PLC sebagai Perangkat Kendali dalam Otomasi Industri (Bagian 1)

Sistem Otomasi terutama otomasi industri memiliki pokok bahasan yang cukup luas yang meliputi komponen elektrik, komponen mekanik, software dan lain-lain. Secara bertahap komponen - komponen tersebut akan dibahas dalam blog ini. Sebagai awalan, pokok bahasan kali ini adalah tentang prinsip kerja dan Konfigurasi PLC sebagai perangkat kendali dalam otomasi industri.

Bagian utama dalam sebuah sistem otomasi adalah perangkat pengendali. Ada bermacam – macam jenis perangkat pengendali seperti Personal Computer (PC), Microcontroller dan Programmable Logic Controller (PLC), namun yang paling lazim digunakan pada sistem otomasi di industri adalah PLC. Beberapa alasan mengapa PLC paling lazim digunakan adalah:

• PLC memiliki ketahanan yang baik terhadap lingkungan industri, dibanding PC atau Microcontroller
• Hampir pada semua jenis PLC menggunakan bahasa pemrogramman Ladder, yaitu bahasa pemrograman berbasis rangkaian instalasi berisi kontak, relay, timer dan lainnya. Jenis bahasa ini jauh lebih mudah dipelajari daripada bahasa Codding pada microcontroller yang umumnya berbasis bahasa C atau Basic. Hal ini tentu akan memudahkan teknisi atau maintenance yang umumnya memiliki pengetahuan rangkaian listrik dasar, baik lulusan SMK maupun D3.
• Program yang tersimpan dalam PLC dapat dengan mudah disalin ke PC untuk kemudian dimodifikasi atau dimasukkan ke dalam PLC lain untuk melakukan duplikasi.

Pada hampir setiap lini produksi, fungsi mesin atau proses dapat otomatis menggunakan PLC. Kecepatan dan ketepatan dari operasi dapat sangat ditingkatkan menggunakan jenis sistem kontrol ini.

PLC sebagai salah satu sistem kontrol industri bekerja terus menerus memantau keadaan perangkat input dan membuat keputusan berdasarkan sebuah program khusus, untuk mengontrol keadaan perangkat yang terhubung sebagai output. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1, prinsip kerja PLC adalah dengan melakukan siklus operasi yang berulang. Pertama, sekuensial PLC memindai kondisi perangkat input dan update tabel memori untuk menunjukkan status mereka. Selanjutnya, PLC mengeksekusi program berdasarkan logika yang telah disimpan. Dari hasil proses logika pemrograman tersebut PLC melakukan update tabel memori yang menunjukkan apakah perangkat output harus ON atau OFF. Akhirnya, PLC menggunakan status tabel output untuk benar-benar mengubah kondisi perangkat output.

Gambar 1. Scan Process PLC

Tahap awal untuk dapat mempelajari PLC adalah mengenali konfigurasi perangkat kerasnya (hardware). Gambar 2 menunjukkan konfigurasi PLC secara umum.

Gambar 2. Konfigurasi PLC

Dan berikut penjelasan tiap koomponen pada perangkat keras PLC:

1.  Power Supply

Power Supply adalah alat untuk mengalirkan tegangan dari sumber tegangan ke PLC. Tegangan yang dihasilkan oleh power supply tergantung dari kebutuhan. Untuk PLC biasanya mendapat sumber tegangan 24 volt dari power supply.

2.  CPU

Setiap komponen dalam PLC memiliki fungsi yang berbeda seperti perangkat komputer lainnya. Komponen utama yang mengontrol seluruh sistem yang dikenal sebagai central processing unit. Prosesor pada PLC ini berfungsi untuk mengatur tugas pada keseluruhan sistem PLC. Selain itu, pada sistem ini dilakukan operasi-operasi matematis, manipulasi data, tugas-tugas diagnostik, dan lain sebagainya. Mikro prosesor yang digunakan PLC dapat di kategorikan berdasarkan panjang atau ukuran jumlah bit dari register-register prosesor tersebut. Ukuran standar jumlah bit yang umum digunakan adalah 8, 16, dan 32 bit. Semakin panjang ukuran jumlah bit, semakin cepat proses yang terjadi pada PLC tersebut

3. Memori

Memori digunakan untuk menyimpan data dan instruksi program pengguna. Area ini dapat dibagi menjadi beberapa bagian penting, pembahasan tentang pemetaan memori akan diulas khusus pada artikel tentang Memori

4. Modul Input/Output

Pada modul perangkat input pada PLC terdiri dari beberapa jumlah alamat tergantung jenis PLC, misalnya sebuah PLC memiliki 16 alamat input. Alamat tersebut mempunyai nilai logika baik 0 atau 1. Alamat tersebut dihubungkan dengan komponen-komponen yang berperan sebagai input, seperti pushbutton, limit switch dll melalui terminal yang pada PLC. Komponen input tersebut akan mengaktifkan input pada memori sesuai dengan alamat yang tersambung. Misalnya, pushbutton A dihubungkan ke alamat 0.00 pada modul perangkat PLC.

Seperti pada modul input, alamat pada modul output juga dapat ditentukan tergantung jenis PLC yang digunakan. Modul output dihubungkan dengan jenis komponen-komponen, seperti relay, motor, lampu, buzzer dan lain sebagainya. Komponen-komponen yang dihubungkan dengan modul output dapat berfungsi atau aktif jika program yang ada sudah dieksekusi oleh prosesor.

Hubungan antara modul input/output terhadap PLC dapat dilihat pada Gambar 3. 

Gambar 3. Antar Muka Sistem Kontrol Berbasis PLC

5. Modul Komunikasi

Terminal komunikasi memungkinkan PLC mendapatkan upload program dari PC atau perangkat pemrograman lain. Beberapa perangkat komunikasi juga memungkinkan PLC melakukan komunikasi menggunakan serial, Ethernet atau beberapa protokol komunikasi dengan perangkat lain.

Demikian prinsip kerja dan konfigurasi utama yang terdapat pada PLC secara umum. Dengan pemahaman yang baik pada bagian utama ini akan lebih memudahkan untuk mempelajari PLC pada tahap berikutnya. Untuk selanjutnya akan dibahas mengenai pemetaan Memori pada PLC.

Jika anda merasa artikel ini bermanfaat, jangan ragu untuk berbagi kepada rekan atau kolega yang membutuhkan informasi mengenai Otomasi, Jago Otomasi akan dengan senang hati berbagi ilmu.

Baca artikel lebih lanjut tentang Otomasi industri di sini

Terima Kasih

Eka Samsul Maarif