Programmable

Logic Control

(PLC)

PLC CPM2A

SULAIMAN SUBARI

Belajar PLC Secara Pantas

Membina Mini Projek Langkah Demi Langkah

Aplikasi PLC Pendawaian I/O PLC

Rajah tangga PLC Kawalan Relay

Kawalan DOL Peranti Elektrik Aplikasi sensor

Bekalan kuasa LM78xx Mini Projek

Programmable Logic Control(PLC)

SULAIMAN BIN SUBARI Politeknik Port Dickson

Negeri Sembilan

Penerbit: Politeknik Port Dickson

KM 14 Jalan Pantai

71050 Sirusa Port Dickson

Negeri Sembilan Tel: 606-6622000

www.polipd.edu.my

Copyright 2020 by Sulaiman bin Subari.

All rights reserved

No part of this publication maybe reproduced, Stored in retrieval system or transmitted, any form or

By any means, electronic, mechanical, photocopying, Or otherwise with the permission of

Politeknik Port Dickson

Penerbit:

Politeknik Port Dickson KM 14 Jalan Pantai

71050 Sirusa Port Dickson

Negeri Sembilan

SULAIMAN BIN SUBARI

Editor: Zarina binti Yaakub Edisi Kedua Ogos 2020

Port Dickson

Negeri Sembilan

Tel: 0126143241 • Fax 44342

Allah Ta’ala berfirman,

”Demi masa.

Sesungguhnya manusia itu dalam kerugian.

Kecuali orang-orang yang beriman dan beramal soleh

dan mereka pula berpesan-pesan dengan kebenaran

serta berpesan-pesan dengan kesabaran” (QS. Al ‘Ashr).

PENGHARGAAN

Untuk ayah, Subari Ahmad

dan ibu, Rahamah Md.Harun yang telah mencurahkan sepenuhnya kasih sayang dan pendidikan

Untuk isteri, Zarina Yaakub dan anak-anak, M.Asyraf,

Ain Balqis, M.Ikmal, M.Imran dan Anis Balqis yang telah

membawa kebahagian keluarga.

Untuk semua yang cintakan ilmu.

Terima Kasih

Kandungan Mukasurat

1.0 Keselamatan Elektrik 1

2.0 Litar Geganti 3 2.1 Linear Solenoid 4 2.2 Pneumatik Actuator 5 2.3 Linear Actuator 6 2.4 Kontaktor 6 3.0 Sistem Kawalan 7

3.0 Latching circuit- kawalan motor 1fasa 8

3.1 Latching circuit-kawalan motor 3fasa 8 3.2 Traffic Light Kawalan relay 8 3.3 Kawalan DOL 9 3.4 Kawalan Contactor on-off motor 3fasa 11

4.0 Programmable Logic Control(PLC) 12 4.1 Jenis Kawalan 13

4.2 Kawalan rajah tangga 16 4.3 Peta Ingatan 17

5.0 Litar masukkan-keluaran PLC 19 5.1 Masukkan plc 20 5.2 Keluaran plc 20 5.3 Litar kawalan konvensional ke sistem plc 21 5.4 Pendawaian plc 23

6.0 Aplikasi Sensor 24 6.1 Sensor Relay 24 6.2 Sensor Transistor 3-wire 25

7.0 Arahan Asas PLC 27 7.1 LD / LD NOT 27

7.2 AND / AND NOT 27 7.3 OR / OR NOT 28

7.4 AND LD 28 7.5 OR LD 28 7.6 IL ( 02 ) dan ILC ( 03 ) 29 7.7 JMP (04) dan JME (05) 29 7.8 KEEP (11) 29 7.9 SET dan RESET 30

7.10 DIFU (13) dan DIFD (14) 30 7.11 TIMER - TIM 30 7.12 COUNTER – CNT 31

8.0 Switching Latch / Holding Circuit 32 8.1 Rajah urutan masa 34 8.2 Aplikasi traffic light 35

8.3 Ladder Diagram traffic light 36

9.0 Aplikasi PLC 38 9.1 Lengah masa ON 39 9.2 Lengah masa ON-OFF 40 9.3 Memanjangkan masa Pemasa(Timer) 40 9.4 Memanjangkan Pembilang(Counter) 41 9.5 Kawalan denyut ON-OFF 42 9.6 Kawalan turutan 44

9.7 Kawalan proses pengadun 45 9.8 Kawalan pembungkusan 46 9.9 Kawalan penentuaan keutamaan 47 9.10 Mesin Mengecap 48

10.0 Arahan Lanjutan 50 10.1 Shift Register - SFT(10) 50

10.2 Move - MOV(21) 52 10.3 Compare - CMP(20) 55 10.4 Add - ADD(30) 56 10.5 Subtract - SUB(31) 56

11.0 Mini Projek 59 12.0 Contoh Soalan Peperiksaan Akhir 64

Penutup 75

Rujukan 76

Mukadimah

ismillah. Segala puji bagi Allah s.w.t atas pertolonganNya buku ini dapat diterbitkan untuk

tatapan tuan. Kami sentiasa mohon pertolongan dan keampunan-Nya. Ya Allah lindungi

kami dari kejahatan diri dan keburukan amalan-amalan kami. Jika Allah menghendaki tiada

siapa yang dapat menghalangnya dan jika Allah tidak menghendaki tiada siapa dapat menolong

kami melainkan engkau jua Ya Allah. Terima kasih kepada isteri dan anak-anak ku yang telah

memberi dorongan untuk berkongsi ilmu di dalam buku ini. Minta tuan doakan supaya buku ini

lebih membawa keberkatan.

Saya mula dengan menyebut Alhamdulillah kerana kita masih diberi oksigen secara percuma. Oleh

itu mari sama-sama kita gunakan kudrat kita untuk segala kebaikan supaya ia memberi menafaat

dalam kehidupan kita. Kenapa saya katakan oksigen diberi secara percuma, beberapa bulan yang

lalu tuan, saya terpaksa membayarnya sebanyak RM 10.00 sehari. Syukur Allah telah menguji

saya dengan kesukaran bernafas, maka saya terpaksa menyewa mesin oksigen dengan harga

RM300.00 sebulan. Sebab itulah saya katakan kepada tuan, saya membayar RM10.00 sehari

untuk penafasan saya. Bayangkanlah jika saya terpaksa membayar sepanjang hidup saya.

Sekarang ini jika umur saya 55 tahun saya akan membayar sebanyak 300x12x55tahun =

RM198,000.00 . Banyak tu.. Itu baru oksigen yang kita sedut belum diambil kira anggota yang

lain. Semuga ianya memberi pengajaran kepada kita terutama kepada saya sendiri. Syukur

Alhamdulillah kerana Allah masih memberinya secara percuma.

Buku ini diterbitkan atas dorongan untuk berkongsi ilmu dengan tuan-tuan budiman. Untuk kali ini

konsep Kawalan elektrik menggunakan geganti ada diterangkan dan kawalan geganti atau relay

menggunakan PLC disusun dengan penyusunan yang lebih sempurna. Ianya menjelaskan perkara-

perkara berkaitan keselamatan, komponen, geganti, kawalan DOL, pembinaan kod program,

aplikasi sistem, penyambungan sensor dan membina mini projek sistem plc dengan ditunjukkan

langkah demi langkah, ianya sangat sesuai untuk kursus di Politeknik terutamanya untuk kursus

Projek dan Programmable Logic Control(PLC) And Automation. Di sini saya merangka Buku PLC ini

akan berfungsi sebagai satu kaedah Pembelajaran berasas projek dan boleh juga disimpan sebagai

catatan untuk dirujuk pada masa akan datang.

Buku ini bermula tentang perkara-perkara asas diikuti dengan pengetahuan dan aktiviti teknikal

supaya tuan mudah memahami. Litar dan kod program yang dinyatakan telah diuji kendaliannya.

Oleh itu tuan hanya perlu mencuba langkah demi langkah dengan penuh kesabaran. Aktiviti yang

di nyatakan saling berkaitan bertujuan memudahkan kefahaman tuan.

Sebarang kekurangan, saya mohon keampunan daripada Allah s.w.t. Jika tuan terasa hati dengan

kata-kata yang saya catatkan juga saya meminta maaf kerana ianya datang dari kelemahan saya

sendiri. Semoga Allah memberi manfaat kepada kita dan apa yang diharap hanyalah keredhaan

dari yang Maha Esa.

Sulaiman bin Subari

Politeknik Port Dickson

Ogos 2020

B

P L C - P r o g r a m m a b l e l o g i c c o n t r o l l e r

S u l a i m a n S u b a r i

1

Keselamatan Elektrik

“Lupa itu penyakit ilmu dan cinta ilmu penerang hati”

ismillah. Utamakan Keselamatan. Itulah ayat yang sentiasa diwar-warkan kerana apa tuan,

kita akan bekerja secara berterusan untuk memperolehi pendapatan. Kesihatan yang baik

akan melahirkan hasil pekerjan yang terbaik ditambah lagi bila telah jatuh cinta dengan

pekerjaan tersebut. Kegembiraan akan sentiasa terpancar diwajah, kepenatan tidak terasa,

kerinduaan, kesungguhan akan dipaparkan dan yang paling penting tuan kita akan terus menerus

berusaha untuk mendapatkannya.

Cinta itu memberi semangat yang mendebarkan tetapi janganlah sampai lupa diri sehingga

melupai kewajiban yang lain terutama keselamatan. Hidup ini singkat tuan tetapi jangan dipersia-

siakan. Terlalu indah untuk ditinggalkan.

Tugas seorang Engineer bukanlah mudah terutama dalam menyiapkan pelan susun atur

perancangan, membuat penjadualan pekerjaan, merekabentuk gambaran pekerjaan, membuat

pemesanan peralatan gantian dan mengawasi pemasangannya. Pastinya seorang engineer harus

tahu semuanya dari A hingga Z. Biasanya pekerjaan tersebut akan dilakukan berulang-ulang.

Itulah sebabnya tuan bagi memastikan penyakit lupa tidak menyerang, catatan engineer

dihasilkan.

Kembali kepada tajuk keselamatan elektrik yang kita bincangkan ada 4 jenis kemalangan yang

boleh terjadi iaitu kematian akibat kejutan, kejutan elektrik, terbakar dan jatuh. Kejutan elektrik

berlaku apabila arus elektrik melalui tubuh badan dan kesannya bergantung kepada kuantiti arus

dan berapa lama ia melaluinya.

1. Elektrik (kematian akibat kejutan elektrik)

2. Kejutan elektrik

3. Terbakar

4. Jatuh

Bagaimana tuan boleh bekerja dengan selamat?

Persekitaran kerja yang selamat tidak mencukupi untuk mengawal semua bahaya elektrik. Tuan

juga mesti bekerja dengan selamat. Amalan kerja selamat akan membantu mengawal risiko

kecederaan atau kematian. Sebelum tuan memulakan tugas, tanya diri tuan:

1. Apa yang boleh berlaku?

2. Adakah saya mempunyai pengetahuan ,pengalaman dan peralatan untuk melakukan kerja

ini dengan selamat? Semua pekerja seharusnya biasa dengan prosedur keselamatan untuk

melaksanakan pekerjaan mereka dan mesti tahu cara menggunakan kawalan tertentu bagi

memastikan bekerja dengan selamat.

1

B

P L C - P r o g r a m m a b l e l o g i c c o n t r o l l e r

S u l a i m a n S u b a r i

2

Antara amalan bekerja dengan selamat tuan boleh lakukan.

1. Rancang kerja dan keselamatan tuan.

2. Mengelakkan persekitaran kerja basah dan bahaya lain.

3. Mengelakkan dari talian atas kuasa elektrik.

4. Gunakan pendawaian dan penyambung yang betul.

5. Menggunakan dan jaga alat dengan betul.

6. Pakai PPE(personal protective equipment) yang betul.

“Beringatlah, pemberian nyawa tuan di dunia ini hanya sekali, tiada pengganti.

Bekerjalah dengan cekap dan berhati-hati”

Kesan kecederaan akibat kejutan elektrik bergantung kepada jumlah arus elektrik dan panjang

masa semasa melalui badan. contohnya 1/10 daripada ampere (amp) elektrik melalui badan

selama 2 saat sudah cukup untuk menyebabkan kematian. Jika jumlah arus kurang daripada 10

milliamperes (milliamps atau mA) ,seseorang masih boleh bertahan dan masih boleh mengawal

otot lengan dan tangan. Namun jika arus melebihi 10 mA boleh melumpuhkan atau

"membekukan" otot. Apabila "pembekuan" ini berlaku, sesorang tidak lagi dapat melepaskan alat,

wayar atau benda tersebut. Akibatnya objek elektrik akan dipegang lebih erat seterusnya akan

berlaku pendedahan yang lebih lama kepada arus yang mengejutkan. Jika tuan tidak dilatih dalam

CPR atau pertolongan cemas, sekarang adalah masa untuk mendapatkan latihan sebelum tuan

temui diri tuan dalam keadaan ini!

Tindakan pantas adalah penting!

CPR mesti dilakukan dalam masa 4 minit selepas kejutan elektrik berlaku.

P L C - P r o g r a m m a b l e l o g i c c o n t r o l l e r

S u l a i m a n S u b a r i

3

Litar Geganti

ismillah. Mari kita memahami peranti yang cukup berguna dalam kawalan elektrik. Relay

atau geganti merupakan satu komponen utama didalam litar pensuisan. Berkendali

menggunakan voltan dan arus kecil sebagai kawalan untuk mengawal voltan atau arus

yang lebih besar yang diperlukan oleh beban. Sebelum tuan menggunakannya terlebih dahulu

tuan melihat binaannya bagi memahami bagaimana ianya berfungsi. Walaupun bentuknya

tidaklah cantik ianya sangat berguna dalam sistem kawalan elektrik kerana lebih tahan lasak dan harganya yang murah. Tuan teringat saya senikata lagu lama berkaitan cantik “Kain buruk jatuh

dipapan, Patah terkulai dahan meranti, Biarlah buruk wajah mu tuan, Asal pandai mengambil hati” “Tengah

padang pasang pelita, Anyam ketupat bulan puasa, Bukan nak pandang cantiknya rupa, Hati terpikat budi

bahasa.”

Berpandukan rajah binaannya, geganti menggunakan kongsep elektromagnetik untuk berfungsi.

Elektromagnetik akan terhasil apabila arus elektrik dialirkan melalui Coil. Apabila ini berlaku

armature akan ditarik kearah gelong(coil) menyebabkan ianya menolak common(Move able

contact) kearah Normally open. Proses ini menyebabkan Normally closed terbuka dan Normally

open bersentuhan dengan Common. Jika arus tidak lagi mengalir kedalam gelong(coil),

kedudukan common akan kembali kepada keadaan asal iaitu bersentuhan dengan Normally

closed. Geganti akan berfungsi ditentukan oleh nilai voltan yang dibekalkan kepada gelong.

Arus yang dinyatakan bermaksud, arus maksimum yang dibenarkan melalui contact. Contohnya

jika relay tersebut dinyatakan dengan 5Vdc dan arus 10A. Ini bermaksud geganti tersebut akan

berkendali dengan nilai voltan 5Vdc dan arus yang dibenarkan mengalir melalui contact sebanyak

10A. Jika arus beban yang digunakan melebihi 10A, akan menyebabkan contact melebur dan

terputus. Bagi mengendalikan beban yang memerlukan arus yang lebih besar tuan bolehlah

menggunakan Contactor bagi mengantikan relay.

2

B

P L C - P r o g r a m m a b l e l o g i c c o n t r o l l e r

S u l a i m a n S u b a r i

4

Solid State Relay dibina dari bahan separa pengalir. Ia tidak mengeluarkan bunyi bila berkendali

dan lebih peka kerana voltan kendaliannya dinyatakan antara 5-24VDC. Gelong solid state relay

mempunyai polariti manakala gelong relay mekanikal tidak mempunyai polariti. Ada beberapa

jenis relay.

2.10 Linear Solenoid

C is the Common terminal

NO is the Normally Open contact

NC is the Normally Closed contact

SPST – Single Pole Single Throw

SPDT – Single Pole Double Throw

DPST – Double Pole Single Throw

DPDT – Double Pole Double Throw

Solid State

Relay(SSR)

P L C - P r o g r a m m a b l e l o g i c c o n t r o l l e r

S u l a i m a n S u b a r i

5

Linear Solenoid digunakan dalam banyak aplikasi yang memerlukan gerakan jenis tolak dan tarik

seperti kegunaan kunci pintu yang diaktifkan secara elektrik, injap kawalan pneumatik atau

hidraulik, robotik, pengurusan mesin automotif, injap pengairan untuk menyiram taman dan

bahkan loceng "Ding-Dong” pintu.

Apabila arus elektrik melalui gegelong, ia berfungsi seperti elektromagnet dan menarik plunger

kedalam. Plunger yang ditarik ke dalam gegelong akan memampatkan spring yang berada

dihujung plunger. Daya dan kelajuan pergerakan plunger ditentukan oleh kekuatan fluks magnet yang dihasilkan di dalam gegelong.

Apabila arus bekalan dinyahaktifkan, medan elektromagnetik yang dihasilkan sebelumnya oleh

gegelong hilang dan tenaga yang tersimpan pada spring mampat memaksa plunger kembali ke

kedudukan asalnya. Pergerakan tolak-tarik plunger ini dikenal sebagai solenoid "Stroke" dengan

jarak maksimum yang dapat lakukan pada arah "IN" atau "OUT" antara 0 - 30mm.

2.2 Pneumatic Actuator

Tekanan udara mengalir dari 3/2 ke sisi pilot valve 5/2 ketika suis tekan 3/2 diaktifkan. Tekanan

udara kerja akan memasuki ke dalam 5/2 bertindak pada dua arah . Jika aliran tekanan udara ke

silinder memasuki dari sebelah kanan ianyakan menolak silinder kedalam dan sebaliknya.

Tekanan udara kerja pada silinder kiri akan dikeluarkan melalui 3/2 bagi membolehkan silinder

ditolak kedalam. Jika tekanan udara bahagian kiri tersebut tidak dikeluarkan, bahagian silinder

kanan dan kiri akan mempunyai tekanan udara yang seimbang ini menyebabkan silinder tidak

boleh bergerak. Tekanan udara eksos yang keluar melalui 2/3 boleh digunakan untuk mengawal

kelajuan silinder.

P L C - P r o g r a m m a b l e l o g i c c o n t r o l l e r

S u l a i m a n S u b a r i

6

2.3 Linear Actuator

Linear Actuator adalah peranti yang mengubah gerakan putaran motor AC atau DC menjadi

gerakan linear iaitu ia akan menghasilkan pergerakan tolak dan tarikan. Pegerakan ini dapat

menghasilkan kerja untuk mengangkat, menjatuhkan, menolak atau menarik objek hanya

dengan menekan butang.

Linear Actuator menghasikan pergerakan yang selamat dan bersih dengan kawalan gerakan yang

tepat. Ianya cekap tenaga dan mempunyai jangka hayat yang panjang dengan sedikit atau tiada

penyelenggaraan. Pemasang sangat mudah, mengambil sedikit ruang dan jauh lebih murah

dibandingkan dengan sistem hidraulik atau pneumatic.

2.4 Kontaktor

Pada asasnya, kontaktor adalah alat pensuisan elektrik. Ia digunakan untuk menghidupkan dan

mematikan litar elektrik. Ia adalah jenis relay khas, tetapi terdapat perbezaan asas antara

kontaktor dan geganti. Kontaktor kebanyakan digunakan dalam aplikasi menggunakan arus lebih

tinggi berbanding relay yang digunakan untuk aplikasi arus lebih rendah.