plc - simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis plc
DESCRIPTION
PLCTRANSCRIPT
SIMULASI PINTU GARASI MOBIL OTOMATIS
BERBASIS PLC (Programmable Logic Control)
TUGAS AKHIR
Diajukan dalam rangka penyelesaian studi diploma 3
Untuk mencapai gelar Ahli Madya
Nama : Brata Abi Mantra
NIM : 5351302024
Prodi : D3 Teknik Elektro
Jurusan : Teknik Elektro
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2006
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan Tugas Akhir ini telah dipertahankan di hadapan sidang penguji
Tugas Akhir Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.
Pada hari :
Tanggal :
Dosen Pembimbing
Drs. Henry Ananta, M.Pd. NIP. 131571562
Dosen Penguji II: Dosen Penguji I: Drs. Henry Ananta, M.Pd. Riana Defi MP, S.T, M.T NIP. 131571562 NIP. 132 307 547 Ketua Jurusan, Ketua Program Studi, Drs. Djoko Adi Widodo, M.T. Drs. Agus Murnomo, M.T. NIP. NIP. 131570064 NIP. 131616610
Dekan,
Prof. DR. Soesanto NIP. 130875753
iii
ABSTRAK
Brata Abi Mantra, 2005. “Simulasi Pintu Garasi Mobil Otomatis
Berbasis PLC(Programmable Logic Control)”. Tugas akhir program studi instalasi listrik, D3 Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.
Sistem kontrol proses terdiri atas sekumpulan piranti-piranti dan peralatan-peralatan elektronik yang mampu menangani kestabilan, akurasi dan mengeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses produksi. Alat–alat kontrol ini diantaranya alat kontrol berbasis mikrokontroler, saklar–saklar otomatis, dan programmable logic control (PLC). PLC (Programmable Logic Control) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor yang terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logik, 0 atau 1, hidup atau mati)
Pemakaian PLC sebagai alat kontrol untuk beberapa sistem otomatisasi telah banyak digunakan karena PLC dapat diberi perintah masukan yang memungkinkan dapat diterapkan dalam sistem pengoperasian pintu garasi secara otomatis. Pada sistem ini sebagai masukan PLC menggunakan empat pasang dioda sinar laser dan LDR(light dipendent resistor) yaitu 00.001-00.004, yang akan bekerja apabila resistansi dari LDR yang terkena cahaya oleh dioda laser tersebut berkurang yang kemudian dihubungkan dengan relai sebagai masukan pada PLC serta menggunakan dua buah limit switch (00.005-00.006), untuk menghentikan putaran motor. Sebagai aktuatornya (keluaran) menggunakan sebuah motor DC 12 Volt (01.001 dan 01.002), yang digunakan untuk memutar rolling door untuk membuka ataupun menutup pintu. Simulasi alat ini berbetuk sebuah garasi yang dilengkapi dengan rolling door. Dengan adanya alat kontrol ini dapat memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi PLC dalam banyak hal tidak terbatas pada satu aplikasi saja serta dengan adanya alat ini diharapkan akan dapat meminimalisasi campur tangan manusia dalam membuka ataupun menutup pintu garasi mobil. Berdasarkan hasil pembuatan simulasi alat kontrol pintu garasi mobil maka pemahaman mengenai deskripsi kerja alat mudah dimengerti dan dipahami. Rangkaian kendali pintu garasi mobil ini dapat bekerja secara otomatis dan manual. Pengoperasian secara otomatis dilakukan untuk mempermudah pengoperasiannya sedangkan secara manual digunakan untuk perawatan dan perbaikan sistem.
Dengan melihat hasil keseluruhan dari pembuatan alat simulasi ini, maka dapat diberikan saran sebagai berikut Dalam pemakaian sistem kendali khususnya PLC, sistem harus benar-benar terisolasi dari rangkaian interface luar. Dengan adanya alat simulasi ini, dapat memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi PLC. Pada pembuatan sistem kendali pintu garasi mobil otomatis yang sesungguhnya, harus diperhitungkan kembali faktor pemilihan motor dan gear box.
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
• Kemauan dan usaha keras dalam berusaha adalah langkah awal mencapai
kesuksesan.
• Pengalaman adalah guru yang paling baik.
• Kepandaian tanpa jiwa yang sehat bagai kapal tanpa nahkoda.
PERSEMBAHAN
• Kepada Ibunda dan keluarga tercinta.
• Kepada seseorang yang aku sayangi.
• Kepada semua pembaca yang budiman.
v
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap puji syukur ke hadirat Allah swt, yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-NYA sehingga dapat terselesaikannya Tugas
Akhir ini.
Keberhasilan Tugas Akhir ini tidak lepas dari semua pihak yang banyak
memberikan bantuan, dorongan, dan bimbingan yang telah diterima dengan baik
secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu, dalam kesempatan ini ingin
menyampaikan rasa terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Soesanto, Dekan Fakultas Teknik.
2. Bapak Drs. Djoko Adi Widodo, M.T, Ketua Jurusan Teknik Elektro.
3. Bapak Drs. Agus Murnomo, M.T, Ketua Program Studi Diploma III
Teknik Elektro.
4. Bapak Drs. Henry Ananta, M.Pd, Dosen Pembimbing, yang telah
memberikan bimbingan, petunjuk dan saran hingga terselesaikannya tugas
akhir ini.
5. Ibu Riana Defi MP, S.T, M.T, Dosen Penguji tugas akhir.
6. Bapak Ibu Dosen TE UNNES yang telah memberikan ilmu pengetahuan.
7. Teman-teman TIL’02, kost LA, dan kartika, ita yang telah memberikan
dukungannya.
8. Orang Tua serta keluarga yang telah memberikan dorongan baik moril
maupun materiil kepada penulis dalam pelaksanaan praktik kerja lapangan.
9. Dan kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis
dalam menyelesaikan laporan ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu
persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih jauh dari
kesempurnaan, baik dari segi fisik maupun bahasanya, hal itu karena keterbatasan
kemampuan penulis baik dalam teori maupun pengalaman. Oleh karena itu, kritik
dan saran yang bersifat membangun akan penulis terima.
vi
Akhirnya penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi
penulis dan mahasiswa Universitas Negeri Semarang pada khususnya dan
masyarakat pada umumnya dalam memperluas pengetahuan akan ilmu dan
teknologi.
Semarang, Februari 2006
Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL........................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... ii
ABSTRAK ....................................................................................................... iii
MOTO DAN PERSEMBAHAN ...................................................................... iv
KATA PENGANTAR ........................................................................................v
DAFTAR ISI ................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xiii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah.........................................................................1
B. Permasalahan .........................................................................................4
C. Pembatasan Masalah..............................................................................5
D. Tujuan .....................................................................................................5
E. Manfaat ..................................................................................................5
BAB II ISI
A. Landasan Perencanaan
A.1. Programmable Logic Control (PLC)............................................7
A.1.1. Bagian-bagian PLC.........................................................13
A.1.2. Masukan-masukan PLC .................................................27
A.1.3. Keluaran-keluaran PLC ..................................................28
viii
Halaman
A.2. Sensor Cahaya
A.2.1. Dioda Sinar Laser ...........................................................29
A.2.2. LDR(Light Dependent Resistor ......................................31
A.3. Motor DC sebagai penggerak .....................................................32
A.4. Komponen Pendukung................................................................32
A.4.1. Resistor dan Transistor ...................................................32
A.4.2. Relai ................................................................................35
A.4.3. Limit Switch ....................................................................35
A.4.4. Pengaman Lebur(Fuse)...................................................36
A.4.5. Saklar Tombol Tekan .....................................................36
A.5. Catu Daya
A.5.1. Transformator penurun tegangan....................................38
A.5.2. Penyearah........................................................................38
A.5.3. Penyaring ........................................................................38
A.5.4. IC Catu Daya ..................................................................39
B. Perancangan Alat Simulasi ......................................................................
B.1. Perancangan Pesawat Simulasi ...................................................40
B.2. Pembuatan Alat Simulasi ............................................................40
C. Pengujian Pesawat Simulasi ....................................................................
C.1. Pengujian Catu Daya...................................................................62
C.2. Pengujian Motor..........................................................................62
D. Pengoperasian ..........................................................................................
D.1. Otomatis......................................................................................64
D.2. Manual ........................................................................................65
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan ..........................................................................................66
B. Saran ....................................................................................................66
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Omron CPM 1 A ................................................................................11
2. Foto Omron CPM 1 A........................................................................12
3. Omron CPM 2 A ................................................................................12
4. Contoh ladder diagram ......................................................................20
5. Contoh instruksi LD dan LD NOT ....................................................21
6. Contoh instruksi AND dan AND NOT................................................22
7. Contoh instruksi OR dan OR NOT .....................................................23
8. Contoh instruksi OUT dan OUT NOT................................................23
9. Contoh instruksi DIFD (13) dan DIFU (14) ......................................24
10. Contoh instruksi END (01) ................................................................25
11. Contoh pemograman yang salah ........................................................27
12. Contoh menghubungkan sensor masukan..........................................28
13. Relai sebagai keluaran pada PLC Omron CPM 1 A..........................28
14. Contoh menghubungkan keluaran PLC .............................................29
15. Dioda laser .........................................................................................30
16. LDR....................................................................................................31
17. Motor DC ...........................................................................................32
18. Simbol transistor dan resistor ............................................................34
19. Relai 12 Volt 8 pin .............................................................................35
20. Limit switch .......................................................................................35
x
Gambar Halaman 21. (a). Trafo step down tanpa CT............................................................38
(b). Trafo step down dengan CT ........................................................38
22. Penyearah gelombang penuh dengan CT...........................................38
23. Penyearah gelombang penuh dengan dioda bidge .............................38
24. Filter kapasitor ...................................................................................39
25. IC LM 7805........................................................................................40
26. Diagram blok simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC....41
27. Flow chart simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC .......42
28. Ladder diagram simulasi pintu garasi otomatis berbasis PLC ..........44
29. Ladder diagram start motor forward dengan self holding ................45
30. Ladder diagram DIFD (14)................................................................46
31. Chart DIFD (14) ................................................................................46
32. Ladder diagram start motor reverse dengan self holding..................47
33. Ladder diagram start motor forward dengan self holding ................48
34. Rangkaian Catu daya otomatis dan manual .......................................53
35. Rangkaian pemancar sinar laser.........................................................53
36. Rangkaian penerima sinar laser .........................................................54
37. (a). Rangkaian pembalik arah putaran motor manual ........................55 (b). Rangkaian pembalik arah putaran motor otomatis......................55
38. Tampilan penyutingan diagram tangga syswin ..................................55
39. Jendela new project setup ..................................................................56
40. Kotak dialog intruksi ladder diagram................................................56
41. Contoh penggambaran ladder diagram NO contact ..........................57
xi
Gambar Halaman
42. Kotak insert network ..........................................................................57
43. Kotak dialog select function ..............................................................58
44. Kotak dialog function.........................................................................58
45. Contoh hasil akhir diagram tangga ....................................................59
46. Kotak penyutingan diagram tangga lainnya.......................................59
47. Mengatur komunikasi PLC ................................................................60
48. Pengeditan diagram tangga secara online ..........................................60
49. Kotak PLC mode ................................................................................61
50. Kotak download program to PLC......................................................61
xii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Arti lampu indikator status CPU PLC Omron CPM 1A/ CPM 2 A .....13
2. Contoh penyimpanan kode mnemonik .................................................26
3. Daftar gelang warna resistor .................................................................33
4. Daftar alamat masukan PLC .................................................................43
5. Daftar alamat keluaran PLC..................................................................43
6. Daftar mnemonik program....................................................................49
7. Daftar alat dan bahan ............................................................................50
8. Daftar hasil pengujian catu daya ...........................................................62
9. (a). Daftar hasil pengujian LDR............................................................62 (b). Daftar hasil pengujian dioda laser ..................................................63 10. Daftar hasil pengujian motor.................................................................63
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Spesifikasi Umum PLC.........................................................................69
2. Ringkasan penggunaan tombol singkat (Shortcut) ...............................72
3. Ladder diagram simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC ...74
4. Rancang bangun alat simulasi...............................................................79
5. Rangkaian keseluruhan ........................................................................81
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) dewasa ini
sangat pesat, terutama di bidang teknologi elektronika mengakibatkan beberapa
efek yang mempengaruhi kehidupan masyarakat untuk melangkah lebih maju
(modernisasi), berfikiran praktis dan simple. Hal semacam ini memerlukan sarana
pendukung yang sederhana, praktis dan berteknologi tinggi. Hal ini dapat
disaksikan bahwa pembuatan peralatan–peralatan yang serba otomatis yang
mengesampingkan peran manusia sebagai subjek pekerjaan telah banyak
ditemukan. Untuk memenuhi kebutuhan otomatisasi ini diperlukan peralatan
kontrol yang bisa memenuhi kebutuhan tersebut. Alat–alat kontrol ini diantaranya
alat kontrol berbasis mikrokontroler, saklar–saklar otomatis, dan programmable
logic control (PLC).
Dalam kehidupan sehari-hari banyak hal yang dilakukan di dalam dan di luar
ruangan, bahkan aktifitas tersebut tidak lepas dari keberadaan pintu dimana kita
harus membuka atau menutup pintu yang membuat kita terasa enggan untuk
melakukannya, berulang-ulangkali keluar masuk pintu dengan menarik atau
mendorong pintu. Apalagi pintu yang terpasang mengeluarkan bunyi keras, susah
bergerak, disamping kurang sopan juga kurang praktis. Melihat kondisi riil yang
ada kebanyakan proses pengoperasian pintu garasi mobil masih dilakukan secara
manual dimana campur tangan manusia masih dilibatkan secara langsung. Bagi
2
sebagian orang, membuka atau menutup pintu garasi mobil secara manual
mungkin tidak menjadi persoalan, namun bagi sebagian orang lainnya, kegiatan
seperti itu mungkin saja menjadi sebuah hal yang membosankan.
Dengan memanfaatkan salah satu sistem yang mempergunakan alat–alat
kontrol otomatis dalam hal ini PLC, diharapkan mampu terciptanya sebuah alat
kontrol otomatis yang dapat memenuhi harapan tersebut.
PLC (Programmable Logic Control) dapat dibayangkan seperti sebuah
personal komputer konvensional (konfigurasi internal pada PLC mirip sekali
dengan konfigurasi internal pada personal komputer). Akan tetapi dalam hal ini
PLC dirancang untuk pembuatan panel listrik (untuk arus kuat). Jadi bisa
dianggap PLC adalah komputernya panel listrik. Ada juga yang menyebutnya
dengan PC (programmable controlle ).
PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada
proses pengepakan, penanganan bahan, perakitan otomatis dan lain sebagainya.
Dengan kata lain, hampir semua aplikasi yang memerlukan kontrol listrik atau
elektronik lainnya.
Dengan demikian, semakin kompleks proses yang harus ditangani semakin
penting penggunaan PLC untuk mempermudah proses-proses tersebut (dan
sekaligus menggantikan beberapa alat yang diperlukan). Selain itu sistem kontrol
proses konvensional memiliki beberapa kelemahan, antara lain:
1. Perlu kerja keras saat dilakukan pengkabelan.
2. Kesulitan saat dilakukan penggantian dan perbaikan.
3. Kesulitan saat dilakukan pelacakan kesalahan.
3
4. Saat terjadi masalah, waktu tunggu tidak menentu dan biasanya lama.
5. Hard-wired Program
6. Tujuan dan aplikasi tertentu.
Sedangkan penggunaan kontroler PLC memiliki beberapa kelebihan
dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, antara lain:
1. Dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, jumlah
kabel yang dibutuhkan bisa berkurang hingga 80%, wiring relatif
sedikit.
2. PLC mengkonsumsi daya lebih rendah dibandingkan dengan sistem
kontrol proses konvensional (berbasis relai).
3. Fungsi diagnostik pada sebuah kontroler PLC membolehkan
pendeteksian kesalahan yang mudah dan cepat.
4. Perubahan pada urutan operasional atau proses atau aplikasi dapat
dilakukan dengan mudah, hanya dengan melakukan perubahan atau
penggantian program, baik melalui terminal konsol maupun komputer
PC.
5. Tidak membutuhkan spare part yang banyak, perangkat kontroler
sederhana.
6. Lebih murah dibandingkan dengan sistem konvensional, khususnya
dalam kasus penggunaan instrumen I/O yang cukup banyak dan fungsi
operasional prosesnya cukup kompleks.
7. Ketahanan PLC jauh lebih baik dibandingkan dengan relai auto-
mekanik.
4
8. Dokumentasi gambar sistem lebih sederhana dan mudah dimengerti.
9. Standarisasi sistem kontrol lebih mudah diterapkan.
10. Pemrograman yang ampuh dan disimpan didalam memori
11. Aplikasi yang universal karena suatu program ditetukan oleh fungsi
yang tersedia.
12. Commissioning dan trouble shooting lebih mudah dengan
menggunakan fungsi yang tersedia.
13. Programnya dapat menggunakan teks dan grafik.
14. Dapat menerima kondisi lingkungan yang berat.
15. Produksi yang relatif besar
Pemakaian PLC sebagai alat kontrol untuk beberapa sistem otomatisasi
telah banyak digunakan karena PLC dapat diberi perintah masukan yang
memungkinkan dapat diterapkan dalam sistem pengoperasian pintu garasi secara
otomatis. Pada sistem ini pintu garasi akan membuka dan menutup sendiri ketika
ada sebuah mobil yang akan masuk ataupun keluar pintu garasi dan proses ini
akan berulang–ulang secara otomatis.
B. Permasalahan
Berdasarkan kondisi di atas maka timbul permasalahan yaitu bagaimana
merancang sebuah simulasi pintu garasi mobil otomatis yang menggunakan sistem
kontrol PLC dan akan bekerja ketika ada sebuah mobil yang masuk ataupun
keluar pintu garasi dengan jalan menaikkan dan menurunkan pintu.
5
C. Pembatasan Masalah
Karena terbatasnya sarana dan prasarana dalam pembuatan alat, maka
masalah yang akan dikaji dan dibahas meliputi :
1. Sistem program pengendalian piranti menggunakan PLC OMRON
SYSMAC CPM 2 A.
2. Penerapan sensor disesuaikan dengan keadaan lingkungan, artinya kuat
cahaya dioda laser disesuaikan dengan kepekaan LDR pada rangkaian
penerima.
3. Penguncian pintu hanya menggunakan kondisi motor yang tidak bergerak.
4. Sistem pengaman garasi mobil diabaikan, artinya hanya menggunakan
kondisi pintu yang tertutup.
D. Tujuan
Adapun tujuan yang hendak dicapai adalah :
1. Merancang dan membuat simulasi pintu garasi mobil otomatis dengan
penggunakan PLC sebagai alat kontrol pengendali kerja motor dan sensor.
2. Mengetahui unjuk kerja dari alat yang dibuat.
3. Meminimalisasi campur tangan manusia dalam membuka atau menutup
pintu garasi mobil.
E. Manfaat
Adapun manfaat yang tercapai dengan adanya alat tersebut adalah :
1. Bagi penulis sendiri, dapat memberikan gambaran mengenai salah satu
aplikasi PLC dalam banyak hal tidak terbatas pada satu aplikasi saja.
6
2. Pemakai dapat membuka dan menutup pintu garasi secara otomatis
tanpa harus mendorong ataupun menarik pintu garasi.
3. Memudahkan pemakai dalam membuka dan menutup pintu garasi mobil.
4. Sebagai bahan penunjang praktik di laboratorium PLC Teknik Elektro
Universitas Negeri Semarang.
7
BAB II
ISI
A. Landasan Perencanaan
A.1. Programmable Logic Control (PLC)
Sistem kontrol proses terdiri atas sekumpulan piranti-piranti dan
peralatan-peralatan elektronik yang mampu menangani kestabilan, akurasi
dan mengeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses produksi.
Masing-masing komponen dalam sistem kontrol proses tersebut memegang
peranan pentingnya masing-masing, tidak peduli ukurannya. PLC
(Programmable, menunjukkan kemampuannya dapat diubah-ubah sesuai
program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang
telah dibuat. Logic, menunjukkan kemampuannya dalam memproses input
secara aritmatik, yakni melakukan operasi negasi, mengurangi, membagi,
mengalikan, menjumlahkan & membandingkan. Controller, menunjukkan
kemampuannya dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga
menghasilkan keluaran yang diinginkan).(Setiawan Heru, 2005:1).
Menurut Putra Afgianto E (2004:1), PLC(Programmable Logic
Control) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian
sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC
bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor yang
terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang
dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logik,
8
0 atau 1, hidup atau mati). Program yang dibuat umumnya dinamakan
diagram tangga atau ladder diagram yang kemudian harus dijalankan oleh
PLC yang bersangkutan. Dengan kata lain, PLC menentukan aksi apa yang
harus dilakukan pada instrumen keluaran berkaitan dengan status suatu
ukuran atau besaran yang diamati.
Menurut Suryono dan Tugino (2005:1), PLC (Programmable Logic
Control) dapat dibayangkan seperti sebuah personal komputer konvensional
(konfigurasi internal pada PLC mirip sekali dengan konfigurasi internal pada
personal komputer). Akan tetapi dalam hal ini PLC dirancang untuk
pembuatan panel listrik (untuk arus kuat). Jadi bisa dianggap PLC adalah
komputernya panel listrik. Ada juga yang menyebutnya dengan PC
(programmable controlle ).
Dari beberapa pengertian tersebut dapat disimpulkan bahwa PLC
adalah sebuah peralatan kontrol otomatis yang mempunyai memori untuk
menyimpan program masukan guna mengontrol peralatan atau proses melalui
modul masukan dan keluaran baik digital maupun analog.
PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada
proses pengepakan, penanganan bahan, perakitan otomatis dan lain
sebagainya. Dengan kata lain, hampir semua aplikasi yang memerlukan
kontrol listrik atau elektronik lainnya.
Dengan demikian, semakin kompleks proses yang harus ditangani
semakin penting penggunaan PLC untuk mempermudah proses-proses
tersebut (dan sekaligus menggantikan beberapa alat yang diperlukan). Selain
9
itu sistem kontrol proses konvensional memiliki beberapa kelemahan, antara
lain:
a. Perlu kerja keras saat dilakukan pengkabelan.
b. Kesulitan saat dilakukan penggantian dan perbaikan.
c. Kesulitan saat dilakukan pelacakan kesalahan.
d. Saat terjadi masalah, waktu tunggu tidak menentu dan biasanya
lama.
e. Biaya relatif mahal karena membutuhkan spare part relatif
banyak.
Sedangkan penggunaan kontroler PLC memiliki beberapa kelebihan
dibandingkan dengan sisitem kontrol proses konvensional, antara lain:
a. Dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, jumlah
kabel yang dibutuhkan bisa berkurang hingga 80%, wiring relatif
sedikit.
b. PLC mengkonsumsi daya lebih rendah dibandingkan dengan sistem
kontrol proses konvensional (berbasis relai).
c. Fungsi diagnostik pada sebuah kontroler PLC membolehkan
pendeteksian kesalahan yang mudah dan cepat.
d. Perubahan pada urutan operasional atau proses atau aplikasi dapat
dilakukan dengan mudah, hanya dengan melakukan perubahan atau
penggantian program, baik melalui terminal konsol maupun
komputer PC.
10
e. Tidak membutuhkan spare part yang banyak, perangkat kontroler
sederhana.
f. Lebih murah dibandingkan dengan sistem konvensional, khususnya
dalam kasus penggunaan instrumen I/O yang cukup banyak dan
fungsi operasional prosesnya cukup kompleks.
g. Ketahanan PLC jauh lebih baik dibandingkan dengan relai auto-
mekanik.
h. Dokumentasi gambar sistem lebih sederhana dan mudah
dimengerti.
i. Standarisasi sistem kontrol lebih mudah diterapkan.
j. Pemrograman yang ampuh dan disimpan didalam memori.
k. Aplikasi yang universal karena suatu program ditetukan oleh fungsi
yang tersedia.
l. Commissioning dan troubleshooting lebih mudah dengan
menggunkan fungsi yang tersedia.
m. Programnya dapat menggunakan teks dan grafik.
n. Dapat menerima kondisi lingkungan yang berat.
o. Produksi yang relatif besar.
Tiap-tiap PLC pada dasarnya merupakan sebuah mikrokontroler
(CPUnya PLC bisa berupa mikrokontroller maupun mikroprosesor) yang
dilengkapi dengan peripheral yang dapat berupa masukan digital, keluaran
digital atau relai. Perangkat lunak programnya sama sekali berbeda dengan
bahasa komputer seperti pascal, basis C dan lain-lain. Programnya
11
menggunakan apa yang dinamakan sebagai diagram tangga atau ladder
diagram.
PLC(Programmable Logic Control) CPM1A dan CPM2A merupakan
PLC produk dari OMRON, perbedaan mendasar antara CPM1A dan CPM2A
adalah fungsi dan jumlah terminal masukan dan keluarannya, CPM1A 10
memiliki 6 masukan (I0-I5) dan 4 keluaran (O0-O3) total 10 jalur keluaran
atau masukan, sedangkan CPM2A 20 memilki 12 masukan dan 8 keluaran
(total 20 jalur masukan atau keluaran). Pada gambar 1 dan 2 ditunjukkan
gambar Omron CPM1A 10 keluaran atau masukan (10 I/O), sedangkan
gambar 3 ditunjukkan gambar Omron CPM2A (20 I/O).
Gambar 1. Omron CPM1A Sumber (Putra Afgianto Eko, 2004:21)
12
Gambar 2. Foto Omron CPM1A
Gambar 3. Omron CPM2A Sumber (Putra Afgianto Eko, 2004:22)
13
Sebagaimana terlihat pada gambar 1 dan 2 maupun gambar 3 selain
adanya indikator keluaran masukan, terlihat juga adanya 4 macam lampu
indikator, yaitu PWR, RUN, ERR atau ALM, COMM. Arti masing-masing
lampu indikator tersebut ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Arti lampu indikator status CPU PLC CPM1A/CPM2A
Indikator Status Keterangan
ON Catu daya disalurkan ke PLC Power
(hijau) OFF Catu daya tidak disalurkan ke PLC
ON
PLC dalam kondisi mode kerja RUN
atau MONITOR.
RUN
(hijau)
OFF PLC dalam kondisi mode PROGRAM
atau kesalahan total terjadi.
ON
Kesalahan fatal terjadi (PLC berhenti
bekerja)
Flashing
Kesalahan yang tidak fatal terjadi
(PLC meneruskan operasi).
ERROR
atau
Alarm
(merah)
OFF Mengindikasikan operasi normal.
ON
Data sedang di transfer lewat terminal
peripheral atau RS-232C
COMM
(oranye)
OFF Data tidak sedang di transfer lewat
terminal peripheral atau RS-232C.
Sumber (Putra Afgianto Eko, 2004:20)
14
A.1.1. Bagian–bagian PLC
PLC sesungguhnya merupakan sistem mikrokontroler khusus untuk
industri, artinya seperangkat perangkat lunak dan keras yang di adaptasi
untuk keperluan aplikasi dalam dunia industri. Elemen-elemen sebuah
PLC terdiri atas :
a. Central Processing Unit (CPU)
Adalah otak dalam PLC, merupakan tempat mengolah program
sehingga sistem kontrol yang telah di desain akan bekerja seperti
yang telah diprogramkan. CPU PLC Omron sangat bervariasi
macamnya tergantung pada masing-masing tipe PLC-nya. CPU ini
juga menangani komunikasi dengan piranti eksternal,
interkonektifitas antar bagian-bagian internal PLC, eksekusi
program, manajemen memori, mengawasi atau mengamati masukan
dan memberikan sinyal ke keluaran (sesuai dengan proses atau
program yang dijalankan). Kontroler PLC memiliki suatu suatu rutin
kompleks yang digunakan untuk memeriksa memori agar dapat
dipastikan memori PLC tidak rusak yang diandai dengan lampu
indikator pada badan PLC.
b. Terminal masukan (Power Supply )
Adalah terminal untuk memberi tegangan dari power supply ke
CPU (100 sampai 240 VAC atau 24 VDC). Modul ini berupa
switching power supply.
15
c. Terminal pertanahan fungsional (Functional Earth Terminal).
Adalah terminal pertanahan yang harus diketanahkan jika
menggunakan tegangan sumber AC.
d. Terminal keluaran Power Supply
Sebuah CPM 1A/2A dengan sumber tegangan AC dilengkapi
dengan keluaran 24 VDC untuk mensuplai keluaran.
e. Terminal masukan (Terminal Input)
Adalah terminal yang menghubungkan ke rangkaian masukan.
f. Terminal keluaran (Terminal Output)
Adalah terminal yang menghubungkan ke rangkaian
keluaran.
g. Indikator PC
Indikator yang memperlihatkan atau menampilkan status
operasi atau mode dari PC.
h. Terminal pertanahan pengaman (Protective Out Terminal)
Adalah terminal pengaman pertanahan untuk mengurangi
resiko kejutan listrik.
i. Indikator masukan (Indikator Input).
Menyala saat terminal masukan ON.
j. Indikator keluaran (Indikator Output)
Menyala saat terminal keluaran ON.
k. Memori PLC
1) IR (Internal Relay)
16
Bagian memori ini digunakan untuk menyimpan status
keluaran dan masukan PLC. Untuk CPM1A/CPM2A, masing-
masing bit IR000 berhubungan langsung dengan terminal
masukan, misal IR000.00 (atau 000.00 saja) berhubungan
langsung dengan masukan ke-1 dan IR 000.05 (atau 000.05).
Daerah IR terbagi atas tiga macam area, yaitu area masukan, area
keluaran dan area kerja. Untuk mengakses memori ini cukup
dengan angkanya saja, 000 untuk masukan, 010 untuk keluaran
dan 200 untuk memori kerjanya
2) SR (Special Relay)
Special relay adalah relai yang mempunyai fungsi-fungsi
khusus seperti untuk pencacah, interupsi dan status flags
(misalnya pada intruksi penjumlahan terdapat kelebihan digit
pada hasilnya (carry flag), kontrol bit PLC, informasi kondisi
PLC, dan sistem clock (pulsa 1 detik; 0,2 detik dan sebagainya).
3) Ar (Auxilary Relay)
Terdiri dari flags dan bit untuk tujuan-tujuan khusus.
Dapat menunjukkan kondisi PLC yang disebabkan oleh
kegagalan sumber tegangan, kondisi spesial I/O, kondisi input
atau output unit, kondisi CPU PLC, kondisi memori PLC.
4) LR (Link Relay)
Digunakan untuk data link pada PLC link system. Artinya
untuk tukar-menukar informasi antara dua PLC atau lebih dalam
17
suatu sistem kontrol yang saling berhubungan satu dengan yang
lain dan menggunakan banyak PLC. Terdiri dari 16 word, LR00
hingga LR15 atau 256 bit, LR00.00 hingga LR15.15, untuk
CPM1A/CPM2A.
5) HR (Holding Relay)
Holding Relay digunakan untuk mempertahankan kondisi
kerja rangkaian PLC yang sedang dioperasikan apabila terjadi
gangguan pada sumber tegangan dan akan menyimpan kondisi
kerja PLC walaupun sudah dimatikan. Untuk CPM1A/CPM2A
daerah ini terdiri dari 20 word, HR00 hingga HR19 atau 320 bit.
HR000.00 hingga HR19.15. Bit-bit HR ini dapat digunakan
bebas didalam program sebagaimana bit-bit kerja (works bit).
6) TR (Temporary Relay)
Berfungsi untuk penyimpanan sementara kondisi logika
program pada ladder diagram yang mempunyai titik
percabangan khusus terdapat 8 bit, TR00 hingga TR07, baik
untuk CPM1A/CPM2A
7) DM (Data Memory)
Berfungsi untuk penyimpanan data-data program karena
isi DM tidak akan hilang (reset) walaupun sumber tegangan
PLC mati.
18
l. Peripheral port
Penghubung antara CPU dengan PC atau peralatan peripheral
lainnya, yaitu dengan menggunakan kabel data RS 232C adaptor atau
RS 422).
m. Exspanssion I/O
Penghubung CPU ke exspanssion I/O unit untuk menambah
12 masukan dan 8 keluaran.
n. Programming console (PC)
PC berfungsi untuk memasukkan perintah atau program
secara berurutan.
Adapun bagian–bagian dari program console adalah :
1) LCD display
Menampilkan program atau perintah yang dimasukkan ke
dalam PLC.
2) Mode Pilihan
Memilih mode operasi pada PLC yaitu mode RUN, mode
PROGRAM dan mode MON (Monitor).
(a) RUN.
Digunakan untuk mengoperasikan program tanpa dapat
mengubah nilai setting yang dapat diubah pada posisi mode
MON.
19
(b) MONITOR (MON)
Digunakan untuk memonitor kerja program yang telah
dibuat.
(c) PROGRAM
Digunakan untuk membuat program atau membuat
modifikasi atau perbaikan program sebelumnya.
3) Tombol–tombol instruksi (Instruction Keys)
Adalah tombol–tombol untuk memasukkan perintah kontak
yang akan digunakan. Tombol intruksi tersebut antara lain FUN,
SFT, LOAD, AND, OR, OUT, NOT, TR, LR, HR, DM, EXT,
TIMER (TIM), COUNTER (CNT), Shift Register SRCH, INS,
DEL, WRITE, VER, CLEAR, PLAY atau SET, REC.
4) Tombol–tombol operasi (Operasion Keys)
Adalah tombol–tombol untuk memasukkan perintah relai
yang akan dipergunakan.
5) Tombol–tombol nomor (Numeric Keys)
Adalah tombol–tombol untuk memasukkan nomor–nomor
kontak relai dan nilai pewaktu ataupun counter (0-9).
o. Pemograman PLC(Programmable Logic Control)
1) Diagram Tangga (ladder diagram) dasar
Menurut Putra Afgianto Eko (2004:57), sebuah diagram
tangga atau ladder diagram terdiri dari sebuah garis menurun ke
bawah pada sisi kiri dengan garis-garis bercabang ke kanan. Garis
20
yang ada sebelah kiri di sebut palang bis (bus bar), sedangkan
garis-garis bercabang (The Branching Lines) adalah baris
instruksi atau anak tangga. Sepanjang garis instruksi ditempatkan
berbagai macam kondisi yang terhubungkan ke instruksi lain di
sisi kanan. Kombinasi logika dari konsisi-kondisi tersebut
menyatakan kapan dan bagaimana instruksi yang ada di sisi kanan
tersebut dikerjakan. Contoh diagram tangga ditunjukkan pada
gambar 4. Sepanjang garis intruksi bisa bercabang-cabang lagi
kemudian bergabung lagi. Garis-garis pasangan vertikal (seperti
lambang kapasitor) itulah yang disebut kondisi. Angka-angka
yang terdapat pada masing-masing kondisi merupakan bit operan
intruksi. Status bit yang berkaitan dengan masing-masing kondisi
tersebut yang menentukan kondisi eksekusi dari intruksi
berikutnya.
00000 01001 00002 01000
00003 01000 00002 01001
Gambar 4. Contoh Ladder Diagram
21
2) Instruksi-instruksi tangga(ladder instrucstion)
Instruksi tangga atau ladder instrucstion adalah instruksi-
instruksi yang terkait dengan kondisi-kondisi di dalam diagram
tangga. Instruksi-instruksi tangga, baik yang independen maupun
kombinasi atau gabungan dengan blok instruksi berikut atau
sebelumnya, akan membentuk kondisi eksekusi Putra Afgianto
Eko (2004:62).
(a) LOAD (LD) dan LOAD NOT (LD NOT)
Kondisi pertama yang mengawali sembarang blok
logika di dalam diagram tangga. Masing-masing instruksi ini
membutuhkan satu baris kode mnemonik dan kondisi
eksekusinya, seperti ditunjukkan pada gambar 5.
00000 01000
Instruksi LOAD
00001 01001
Instruksi LOAD NOT
Gambar 5. Contoh intruksi LD dan LD NOT
(b) AND dan AND NOT
Jika terdapat dua atau lebih kondisi yang dihubungkan
secara seri pada garis instruksi yang sama, maka kondisi yang
22
pertama menggunakan instruksi LD atau LD NOT dan
sisanya menggunakan instruksi AND atau AND NOT.
Instruksi AND dapat dibayangkan akan menghasilkan ON
jika kedua kondisi yang terhubungkan dalam kondisi ON
semua, jika ada salah satu atau kedua-duanya dalam kondisi
OFF maka instruksi AND akan lalu menghasilkan OFF.
00000 01002 00002 01000
00004 00003 01000 01002
Gambar 6. Contoh instruksi AND dan AND NOT
(c) OR dan OR NOT
Jika dua atau lebih kondisi dihubungkan secara pararel,
artinya dalam garis instruksi yang berbeda kemudian
bergabung lagi dalam satu garis instruksi yang sama, maka
kondisi pertama terkait dengan instruksi LD atau LD NOT
dan sisanya berkaitan dengan instruksi OR atau OR NOT.
Gambar 7 ditunjukkan tiga buah kondisi yang berkaitan
dengan LD NOT, OR NOT, dan OR. Sekali lagi masing-
masing intruksi ini membutuhkan satu baris kode mnemonik.
23
00000 01000
00001
01000
Gambar 7. Contoh instruksi OR dan OR NOT
(d) OUT dan OUT NOT
Cara yang paling mudah untuk mengeluarkan hasil
kombinasi kondisi eksekusi adalah dengan menyambung
langsung dengan keluaran melalui instruksi OUTPUT (OUT)
atau OUTPUT NOT (OUT NOT). Kedua instruksi ini
digunakan untuk mengontrol bit operan yang bersangkutan
berkaitan dengan kondisi eksekusi apakah ON atau Off.
00000 01000
00001 01001
Gambar 8. Contoh intruksi OUT dan OUT NOT
24
(e) Differentiate UP DIFU(13) dan Differentiate Down DIFD
(14).
Intruksi DIFU(13) dan DIFD(14) digunakan untuk
meng-On-kan bit operan hanya satu siklus saja atau dengan
kata lain hanya sesaat saja. Instruksi DIFU(13) digunakan
untuk meng-ON-kan bit operan sesaat saja saat terjadi transisi
kondisi eksekusi dari OFF ke ON. Sedangkan instruksi
DIFD(14) digunakan untuk tujuan yang sama dengan
DIFU(13), hanya saja saat terjadi transisi kondisi eksekusi
dari ON ke OFF.
Gambar 9. Contoh intruksi DIFD(14) dan DIFU(13)
(f) END
Instruksi terakhir yang harus dituliskan atau
digambarkan dalam diagram tangga adalah instruksi END.
PLC akan mengerjakan semua instruksi dalam program dari
DIFU (13) 200.00 FTSENSE
DIFD (14) 200.00 FTSENSE
25
awal (baris pertama) hingga ditemui instruksi END yang
pertama, sebelum kembali lagi mengerjakan instruksi dari
awal lagi, artinya instruksi-instruksi yang ada di bawah atau
setelah instruksi END diabaikan. Jika suatu diagram tangga
atau program PLC tidak dilengkapi instruksi END, maka
program tidak dapat dijalankan.
00005 01005
Gambar 10. Contoh intruksi END(01)
3) Kode Mnemonik
Menurut Putra Afgianto Eko(2004:60) diagram tangga tidak
dapat langsung dikirim ke PLC menggunakan konsol
pemrograman (Programming Console). Untuk mengirimkan
diagram tangga menggunakan konsol pemrograman maka harus
dilakukan konversi diagram tangga ke kode-kode mnemonik
(perangkat lunak Syswin khusus Omron PLC Sysmac) dapat
melakukan hal ini dengan otomatis. Kode mnemonik
menyediakan informasi yang sama persis dengan diagram tangga
END(01)
26
hanya dalam bentuk yang langsung bisa diketikkan ke PLC yang
bersangkutan (melalui konsol pemrograman). Contoh
penyimpanan kode mnemonik ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2. Contoh penyimpanan kode mnemonik
Alamat Intruksi Data
00000 LD 000.00
00001 AND 000.01
00002 OR 010.00
00003 AND NOT 000.03
00004 AND NOT 010.01
00005 AND NOT 010.02
00006 OUT 010.00
4) Eksekusi Program
Saat eksekusi program dijalankan, unit CPU didalam PLC
akan men-scan program dari atas ke bawah, memeriksa semua
kondisi dan mengerjakan semua intruksi terkait ke arah bawah.
Dengan demikian penting untuk menempatkan instruksi-instruksi
sesuai urutan yang seharusnya, sehingga program bisa bekerja
atau berjalan sesuai dengan yang di kehendaki. Dan CPU selalu
mengerjakan instruksi dari kiri ke kanan sebelum kembali lagi ke
titik cabang kemudian mengerjakan pada garis instruksi
berikutnya dan seterusnya.
27
(a) Catatan Penting Pemrograman
Jumlah kondisi yang digunakan baik secara seri
ataupun pararel tidak terbatas selama tidak melampaui
kapasitas memori dari PLC. Dengan demikian gunakan
sebanyak mungkin kondisi sesuai dengan kebutuhan
pemrograman PLC, serumit mungkin. Tetapi ada satu hal
yang tidak boleh dilakukan yaitu menulis kondisi secara
vertikal, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 11.
Gambar 11. Pemrograman yang salah
A.1.2. Masukan–masukan PLC
Kecerdasan sebuah sistem terotomasi sangat tergantung pada
kemampuan sebuah PLC untuk membaca sinyal dari berbagai macam jenis
sensor dan piranti-piranti masukan lainnya. Untuk bisa melakukan
perubahan pada memori status masukan tersebut, dibutuhkan sumber
tegangan untuk memicu masukan. Pada gambar 12 ditunjukkan contoh
menghubungkan sebuah sensor dengan tipe keluaran sinking(menyedot
arus) dengan masukan PLC yang bersifat sourcing(memberikan arus).
28
Gambar 12. Contoh menghubungkan sensor masukan Sumber Putra Afgianto Eko (2004:13)
A.1.3. Keluaran PLC
Sistem terotomasi tidaklah akan lengkap jika tidak ada fasilitas
keluaran, beberapa alat atau piranti yang banyak digunakan adalah motor,
solenoida, relai, lampu indikator dan sebagainya. Omron
CPM1A/CPM2A (seri A) menggunakan keluaran berupa relai, dengan
adanya relai ini, menghubungkan dengan piranti eksternal menjadi lebih
mudah. Pada gambar 13 ditunjukkan gambar rangkaian internal
rangkaian relai sebagai keluaran pada CPM1A atau CPM2A.
Gambar 13. Relai sebagai keluaran pada PLC Omron Sumber Putra Afgianto Eko (2004:23)
Optoisolator
29
Pada gambar diatas tampak bahwa CPU PLC betul-betul terisolasi
dari luar, pertama dengan menggunakan komponen optoisolator dan dari
optoisolator ini digunakan untuk menggerakkan relai(terminal A dan B)
dan sebuah dioda yang dipasang pararel dengan relai sebagai pengaman
arus balik yang terjadi saat pensaklaran.
Gambar 14. Contoh menghubungkan keluaran PLC dengan lampu Sumber Putra Afgianto Eko (2004:24)
A.2. Sensor Cahaya
A.2.1. Dioda Laser
Dioda laser adalah LED yang dibuat khusus untuk dapat beroperasi
sebagai laser. Laser singkatan dari “light amplifications by stimulated of
radiation” (amplifikasi cahaya dengan emisi radiasi yang distimulasi).
Tidak seperti LED, dioda laser mempunyai lubang optis dibentuk dengan
pelapisan sisi yang berlawanan dari chip untuk menghasilkan dua
permukaan pemantulan yang tinggi. (Frank D. Petruzela, 2002:244).
Seperti LED, dioda laser adalah dioda sambungan PN yang pada level arus
tertentu akan memancarkan cahaya.
30
Dioda laser tidak lebih dari suatu LED yang dibuat dengan sangat
teliti dengan lapisan–lapisan rata dan dua buah cermin kecil. Cermin–
cermin itu sangat berhadapan antara yang satu dengan yang lainnya dan
menghasilkan umpan balik internal yang menyebabkan terjadinya
perangsangan emisi dari radiasi (stimulated emulation of radiation).
Emisi yang distimulasikan terjadi secara alamiah bila suatu proses
cahaya yang dipancarkan oleh elektron yang dibangkitkan menyerang
elektron kedua yang dibangkitkan dan memaksa untuk mengadakan
penggabungan kembali dengan suatu lubang hasilnya adalah terjadinya
dua buah proton yang memiliki frekuensi dan perjalanan yang benar–benar
identik dalam fasa yang sempurna antara yang satu dengan yang lainnya.
Emisi yang disimulasikan merupakan suatu amplifikasi (penguatan)
kemudian disimulasikan bahan laser dan hasilnya adalah sinar laser.
cahaya Lensa
Gambar 15. Dioda laser
Sebagian besar dioda laser dibuat dengan memproduksi lapisan
presisi dari arsenida galium (GaAs) atau semikonduktor penghasil cahaya
yang lain, dioda laser dalam rangkian ini digunakan sebagai pemancar
yang berkas cahayanya dikenakan secara langsung dengan LDR selaku
sensor penerima cahaya.
31
A.2.2. LDR (Light Dependent Resistor)
LDR singkatan dari Light Dependent Resistor yang dibuat dari
bahan semikonduktor seperti silicon, selenium atau kadmium sulfida.
Foton conductive ini mempunyai sifat akan berkurang nilai resistansinya
apabila tidak terdapat cahaya yang mengenainya dan akan naik nilai
resistansinya apabila cahaya jatuh padanya. (Paul Fay, 1984:36).
Gambar 16. LDR
A.3. Motor DC
Motor adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus
searah menjadi tenaga gerak atau energi mekanik, dimana tenaga gerak
tersebut berupa putaran daripada rotor. Fungsi motor ini berdasarkan gejala
bahwa suatu medan magnet mengeluarkan gaya pada penghantar berarus.
Prinsip kerjanya adalah apabila sebuah kawat penghantar yang dialiri arus
diletakkan antara dua buah kutub magnet, maka pada kawat itu akan bekerja
suatu gaya yang menggerakkan kawat itu (gaya lorentz).
Setiap konduktor yang mengalirkan arus mempunyai medan magnet
disekelilingnya. Kuat medan tergantung pada besarnya arus yang mengalir
dalam konduktor tersebut. Pada motor DC, konduktor pengalir arus dililitkan
pada alur-alur jangkar. Jika jangkar berputar maka dalam lilitan jangkar motor
32
tersebut dibangkitkan gaya gerak listrik (GGL) yang kemudian diubah menjadi
energi mekanik dalam rotor.
Kontruksi dari motor DC terbagi atas beberapa bagian antara lain :
1) Stator atau bagian yang diam, terdiri dari:
Rumah stator (gandar) sebagai tempat jalan mengalirnya
medan magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet, dan
melindungi bagian-bagian mesin lainnya, sehingga dibuat dari bahan
feromagnetik.
2) Rotor yang berputar, terdiri dari jangkar, lilitan jangkar, komutator
dan sikat-sikat.
Gambar 17. Motor DC
A.4. Komponen pendukung
A.4.1. Resistor dan transistor
Resistor adalah salah satu komponen elektronika dari bahan semi
konduktor yang mempunyai dua kaki yang bersifat menghambat arus yang
mengalir. Untuk menentukan nilai resistansi dari resistor biasanya
dilakukan dengan cara mengamati gelang warna yang terdapat pada
33
resistor. Dibawah ini daftar gelang warna yang biasa terdapat pada badan
resistor.
Tabel 3. Daftar gelang warna resistor
No Warna Gelang ke-1 Gelang ke-2 Gelang ke-3
1. Hitam 0 0 0
2. Coklat 1 1 110
3. Merah 2 2 210
4. Orange 3 3 310
5. Kuning 4 4 410
6. Hijau 5 5 510
7. Biru 6 6 610
8. Ungu 7 7 710
9. Abu-abu 8 8 810
10. Putih 9 8 910
11. Emas - - 5%
12. Perak - - 10%
Transistor adalah merupakan salah satu komponen elaktronika
yang terdapat dari bahan semikonduktor yang mempunyai tiga kaki yaitu
kaki basis, kaki kolektor dan kaki emitor. Transistor terdiri dari dua jenis
dilihat dari bahan yang membuatnya, yaitu transistor silikon (0,7 volt) dan
transistor germanium(0,2 volt.) Transistor dibagi menjadi dua tipe, yaitu :
34
1. Tipe PNP (negative-positif-negative)
2. Tipe PNP (positif-negative-positif)
Dalam rangkaian ini menggunakan transistor tipe NPN, transistor
ini bekerja jika pada basis dibias positif. Jika kolektor positif dan emitor
negative, maka transistor akan jenuh, serta antara kolektor dan emitor akan
terhubung singkat, hal ini yang dimanfaatkan sebagai saklar.
Q1ATIP 13
3
2
R1
2k2 Ohm
(a). (b).
Gambar 18. Simbol transistor dan resistor
A.4.2. Relai
Relai adalah suatu alat yang dioperasikan dengan listrik yang
mengontrol penghubungan rangkaian listrik (Frank D. Petruzella,
2004:191). Relai menempati posisi penting dalam banyak sistem kontroL,
bermanfaat untuk kontrol jarak jauh, pengendalian arus dan tegangan
tinggi dengan sinyal kendali bertegangan dan berarus rendah. Susunan
paling sederhana terdiri atas kumparan kawat penghantar yang
digulungkan pada former memutari teras magnet. Bila kumparan
dienergikan oleh arus, medan magnet yang dibangun menarik armatur
berporos, memaksanya bergerak cepat kearah teras. Gerakan armatur ini
melalui pengungkit dipakai untuk membuka atau menutup kontak-kontak.
Waktu kerja dan waktu lepas untuk relai armatur berada dalam daerah 15
35
milidetik. Susunan semua kontaknya itu secara listrik terisolasi dari
rangkaian kumparan. Normal terbuka (normally open), kontak-kontak
akan tertutup bila relai diberi tegangan. Normal tertutup (normally close),
kontak-kontak terbuka bila diberi tegangan.
13 9 5 1
14 12 8 4
Gambar 19. Relai 12 Vollt 8 pin
A.4.3. Limit Switch
Sakelar batas atau limit switch merupakan saklar yang dapat
dioperasikan secara otomatis ataupun manual. Limit switch mampunyai
fungsi yang sama yaitu mempunyai kontak NO (Normaly Open) dan NC
(Normally Close). Limit switch akan bekerja jika ada benda yang menekan
roller-nya, sehingga kedudukan kontak NO menjadi NC dan kontak NC
menjadi NO. Jika benda sudah diangkat, roller dari limit switch kembali
keposisi semula, demikian pula dengan kedudukan kontak-kontaknya.
1 dan 2 NO
1 dan 3 NC
1 2 3
Gambar 20. Limit Switch
NC NO
36
A.4.4. Pengaman lebur tabung (Fuse)
Pengaman lebur berguna untuk memutuskan atau membuka rangkaian
listrik bila terjadi hubung singkat. Pengaman lebur tabung mempunyai
elemen lebur yang ditempatkan dan dilindungi oleh tabung kertas fiber dan
kedua unjungnya ditutup dengan kontak cincin perunggu. Kedua ujung
elemen leburnya disambungkan kepada kedua kontak cincin perunggu
tersebut. Sehingga apabila diantara kedua ujung cincin perunggu diukur
dengan Ohmmeter akan menunjukkan adanya hubungan keduanya.
Gambar 21. Pengaman Lebur (fuse)
A.4.5. Saklar tombol tekan
Saklar tombol tekan adalah suatu jenis peralatan kontrol yang
digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik. Saklar
tombol tekan dioperasikan secara manual dengan cara menekan tombolnya.
Menurut kedudukan kontak-kontaknya tombol tekan dapat dibagi menjadi
dua yaitu, Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). Kontak NO
kedudukan kontaknya dalam keadaan terbuka sebelum tombol dioperasikan
atau ditekan. Apabila kontak NO tersebut ditekan maka kedudukan
kontaknya akan berubah menjadi NC (tertutup), begitu juga sebaliknya
37
untuk kontak NC dan ketika tombol dilepas maka kedudukan kontaknya
akan kembali keposisi semula.
Push
Gambar 22. Saklar tekan NO dan NC
A.5. Catu daya
Sebagian besar piranti elektronika membutuhkan tegangan DC untuk
bekerja. Meskipun baterai berguna dalam piranti yang bisa dibawa-bawa atau
piranti berdaya rendah, akan tetapi waktu operasinya terbatas. Sumber daya
yang mudah dapat dibuat dari sebuah rangkaian yang dapat mengubah
tegangan AC menjadi tegangan DC.
Sebuah power supply dapat dibuat dengan tiga buah komponen
utama, yaitu transformer, dioda penyearah, dan kapasitor filter.
A.5.1. Transformator Penurun Tegangan
Transformator penurun tegangan adalah transformator yang
diperlukan untuk menurunkan tegangan primer yang tinggi misalnya
sebesar 220 Volt atau 380 Volt, menjadi tegangan yang lebih rendah pada
bagian sekundernya, 6 Volt, 9 Volt, 12 Volt, atau 24 Volt. Ada dua jenis
transformator penurun tegangan yaitu transformator penurun tegangan
dengan CT (Center Tap) dan transformator penurun tegangan tanpa CT.
38
0
T11 3
2 4
220
0
12 VAC
12 VAC
T2
CT
1 5
6
4 8
220
0
12 VAC
(a) (b)
Gambar 23. (a). Trafo step down tanpa CT dan (b). Trafo step down dengan CT
A.5.2. Penyearah
Penyearah (rectifier) merupakan bagian dari catu daya yang
berfungsi untuk mengubah tegangan bolak-balik atau AC menjadi
tegangan searah atau DC. Komponen yang berfungsi sebagai penyearah
adalah dioda. Dalam pembuatan catu daya menggunakan 2 macam
rangkaian penyearah yaitu :
1. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan CT
2. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan dioda bridge.
D 2T2
CT
1 5
6
4 8
220
0
VCC
0 D 2
(a)
39
T11 3
2 4
-
D 1
0
D 2
D 3D 4
220 +
(b)
Gambar 24 (a). Penyearah gelombang penuh dengan CT (b). Penyearah gelombang penuh dengan dioda bidge
A.5.3. Penyaring kapasitor (filter kapasitor)
Tegangan DC yang berdenyut yang dihasilkan oleh rangkaian
penyearah bukanlah DC murni, sehingga dibutuhkan sebuah penyaring.
Rangkaian filter ini menggunakan kapasitor yang diletakkan melintasi
terminal keluaran. Kapasitor ini meratakan denyutan-denyutan tersebut
dan memberikan suatu tegangan yang hampir DC murni, biasanya
kapasitor filter itu adalah sebuah kapasitor elektrolit dengan harga yang
besar.
C1 Beban
Gambar 25. Filter dengan menggunakan Kapasitor
40
A.5.4. IC Catu daya
Didalam rangkaian catu daya biasanya tegangan keluaran dari
rangkaian itu tidak sesuai atau mendekati tegangan nominal yang
diperlukan . untuk mengatasi masalah tersebut biasanya dipasang IC catu
daya. IC ini digunakan untuk lebih mengakuratkan nilai tegangan
keluaran. Dalam rangkaian ini menggunakan IC antara lain :
• LM 7805 (positif regulator) tegangan keluaran + 5 V.
1 2 3 Input Ground Output
Gambar 26. IC LM 7805
Sumber Wijayacitra Paulus (1994:12)
B. Perencanaan Alat Simulasi
B.1. Perancangan alat simulasi
Pesawat simulasi digunakan untuk mendiskripsikan cara kerja sistem
pengendalian pintu garasi menggunakan programmable logic controller
(PLC). Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan program kendali
pintu garasi pada PLC adalah sebagai berikut :
1. Memahami urutan kerja kendali pintu garasi dan membuat dalam
bentuk diagram blok dan flow chart seperti yang terdapat pada gambar
27 dan 28.
41
Input Output
Gambar 27. Diagram blok simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis
PLC.
Sensor 1 Penerima Sinar Laser PLC
000.01
010.01 000.02
010.02 000.03
000.04 000.05 000.06
Driver Motor DC
M
Catu Daya 20 volt
Limit Switch atas
Limit Switch bawah
Pintu garasi mobil
Sensor 2
Sensor 3
Sensor 4
Penerima Sinar Laser
Penerima Sinar Laser
Penerima Sinar Laser
Catu Daya 5 Volt
Catu Daya 12 volt
42
Gambar 28. Flow chart simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC.
43
2. Membuat daftar input dan output
Berikut ini merupakan daftar alamat input dan output PLC yang
ditunjukkan pada tabel 4.
Tabel 4. Daftar alamat masukan PLC
Alamat Keterangan
00001 Sensor buka pintu garasi (1) dari arah luar ruangan.
00002 Sensor buka pintu garasi (2),diseri dengan sensor (1).
00003 Sensor tutup pintu garasi.
00004 Sensor buka pintu garasi dari arah dalam ruangan.
00005 Limit switch batas atas penghenti kerja pintu naik.
00006 Limit switch batas bawah penghenti kerja pintu turun.
Tabel 5. Daftar alamat keluaran PLC
ALAMAT KETERANGAN
01001 Motor pembuka pintu garasi.
01002 Motor penutup pintu garasi.
3. Pembuatan ladder diagram
Dibawah ini merupakan ladder diagram simulasi pintu garasi mobil
otomatis berbasis PLC serta terdapat beberapa penjelasan mengenai ladder
diagram-nya.
44
00001 00002 00005 01002 01001
Sensor_1 Sensor_2 Batas_atas Turunkan Naikkan
01001
Naikkan
00003
Sensor_3
200.00 00006 01001 01002
FTSENSE Batas_bawah Naikkan Turunkan
01002
Turunkan
00004 00005 01002 01001
Sensor_4 Batas_atas Turunkan Naikkan
01001
Naikkan
Gambar 29. Ladder Diagram Pintu Garasi Mobil Berbasis PLC
DIFD ( 14)
200.00
FTSENSE
END
45
Penjelasan ladder diagram
00001 00002 00005 01002 01001
Sensor_1 Sensor_2 Batas_atas Turunkan Naikkan
01001
Naikkan
Gambar 30. Ladder diagram start motor forward dengan self holding
Saat sensor_1 (00001) dan 2 (00002) terpicu maka keluaran 01001
atau motor (forward) akan bekerja dengan kondisi bahwa saklar batas atas
(00005) dan keluaran turunkan (01002) masih dalam keadaan OFF atau mati.
Ketika motor (forward) maka kontak (01001) akan terhubung sehingga arus
akan mengalir ke keluaran (01001). Apabila sensor_1 (00001) dan sensor_2
(00002) ataupun salah satu saklar di off-kan maka tidak akan berpengaruh
pada keluaran (01000) karena keluaran (01001) di-OR kan dengan saklar
masukan. Rangkaian ini biasanya disebut rangkaian self holding (rangkaian
pengunci). Sensor_1 (00001) dan 2 (00002) ini di–AND kan guna mengatasi
keluaran apabila ada sesuatu ataupun seseorang yang melewati salah satu
sensor, pintu tidak akan bekerja kecuali kedua-duanya terpicu secara
bersamaan. Limit switch batas atas (00005) digunakan sebagai pemutus arus
yang menuju keluaran (01001), saat saklar (00005) terpicu maka arus keluaran
46
akan terputus, menyebabkan motor berhenti dan kontak (01001) akan terbuka
kembali.
00003
Sensor_3
Gambar 30. Ladder diagram DIFD (14)
Saat sensor_3 (00003, saklar untuk menutup pintu) terpicu, keluaran
tidak akan langsung bekerja karena diberi perintah DIFD (14). Dimana
perintah diferentiate down(DIFD (14)) berfungsi untuk mengubah kondisi
logika bit operan dari OFF menjadi ON selama 1 scan time. 1 scan time
adalah jumlah waktu yang dibutuhkan oleh PLC untuk menjalankan program
mulai dari alamat program (00000) sampai intruksi END (01). DIFD (14)
mendeteksi transisi turun dari input, yang artinya kondisi ini bekerja dari
transisi OFF ke ON ke OFF. Saat sensor 3 kembali OFF maka keluaran akan
langsung bekerja.
IN
OUT
1 SCAN
Gambar 32. Chart DIFD (14)
DIFD (14) 200.00 FTSENSE
47
00003
Sensor_3
200.00 00006 01001 01002
FTSENSE Batas_bawah Naikkan Turunkan
01002
Turunkan
Gambar 33. Ladder diagram start motor reverse dengan rangkaian self
holding
Saat kondisi sensor_3 (00003) terpicu (sensor untuk menutup pintu),
keluaran (01002) tidak akan langsung bekerja, kemudian setelah saklar OFF
kembali arus mengalir pada kontak IR 200.00 akan bekerja mensuplai arus ke
keluaran sehingga keluaran (01002) akan bekerja dengan kondisi bahwa saklar
batas atas (00006) dan keluaran naikkan (01001) masih dalam keadaan NC
atau OFF. Limit switch batas bawah (00006) digunakan sebagai pemutus arus
yang menuju keluaran (01002), saat limit switch (00006) terpicu maka arus
keluaran akan terputus, menyebabkan motor berhenti dan kontak (01002) akan
terbuka kembali. Kondisi ini juga dilengkapi dengan rangkaian self holding
sehingga saat kontak IR 200.00 terbuka kembali, arus tetap mengalir dan
keluaran tetap bekerja.
DIFD (14)
200.00
FTSENSE
48
00004 00005 01002 01001
Sensor_4 Batas_atas Turunkan Naikkan
01001
Naikkan
Gambar 33. Ladder diagram start motor forward dengan self holding
Saat sensor (00004) terpicu maka keluaran (01001) atau motor
(forward) akan bekerja dengan kondisi bahwa saklar (00005) (limit switch
batas atas) dan keluaran turunkan (01002) masih dalam keadaan off atau mati.
Ketika motor (forward) maka kontak (01001) akan terhubung sehingga arus
juga mengalir dari saklar (01001). Apabila saklar (00004) di off kan maka
tidak akan berpengaruh pada keluaran 01001 karena keluaran 01001 di-OR-
kan dengan sensor masukan (00004) (rangkaian self holding atau pengunci).
Limit switch batas bawah (00005) digunakan sebagai pemutus arus yang
menuju keluaran (01001), menyebabkan motor berhenti dan kontak (01001)
akan terbuka kembali. Perintah END digunakan untuk mengakhiri seluruh
perintah yang terdapat pada program PLC.
END(01)
49
4. Pembuatan mnemonik program
Tabel 6. Daftar mnemonik Program
Alamat Intruksi Data
00000 LD 000.01
00001 AND 000.02
00002 OR 010.01
00003 AND NOT 000.05
00004 AND NOT 010.02
00005 OUT 010.01
00006 LD 000.03
00007 DIFD 200.00
00008 LD 200.00
00009 OR 010.02
00010 AND NOT 000.06
00011 AND NOT 010.01
00012 OUT 010.02
00013 LD 000.04
00014 OR 010.01
00015 AND NOT 000.05
00016 AND NOT 010.02
00017 OUT 01001
00018 FUN (01)
50
B.2. Pembuatan Alat Simulasi
B.2.1. Alat dan bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan pesawat simulasi
dapat dilihat dalam tabel berikut:
Tabel 7. Daftar alat dan bahan
No Nama Alat dan
Bahan
Spesifikasi Jumlah
1. Gergaji kayu - 1 buah
2. Gergaji besi - 1 buah
3. Obeng - - 1 buah
4. Obeng + - 1 buah
5. Bor kayu - 1 buah
6. Mata bor Ф 1 mm 1 buah
7. Bor PCB Ф 8 mm 1 buah
8. Tang Kombinasi - 1 buah
9. Kikir bulat - 1 buah
10. Palu - 1 buah
11. Multimeter Digital MAXCOM 1 buah
12. Laker Ф 10 mm 2 buah
13. Paku skrup ¾”, ½” 1 gros
14. Pipa PVC ¾” ½ meter
15. Amplas No. 1000 2 lembar
51
16. PCB 20 X 10 cm 2 buah
17. Motor 12 VDC 1 buah
18. Limit switch 10 A, 1000 VAC 2 buah
19. Lampu LED 5 mm, 10 mm 5 buah
20. Relai 5 Pin
Relai 8 Pin
12 VDC, 5 A 4 buah
8 buah
21. Dioda laser CLASS 11 A 4 buah
22. Transformator 3 A 1 buah
23. Kapasitor 2200 µf / 50 V,
1000 µf / 35 V
2 buah
24. Dioda IN 5401, IN 4002 8 buah
25. IC Regulator LM 7805 1 buah
26. LDR 4,5 X 3,6 mm 4 buah
27. Resistor 2K2 Ω 4 buah
28. Transistor TIP 31 4 buah
29. Jumper - 16 buah
30. Sekering tabung 5 A 1 buah
31. Push button 1 A, 50 V AC 4 buah
32. Kabel pelangi - 5 meter
33. PLC CPM 2A 1 buah
34. Solder dan Tenol - 1 buah
35. Soldering Atactor - 1 buah
52
36. Besi Φ=1 cm, P=30 cm 1 buah
37. Kayu P=1,5 m 1 buah
38. Triplek 1X1,5 m 1 buah
B.2.2. Proses pembuatan alat simulasi
Pembuatan simulasi pintu garasi otomatis dengan menggunakan
PLC ini dirancang untuk dapat mengoperasikan pintu garasi secara
otomatis. Proses pembuatan alat simulasi dimulai dilakukan dengan urutan
sebagai berikut :
1. Memotong kayu dengan ukuran 85 x 30 cm sebagai alas 1 buah, 30 x
30 sebanyak 6 buah dan 2 buah ukuran 40 x 30 cm sebagai rangka
sebuah garasi serta triplek ukuran 40 x 30 cm 2 buah dan 30 x 30 cm.
2. Membuat simulasi pintu rolling door menggunakan potongan dudukan
tirai jendela dengan ukuran 29 x 30 cm, sebuah mika plastik dengan
ukuran 27 x 35 cm sebagai daun pintu.
3. Membuat dudukan untuk penempatan sensor 1, 2, 3, 4 serta dudukan
untuk limit switch disesuaikan dengan kebutuhan.
4. Pemutar pintu rooling door dengan menggunakan potongan besi
berdiameter ± 1cm, serta membuat dudukannya dengan menggunakan
dua buah laker yang dipasang pada samping atas kedua sisi pintu
garasi serta pemutarnya menggunakan pipa PVC berdiameter ± 2 cm.
5. Merangkai kayu tersebut dengan paku serta simulasi pintu garasi
berikut daun pintunya.
53
6. Memasang mekanik pintu garasi dan menghubungkannya ke motor.
7. Memasang dioda laser, LDR, dan limit switch.
8. Membuat rangkaian elektronik sesuai gambar dibawah ini.
9. Membuat panel sesuai gambar rencana.
10. Memasang koponen-konponen panel.
11. Melakukan pengujian terhadap semua bagian pesawat simulasi.
12. Mencoba kerja pesawat simulasi dengan menggunakan PLC
HI
0
CT
OTOMATIS
15
catu daya motor
DIODE
15
0
LM 7805
Buka Pintu
0
HI
220 Volt ACDIODE
0
R1R
HI
catu daya penerima
Dioda laser 1-4
HI
HI- +
D3
BRIDGE
1
4
3
2
HI
OTOMATISTutup Pintu
12 VoltDC
T1
TRAN_ISDN_12
7
212
1
511
6
Gambar 35. Rangkaian Catu Daya Otomatis dan Manual
D1
LED
+ 5 Volt
- 5 Volt
47 Ohm
@be.com
Gambar 36. Rangkaian pemancar dioda laser
54
ke PLCR1LDR
R2
2K2 Ohm
Q1ATIP 31
31
2
LS1
RELAY SPDT
35
412
HI
+
0
-
+
Gambar 37. Rangkaian penerima sinar laser
Motor
LS2
RELAY DPDT
34
5
68
712HI
0
+
0
HI
Ke rangkaiancatu dayamanual tutuppintu
LS1
RELAY DPDT
34
5
68
712
+
Ke rangkaiancatu dayamanual bukapintu
-
-
(a)
+0
MLS2
RELAY DPDT
34
5
68
712
-
Catu daya otomatis
LS2
RELAY DPDT
34
5
68
712
HI
Output PLC
+
-
Output PLC
(b)
Gambar 38. (a) Rangkaian Pembalik arah putaran manual (b). Rangkaian Pembalik arah putaran dengan PLC
55
B.3. Pemasukan program PLC kedalam alat simulasi
Berikut merupakan langkah-langkah dalam memasukkan program ke
dalam alat simulasi.
1. Hubungkan input catu daya PLC ke tegangan 220 V dari PLN, beserta
input dan output dari pesawat simulasi ke PLC.
2. Hubungkan PLC dengan komputer menggunakan kabel port peripheral
RS 232C. Hidupkan PLC dan komputer, lakukan konektifitas diantara
ketiganya.
3. Aktifkan Syswin sehingga ditampilkan sebagai berikut:
a. Lakukan pengaturan PLC seperi gambar dibawah ini.
Gambar 39. Tampilan penyuntingan diagram tangga Syswin Sumber Putra Afgianto Eko (2004:101).
56
b. Mulailah dengan menu File New Project, sehingga akan
dimunculkan kotak dialog sebagai berikut:
Gambar 40. Jendela New Project Setup Sumber Putra Afgianto Eko (2004:102).
Lakukan setting seperti pada gambar di atas, kemudian klik Ok.
c. Mulailah melakukan penggambaran Ladder diagram sampai selesai,
pilih fungsi atau kondisi yang hendak dipasang, misal normaly open
contact, maka tulislah alamat yang diinginkan kemudian klik OK,
misal (00000 ataupun 01001 dan sebagainya).
Gambar 41. Kotak dialog intruksi ladder diagram Sumber Putra Afgianto Eko (2004:102).
57
Gambar 42. Contoh penggambaran Normaly Open Contact Sumber Putra Afgianto Eko (2004:103).
d. Untuk menambah jaringan, pilih Blok Insert Network akan
dimunculkan dialog:
Gambar 43. Kotak insert network Sumber Putra Afgianto Eko (2004:104).
Keterangan :
ABOVE Current Network digunakan untuk menyisipkan network di
atas (sebelum) network terpilih.
BELOW Current Network digunakan untuk menyisipkan network di
bawah (setelah) network terpilih.
58
e. Untuk memasukkan intruksi diagram tangga, seperti CNT 000,
DIFD(14), DIFU(13), TIM, END, klik tombol Function sehingga akan
ditampilkan kotak dialog Function sebagaimana ditunjukkan pada
gambar dibawah ini.
Gambar 44. Kotak dialog select function Sumber Putra Afgianto Eko (2004:106).
Ataupun dengan memilih daftar simbol yang ada di sebelah kiri
tampilan syswin, misalkan FUN, TIM, CNT 000. Maka akan
ditampilkan dialog sebagai berikut:
Gambar 45. Kotak dialog function Sumber Putra Afgianto Eko (2004:105).
59
f. Dibawah ini merupakan contoh hasil akhir sebuah diagram tangga.
Gambar 46. Contoh hasil akhir diagram tangga Sumber Putra Afgianto Eko (2004:106).
g. Sarana penyutingan diagram tangga lainnya
1 2 3
Gambar 47. Kotak penyutingan diagram tangga lainnya Sumber Putra Afgianto Eko (2004:107).
Keterangan :
1. ASE (address symbol editor) fungsinya untuk memberikan
nama simbol pada masing-masing alamat kondisi
2. Edit network symbol digunakan untuk memberikan nama dan
keterangan atau komentar pada suatu jaringan, bisa
digunakan untuk menghapus ataupun menyisipkan jaringan.
60
3. Statement list merupakan ungkapan dari diagram tangga yang
dibuat.
h. Mengatur komunikasi serial dengan PLC melalui menu Projects,
Communications (lakukan setting seperti gambar berikut):
Gambar 48. Mengatur komunikasi dengan PLC Sumber Putra Afgianto Eko (2004:112).
Untuk melakukan koneksi dengan PLC gunakan Online, Connect
(tombol-tombol berikut hanya aktif jika sudah Online)
1 2 3 4
Gambar 49. Pengeditan diagram tangga secara online Sumber Putra Afgianto Eko (2004:112).
Keterangan:
1. Communications Connect, untuk melakukan koneksi dengan
PLC yang bersangkutan;
2. PLC Mode, untuk memilih mode kerja dari PLC yang
bersangkutan, jika diklik akan dimunculkan pilihan.
61
Gambar 50. Kotak PLC mode Sumber Putra Afgianto Eko (2004:112).
3. Monitoring, untuk melakukan monitoring kerja PLC melalui
komputer.
4. Online Edit, digunakan untuk penyutingan ladder secara
online.
i. Setelah terkoneksi, masukkan program ladder ke PLC Omron yang
bersangkutan, dengan cara memilih Menu, Online, Download program
to PLC, sehingga akan ditampilkan:
Gambar 51. Kotak download program to PLC Sumber Putra Afgianto Eko (2004:113).
Lakukan pengaturan sebagaimana tampak pada gambar. Jika PLC
dalam mode RUN atau MONITOR, maka Anda harus mengubahnya ke
mode STOP atau PRG, agar bisa memasukkan program yang
bersangkutan.
62
C. Pengujian
C.1. Pengujian Catu daya
Langkah pengujian :
A. Menghubungkan input catu daya ke tegangan 220 V dfari PLN
B. Mengukur tegangan keluaran catu daya dengan multimeter digital.
C. Mencatat hasil pengujian.
Tabel 8. Daftar hasil pengujian catu daya
No Catu daya (Volt) Masukan AC (Volt Keluaran DC (Volt)
1. 5 220 5.01
2. 30 220 20.02
C.2. Pengujian Sensor
Langkah pengujian :
a. Menghubungkan catu daya 12 V dengan rangkaian penerima
sensor cahaya dan DC 5 V pada dioda laser.
b. Melakukan pengujian pada tiap bagian untuk mendapatkan hasil
yang diinginkan dengan multimeter digital..
c. Mencatat hasil pengujian.
Tabel 9. Daftar hasil pengujian laser dan penerima laser
Rangkaian penerima No Sensor
1 2 3 4
1. Dioda laser 1 Bekerja - - -
2. Dioda laser 2 - Bekerja - -
63
3. Dioda laser 3 - - Bekerja -
4. Dioda laser 4 - - - Bekerja
C.3. Pengujian pada motor
Langkah pengujian :
a. Menghubungkan catu daya 20 V dengan motor DC.
b. Mencatat arah putaran
c. Menukar kabel catu daya.
d. Mencatat hasil pengujian.
Tabel 10. Daftar hasil pengujian Motor
No Arah putaran motor pintu membuka pintu menutup
1. Forward bekerja -
2. Reverse - bekerja
D. Pengoperasian
D.1. Pengoperasian secara otomatis
Cara pengoperasiannya adalah sebagai berikut :
a. Hubungkan power suplai 220 VAC dengan benda simulasi
b. Tekan saklar power dan saklar otomatis pada posisi ON.
c. Mobil masuk garasi.
Saat mobil berada di depan garasi, mobil menghalangi cahaya
dioda sinar laser 1dan 2 yang diarahkan mengenai sensor LDR 1 dan LDR
2. Bersamaan dengan turunnya nilai resistansi LDR 1 dan LDR 2, maka
64
akan memicu relai untuk memberikan sinyal masukan pada PLC untuk
menaikkan pintu sampai limit switch batas atas terpicu.
Saat mobil bergerak masuk dan tepat berada dibawah pintu, mobil
akan mengaktifkan sensor 3 yang berada di dekat pintu. Tetapi bekerjanya
sensor ini setelah mobil melewati area sensor 3. Setelah mobil melewati
sensor 3 pintu akan menutup sampai limit switch batas bawah.
d. Mobil keluar garasi.
Saat mobil akan keluar dari garasi, mobil harus maju kedepan
untuk mengaktifkan sensor 4, setelah aktif sensor akan memberikan sinyal
ke relai. Relai sensor akan bekerja sehingga akan memberikan sinyal
masukan ke PLC untuk membuka pintu. Pintu terbuka sampai limit switch
batas atas pintu. Saat mobil bergerak keluar dan tepat berada dibawah
pintu, mobil mengaktifkan sensor 3 yang berada di dekat pintu. Dan
bekerja seperti pada saat mobil masuk. Saat mobil keluar dan menghalangi
cahaya sensor 1 dan sensor 2, PLC tidak akan bekerja meskipun kedua
sensor memberikan sinyal masukan. Dan selanjutnya setelah mobil
meninggalkan area sensor 1 dan 2, kondisi kembali seperti semula.
D.2. Pengoperasian secara manual
Cara pengoperasiannya adalah sebagai berikut :
a. Hubungkan power suplai 220 VAC dengan benda simulasi
b. Tekan saklar power pada posisi ON, saklar otomatis dalam posisi
ON atau OFF (alat dapat beroperasi manual meskipun saklar
otomatis ON).
65
c. Tekan tombol merah digunakan untuk membuka pintu garasi.
d. Tekan tombol hitam digunakan untuk menutup pintu garasi.
e. Untuk menghentikan pintu, sesuai dengan lama penekanan tombol
ataupun ditekan kembali seperti keadaan semula.
66
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
1. PLC merupakan salah satu alat kendali modern yang khusus dirancang
untuk menangani sistem kendali otomatis baik dalam bidang industri
maupun non industri.
2. Sistem kendali yang bekerja secara otomatis dapat membantu
mempermudah manusia dalam melakukan aktifitasnya.
3. Dengan adanya alat bantu simulasi, maka pemahaman mengenai deskripsi
kerja alat mudah dimengerti dan dipahami.
4. Rangkaian kendali pintu garasi mobil ini dapat bekerja secara otomatis dan
manual. Pengoperasian secara otomatis dilakukan untuk mempermudah
pengoperasiannya sedangkan secara manual digunakan untuk perawatan
dan perbaikan sistem.
5. Posisi parkir mobil pada daerah yang tidak mengenai area sensor 3 dan 4
secara bersamaan
B. SARAN
1. Dalam pemakaian sistem kendali khususnya PLC, sistem harus benar-
benar terisolasi dari rangkaian interface luar.
2. Dengan adanya alat simulasi ini, dapat memberikan gambaran mengenai
salah satu aplikasi PLC.
67
3. Pada pembuatan sistem kendali pintu garasi mobil otomatis yang
sesungguhnya, harus diperhitungkan kembali faktor pemilihan motor dan
gear box.
68
DAFTAR PUSTAKA
Bambang Soepatah dan Soeparno, 1987. Mesin Listrik 1. Jakarta : Depdikbud,
Dikdirmenjur. Frank D Petruzela, 2002. Elektronika Industri. Yogyakarta : Andi Ofset.
Malvino, 1985. Prinsip-prinsip Elektronika Edisi ke 3 jilid 1. Jakarta : Gramedia
Pustaka Umum.
Omron, 1997. Smallest PLC in the Sysmac. C Series SYSMAC CPM1A. Training Manual. Bandung : PT. Interindo Wiradinamika.
Paul Fay dkk.1985. Pengantar Ilmu Teknik Elektronika. Jakarta : Gramedia.
Putra Afgianto Eko, 2004. Konsep Pemrograman dan Aplikasi(Omron CPM1A/CPM2A dan ZEN Programmable Relay). Yogyakarta : Gava Media.
Robert L. Shrader, 1991. Komunikasi Elektronika. Jakarta : Erlanga. Setiawan Heru, 2005. Workshop Kontrol Pneumatic dengan PLC. Surakarta :
Laboratorium Jurusan Teknik Elektro,UMS. Suryono dan Tugino, 2005. Panduan Work Shop Pemograman Dan Aplikasi PLC.
Semarang : Laboratorium Jurusan Teknik Elektro, UNNES. Wasito S, 2001. Vademekum Elektronika. Jakarta : Gramedia Pustaka Umum. Wijayacitra Paulus, 1994. Buku Data IC Catu Daya. Jakarta : Elekmedia
Komputindo.
69
LAMPIRAN 1 Spesifikasi umum
CPM 1 APPENDIX C - Spesifikasi Spesifikasi
Spesifikasi umum
Jenis CPM-10CDR-[ ]
CPM-20CDR-[ ]
CPM1-30CDR-[ ]
Tipe AC 100 – 240 VAC, 50/60 HZ Tegangan Suplai Tipe DC 24 VDC Tipe AC 85 – 264 VAC Daerah Tegangan
kerja Tipe DC 20.4 – 26.4 VDC Tipe AC MAX. 60 VA
Tipe DC MAX. 20 W Arus Inrush MAX. 60 A
Suplai Tegangan 24 VDC Catu Daya Kapasitas Output 300 mA (lihat catatan)
Tahanan isolasi Min. 20 M Ω (pada 500 VDC) antara terminal eksternal AC dan terminal pencegah grounding.
Kekuatan Dielektrik 2.300 VAC 50/60 HZ untuk 1 menit antara terminal eksternal AC dan terminal pencegah grounding, arus bocor : max. 10 mA.
Daya Tahan Noise 1.500 Vp-p, lebar pulsa : (0.1 - 1)ųs, waktu naik : 1ns (dengan simulasi noise)
Tahanan getaran (10 - 57) HZ, amplitudo 0.075 mm, (57 - 150) HZ, percepatan : 9.8 m/s (1G) dalam arah X, Y, dan Z untuk setiap 80 menit. (koefisien waktu : 8 menit x faktor koefisien 10 = waktu total 80 menit).
Tahanan Goncangan 196 m/s (20G) tiga kali dalam arah X, Y dan Z. Temperatur Kerja Operasi : 0 – 55 C
Penyimpanan : 20 – 75 C Kelembapan 10 % sampai 90 % (tanpa pengembunan). Atsmosfir Harus bebas dari gas korosif Ukuran Terminal Baut M3 Grounding Kurang dari 100 Ω Waktu Gangguan Daya Tipe AC : min 10 ms.
Tipe DC : min 2 ms. (Gangguan daya terjadi bila daya dibawah 85 % dari tegangan kerja yang lebih lama dari waktu gangguan daya).
Tipe AC Max 600 g Max. 800 g Max. 900 g Berat CPU Tipe DC Max 500 g Max. 700g Max. 800 g
Berat Ekspansi I/O Unit Max 600 g Catatan : Apabila terjadi arus berlebihan atau hubungan singkat pada supply tegangan eksternal, tegangan dari supply daya eksternal akan jatuh. Dan PC akan terus bekerja.
PT. INTERINDO WIRADINAMIKA – BANDUNG (Authorized Distributor OMRON)
http : www. Omron. Com.sg
70
CPM 1 APPENDIX C - Spesifikasi Spesifikasi Adapter Komunikasi
Spesifikasi Adapter RS-232C
Jenis Spesifikasi
Fungsi Mengubah antara format CMOS (sisi CPU PC) dengan format RS-232C (sisi komputer).
Isolasi RS-232C (sisi komputer), diisolasi dengan konverter DC/DC dan photocoupler.
Catu Daya Daya diperoleh dari CPU PC Baud rate Max. 0.3 A Tahanan Vibrasi 10 sampai 57 HZ: amplitudo 0.075 mm
57 sampai 150 HZ: 9.8 m/s (1G), percepatan pada arah x, y dan Z. Tahanan Goncangan 147 m/s (15G) tiga kali dalam setiap arah x, y dan Z Temperatur Sekitar Operasi 0 sampai 55 C
Penyimpanan -20 sampai 75 C. Kelembapan 10 % sampai 90 % (tiada pembekuan). Atmosfir Harus bebas dari gas korosif berat Max 200 g.
PT. INTERINDO WIRADINAMIKA – BANDUNG (Authorized Distributor OMRON)
http : www. Omron. Com.sg
71
LAMPIRAN 2 Ringkasan penggunaan tombol-singkat (ShortCut):
Tombol/ShortCut Gambar Fungsi
ESC
Mouse ke fungsi select
“
Normally Open Contact
/
Normally Close Contact
-
Horizontal Connector
|
Vertical Connector
O
Normally OFF Output
Q
Normally ON Output
F
Function
T
Timer
C
Counter
/
Negate / Differentiate
Del
Delete Item
Shift + F2
Open Project
Tombol/ShortCut Gambar Fungsi
Shift + F3
Save Project
Shift + F4
Print Object
Ctrl + x
Cut Items
Ctrl + c
Copy Items
Ctrl + v
Paste Items
Ctrl + z
Undo
Ctrl + F2 Data Force (jika Online)
Ctrl + F3 Data Set (jika Online)
72
Ctrl + F4 Choose Editor
Shift + F5
Select Network
Shift + F6 / Alt + Ins
Insert Network
Shift + F7 / Alt + Del
Delete Network
Shift + F8 / Alt + Enter
Test Network
Ctrl + F5
Block Manager
Ctrl + F6
Edit Address Symbols
Ctrl + F7
Edit Network Symbols
Ctrl + F8
Statement List
Shift + F9
Communications Connect
Shift + F10
PLC Mode (jika Online)
Ctrl + F11
Monitoring (jika Online)
Shift + F11
Online Edit (jika Online)
Shift + F12
Overview Mode
73
LAMPIRAN 3 Ladder diagram simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC(Programmable Logic Control)
Diagram tangga ini digunakan untuk mengendalikan pintu rolling door pada sebuah garasi mobil ataupun gudang
00001 00002 00005 01002 01001 Sensor_1 Sensor_2 Batas_atas Turunkan Naikkan 01001 Naikkan
00000 LD 000.01 Sensor_1 00001 OR 010.01 Naikkan 00003 AND 000.02 Sensor_2 00004 AND NOT 000.05 Batas_atas 00005 OUT 010.01 Naikkan 000.01 Sensor_1 sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu 010.01 Naikkan Naikkan pintu rolling door. 000.02 Sensor_2 sensor2 bekerja bersamaan dengan sensor 1, buka pintu 000.05 Batas_atas Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door 010.02 Turunkan Turunkan pintu rolling door Sensor 3 dideteksi hingga terjadi transisi dari OFF ke ON (DIFD)
00003
Sensor_3
00006 LD 000.03 Sensor_3 00007 DIFD 200.00 FTSENSE 000.03 Sensor_3 Terjadi transisi dari OFF ke ON 200.00 FTSENSE Terjadi transisi dari OFF ke ON.
Ladder Diagram – 1: 1 MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 1
Main 1 – Rolling Door
Network 1 - Naikkan
Network 2 -Fotosensor
DIFD (14) 200.00 FTSENSE
74
Jaringan untuk menurunkan pintu rolling door 200.00 00006 01001 01002
FTSENSE Batas_bawah Naikkan Turunkan
01002
Turunkan
00008 LD 200.00 FTSENSE 00009 OR 010.02 Turunkan 00010 AND NOT 000.00 Batas_bawah 00011 AND NOT 010.01 Naikkan 00012 OUT 010.02 Turunkan Jaringan untuk menaikkan pintu atau rolling door dari arah dalam ruangan.
00004 00006 01002 01001
Sensor_4 Batas_atas Turunkan Naikkan 01001
Naikkan
00013 LD 000.04 Sensor_1 00014 OR 010.01 Naikkan 00015 AND NOT 000.06 Batas_atas 00016 AND NOT 010.02 Turunkan 00017 OUT 010.01 Naikkan 000.04 Sensor_14 sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu 010.01 Naikkan Naikkan pintu rolling door. 000.06 Batas_atas Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door 010.02 Turunkan Turunkan pintu rolling door
Jaringan untuk mengakhiri program 00018 END
Ladder Diagram – 1: 2 MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 2
Network 3 - Turunkan
Network 4 - Naikkan
END(01)
Network 4 - Naikkan
END(01
75
Diagram tangga ini digunakan untuk mengendalikan pintu rolling door pada sebuah garasi mobil ataupun gudang
Jaringan untuk menaikkan pintu atau rolling door dari arah luar ruangan 00000 LD 000.01 Sensor_1 00001 OR 010.01 Naikkan 00003 AND 000.02 Sensor_2 00004 AND NOT 000.05 Batas_atas 00005 OUT 010.01 Naikkan 000.01 Sensor_1 sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu 010.01 Naikkan Naikkan pintu rolling door. 000.02 Sensor_2 sensor2 bekerja bersamaan dengan sensor 1, buka pintu 000.05 Batas_atas Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door 010.02 Turunkan Turunkan pintu rolling door Sensor 3 dideteksi hingga terjadi transisi dari OFF ke ON (DIFD) 00006 LD 000.03 Sensor_3 00007 DIFD 200.00 FTSENSE 000.03 Sensor_3 Terjadi transisi dari OFF ke ON 200.00 FTSENSE Terjadi transisi dari OFF ke ON.
Jaringan untuk menurunkan pintu rolling door 00008 LD 200.00 FTSENSE 00009 OR 010.02 Turunkan 00010 AND NOT 000.00 Batas_bawah 00011 AND NOT 010.01 Naikkan 00012 OUT 010.02 Turunkan 200.00 FTSENSE Terjadi transisi dari OFF ke ON. 010.02 Turunkan Turunkan pintu rolling door 000.06 Batas_bawah Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door 010.01 Naikkan Naikkan pintu rolling door
Statement List MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 3
Main 1 – Rolling Door
Network 1 - Naikkan
Network 2 -Fotosensor
Network 3 - Turunkan
76
Jaringan untuk menaikkan pintu atau rolling door dari arah dalam ruangan. 00013 LD 000.04 Sensor_1 00014 OR 010.01 Naikkan 00015 AND NOT 000.06 Batas_atas 00016 AND NOT 010.02 Turunkan 00017 OUT 010.01 Naikkan 000.04 Sensor_4 sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu 010.01 Naikkan Naikkan pintu rolling door. 000.06 Batas_atas Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door 010.02 Turunkan Turunkan pintu rolling door
Jaringan untuk mengakhiri program 00018 END
Network 4 - Naikkan
Network 4 - Naikkan
Statement List MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 4
77
00001 Sensor_1 sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu 000.02 Sensor_2 sensor2 bekerja bersamaan dengan sensor 1, buka pintu 000.03 Sensor_3 Terjadi transisi dari OFF ke ON 000.04 Sensor_4 sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu 000.05 Batas_atas Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door 000.06 Batas_bawah Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door 010.01 Naikkan Naikkan pintu rolling door. 010.02 Turunkan Turunkan pintu rolling door 200.00 FTSENSE Terjadi transisi dari OFF ke ON.
Symbol List MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 5
78
LAMPIRAN 4
A. Rancang Bangun Alat Simulasi
• Tampak depan
Limit switch atas
Sensor 4
Sensor 3
Sensor 2 Limit switch bawah
Sensor 1
• Tampak samping
L S 2
S 1 S 2 S 3 S 4
PLC
Bok Motor
Rol Pemutar
daun pintu Bok Motor
LS 1
79
• Tampak atas
50 cm
35 CM
100 cm
40 cm
25 cm
S1 S2
Bok Kontrol
100 cm 50 cm
30 cm
40 cm 30 cm
S3 S4
80
TIP
31
A
3 1
2
OUT
Penerima 3
12 Volt
DC
010.05
OTOMATIS
<Doc
><R
evC
ode
>
<Titl
e>
A
11
Thu
rsd
ay,
Feb
rua
ry 1
6,
200
6
Title
Siz
eD
ocu
men
t N
umbe
rR
ev
Dat
e:
Sh
eet
of
COM
Penerima 4
HI
010.06
2K
2 O
hm
LD
R
2K
2 O
hm
LD
R
DIO
DE
COM
220 VAC
LS3
RE
LA
Y S
PD
T
35 4
1 2
LS
3
RE
LA
Y S
PD
T
35 4
1 2
Tutup Pintu
DIO
DE
000.00
+ V
CC
20
V
Dioda laser 1-4
0
HI
000.01
+
TIP
31A
3 1
2
15
000.02
24 VDC
CT
0
+ V
CC
20
V
HI
KE LS1, kaki no 6
HI
-
000.03
Buka Pintu
KE LS2, kaki no 3
HI
OTOMATIS
-
000.04
220 Volt AC
catu daya penerima
+ V
CC
20
V
DIO
DE
Motor
000.05
catu daya motor
LS
3
RE
LAY
SP
DT
35 4
1 22K
2 O
hm
LD
R
0
000.06
15
010.00
PL
C
+ V
CC
20
V
DIO
DE
+
T1 TRA
N_I
SD
N_1
2
7
2121
511
6
010.01
TIP
31
A3 1
2
0
R1
R
LS
3
RE
LAY
SP
DT
35 4
1 2
010.02
DIO
DE LM 7805
Penerima 1
LS
1
RE
LAY
DP
DT
34 5
68 7
1 2
010.03
DIO
DE
IN
Penerima 2
TIP
31
A
3 1
2
HI
2K
2 O
hm
LDR
010.04
LS
2
RE
LAY
DP
DT
34 5
68 7
1 2
LAMPIRAN 5 Rangkaian Keseluruhan