Rancangan Instalsi Kendali Terprogram (PLC01)

1. Sistem Kendali
di Industri
Anton Firmansyah
Politeknik Negeri Sriwijaya
Teknik Listrik

2. Contoso
S u i t e s
Diagram Blok sistem kendali
2
Sistem kendali dalam teknik listrik
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 listrik 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.
Pendahuluan

3. Contoso
S u i t e s
Input pada umumnya berupa sinyal dari sebuah transduser, yaitu alat yang dapat
merubah besaran fisik menjadi besaran listrik, misalnya tombol tekan, saklar
pembatas, termostat, dan lain-lain. Transduser memberikan informasi mengenai
besaran yang diukur, kemudian informasi ini diproses oleh bagian proses. Bagian
proses dapat berupa rangkaian kendali yang menggunakan peralatan yang
dirangkai secara listrik, atau juga berupa suatu sistem kendali yang dapat
diprogram, misalnya PLC. Pemrosesan informasi (sinyal input) menghasilkan
sinyal output yang selanjutnya digunakan untuk mengaktifkan aktuator
(peralatan output) yang dapat berupa motor listrik, kontaktor, katup selenoid,
lampu, dan sebagainya. Dengan peralatan output, besaran listrik diubah kembali
menjadi besaran fisik. Sistem kendali dibedakan menjadi dua, yaitu sistem
kendali loop terbuka dan sistem kendali loop tertutup.
3
Komponen Sistem Kendali

4. Contoso
S u i t e s
proses pengendalian dimana variabel
input mempengaruhi output yang
dihasilkan. Gambar diatas
menunjukkan diagram blok sistem
kendali loop terbuka. Tidak ada
informasi yang diberikan oleh peralatan
output kepada bagian proses sehingga
tidak diketahui apakah hasil output
sesuai dengan yang dikehendaki.
Sistem
Kendali Loop
Terbuka
4
Diagram Blok sistem kendali loop terbuka

5. Contoso
S u i t e s
• suatu proses pengendalian dimana variabel yang
dikendalikan (output) disensor secara kontinyu,
kemudian dibandingkan dengan besaran acuan.
• Variabel yang dikendalikan dapat berupa hasil
pengukuran temperatur, kelembaban, posisi
mekanik, kecepatan putaran, dan sebagainya. Hasil
pengukuran tersebut diumpan-balikkan ke
pembanding (komparator) yang dapat berupa
peralatan mekanik, listrik, elektronik, atau
pneumatik.
• Pembanding membandingkan sinyal sensor yang
berasal dari variabel yang dikendalikan dengan
besaran acuan, dan hasilnya berupa sinyal
kesalahan. Selanjutnya, sinyal kesalahan
diumpankan kepada peralatan kendali dan diproses
untuk memperbaiki kesalahan sehingga
menghasilkan output sesuai dengan yang
dikehendaki. Dengan kata lain, kesalahan sama
dengan nol.
5
Sistem Kendali
Loop Tertutup
Diagram Blok sistem kendali loop tertutup

6. Contoso
S u i t e s
Sistem Kendali PLC
Programmable Logic Controller
• Pada 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.
• PLC dapat digunakan untuk
mengendalikan tugas-tugas
sederhana yang berulang-ulang
(sekuensial), atau di-interkoneksi
dengan yang lain menggunakan
komputer (host) melalui sejenis
jaringan komunikasi untuk
mengintegrasikan pengendalian
proses yang kompleks.
• Sistem kendali PLC hadir dalam
berbagai bentuk dan beragam dalam
skala impelemntasinya; dari power
plant sampai ke mesin semikonduktor.
Sebagai hasil dari perkembangan
teknologi, tugas-tugas kendali yang
rumit dimudahkan oleh sistem kendali
otomatis yang secara umum dalam
dunia industri berupa Programmable
Logic Controller (PLC), komputer host,
dan lain sebagainya. Selain antarmuka
sinyal (signal interfacing) ke perangkat
kerja (seperti: panel operator, motor-
motor, sensor-sensor, sakelar-sakelar,
katup solenoid dan sebagainya),
kemampuan di dalam komunikasi
jaringan memungkinkan implementasi
dalam skala yang lebih besar dan
koordinasi berbagai proses juga
menyediakan fleksibelitas yang tinggi
dalam merealisasikan sistem kendali
terdistribusi.
6
kendali PLC terpusat
Konsep apliksi PLC

7. Contoso
S u i t e s
• Setiap komponen dalam sistem kendali memegang peranan penting (tanpa melihat
dimensinya) dalam proses yang dijalankan. Sebagai contoh blok diagram loop terbuka yang
memperlihatkan bahwa PLC tidak dapat mengetahui apa yang terjadi tanpa adanya
perangkat sensor. Apabila diperlukan, sebuah komputer host dapat dipasang untuk
mengkoordinasikan aktifitas kendali pada level dasar (shop floor atau device level).
• PLC, sekarang juga dikenal sebagai Programmable Controller atau Programmable
Automations Controller (PAC) merupakan perangkat kendali logika; yang termasuk
keluarga komputer yang dapat diprogram secara berulang-ulang. PLC dapat menyimpan
intruksi-instruksi logika, seperti sequencing, timing, counting, data
manipulation, dan communication untuk mengendalikan mesin-mesin industri dan proses-
proses industri..
• PLC juga dapat didefinisikan sebagai komputer industri yang didesain dengan arsitektur
khusus, baik dalam unit sentral dalam PLC itu sendiri, maupun rangkaian antarmukanya
dengan perangkat-perangkat kendali (koneksi Input/Output (I/O) dengan dunia nyata).
7
Sistem Kendali PLC
Programmable Logic Controller

8. Contoso
S u i t e s
Hydromantic Division of General Motors
Corporation menentukan kriteria
(spesifikasi) PLC pertama kalinya sekitar
tahun 1968. Tujuan utamanya untuk
mengeliminasi Pengeluaran
(cost) sehubungan dengan ketidak
flexibelan sistem kendali rele (relay-logic).
Spesifikasi memerlukan sistem solid-
state dengan fleksibilitas sehandal
komputer yang dapat: bertahan dalam
lingkukan industri, mudah diprogram dan
diperbaiki oleh para engineer dan teknisi,
serta dapat dipakai berulang-ulang. Sistem
kendali itu (dalam hal ini PLC) dapat
mengurangi waktu sisa (downtime) dari
mesin-mesin industri dan menyediakan
perluasan untuk masa depan.
Perspektif
Sejarah PLC
8

9. Contoso
S u i t e s
Beberapa spesifikasi PLC, yakni:
 Cost competitive, harus mampu bersaing harga
dengan menggunakan sistem relay-logic,
 sistem tersebut mampu bertahan dalam
lingkungan industri,
 expandability, antar muka input dan output
dapat diganti dengan mudah,
 modularity, desain dalam bentuk modular,
sehingga mudah dalam proses subassembly dan
penggantian ataupun perbaikan,
 mampu melewatkan/mengirimkan data ke sistem
sentral,
 reusable, dapat dipakai berulang-ulang,
 programmability, metode pemrogrammannya
haruslah mudah, sehingga mudah dimengerti
oleh personil yang menangani sistem tersebut.
Perspektif
Sejarah PLC
9

10. Contoso
S u i t e s
• Untuk memenuhi spesifikasi yang ditetapkan
oleh Hydramatic Division of General Motors
Corporation, akhirnya pada tahun 1969 PLC
yang pertama berhasil ditemukan. PLC ini
memberikan terobosan bagi teknologi kendali
yang baru. PLC ini memiliki fitur serupa relay-
logic untuk menggantikan fungsi pengawatan
fisik (hardwired) pada sistem kendali relay
logic.
• Dalam kurun waktu yang singkat, PLC mulai
digunakan untuk berbagai jenis industri
lainnya. Pada tahun 1971, penggunaan PLC
sebagai pengganti relay-logic semakin luas di
dunia industri.
PLC yang
pertama
10

11. Contoso
S u i t e s
• PLC keluaran pertama memiliki fitur yang lebih sempit,
yakni hanya berfokus sebagai pengganti relay-logic. Fungsi
utamanya adalah untuk menghasilkan operasi sekuensial
mesin – mesin industri, sepertihalnya relay-logic. Operasi ini
berupa kendali ON/OFF dari mesin-mesin dan proses-
proses industri yang memerlukan operasi pengulangan,
misalnya pada aplikasi transfer line, grinding dan boring
machine. Meskipun demikian, PLC mengalami kemajuan
yang pesat dibandingkan relay-logic. PLC ini sangat mudah
diinstall, membutuhkan ruang yang lebih kecil, dan tentunya
energi yang dikonsumsi juga lebih kecil, memiliki indikator
yang memudahkan troubleshooting, dan tidak seperti relay,
PLC dapat dipakai kembali setelah discrapped.
• Bila dibandigkan dengan sistem instrumentasi analog, relay-
logic, dan IC-digital & microprosessor, PLC termasuk
pengendali jenis baru. Meskipun fitur –fitur PLC terus
dikembangkan selama bertahun-tahun, seperti kecepatan
operasi, jenis-jenis ntarmuka, kemampuan pemrosesan
data, spesifikasinya tetap mengacu pada kriteria design
semula, yakni PLC sederhana untuk digunakan dan
dirawat (maintain).
Konsep
design PLC
11

12. PLC sekarang
ini.......
Berbagai teknologi berhasil mengembangkan PLC.
Perkembangan ini tidak hanya pada segi desainnya,
melalinkan pendekatan filosopi dari arsitektur sistem
kendali. Perubahan terjadi pada hardware dan software-
nya. Berikut ini adalah beberapa pencapaian
perkembangan terkini dari PLC:
Scan time yang lebih cepat telah dapat dicapai dengan
menggunakan microprocessor dan teknologi elektronika,
Dimensinya yang semakin kecil baik small maupun micro low-
cost PLC , sehingga harganya menjadi lebih murah dengan
fitur-fitur yang spesifik.
Modular I/O system yang menawarkan high-density I/O
system yang menyediakan antarmuka space-efficient.
Intelligent, antarmuka I/O berbasis microprocessor dapat
diekpansi untuk pemrosesan terpusat. Antarmuka tipikal
termasuk PID (Proportional Intergral Derivative), network,
Canbus, fieldbus, ASCII communication, positioning,
dan language modules (seperti bahasa Basic, Pascal dan C).
Peningkatan dalam desain mekanis termasuk adanya terminal
I/O dan unit-unit integral.
Peralatan peripheral meningkatkan teknik antarmuka dengan
operator dan dokumentasi sistem sekarang merupakan bagian
standar dari sistem.

13. PLC out seal

14. Contoso
S u i t e s
14
Modular PLC
Berbagai teknologi berhasil mengembangkan PLC. Perkembangan ini tidak hanya pada segi desainnya,
melalinkan pendekatan filosopi dari arsitektur sistem kendali. Perubahan terjadi
pada hardware dan software-nya. Berikut ini adalah beberapa pencapaian perkembangan terkini dari
PLC:
Scantime yang lebih cepat telah dapat dicapai dengan Menggunakan microprocessor dan teknologi
elektronika,
Dimensinya yang semakin kecil baik small maupun micro low-cost PLC , sehingga harganya menjadi
lebih murah dengan fitur-fitur yang spesifik.
Modular I/O system yang menawarkan high-density I/O system yang menyediakan antarmuka space-
efficient.
Intelligent, antarmuka I/O berbasis microprocessor dapat diekpansi untuk pemrosesan terpusat.
Antarmuka tipikal termasuk PID (Proportional Intergral Derivative), network, Canbus, fieldbus, ASCII
communication, positioning, dan language modules (seperti bahasa Basic, Pascal dan C).
 Peningkatan dalam desain mekanis termasuk adanya terminal I/O dan unit-unit integral.
Peralatan peripheral meningkatkan teknik antarmuka dengan operator dan dokumentasi sistem
sekarang merupakan bagian standar dari sistem.

15. Contoso
S u i t e s
15
Modular PLC

16. Fiture
terbaru
PLC....
PLC memberikan banyak kelebihan dari yang
diperkirakan. PLC mampu berkomunikasi dengan sistem
kendali yang lain, PLC juga dapat menghasilkan laporan
produksi, penjadualan produksi, dan diagnosa pada
kesalahan dari mesin atau proses industri. Perluasan
PLC memberi kontribusi yang penting pada pendapatan
kualitas dan produktifitas yang tinggi.
Sampai saat ini, PLC telah dikembangkan dengan
kemampuan untuk kendali jaringan Internet, kolaborasi
dengan sistem Computer Integrated Manufacturing
(CIM), sampai ke dukungan interface grafis (GUI) pada
Human Machine Interface (HMI/SCADA).

17. Fiture terbaru PLC....

18. Keunggulan
PLC....
Di dunia industri yang serba kompetitif pada dewasa
ini, efisiensi produksi secara umum merupakan kunci
sebuah kesuksesan. Efisiensi produksi meliputi bidang
yang sangat luas seperti :
a) kecepatan peralatan produksi dan set up produksi
lebih mudah
b) harga material dan tenaga kerja yang rendah dari
sebuah produksi
c) perbaikan kualitas dan memperkecil kesalahan
d) memperkecil waktu prouksi.
e) rendahnya dari peralatan produksi.

19. Keunggulan
PLC....
Programmable controller menjawab beberapa kebutuhan diatas dan
merupakan sebuah faktor kunci dalam efisiensi produksi di industri.
Dalam konsep tradisional, automasi hanya dapat digunakan untuk
memproduksi satu jenis item. Sekarang perlu mengotomatisasi produksi
dengan berbagai macam variasi yang baik, dalam jumlah yang cukup,
seperti produksivitas yang lebih tinggi dan penambahan investasi dan
peralatan yang kecil. Dalam sistem produksi yang fleksibel, programmable
controller merupakan jawabannya. Sistem ini meliputi peralatan otomatis
seperti Non Conection mesin, robot-robot industri, transportasi otomatis
dan komputer kontrol dari produksi PLC baik digunakan dalam sistem
produksi otomasi. Pada saat rele-rele elektromagnetik digunakan, rele
kontrol panel menjadi pusat pengendalian yang sekuensial. Dan bila
transistor-transistor digunakan, juga dilengkapi dengan rele-rele
elektromagnetik. Sekarang, sistem kontrol telah dikembangkan meliputi
sistem industri yang lengkap dan dikombinasikan dengan kontrol umpan
balik, pemrosesan data dan sistem monitor sentral. Sistem kontrol
konvensional digital tidak dapat berperilaku seperti programmable logic
control. Secara umum berikut ini adalah Perbandingan antara sistem
kontrol digital dan PLC.

20. Contoso
S u i t e s
Buat Resume...........
Mengapa PLC diminati?.........
20