MAKALAH MIKROPROSESOR
Pemanfaatan Programmable Logic Controller dalam Dunia Industri
disusun oleh :
Galang Dani Saputra (11.11.2448)
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
AMIKOM PURWOKERTO 2014
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
BAB
I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
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.
BAB II
PEMBAHASAN
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:
- Modul Catu daya.
- Modul CPU.
- Modul Perangkat Lunak.
- 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:
- Prosesor
- Memori
1. Prosesor berfungsi:
- mengoperasikan dan mengkomunikasikan modul-modul PLC melalui bus-bus serial atau paralel yang ada.
- Mengeksekusi program kontrol.
2. Memori, yang berfungsi:
- 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:
- Tegangan
masukan DC (110, 220, 14, 24, 48, 15-30V) atau arus
C(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).
- Masukan cerdas (mengandung mikroprosesor).
- Masukan pemosisian (positioning).
- Masukan PID (proporsional, turunan, dan integral).
- Pulsa kecepatan tinggi.
- Dll.
- 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).
- Masukan cerdas (mengandung mikroprosesor).
- Masukan pemosisian (positioning).
- Masukan PID (proporsional, turunan, dan integral).
- Pulsa kecepatan tinggi.
- 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:
- Tegangan DC (24,
48, 110V) atau arus DC (4-20mA
- 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.
- 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.
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.
DAFTAR PUSTAKA
- Robert B. Hee, A.A.S., Knowing the Basics of PLCs-Part 1, EC &M Magazine, October 1995
- TS3000 Planning & Installation Guide , March 1988
- T. senbun, F. Hanabuchi, Instrumentation System, Fundamentals and Applications, Yokogawa electric Corp. Tokyo 1991.
