PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang PLC

Otomasi (bahasa Greek berarti belajar sendiri), robotisasi atau otomasi industri atau kontrol numerik merupakan pemanfaatan sistem kontrol seperti halnya komputer yang digunakan untuk mengendalikan mesin-mesin industri dan kontrol proses untuk menggantikan operator tenaga manusia. Industrialisasi itu sendiri merupakan tahapan dalam pelaksanaan mekanisasi, dimana konsep mekanisasi tetap mesin-mesin industri dilakukan manusia sebagai operator dengan menempatkan mesin sebagai pembantunya sesuai dengan permintaan kerja secara fisik, yang jelas terjadi penurunan besar-besaran kebutuhan manusia sebagai sensor begitu juga berkaitan dengan mental kerja. Otomasi mampu meningkatkan aturan main dalam era ekonomi global dan meningkatkan pengalaman kerja sehari-hari, misal seorang insinyur dapat mengembangkan penggabungan berbagai ragam devais secara otomatisbdan dengan bantuan model matematika dan peralatan pengorganisasi untuk membangun sistem yang sangat kompleks sehingga mempercepat pengembangan aplikasi dan kegiatan manusia. Walaupun demikian masih banyak pekerjaan yang harus ditangani oleh manusia, bahkan dengan berkembangnya teknologi otomasi memberikan banyak peluang kerja bagi manusia, yang cocok dengan pemanfaat mata manusia untuk pekerjaan presisi dan akurasi, pemanfaatan telinga manusia,  bahkan  kebutuhan  mutlak  tenaga  manusia  untuk mengidentifikasi dan mencium wewangian yang tidak mungkin dilakukan oleh mesin otomatis. Pengenalan patern manusia, pengenalan bahasa dan kemampuan produksi memang seyogyanya dilakukan oleh insinyur di bidang otomasi.

Seorang spesialis harware komputer, pengguna programmable logic controllers (PLCs), sering menerapkan sistem sinkronisasi aliran input dari sensor dan disesuaikan dengan keadaan aliran output untuk menentukan kondisi aktuator. Hal ini berfungsi untuk keperluan aksi kontrol secara presisi, yang memang menjadi keharusan terkait dengan kontrol hampir di semua proses industri. Pengalaman nyata yang sangat menakutkan dunia adalah saat datangnya Y2K bug dimana komputer diprediksi akan mengalami kekacauan, akan tetapi hal itu berjalan terus bahkan banyak temuan baru di bidang komputer sebagai alat kontrol otomaasi industri.   

Human-machine interfaces (HMI) atau computer human interfaces (CHI), yang lebih dikenal dengan man-machine interfaces, biasanya digunakan untuk berkomunikasi dengan PLC dan komputer lainnya, seperti entering dan monitoring temperatur atau tekanan untuk kontrol otomatis atau untuk kebutuhan respon terhadap kondisi emergensi. Orang yang bertugas dalam pelayanan monitor dan kontrol interface tersebut  sering  disebut  dengan  operator  stasiun.  Bentuk  lain pemanfaatan komputer dalam bidang otomasi adalah pada perlatan tes otomatis, dimana otomatis kontrol komputer yang digunakan pada peralatan tes diprogram untuk mensimulasikan pekerjaan manusia sebagai penguji dalam tes manual biasanya dalam bentuk aplikasi.

Programmable Logic Controller (PLC) adalah komputer elektronik yang mudah digunakan (User Freindly) yang memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam. Definisi Programmable Logic Controller menurut capiel (1982) adalah sitem elektronik yang beroprasi secara digital dan didesain untuk pemakaian dilimgkungan industri, diamana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan secara internal instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi dan operasi artimatik untuk mngontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital maupun analog.

Pada industri, untuk meningkatkan kualitas dan produktivitas dari produk-produk yang dihasilkan maka diperlukan pengaturan proses kerja mesin-mesin industry yang meliputi pengontrolan mesin-mesin industru dan pengawasan atas kerja mesin-mesin industri tersebut (monitoring). Pada umumnya proses pengontrolan suatu sistem dibangun oleh sekelompok alat elektronik, yang dimaksudkan untuk meningkatkan stabilitas, akurasi, dan mencegah terjadinya transisi pada proses produksi. Industri otomatis pada beberapa tahun yang lalu hanya menggunakan papan elektronik sebagai sistem kontrol. Penggunaan papan elektronik ini membutuhkan banyak sekali interkoneksi di antara relay untuk membuat supaya sisem bekerja. Dengan kata lain, untuk menghubungkan relai-relai tersebut dibutuhkan kabel yang sangat banyak. Jadi seorang ahli mesin harus membuat suatu rangkaian logika yang kemudian di implementasikan dalam bentuk relai. Relai yang dibutuhkan dalam perancangan tersebut berjumlah ratusan dan skema yang dibuat dinamakan Ladder Schematic. Ladder Schematic menampilkan switch, sensor, motor, dan relai. Semua piranti elektrinik tersebut dihubungkan menjadi satu.

Salah satu masalah yang mungkin timbul adalah jika salah satu relai rusak maka secara otomatis proses produksi akan berhenti dan hanya akan dapatdijalankan lagi jika relai tersebut telah selesai diperbaiki. Halini akan menyebabkan terjadinya ketidak efisien waktu produksi. Terkait dengan masalah ini maka muncullah sebuah piranti elektronik yang dapat dapat mengatasi semua masalah tersebut, yaitu yang dinamakan dengan PLC (Programable Logic Controller). Hanya dengan mengeksekusi program yang tersimpan dalam memori, PLC dapat memonitor status dari suatu sistem berdasarkan sinyal input yang masuk pada PLC. Dalam pengontrolan suatu proses yang sangat kompleks dimungkinkan untuk menggunakan lebih dari 1 PLC. Saat ini, dengan semaikn berkembangnya teknologi, semakin banyak muncul PLC dengan merek yang berbeda-beda, seperti Omron, Siemens, LG, Mitsubishi, National, Festo, Sigma, dan lain sebagainya. Karena adanya berbagai keuntungan pada PLC inilah maka semakin banyak industri yang saat ini menggunakan PLC sebagai pusat dari seluruh proses produksi mereka.

1.2 Sejarah PLC

PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an. PLC dibuat untuk mengurangi beban ongkos perawatan dan penggantian sistem kontrol mesin yang menggunakan relai.

Bedford Associates mengusulkan MODICON (Modular Digital Controller) untuk perusahaan yang ada di Amerika. MODICON 084 merupakan PLC pertama yang digunakan pada produksi yang bersifat komersil. Semakin banyaknya kebutuhan dalam proses produksi menyebabkan system harus diubah-ubah. Apabila sistem yang digunakanmerupakan relai mekanik, tentu saja hal itu akan menjadi masalah yang besar. Selain masa penggunaanya terbatas,sistem juga membutuhkan perawatan yang cermat. Jikaterjadi kerusakan maka akan sangat sulit untuk menemukannya. Oleh sebab itulah dibutuhkan pengontrolan yang memudahkan baik dalam perawatan maupun penggunaanya.

Pada tahun 70-an, teknologi PLC yang dominan adalah mesin sequencer dan CPU yang berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901 dan 2903 cukup populer digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. kemampuan komunikasi pada PLC muncul pada awal tahun 1973. Sistem yang pertama adalah Modbus dari MODICON. Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menyetandarisasi komunikasi dengan protokol milik General Motor (MAP). Pada tahun 1990-an dilakukan reduksi protokol baru dan mederenisasi lapisan fisik dari protokol-protokol yang populer pada tahun 1980-an. Standart terakhir yaitu IEC 1131-3, berusaha menggabungkan bahasa pemograman PLC dibawah satu standart.

2 PEMBAHASAN

  2.1Pengertian PLC

Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah :sistem elektronik yang beroperasi secara dijital dan didisain untuk pemakaian di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal instruksi- instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital maupun analog. Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut :

a.        Programmable

Menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yangdengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.

b.         Logic

Menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain sebagainya.

c.         Controller

Menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan. PLC ini dirancang untuk menggantikan suatu rangkaian relay sequensial dalam suatu sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki pengetahuan di bidang pengoperasian komputer secara khusus. PLC ini memiliki bahasa pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program yang telah dibuat dengan menggunakan software yang sesuai dengan jenis PLC yang digunakan sudah dimasukkan.Alat ini bekerja berdasarkan input-input yang ada dan tergantung dari keadaan pada suatu waktu tertentu yang kemudian akan meng-ON atau meng-OFF kan output-output. 1 menunjukkan bahwa keadaan yang diharapkan terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan yang diharapkan tidak terpenuhi. PLC juga dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang memiliki output banyak.

2.2 Prinsip PLC

Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus. Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:

a.        Sekuensial Control

       PLC memproses input sinyal binermenjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan

       teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam

       proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.

b.       Monitoring Plant. 

       PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat

       ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol

       (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator.

2.3 Bahasa Pemrograman PLC

Terdapat lima tipe bahasa pemrograman yang bisa dipakai untuk memprogram PLC, meski tidak semuanya di-support oleh suatu PLC, yaitu antara lain : 

1.        Bahasa pemrograman Ladder Diagram (LD) 

2.        Bahasa pemrograman Instruction List (IL)/Statement List (SL) 

3.        Bahasa pemrograman Sequential Function Chart (SFC)/ Grafcet 

4.        Bahasa pemrograman Function Block Diagram (FBD) 

5.        Bahasa pemrograman tingkat tinggi (high-level), contohnya Visual Basic

2.4 Kriteria pemilihan PLC

2.4.1 Perangkat keras (Hardware)

Pada dasarnya perangkat keras yang dimiliki oleh sebuah PLC adalah sama dan tidak jauh berbeda dengan perangkat keras yang dimiliki oleh Personal Computer ( PC ). Akan tetapi memiliki perbedaan dalam pembagian unit – unitnya. Dalam perangkat keras dari PLC ini mempunyai tiga bagian utama dan besar, yaitu :

•                Bagian Input Output ( I / O ).

•                Processor 

•         Programming Devices.

Bagian – bagian tersebut mempunyai fungsi dan tugas masing – masing dalam setiap pengoperasian dari PLC tersebut.

a.              Jumlah input dan output

b.             Proteksi terhadap short circuit

c.              Indikasi status input dan output

d.             Jenis dan ukuran memori

e.              Waktu siklus bite/I kb statement

f.              Pemrosesan alarm

g.             Interface

h.             Ukuran dimensi

2.4.2 Perangkat Lunak (Software)

a.              Kapasitas programer

b.             Kenyamanan Programer

c.              Bahasa pemrograman

d.             Test and comissioning

Contoh cara kerja PLC :

Contoh penerapan PLC diIndustri :

1. Operator PLC

2. Software PLC

3. Perangkat keras PLC