PLC: Sejarah, Pengertian, Fungsi, Prinsip Kerja, dan Keunggulan

Dalam artikel ini kita akan membahas tentan PLC (Programmable Logic Controller) mulai dari pengertian PLC, prinsip kerja PLC, sejarah PLC, keuntungannya dan aplikasinya, yuk mari kita simak pembahasannya!

Jika mengambil pengertian dari singkatan PLC yaitu Programmable Logic Controller. Programmable (dapat diprogram), Logic (logika), dan controller (alat pengontrol). Sehingga definisi PLC adalah alat pengontrol yang dapat diprogram secara logika. Berdasarkan namanya konsep Programmable logic controllers (PLC) adalah sebagai berikut:

  1. Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat serta dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.
  2. Logic, menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, mengalikan, menjumlahkan, mengurangi, membagi, negasi, OR, AND, dan lain sebagainya.
  3. Controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

Berdasarkan pada standar yang dikeluarkan oleh NEMA (National Electrical Manufactures Association) ICS3-1978 Part. ICS3-304, PLC didefinisikan sebagai berikut:
“Programmable logic controllers (PLC) adalah suatu peralatan elektronik yang bekerja secara digital, memiliki memori yang dapat deprogram, menyimpan perintah-perintah untuk melakukan fungsi-fungsi khusus, seperti logic, sequencing, timing, counting, dan aritmatic untuk mengontrol berbagai jenis mesin atau proses melalui analog / digital input/output modules”

PLC pada awalnya sebagai alat elektronik untuk mengganti panel relay. Pada saat itu PLC hanya bekerja untuk kondisi ON-OFF untuk pengendalian motor, solenoid, dan actuator. Alat ini mampu mengambil keputusan yang lebih baik dibandingkan relay biasa. PLC pertama-tama banyak digunakan pada bagian otomotif. 

Sebelum adanya PLC, sudah banyak peralatan kontrol sequence, ketika relay muncul, panel kontrol dengan relay menjadi kontrol sequence yang utama. Ketika transistor muncul, solid state relay yang diterapkan seperti untuk kontrol dengan kecepatan tinggi.

Sejarah PLC (Programmable Logic Controller)

Pada tahun 1978, penemuan chip mikroprosessor menaikkan kemampuan komputer untuk segala jenis sistem otomatisasi dengan harga yang terjangkau. Robotika, peralatan otomatis dan komputer dari berbagai tipe, termasuk PLC berkembang dengan pesat. Program PLC makin mudah untuk dimengerti oleh banyak orang.

Pada awal tahun 1980 PLC makin banyak digunakan. Beberapa perusahaan elektronik dan komputer membuat PLC dalam volume yang besar. Meskipun industri peralatan mesin CNC telah digunakan beberapa waktu yang lalu, PLC tetap digunakan. PLC juga digunakan untuk sistem otomatisasi building dan juga security control system.

Sekarang sistem kontrol sudah meluas hingga keseluruh pabrik dan sistem kontrol total dikombinasikan dengan kontrol feedback, pemrosesan data, dan sistem monitor terpusat. Saat ini PLC sudah menjadi alat yang cerdas, yang merupakan kebutuhan utama di industri modern. PLC modern juga sebagai alat yang dapat mengakuasi data dan menyimpannya.

PLC sebenarnya adalah suatu sistem elektronika digital yang dirancang agar dapat mengendalikan mesin dengan proses mengimplementasikan fungsi nalar kendali sekuensial, operasi pewaktuan (timing), pencacahan (counting), dan aritmatika.

PLC tidak lain adalah komputer digital sehingga mempunyai processor, unit memori, unit kontrol, dan unit I/O, PLC berbeda dengan komputer dalam beberapa hal, yaitu :

  • PLC dirancang untuk berada di lingkungan industri yang mungkin banyak debu, panas, guncangan, dan sebagainya.
  • PLC harus dapat dioperasikan serta dirawat dengan mudah oleh teknisi pabrik.
  • PLC sebagian besar tidak dilengkapi dengan monitor, tetapi dilengkapi dengan peripheral port yang berfungsi untuk memasukkan program sekaligus memonitor data atau program.

Sebagian besar PLC dapat melakukan operasi sebagai berikut :

  1. Relay Logic
  2. Penguncian ( Locking )
  3. Pencacahan ( Counting )
  4. Penambahan
  5. Pengurangan
  6. Pewaktuan ( Timing )
  7. Kendali PID
  8. Operasi BCD
  9. Manipulasi Data
  10. Pembandingan
  11. Pergeseran

Berdasarkan namanya, konsep PLC adalah sebagai berikut :

  1. Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.
  2. 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.
  3. 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.

Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat   dibagi secara umum dan secara khusus.

Fungsi PLC (Programmable Logic Controller)

  • Sekuensial Control. PLC memproses input sinyal biner menjadi 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.
  • 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.

Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke CNC (Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan sebagainya. 

Prinsip Kerja PLC (Programmable Logic Controller)

Prinsip kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses yang dikendalikan lalu melakukan serangkaian instruksi logika terhadap sinyal masukan tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori lalu menghasilkan sinyal keluaran untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya. PLC memiliki dua bagian dasar, yaitu: Input/Output interface system dan Central Processing unit.

Prinsip kerja PLC (Programmable Logic Controller)


Input

Input yang akan masuk ke dalam CPU berupa signal dari sensor atau tranducer. Signal sensor ini terdapat dua jenis, yaitu: discrete signal dan analog signal. Discrete signal berupa saklar biner dimana hanya sebuah ON atau OFF signal ( 1 atau 0, Benar atau salah), Contohnya: push button, limit switch dan level sensor. Sedangkan analog signal menggunakan prinsip rentang suatu nilai antara nol hingga skala penuh. Contohnya dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika Anda sedang memutar volume speaker atau radio Anda. 

Rentang nilai dari sensor ini akan diinterpretasikan sebagai nilai-nilai integer oleh CPU PLC. CPU PLC pada saat ini sering menggunakan 16 bit processor sehingga nilai integer nya memiliki rentang “-32768 hingga 32767”. Contoh dari analog signal ini adalah sensor tekanan, sensor temperature dan sensor aliran. Analog signal dapat berupa tegangan atau arus listrik dan nilai ini akan diproposionalkan dengan nilai integer CPU,  contohnya: sebuah analog 0-5 V atau 4–20 mA akan di-konversikan menjadi nilai integer 0 – 32767.

CPU

Semua aktivitas atau pemprosesan data yang diambil dari sensor (data input) terjadi pada Central Processing Unit (CPU). CPU ini memiliki tiga bagian utama, yaitu: Processor, Memory System dan System Power Supply.

Processor akan memproses signal input secara aritmatik dan logic, yaitu: melakukan operasi logika, sequential, timer, counter dan mengolah fungsi-fungsi yang diinginkan berdasarkan program yang telah ditentukan. Selain itu, processor juga mengolah program yang ada di dalam memori, serta mengatur komunikasi antara input-output, memori dengan processor itu sendiri.

Output

Hasil pemrosesan data yang diolah pada CPU akan berupa signal keluaran digital yang dikirim ke modul output untuk menjalankan actuator. Actuator ini dapat berupa motor listrik, solenoid, heater, led display, injector, heater, pompa dan lain-lain. Actuator ini akan berfungsi sesuai instruksi dari CPU, jika pada CPU telah di-program timer ON dari lampu selama dua detik maka lampu pada aktuator akan menyala selama dua detik dan kemudian setelah dua detik lampu akan OFF.

Keunggulan PLC dibanding Sistem Konvensional

Salah satu keunggulan PLC dibanding sistem konvensional kontrol panel adalah sebagai berikut :

Pada Progammable Logic Controller :

  1. Pengawatan lebih sedikit.
  2. Perawatan relatif mudah .
  3. Pelacakan sistem lebih sedarhana.
  4. Konsumsi daya relatif rendah.
  5. Dokumentasi gambar lebih sederhana dan lebih mudah dimengerti.
  6. Modifikasi sistem lebih sederhana dan cepat.

Pada Sistem Konvensional Kontrol Panel:

  1. Pengawatan lebih kompleks.
  2. Perawatan membutuhkan waktu yang lama.
  3. Pelacakan kesalahan membutuhkan waktu yang lama.
  4. Konsumsi daya yang relatif tinggi.
  5. Dokumentasi gambar lebih banyak.
  6. Modifikasi sistem membutuhkan waktu yang lama.

Hal-hal yang dapat dikerjakan oleh PLC 

Sebagai kontrol urutan mempunyai fungsi:

  1. Pengganti relay kontrol logika konvensional.
  2. Pewaktu/pencacah (Timer / counter).
  3. Pengganti pengontrol PCB card.
  4. Mesin kontrol (auto/semi auto/manual).

Sebagai kontrol yang canggih mempunyai fungsi:

  1. Operasi aritmatika.
  2. Penanganan informasi.
  3. Kontrol analog (suhu, tekanan, dan lain-lain).
  4. PID (proporsional-Integral-Diferensial).
  5. Kontrol motor servo.
  6. Kontrol motor stepper.

Sebagai kontrol pengawasan mempunyai fungsi:

  1. Proses monitor dan alarm.
  2. Monitor dan diagnosa kesalahan.
  3. Antarmuka dengan komputer (RS- 23C/ RS-422).
  4. Antarmuka printer / ASCII.
  5. Jaringan kerja otomatisasi pabrik.
  6. Local Area Network.
  7. Wibe Area Network.
  8. FMS (Flexible Manufacturing System), CIM ( Computer Integrated Manufacturing ), FA (factory automation).

Konfigurasi PLC (Programmable Logic Controller)

PLC mempunyai konfigurasi yang terdiri dari 6 bagian utama yaitu:

Unit Power Supply

Unit ini berfungsi untuk memberikan tegangan pada blok CPU PLC, biasanya berupa switching power supply.

CPU (Central Processing Unit) PLC

Unit merupakan otak dari PLC, disinilah program akan diolah sehingga sistem kontrol yang telah kita desain bekerja seperti yang kita inginkan. CPU PLC sangat bervariasi macamnya tergantung pada masing-masing merk dan tipe PLC-nya.

Memori Unit

RAM: Random Acces Memory

EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory

EEPROM  Electrical Eraseable Programmable Read Only Memory.

Input Unit

Sebagai contoh PLC Omron.

Input digital: Input Point Digital

  1. DC 24 V input
  2. DC 5 V input / TTL (Transistor Transistor Logic)
  3. AC/DC 24 V input
  4. AC 110 V input
  5. AC 220 V input

Input analog : Input Point Linear

  • 0 – 10 V DC
  • -10 V DC – 10 V DC
  • 4 – 20 mA DC

Output unit

Output digital: Output Point Digital 1.

  • Relay Output
  • AC 110 V output
  • AC 220 V output
  • DC 24 V output,tipe PNP dan tipe NPN.

Output analog: Output Point Linier

  • 0 – 1 V DC
  • -10 V DC – 10 V DC
  • 4 – 20 mA DC

Peripheral

Yang termasuk dalam peripheral adalah :

  • SSS (Sysmac Support Software)
  • PROM writer
  • GPC (Graphic Programming Console)
  • FIT (Factory Intelegent Terminal)

Perangkat Keras Programmable Logic Controller

Programmable Logic Controller dapat berarti sebagai alat pengendali logika yang dapat diprogram. PLC ini merupakan perangkat kontrol yang menerima data input dari luar yang ditransfer dalam bentuk keputusan yang bersifat logika dan disimpan dalam memori. PLC mempunyai perangkat keras yang berupa CPU (Central Processing Unit), modul input dan output, memori serta piranti program.

Ketika PLC bekerja , saat itu juga PLC mengakses data input dan output, menjalankan program instruksi, serta menjalankan peralatan eksternal.

Central Processing Unit

Central Processing Unit (CPU) merupakan pusat pengolah dan pengontrol data dari seluruh sistem kerja PLC. Proses yang dilakukan oleh CPU ini antara lain adalah mengontrol semua operasi, mengolah program yang ada dalam memori, serta mengatur komunikasi antara input-output, memori dan CPU melalui sistem BUS. CPU juga berfungsi menjalankan dan mengolah fungsi-fungsi yang diinginkan berdasarkan program yang telah ditentukan.

Memori

Agar PLC dapat bekerja sesuai harapan maka dibutuhkan suatu program untuk menjalankannya. Program tersebut harus disimpan dengan cara tertentu agar PLC dapat mengakses perintah-perintah sesuai yang diinstruksikan. Disamping itu juga diperlukan untuk menyimpan data sementara selama pelaksanaan program.

Model Input Output

Model input output merupakan piranti yang menghubungkan antara PLC dengan peralatan yang dikendalikannya. Sebagai contoh pada PLC OMRON rata-rata mempunyai 16 built-in input yang terpasang pada unit 0 CH ( zero channel ). Namun demikian jumlah ini dapat ditambah dengan memasang unit ekspansi I/O. Model input atau output tambahan ini dapat dipasang secara bebas sesuai dengan kebutuhan.

Programming Console

Perangkat ini merupakan panel pemrograman yang didalamnya terdapat RAM (Random Access Memory) yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan semi permanen pada sebuah program yang sedang dibuat atau dimodifikasi. Program yang dituliskan ke dalam console harus dalam bentuk mnemonic. Perangkat ini dapat dihubungkan langsung ke CPU dengan menggunakan kabel ekstention yang dapat dipasang dan dilepas setiap saat. Apabila proses eksekusi program telah melewati satu putaran maka panel (Programming Console) ini dapat dicabut dan dipindahkan ke CPU lain, sedangkan CPU yang pertama tadi masih tetap bisa untuk menjalankan programnya, tetapi harus pada posisi RUN atau MONITOR.

Sekian pembahasan tentan PLC (Programmable Logic Controller) mulai dari pengertian PLC, prinsip kerja PLC, sejarah PLC, keuntungannya dan aplikasinya yang telah dijabarkan tersebut, bisa jadi bahan pebelajaran sobat kelasteknisi, jangan lupa cek artikel kami lainnya ya.

Next Post Previous Post
1 Comments
  • blockchain
    blockchain 21/01/23, 22.38

    Jadi nambah pengetahuan tentang programable logic controller

Add Comment
comment url