik
Sistem pengamanan gedung
Sistem pembangkitan tenaga elektro
Robot
Pemrosesan makanan

18. 18
Pengendalian sistem kendali PLC harus dilakukan
melalui langkah-langkah sistematik sebagai berikut :
Memilih PLC dengan spesifikasi yang
sesuai dengan sistem kendali.
Memasang Sistem Komunikasi
Membuat program kendali
1. Mentransfer program ke dalam PLC
2. Memasang unit
3. Menyambung pengawatan I/O
4. Menguji coba program
5. Menjalankan program

19. Kompetensi dan Indikator
Setelah mempelajari topik ini Mahasiswa memiliki
kompetensi sebagai berikut,Memahami bahasa
pemrograman yang terbagi dalam empat indikator
berikut ini:
1.Menjelaskan instruksi pemrograman.
2.Menjelaskan struktur daerah memori PLC CPM2A.
3.Menjelaskan langkah – langkah pembuatan program.
4.Memahami program kendali motor.
19

20. 20
Program PLC dapat dibuat dengan menggunakan beberapa
cara yang disebut bahasa pemrograman. Bentuk program
berbeda-beda sesuai dengan bahasa pemrograman yang
digunakan. Bahasa pemrograman tersebut antara lain : diagram
ladder, kode mneumonik, diagram blok fungsi, dan teks terstruktur.
Beberapa merk PLC hanya mengembangkan program diagram
ladder dan kode mneumonik.
1.Diagram Ladder
2. Kode Mneumonik

21. 21
Kode mneumonik
Diagram ladder

22. 22

23. 23
Terdapat banyak instruksi untuk memprogram PLC, tetapi tidak
semua instruksi dapat digunakan pada semua model PLC.
Instruksi pemrograman dapat dikelompokkan sebagai berikut :
Klasifikasi menurut pengkodean mneumonik :
oInstruksi dasar
oInstruksi khusus
Klasifikasi menurut kelompok fungsi:
oInstruksi sisi kiri (ladder)
oInstruksi sisi kanan
Klasifikasi menurut kelompok fungsi:
oInstruksi ladder
oInstruksi kendali bit
oInstruksi timer/ counter
oInstruksi geser bit
oInstruksi sub routine
oInstruksi ekspansi

24. 24
Adapun Intruksi – intruksi dasar yang ada pada
pemrograman menggunakan PLC CPM-2A ini adalah :
a.LD (Load)
Intruksi ini digunakan sebagai permulaan dari sebuah rangkaian
Contoh : LD 00000
00000
b. AND
Intruksi untuk rangkaian seri (logika AND). Kondisi rangkaian
sebelumnya (bit 00001) akan di-AND-kan dengan bit bersangkutan (bit
TIM 000).
Contoh : LD 00001
00001 TIM 000 AND TIM 000

25. 25
c. OR
Imtruksi untuk rangkaian pararel (logika OR). Kodisi rangkaian
sebelumnya (bit 00001) akan di-OR-kan dengan bit bersangkutan (bit
CNT 001).
Contoh :
00001
CNT 001
LD 00001
OR CNT 001
d. OUT
Intruksi ini digunakan untuk meng-output-kan suatu rangkaian.
00000 00003 01000
00002
LD 00000
OR 00002
AND 00003
OUT 01000

26. 26
e. NOT
Intruksi ini digunakan untuk menuliskan kontak NC.
Contoh : LD NOT 00000
00000
f. TIM
Intruksi untuk mengaktifkan suatu ON-Delay timer. Timer tersebut
mempunyai resolusi 0.1 detik.
TIM
N
SV
00000
LD 0000
TIM 000
N : Addres dari timer
SV : Setting Timer (t=SV*0.1 detik)

27. 27
g. CNT
Intruksi ini untuk mengaktifkan suatu penghitung mundur (count-down
counter).
CNT
N
SV
Contoh :
CP : Cout Pulse
R : Reset
CP
R
LD 00000
LD 00001
CNT 000
h. KEEP(11)
Seperti set-reset flip-flop. Bila input reset OFF dan input set
berubah dari OFF ke ON maka output akan ON pada saat transisi
tersebut. Output tersebut tetap akan ON meskipun input set kembali ke
kondisi OFF. Bila input reset ON maka output akan OFF, tidak
terpengaruh oleh kondisi input set.
LD 00000
LD 00001
KEEP 0100
KEEP
0100
00000
00001

28. 28
i. DIFU(13) – Differentiate Up
Bila kondisi input berubah dari kondisi OFF ke ON (rising edge) maka
output akan ON selama 1 scan time.
DIFU
10000
LD 00000
DIFU 10000
00000
j. DIFD(14) – Differentiate Down
Bila kondisi input berubah dari kondisi ON ke OFF (falling edge) maka
output akan ON selama 1 scan time.
DIFD
10000
00000
LD 00000
DIFU 10000

29. 29
Untuk mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan dalam
merancang program sistem kontrol, perlu diingat hal-hal sebagai
berikut :
Jumlah kondisi (kontak) yang digunakan seri atau paralel dan juga
banyaknya perulangan penggunaan suatu bit tak terbatas sepanjang
kapasitas memori PLC tidak dilampaui.
Diantara dua garis instruksi tidak boleh ada kondisi yang melintas
secara vertikal.
Tiap garis instruksi harus memiliki sedikitnya satu kondisi yang
menentukan eksekusi instruksi sisi kanan, kecuali untuk instruksi
END(01), ILC(03) dan JME(05).
Dalam merancang diagram ladder harus memperhatikan
kemungkinan instruksi yang diperlukan untuk memasukannya.
Misalnya, pada Gambar diagram A di bawah ini diperlukan instruksi
OR LOAD. Hal ini dapat dihindari dengan menggambar ulang
diagram ladder seperti Gambar diagram B.

30. 30

31. 31
Terdapat berbagai macam operasi motor induksi, suatu motor
yang paling banyak digunakan sebagai penggerak mesin industri.
Tetapi, hanya ada beberapa prinsip operasi motor induksi yaitu :
Operasi motor satu arah putaran
2. Operasi motor dua arah putaran
3. Operasi beberapa motor sistem
kontrol kerja berurutan

32. Kompetensi dan Indikator
Setelah mempelajari topik ini Mahasiswa memiliki
kompetensi sebagai berikut.
Memahami software CX Programmer yang terbagi
dalam tiga indikator berikut ini:
1.Menjelaskan jenis – jenis alat pemrogram.
2.Membuat program diagram ladder dengan CX
Programmer.
3.Memasukkan program dari PC ke dalam PLC melalui
kabel RS 232.
32

33. 1. Mode Operasi PLC
2. Jenis-Jenis Alat Pemrogram
3. Sambungan Alat Pemrogram
4. Memasukkan Program Menggunakan CX-
Programmer :
33
•Menjalankan CX Programmer
•Membuatfile baru
•Menggambar Diagram Ladder
•Menyimpan File
•Menutup File
•Membuka file proyek
•Mentransfer program ke dalam PLC

34. Kompetensi dan Indikator
Setelah mempelajari topik ini Mahasiswa memiliki
kompetensi Membuat rangkaian sistem kontrol PLC
untuk menjalankan motor DC.
34
•Uraian Materi
•Keselamatan Kerja Pemasangan Unit PLC
•Keselamatan Kerja Pengawatan I/O
•Pengawatan I/O Program Sistem kontrol Motor
•Pengecekan Pengawatan I/O

35. 35

36. 36