Penyambungan Sensor Digital pada Modul Input PLC

Pada artikel sebelumnya telah dibahas mengenai penyambungan perangkat input pada PLC, namun masih terbatas pada Push Button. Kali ini akan kita bahas tentang penyambungan sensor sebagai perangkat input PLC. Sebelum menyambungkan sensor pada PLC, yang penting yang perlu diketahui adalah konsep sourcing dan sinking pada modul input. Sourcing and Sinking hanya berlaku pada besaran listrik DC (searah). Modul input sourcing memiliki common positive sedangkan modul input sinking memiliki common negative. Gambar 1 menunjukkan modul input sinking dan sourcing.

Gambar 1. Modul Input Sinking dan Sourcing

Seperti halnya modul input, sensor memiliki 2 jenis utama yaitu input sourcing (PNP) dan input sinking (NPN). Sensor dengan tipe sinking (NPN) hanya bisa diterapkan pada modul input sourcing, sedangkan sensor dengan tipe sourcing (PNP) hanya bisa diterapkan pada modul input sinking. Beberapa PLC saat ini memiliki lebih dari 1 common untuk input, sehingga memungkinkan penyambungan baik sourcing maupun sinking dalam 1 sistem yang sama. Namun lebih baik dipilih salah satu antara sourcing atau sinking untuk meminimalisir terjadinya kesalahan dalam penyambungan.

Sensor 3 Kabel

Umumnya sensor yang dipakai sebagai input PLC memiliki 3 kabel. Sensor dengan 3 kabel terdiri atas 2 kabel sebagai sumber yaitu positive (Brown) dan negative (Blue) dan 1 kabel signal (Black). Gambar 2 adalah contoh rangkaian dari sensor. Pada sensor NPN, setelah tegangan diberikan pada kaki Brown dan Blue, maka Output pada kaki Black ke Blue adalah 24V walaupun sensor belum mendeteksi apa pun (lingkaran merah) lalu akan berubah menjadi 0 (Nol) saat mendeteksi objek. Sedangkan pada sensor jenis PNP berlaku sebaliknya (lengkaran biru).

 

Gambar 2. Tegangan Keluaran Sensor

Pada Gambar 3, Load adalah pin terminal input yang akan diaktifkan. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa sensor sinking (NPN) memiliki prinsip kerja menyerupai transistor NPN, yaitu saat sensor mendeteksi objek maka Switch main circuit memberikan arus Basis, sehingga arus listrik akan mengalir dari sisi positive sumber tegangan melewati Load kemudian melalui transistor untuk menuju sisi negative sumber tegangan. Pada sensor PNP, arus dari sumber tegangan positive melalui transistor lebih dulu, kemudian melewati Load untuk sampai di sisi negative sumber tegangan.

 

Gambar 3. Alur Arus Sensor

Dan Gambar 4 adalah penyambungan sensor NPN dan PNP pada modul input PLC.

Gambar 4. Penyambungan Sensor 3 Kabel pada PLC

Sensor 2 Kabel

Selain memiliki 3 kabel, beberapa jenis sensor juga ada yang memiliki 2 kabel yaitu Brown dan Blue. Saat menggunakan modul input sinking (common negative), Brown akan dihubungkan dengan positive sumber tegangan, sedangkan Blue pada terminal pin modul input PLC (Load). Sedangkan saat menggunakan modul input sourcing (common positive), Blue akan dihubungkan dengan negative sumber tegangan, Brown sedangkan pada terminal pin modul input PLC (Load). Penyambungan sensor 2 kabel pada modul input PLC ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Penyambungan Sensor 2 Kabel pada PLC

Reed Switch

Reed switch adalah sakelar yang akan aktiv saat berada di sekitar medan magnet. Sensor ini memiliki komponen utama berupa lembaran daun tembaga sebagai sakelar yang sensitive terhadap medan magnet dengan 2 kaki, Brown dan Blue. Saat terpengaruh oleh medan magnet, daun reed switch akan tersambung sehingga mampu menghantarkan arus dari kaki Brown ke kaki Blue. Reed Switch banyak dipakai sebagai indicator batas depan dan batas belakang pada silinder pneumatic. Penyambungan Reed switch pada PLC memiliki cara yang serupa dengan sensor 2 kabel, seperti ditunjukkan pada Gambar 6. 

Gambar 6. Penyambungan Reed Switch pada PLC

Jangan pernah menyambungkan 2 kaki sensor 2 kabel atau reed switch langsung ke sumber tegangan 24 V tanpa melalui beban (modul input) seperti pada Gambar 7. Hal ini akan menyebabkan kerusakan pada sensor karena arus yang berlebihan mengalir pada rangkaian internal sensor.

Gambar 6. Penyambungan Reed Switch pada PLC

Jika kita perhatikan Gambar 6, kita dapat melihat reed switch memiliki 2 jenis hambatan, yaitu hambatan rangkaian modul input PLC (Load) dan hambatan pada rangkaian internal sensor (r). Penyambungan yang benar akan menghasilkan arus (I₁) senilai 24V/(Load+r), sedangkan penyambungan seperti pada Gambar 7 menghasilkan arus (I₂) sebesar  24V/r. Dengan r cukup kecil, maka arus I2 akan naik secara signifikan disbanding I1.

Penjelasan di atas adalah gambaran sensor secara umum. Untuk aplikasi yang lebih spesifik dan pasti sebaiknya disesuaikan dengan data sheet masing - masing sensor. Faktor utama yang perlu diperhatikan saat proses penyambungan adalah keselamatan, baik bagi alat mau pun pengguna. Penyambungan sebaiknya dilakukan dalam kondisi tidak ada supply daya listrik guna menghindari short circuit. Pastikan sensor tersambung pada sumber dan terminal secara benar sebelum mengaktifkan supply daya listrik.

Baca artikel lebih banyak tentang Otomasi Industri di sini

Untuk pertanyaan atau diskusi lebih lanjut dapat menghubungi email kami di 

jago.otomasi@gmail.com

eka.samsul.maarif@gmail.com.

Dapatkan update informasi terbaru dari blog ini dengan bergabung dalam Fan Page JAGO Otomasi.

#PLC #BelajarPLC #TutorialPLC #Otomasi #BelajarOtomasi #TutorialOtomasi #Sensor #Wiringsensor 

PLC sebagai Perangkat Kendali dalam Otomasi Industri - Bagian 3 : Wiring Perangkat Input

Selamat datang kembali di JAGO Otomasi. Sebagian besar orang gagal dalam belajar PLC adalah tidak mampu menerapkan dalam kondisi riil. Rata – rata dari mereka terhenti di latihan pemrograman, simulasi dengan animasi atau modul kit. Hal ini dikarenakan pemahaman tentang perangkat hardware secara nyata tidak terlaksana, seperti contohnya tidak pernah melakukan instalasi program PLC, tidak pernah menyambung input atau output PLC secara mandiri. Sehingga pada saat bertemu dengan PLC, tombol, sensor , motor dan perangkat – perangkat lain orang tersebut belum tentu dapat merangkainya dengan benar.


Oleh karena itu, setelah mengetahui konfigurasi hardware dan pemetaan memori dari PLC, kali ini kita akan belajar bagaimana melakukan penyambungan perangkat input yang digunakan pada Sistem Otomasi. Perangkat input ini fungsinya sebagai pemberi perintah atau signal kepada PLC yang berkaitan dengan kerja sistem. Beberapa perangkat input yang paling sering digunakan adalah Push Button, Sakelar, Limit Switch, Sensor Proximity, Sensor Photoelectric dan lain – lain. Tahap penyambungan input ini sangat penting untuk dipelajari sebelum membuat program karena pemilihan jenis kontak pada program PLC akan sangat tergantung pada bagaimana input tersebut disambungkan.

Perangkat – perangkat input tersebut akan disambung ke PLC melalui pin pada terminal modul input, sehingga nantinya dapat mengaktifkan alamat input yang bersesuaian pada PLC. Prinsip utama dalam penyambungan tersebut adalah memberi tegangan (umumnya 24 V, bisa jadi ada PLC dengan nilai tegangan lain) kepada pin modul input. Tegangan 24 Volt dapat tercapai jika sebuah loop tertutup telah terbentuk, lihat Gambar 1. Field Device adalah perangkat input yang kita gunakan (Push Button), main path dan return path adalah terminal pada modul input PLC.

 Gambar 1. Dasar Wiring Input 1 Loop

Gambar 1 di atas menunjukkan 1 loop untuk 1 buah perangkat masukkan saat Push Button ditekan, mulai dari kutub positif sumber tegangan, Push Button, pin terminal input (I/O input), rangkaian dalam modul Input PLC dan kembali ke sumber tegangan pada kutub negative melalui return path. PLC sangat mungkin akan menerima lebih dari 1 masukan. Oleh karena itu, Return Path umumnya digabung menjadi 1 terminal yang disebut Common, sedangkan Main Path tetap terpisah-pisah untuk memungkinkan penyambungan masing-masing Push Button, Gambar 2.

Gambar 2. Dasar Wiring Input Common

Dari Gambar 2 bisa dilihat bahwa setiap input sudah terhubung dengan sumber tegangan dan pin modul input PLC. Contohnya, jika input 2 ditekan maka aliran arus listrik mengalir mulai dari +24V pada sumber tegangan, Input 2, pin input, modul input, Common dan kembali ke 0V catu daya.

Langkah penting dalam proses penyambungan input adalah menentukan sambungan catu daya pada Common. Common Input dapat dipilih pada referensi positif (24V) atau pada referensi negative (0). Penentuan ini bisa berdasarkan pertimbangan standard Common yang berlaku dalam perusahaan atau tipe sensor yang digunakan. Setiap perusahaan umumnya mengacu kepada standard tertentu dalam melakukan instalasi atau penyambungan kabel (wiring), terutama control. Jika sudah ditentukan standard yang digunakan adalah common negative, maka sebaiknya kita menyesuaikan. Hal ini akan berkaitan dengan pandangan aspek keselamatan, keseragaman dalam wiring dan ketersediaan sensor.

Perusahaan yang berpegang pada standard dengan common input positive berpendapat bahwa kabel memiliki kemungkinan akan terkelupas atau kontak dengan body panel. Sehingga jika kabel bertegangan 24V harus disambungkan pada sejumlah tombol dan sensor lalu ke pin – pin input, maka akan lebih meningkatkan resiko 24V short circuit terhadap body panel (ground),lihat Gambar 3 dengan tanda silang merah. Atau saat Push button ditekan, memungkinkan short circuit pada kabel bertanda silang hijau.

Gambar 3. Kemungkinan Short Circuit

Perusahaan yang berpegang pada standard dengan common input negative berpendapat akan lebih berbahaya jika kabel 0V harus disambungkan pada sejumlah tombol dan sensor dan ke pin – pin input, karena jika kabel bertanda hijau terkelupas atau kontak dengan body panel (ground) maka akan terbentuk loop semu sehingga pin input seolah – olah mendapatkan tegangan 24 V. Dengan kata lain PLC akan mendapatkan perintah yang tidak benar. Kesalahan seperti ini cenderung lebih sulit dideteksi daripada short circuit pada pemilihan common sebelumnya. Lihat Gambar 4 dengan tanda silang biru.

Gambar 4. Kemungkinan Signal Input Palsu

Tidak ada yang sepenuhnya salah atau sepenuhnya benar, karena ini kembali kepada kebijakan masing – masing. Sebagai contoh, sebagian besar industry Jepang memilih opsi pertama (com positive) sedangkan sebagian besar industry Jerman memilih opsi ke dua (com negative). Namun saya pribadi lebih cenderung menggunakan common negative dalam penyambungan input. Alasan lain selain kemungkinan adanya signal input palsu adalah kemudahan dalam menerapkan logika High/Low saat pengajaran. Sebagai contoh, saat input 1  pada Gambar 3 ditekan, maka terminal alamat input 0 pada PLC akan memiliki logika High (24V). Hal ini akan lebih mudah dipahami dengan menganalogikan “Ditekan” dengan kondisi "High" daripada dengan kondisi "Low" seperti halnya pada common Positive.

Pada kesempatan berikutnya kami akan membahas tentang jenis – jenis sensor dan bagaimana sensor tersebut dapat mempengaruhi proses wiring.

Baca artikel lebih banyak tentang Otomasi Industri di sini

#PLC #belajarPLC #Otomasi #belajarotomasi #input  #wiringPLC #wiringinput