PLC: Pengertian, Fungsi, Cara Kerja, dan Strukturnya

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.

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.

Fungsi PLC (Programmable Logic Controller)

Fungsi Umum

1. 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.

2. 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.

Fungsi Khusus

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.

Cara Kerja PLC

Beberapa mekanisme kerja dari PLC adalah sebagai berikut:

• Perangkat eksternal PLC, yang bisa berupa peralatan diskrit seperti limit switch, push button, motor starter, transduser tekanan, dan sejenisnya, terhubung secara langsung ke modul input/output.
• Modul input/output PLC ini bertugas untuk memantau perubahan variabel pada mesin otomatis dan mengendalikan perangkat yang ada di dalam sistem otomatis tersebut.
• Selain itu, modul input/output juga berfungsi sebagai penghubung antara CPU dengan data input, serta meneruskan hasil pemrosesan dari CPU ke perangkat eksekusi (output).

Struktur Dasar PLC

Dilansir dari buku Mastering PLC Programming: The software engineering survival guide to automation programming oleh White, M. T. (2023), Berikut ini adalah beberapa struktur dasar yang menyusun PLC, masing-masing dengan fungsi dan mekanismenya tersendiri.

1. CPU (Central Processing Unit)

CPU pada PLC berperan sebagai pengendali utama dan pengawas dalam seluruh operasi yang dilakukan oleh PLC. Fungsi CPU juga meliputi pelaksanaan program yang tersimpan dalam memori, serta pemrosesan dan pemantauan waktu pelaksanaan perangkat lunak. Selain itu, CPU bertugas menerjemahkan program yang berisi logika untuk memastikan komunikasi antara data dan programmer.

Unit CPU sering disebut sebagai "otak" dari sistem PLC karena merupakan bagian inti yang mampu menginterpretasikan sinyal input menggunakan mikroprosesor yang tertanam di dalamnya. Cara kerja CPU menggunakan sistem pemindaian (scan) yang sangat cepat, sekitar 70 ms. Namun, durasi dan kompleksitas program dapat mempengaruhi kecepatan proses pemindaian ini.

2. Memori

Memori berfungsi sebagai tempat penyimpanan data program dan menyediakan lokasi untuk menyimpan hasil perhitungan. Jenis memori yang digunakan dalam PLC mencakup RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), dan PROM (Programmable Read Only Memory), yang termasuk dalam kategori memori semikonduktor, sehingga memiliki waktu akses yang cepat dan dapat diprogram ulang sesuai kebutuhan pengguna.

Setiap jenis memori memiliki karakteristik dan tingkat keamanan yang berbeda. Memori yang bersifat volatile tidak aman digunakan sebagai penyimpanan utama karena semua data akan hilang jika sumber daya dilepas. RAM, sebagai jenis memori volatile, dilengkapi dengan baterai cadangan untuk menjaga data tetap tersimpan, dengan masa pakai baterai sekitar 5 tahun sebelum perlu diganti. Sebaliknya, memori non-volatile dapat menyimpan data meskipun sumber daya listrik dilepas, menjadikannya pilihan untuk penyimpanan data permanen, meski data yang disimpan bersifat statis dan tidak dapat diubah.

3. Input dan Output

Modul input dan output memiliki peran krusial dalam sebuah program PLC karena berfungsi sebagai penghubung antara perangkat kontrol dan CPU. Input mengirimkan sinyal ke PLC melalui terminal koneksi, yang kemudian masuk ke PLC melalui titik input dan diarahkan ke lokasi memori yang disebut bit input. Perangkat input bertindak sebagai sensor yang kemudian mengaktifkan perangkat output secara digital.

Untuk perangkat output, port dengan tipe opto-isolator yang terhubung melalui transistor digunakan untuk menerima dan mengendalikan sinyal input. Setiap input dan output memiliki nomor unik yang digunakan untuk mengidentifikasi dan memantau program yang sedang berjalan, memastikan output yang dihasilkan sesuai dengan yang diharapkan.

4. Power Supply

Power supply mengubah tegangan input menjadi tegangan listrik yang dibutuhkan oleh PLC, serta mengonversi ukuran tegangan tinggi menjadi lebih rendah sesuai kebutuhan. Jika tegangan tidak sesuai dengan ukuran yang diperlukan, sistem operasi PLC dapat mengalami kegagalan. Oleh karena itu, keberadaan baterai cadangan penting untuk mencegah kehilangan data saat sistem mengalami gangguan.

PLC adalah perangkat pintar yang dapat diprogram untuk sistem otomatisasi di industri, meningkatkan efisiensi produksi. Biasanya, PLC digunakan di pabrik-pabrik besar untuk mengendalikan mesin agar dapat bekerja secara otomatis. Demikian penjelasan mengenai PLC dan fungsinya. Semoga bermanfaat dan selamat berinovasi!

Informasi menarik lainnya:

1. Perbedaan Antara PLC, DCS, dan SCADA

2. Mengenal 5 Bahasa Pemrograman PLC

3. PLC Omron: Pengertian, Kelebihan, Kekurangan, dan Skema

4. Jenis-jenis PLC: Tipe, Output, dan Ukurannya