2.1. PLC OMRON CPM 1A [9]
Definisi PLC menurut National Electrical Manufactures Association (NEMA) adalah suatu alat elektonika digital yang menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dari suatu fungsi tertentu seperti logika, sekuensial, pewaktu, pencacah dan aritmatika untuk mengendalikan mesin dari suatu proses.
PLC Omron CPM1A merupakan salah satu tipe PLC yang memiliki kecepatan yang tinggi yang dirancang untuk operasi kontrol yang memerlukan jumlah I/O dari 10 sampai 100 buah I/O. Selain itu, PLC ini memiliki kemudahan dalam penginstalan, pengembangan, dan pemasangan sistem.
Gambar 2.1 PLC Omron CPM1A 40 I/O.
Keuntungan PLC dibandingkan dengan suatu sistem logika relay atau rangkaian konvensional, antara lain :
· Sistem PLC
o Mudah dalam pengoperasian,
o Mudah dalam perawatan,
o Mudah dalam pelacakan gangguan,
o Konsumsi daya listrik relative rendah,
o Modifikasi sistem lebih sederhana.
· Panel Kontrol Konvensional
o Perawatan relatif komplek,
o Komplek dalam pengoperasian,
o Mahal dalam perawatan,
o Pelacakan kesalahan sistem lebih sulit,
o Konsumsi daya listrik relatif tinggi,
o Modifikasi sistem membutuhkan waktu yang lama.
Keuntungan dari penggunaan PLC dalam otomasi, antara lain:
o Waktu implementasi proyek singkat,
o Modifikasi lebih mudah dilakukan,
o Biaya proyek dapat dikalkulasi dengan akurat,
o Training penguasaan teknik lebih cepat,
o Perancangan mudah diubah dengan software, perubahan dan penambahan dapat dilakukan pada software.
o Aplikasi kontrol yang luas,
o Perawatan yang mudah, Indikator dan output dengan cepat dan mudah dapat segera diketahui.
o Keandalan tinggi,
Setiap PLC yang digunakan memiliki spesifikasi khusus yang dijadikan pedoman dalam pengaplikasiannya. Berikut ini adalah tabel spesifikasi khusus PLC Omron CPM1A:
Tabel 2.1. Spesifikasi Umum PLC Omron CPM1A [8]
SPESIFIKASI UMUM | ||
Nama | Tipe | Spesifikasi |
Power Supply | CPM1A – CPU 40 | 100 - 240 VAC ; 50/60 Hz |
Operating Voltage Range | 85 – 264 VAC | |
Inrush Current | 30 A max. | |
Power Consumption | 60 VA max. | |
External Power Supply (Output Capacity) | 24 VDC ; (300mA) | |
Dimension | 150 x 90 x 85 mm (Width x Heightx Depth) | |
Weight | 700 gram max. | |
Communication connector | RS 232C | |
2.1.1. Jalur-jalur Masukan dan Keluaran PLC Omron CPM1A [8]
Struktur internal dari unit CPU terdiri dari beberapa bagian seperti memori I/O, jalur masukan dan jalur keluaran.
2.1.1.1. Jalur Masukan
Berbagai macam sensor, saklar dan komponen lain yang mengubah status bit dari memori status masukan PLC dapat langsung dipasang sebagai masukkan PLC. Untuk bisa mengubah memori status masukan tersebut, diperlukan sumber tegangan sebagai pemicu masukan (pada PLC Omron CPM1A telah tersedia sumber tegangan (24 VDC). Gambar 2.2 Rangkaian Pengawatan PLC OMRON CPM1A 40 I/O ke beban.
2.1.1.2. Jalur Keluaran
Jalur keluaran PLC jenis ini berupa relay, dengan relay koneksi dengan piranti eksternal akan semakin mudah dilaksanakan.
Berikut adalah rangkaian keluaran PLC Omron :
Gambar 2.3 Rangkaian Keluaran PLC OMRON CPM1A.
2.1.1. Struktur Memori PLC OMRON CPM1A [8]
Beberapa bagian dalam memori PLC Omron CPM1A memiliki fungsi khusus. Masing-masing lokasi memori memiliki ukuran 16 bit atau 1 word, beberapa word membentuk daerah atau region. Daerah tersebut terdiri atas :
2.1.1.1. Daerah IR
Memori ini berfungsi sebagai tempat menyimpan status keluaran dan masukan PLC. Beberapa bit berhubungan langsung dengan terminal masukan dan keluaran PLC. Bit IR 000 berhubungan dengan terminal masukan ke-I, sedangkan terminal ke-IV berhubungan dengan IR000.5. daerah IR ini terdiri dari 3 macam area diantaranya, Area masukan, keluaran, dan Area kerja.
Tabel 2.2. Tabel Pembagian Area IR
Area Memori | Word | Bit | Fungsi | |
Area IR | Area masukan | IR000-IR009 (10 word) | IR000.00-IR009.15 (16 bit) | Bit ini dapat dialokasikan dalam terminal I/O. |
Area keluaran | IR010-IR019 (10 word) | IR010.00-IR019.15 (160 bit) | ||
Area kerja | IR200-IR231 (32 word) | IR200.00-IR231.15 (512 bit) | Bit ini bebas dipakai dalam program. | |
2.1.1.2. Daerah SR
Daerah ini merupakan bagian khusus digunakan sebagai bit kontrol dan status, biasanya digunakan sebagai fungsi pencacah. Misal, SR250 memiliki bit nomor 00 hingga 15 yang digunakan sebagai pengatur kontrol analog 0. sedangkan SR251 digunakan sebagai pengatur analog 1, SR 251,13 adalah Always ON Flag berarti kondisinya selalu aktif selama PLC menyala. SR251.14 adalah Always OFF Flag berarti kondisinya tidak akan pernah aktif selama PLC menyala.
2.1.1.3. Daerah TR
Merupakan daerah memori tang bertugas sebagai penyimpan data hingga batasan return saat dipindahkan ke sub-program selama proses eksekusi program.
2.1.1.4. Daerah HR
Bit pada daerah ini digunakan untuk menyimpan data dan tidak akan hilang meski PLC telah dilepas dari catu daya atau PLC telah dimatikan, karena menggunakan baterai.
2.1.1.5. Daerah AR
Daerah ini digunakan umtuk menyimpan bit-bit kontrol dan status (flag) seperti status PLC, kesalahan, waktu sistem dll. Daerah ini dilengkapi baterai pula, sehingga dat-data kontrol tetap tersimpan walaupun PLC tetap dimatikan.
2.1.1.6. Daerah LR
Daerah ini digunakan senagai pertukaran data saat dilkakukan konelsi atau hubungan dengan PLC yang lain. Daerah ini terdiri dari 16 word, LR000 hingga LR15 atau 256 bit, LR00.00 hingga LR15.15.
2.1.1.7. Daerah Pewaktu atau Pencacah
Daerah ini digunakan untuk menyimpan nilai pewaktu atau pencacah. Lokasinya terdapat sebanyak 128 lokasi (mulai TC000 sampai dengan TC127).2.1.1.1. Daerah DM
Daerah ini berisikan tentang data-data yang terkait pada pengaturan komunikasi dengan komputer dan data saat terdapat kesalahan. Pembagian area dalam DM ditunjukkan dalam tabel di bawah ini :
Tebel 2.3. Pembagian Area DM
Area Memori | Word | Fungsi | |
Area DM | Read/Write | DM000-DM009 DM1022-DM1023 (1002 Word) | Area DM dapat diakses dalam satuan Word. Nilai yang ada tersimpan walau PLC mati |
Error Log | DM1000-DM1021 (22 Word) | Untuk menyimpan kode kesalahan yang muncul. Word ini digunakan DM untuk baca/tulis jika fungsi pencatat kesalahan tidak dipakai. | |
Read - Only | DM6144-DM6599 (456 Word) | Tidak dapat ditumpangi data lain untuk program. | |
PC Setup | DM6600-DM6655 (56 Word) | Digunakan untuk menyimpan berbagai parameter yang mengontrol operasi PLC. | |
2.1.2. Intruksi – Intruksi [9]
Intruksi dibawah ini merupakan intruksi dasar yang digunakan oleh PLC OMRON System C-Series dimana setiap akhir program harus diberi intruksi dasar END yang menandakan data akhir program.
2.1.2.1. Instruksi LOAD (LD)
Intruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logic saja dan sudah dituntut untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti kontak NO relay.
Gambar 2.4 Simbol Load
2.1.3.2. Instruksi LOAD NOT (LDNOT)
Intruksi ini dibutuhkan apabila urutan kerja pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logic saja dan sudah dituntut mengeluarkan output.
Logikanya seperti kontak NC relay.
Gambar 2.5 Simbol Load Not (LDNOT)
2.1.3.3. Instruksi OR
Intruksi ini dibutuhkan apabila urutan kerja pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan satu output.
Logikanya seperti kontak NO relay.
Gambar 2.6 Simbol OR
2.1.3.4. Instruksi OR NOT
Intruksi ini dibutuhkan apabila urutan kerja pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan satu output.
Logikanya seperti kontak NC relay.
Gambar 2.7 Simbol OR NOT
2.1.3.5. Instruksi OUT/OUT NOT
Instruksi OUT/OUT NOT ini digunakan untuk mengeluarkan out put apabila semua kondisi logika ladder telah terpenuhi. Simbol dari instruksi dasar OUT NOT adalah sbagai berikut:Gambar 2.8 Simbol OUT/OUT NOT
2.1.3.6. Instruksi TIMER (TIM)
Intruksi timer dapat digunakan sebagai timer On-delay pada rangkaian relay. Timer number (N) merupakan memori timer yang akan ON ketika sinyal masukan TIM ON dan terus ON sepanjang waktu yang ditentukan oleh SV (set Value dengan time base 0,1 detik). Dengan kata lain timer N akan ON tertunda selama SV detik ketika sinyal TIM ON dan saat sinyal TIM OFF maka N juga akan OFF. Simbol dari instruksi timer didalam ladder diagram adalah sebagai berikut:
Gambar 2.9 Simbol Timer (TIM).
Operand Data Area
N : TC Number 000 – 511
SV : Set Value (Word,BCD) IO, AR, DM, HR, #
Fungsi lain dari timer adalah TIMH– High Speed Timer. Cara kerjanya TIMH sama dengan TIM kecuali time basenya yang berbeda yaitu: 0,01 detik.
2.1.3.7. Instruksi COUNTER (CNT)
Instruksi CNT merupakan salah satu instruksi counter down dari SV pada saat kondisi ON untuk mengubah sinyal input dari kondisi OFF Ke ON sebagai pemicu proses pencacahan. Masukan reset, angka counter, dan nilai set ( SV ) dapat diatur dalam program. Nilai set dapat diberikan antara 0000-9999. Simbol dari instruksi dasar counter adalah sebagai berikut:
Gambar 2.10 Simbol Counter (CNT).
Operand Data Area
N : TC Number 000 – 511
SV : Set Value (Word,BCD) IO, AR, DM, HR, #
Fungsi lain dari counter adalah CNTR (Reversible Counter). CNTR merupakan counter up / down pada saat di beri sinyal input/pulsa.2.1.3.6. Instruksi COMPARE (CMP)
Instriksi CMP digunakan untuk membandingkan dua buah data yang outputnya menghasilkan GR (greater than), EQ (Equal) and LE (less than) flag di dalam area SR. Simbol dari instruksi compare adalah sebagai berikut:
Gambar 2.11 Simbol Compare(CMP).
2.1.4. Metoda Pemograman [9]
Keuntungan utama dari penggunaan perangkat PLC adalah sifatnya yang dapat diprogram (programmable). Perubahan fungsi serta tugas yang akan dilakukan biasanya cukup dengan mengubah sedikit program yang ada. Perubahan unit input/output diperlukan bila terjadi perubahan pada jenis proses peralatan yang dikontrol.
Berdasarkan fungsi dari perangkat PLC secara keseluruhan. Ada beberapa metoda penulisan program yang biasa digunakan untuk pada berbagai merek PLC, yaitu Ladder Diagram (LD), Funtion Block Diagram (FBD), dan Instruction List (IL), atau gabungan dari ketiga metoda tersebut.
2.1.4.1. Ladder Diagram
Pada mulanya ladder diagram ini dikembangkan untuk mewakili logika relai. jalur vertikal kiri dan kanan masing-masing mempresentasikan jalur fasa dan netral saluran daya. Aliran daya diasumsikan dari kiri ke kanan.Gambar 2.12 Ladder Diagram
2.1.4.2. Function Block Diagram (FBD)
Metoda ini merupakan metoda yang mirip bentuknya dengan diagram logika. Hubungan yang terdapat pada masing-masing masukan (input) pada suatu keluaran (output) digambarkan dengan kotak persegi panjang dengan simbol yang menggambarkan fungsi masing-masing.
2.1.4.3. Instruction List
Instruction list terdiri dari tiga komponen yaitu : Operasi(operation), Operand dan parameter.
· Operasi : menyatakan fungsi apa yang harus dilakukan seperti : / (OR), &(AND), dan lain-lain.
· Operand : menggambarkan kemana informasi operasi dilaksanakan.
2.1.5. CX- Programmer [1]
CX- Programmer merupakan sebuah perangkat lunak Produksi Omron Corporation. CX – Programmer yang digunakan penulis kali ini adalah Versi 3.2. Program ini dapat digunakan untuk PLC Omron C series, CV series, dan SR series.
2.1.5.1. Menginstal CX – Programmer
Untuk menginstal CX- programmer terbagi atas dua komponen yaitu CX- server dan Cx- Programmer. Fasilitas autorun, maka tahap instalasi dapat langsung dilanjutkan dengan langsung memilih icon setup yang muncul pada layer pertama kali. Kemudian dilanjutkan dengan memilih install Cx- programmer yang selanjutnya akan menampilkan pilihan bahasa. Setelah mengikuti instruksi yang ada selanjutnya adalah pengisian nomor lisensi yang dapat diisi dengan memasukan 16 angka yang terdapat pada cover CD CX- Programmer. Selanjutnya proses penginstalan berlangsung.
2.1.5.2. Memulai Pemograman dengan Cx- programmer
Setelah Proses Instalasi selesai maka dapat dilakukan pembuatan program pengontrolan pada CX – programmer, bagian Utama dari CX – Programmer adalah sebagai berikut:
Gambar 2.13 Bagian Utama CX- Programmer
Beberapa bagian utama CX- Programmer berikut fungsinya dapat dilihat pada table berikut:
Tabel 2.4. Bagian dan Fungsi CX – Programmer
Nama Bagian | Fungsi |
Title Bar | Menunjukan nama file atau data tersimpan dan dibuat pada CX- Programmer |
Menus | Pilihan Untuk memilih Menu |
Toolbar | Pilihan untuk memilih fungsi dengan menekan tombol. Select[view] à Toolbar Kemudian dapat memilh toobar yang ingin ditampilkan. |
Section | Dapat membagi program kedalam beberapa blok. Masing masing blok dapat dibuat atau ditampilkan. |
Project WorkSpace Project Tree | Mengatur program dan data. Dapat membuat duplikat dari setiap elemen dengan melakukan Drag dan Drop diantara proyek yang berbeda atau melalui suatu proyek. |
Ladder Window | Layar sebagai tampilan atau membuat diagram ladder. |
Output Window | · Menunjukan informasi error saat melakukan compile ( error check ). · Menunjukan hasil dari pencarian kontak / koil didalam list form. · Menunjukan detail dari error yang ada pada saat loading suatu proyek. |
Status Bar | Menunjukan suatu informasi seperti nama PLC, status on line / offline, lokasi dari cell yang sedang aktif. |
Information window | Memapilkan window uang menunjukan shortcut key yang digunakan pada CX – programmer. |
Symbol Bar | Menampilkan nama, alamat atau nilai dan comment dari symbol yang sedang dipilih cursor. |
Setelah mengetahui bagian serta fungsi utama dari pemogram PLC menggunakan CX- programmer , maka klik New maka akan muncul windows seperti berikut:Gambar 2.14 CX- Programmer New Project.
Isikan informasi pada tempat yang telah disediakan antara lain nama Project dan type Device.
2.1.5.3. Pengiriman Program Ke PLC CPM1A
Setelah penulisan ladder diagram selesai dan di simpan, maka selanjutnya PLC dapat di download. Pertama tama program yang telah selesai di compile dengan menekan tombol pada menu Toolbar, dan periksa apakah terdapat error pada program yang telah dibuat . Ada tiga cara untuk fungsi Online, yaitu sebagai berikut:
- Normal Online, yaitu oneline pada saat project masih aktif , yaitu dengan menekan tombol
- Auto Online, Yaitu online yang secara otomatis mengenali PLC yang terhubung dan memungkinkan untuk PLC online, yaitu dengan menekan tombol
- Online with simulator, yaitu dengan menekan tombol
Setelah Online kita dapat melihat hasil dari program setelah terlebih dahulu menekan tombol.Yang perlu diperhatikan saat akan online yaitu memilih port yang digunkan untuk berkomunikasi dari PC ke PLC, dari menu Auto online akan terdapat menu pilihan jenis port yang dapat digunakan seperti gambar berikut:
Gambar 2.15 Select Serial Port
2.5.1 Push Button ( Saklar Tekan )
Push Button adalah komponen listrik yang berfungsi untuk menyambung dan memutuskan arus listrik, saklar ini merupakan saklar yang bekerja tanpa pengunci sehingga jika tekanan dilepaskan maka kontak akan kembali ke posisi semula atau bekerja menyambung dan memutuskan arus listrik hanya sesaat. Jenis saklar ini ada NO atau NC. Simbol saklar tekan (push button) sebagai berikut :
a. Normally Open (NO) b. Normally close (NC)
Gambar 2.4.5 Simbol Pushbutton NO Gambar 2.4.6 Simbol Pushbutton NC
2.5.2 Lampu Indikator (Pilot Lamp)
Indikator yang berfungsi untuk memberitahukan/menandakan bahwa suatu sistem itu bekerja atau terjadi gangguan. Lampu tanda/indikator mempunyai beberapa warna dan warna pada lampu indikator itu mempunyai makna dan maksud tertentu yaitu
1. lampu tanda warna merah menandakan bahawa sistem/komponen dalam keadaan terjadi gangguan/berhenti.
lampu tanda warna hijau menandakan bahwa sistem dalan keadaan siap kerja atau sedang bekerja.
