Rancangan Instalasi Kendali (PLC 01)

1
Sistem Kendali di Industri
PRAKTIKUM RANCANGAN INSTALASI KENDALI

• Anton Firmansyah
• Politeknik Negeri Sriwijaya
• Teknik Listrik

2
Sistem kendali dalam teknik listrik mempunyai
arti suatu peralatan atau sekelompok peralatan
yang digunakan untuk mengatur fungsi kerja suatu
mesin dan memetakan tingkah laku mesin tersebut
sesuai dengan yang dikehendaki. Fungsi kerja
mesin tersebut mencakup antara lain menjalankan
(start), mengatur (regulasi), dan menghentikan
suatu proses kerja. Pada umumnya, sistem kendali
merupakan suatu kumpulan peralatan listrik atau
elektronik, peralatan mekanik, dan peralatan lain
yang menjamin stabilitas dan transisi halus serta
ketepatan suatu proses kerja. Sistem kendali
mempunyai tiga unsur yaitu input, proses, dan
output.
Pendahuluan

• Diagram Blok sistem kendali

3
Input pada umumnya berupa sinyal dari
sebuah transduser, yaitu alat yang dapat merubah
besaran fisik menjadi besaran listrik, misalnya
tombol tekan, saklar pembatas, termostat, dan
lain-lain. Transduser memberikan informasi
mengenai besaran yang diukur, kemudian informasi
ini diproses oleh bagian proses. Bagian proses
dapat berupa rangkaian kendali yang menggunakan
peralatan yang dirangkai secara listrik, atau
juga berupa suatu sistem kendali yang dapat
diprogram, misalnya PLC. Pemrosesan informasi
(sinyal input) menghasilkan sinyal output yang 
selanjutnya digunakan untuk mengaktifkan aktuator
(peralatan output) yang dapat berupa motor
listrik, kontaktor, katup selenoid, lampu, dan
sebagainya. Dengan peralatan output, besaran
listrik diubah kembali menjadi besaran fisik.
Sistem kendali dibedakan menjadi dua, yaitu
sistem kendali loop terbuka dan sistem kendali 
loop tertutup.
Komponen Sistem Kendali
4
Sistem Kendali Loop Terbuka  
Diagram Blok sistem kendali loop terbuka

• proses pengendalian dimana variabel input
  mempengaruhi output yang dihasilkan. Gambar
  diatas menunjukkan diagram blok sistem kendali
  loop terbuka. Tidak ada informasi yang diberikan
  oleh peralatan output kepada bagian proses
  sehingga tidak diketahui apakah hasil output
  sesuai dengan yang dikehendaki.

5
Sistem KendaliLoop Tertutup

• suatu proses pengendalian dimana variabel yang
  dikendalikan (output) disensor secara kontinyu,
  kemudian dibandingkan dengan besaran acuan.
• Variabel yang dikendalikan dapat berupa hasil
  pengukuran temperatur, kelembaban, posisi
  mekanik, kecepatan putaran, dan sebagainya. Hasil
  pengukuran tersebut diumpan-balikkan ke
  pembanding (komparator) yang dapat berupa
  peralatan mekanik, listrik, elektronik, atau
  pneumatik.
• Pembanding membandingkan  sinyal sensor yang
  berasal dari variabel yang dikendalikan dengan
  besaran acuan, dan hasilnya berupa sinyal
  kesalahan. Selanjutnya, sinyal kesalahan
  diumpankan kepada peralatan kendali dan diproses
  untuk memperbaiki kesalahan sehingga menghasilkan
  output sesuai dengan yang dikehendaki. Dengan
  kata lain, kesalahan sama dengan nol.

Diagram Blok sistem kendali loop tertutup
6
Sistem Kendali PLC

• Sistem kendali PLC hadir dalam berbagai bentuk
  dan beragam dalam skala impelemntasinya
  dari power plant sampai ke mesin semikonduktor.
  Sebagai hasil dari perkembangan teknologi,
  tugas-tugas kendali yang rumit dimudahkan oleh
  sistem kendali otomatis yang secara umum dalam
  dunia industri berupa Programmable Logic
  Controller (PLC), komputer host, dan lain
  sebagainya. Selain antarmuka sinyal (signal
  interfacing) ke perangkat kerja (seperti panel
  operator, motor-motor, sensor-sensor,
  sakelar-sakelar, katup solenoid dan sebagainya),
  kemampuan di dalam komunikasi jaringan
  memungkinkan implementasi dalam skala yang lebih
  besar dan koordinasi berbagai proses juga
  menyediakan fleksibelitas yang tinggi dalam
  merealisasikan sistem kendali terdistribusi.

• Programmable Logic Controller

• Pada sistem otomasi, PLC merupakan Jantung
  sistem kendali. Dengan program yang disimpan
  dalam memori PLC, dalam eksekusinya, PLC dapat
  memonitor keadaan sistem melalui sinyal dari
  peralatan input, kemudian didasarkan atas logika
  program menentukan rangkaian aksi pengendalian
  peralatan output luar.
• PLC dapat digunakan untuk mengendalikan
  tugas-tugas sederhana yang berulang-ulang
  (sekuensial), atau di-interkoneksi dengan yang
  lain menggunakan komputer (host) melalui sejenis
  jaringan komunikasi untuk mengintegrasikan
  pengendalian proses yang kompleks.

kendali PLC terpusat
Konsep apliksi PLC
7
Sistem Kendali PLC
Programmable Logic Controller

• Setiap komponen dalam sistem kendali memegang
  peranan penting (tanpa melihat dimensinya) dalam
  proses yang dijalankan. Sebagai contoh blok
  diagram loop terbuka yang memperlihatkan bahwa
  PLC tidak dapat mengetahui apa yang terjadi tanpa
  adanya perangkat sensor. Apabila diperlukan,
  sebuah komputer host dapat dipasang untuk
  mengkoordinasikan aktifitas kendali pada level
  dasar (shop floor atau device level).
• PLC, sekarang juga dikenal sebagai Programmable
  Controller atau Programmable Automations
  Controller (PAC) merupakan perangkat kendali
  logika yang termasuk keluarga  komputer yang
  dapat diprogram secara berulang-ulang. PLC dapat
  menyimpan intruksi-instruksi logika,
  seperti sequencing, timing, counting, data
  manipulation, dan communication untuk
  mengendalikan mesin-mesin industri dan
  proses-proses industri..
• PLC juga dapat didefinisikan sebagai komputer
  industri yang didesain dengan arsitektur khusus,
  baik dalam unit sentral dalam PLC itu sendiri,
  maupun rangkaian antarmukanya dengan
  perangkat-perangkat kendali (koneksi Input/Output 
  (I/O) dengan dunia nyata).

8
Perspektif Sejarah PLC

• Hydromantic Division of General Motors
  Corporation menentukan kriteria (spesifikasi) PLC
  pertama kalinya sekitar tahun 1968. Tujuan
  utamanya untuk mengeliminasi Pengeluaran
  (cost) sehubungan dengan ketidak flexibelan
  sistem kendali rele (relay-logic). Spesifikasi
  memerlukan sistem solid-state dengan
  fleksibilitas sehandal komputer yang dapat
  bertahan dalam lingkukan industri, mudah
  diprogram dan diperbaiki oleh para engineer dan
  teknisi, serta dapat dipakai berulang-ulang.
  Sistem kendali itu (dalam hal ini PLC) dapat
  mengurangi waktu sisa (downtime) dari mesin-mesin
  industri dan menyediakan perluasan untuk masa
  depan.

9
Perspektif Sejarah PLC

• Beberapa spesifikasi PLC, yakni
• Cost competitive, harus mampu bersaing harga
  dengan menggunakan sistem relay-logic,
• sistem tersebut mampu bertahan dalam lingkungan
  industri,
• expandability, antar muka input dan output dapat
  diganti dengan mudah,
• modularity, desain dalam bentuk modular, sehingga
  mudah dalam proses subassembly dan penggantian
  ataupun perbaikan,
• mampu melewatkan/mengirimkan data ke sistem
  sentral,
• reusable, dapat dipakai berulang-ulang,
• programmability, metode pemrogrammannya haruslah
  mudah, sehingga mudah dimengerti oleh personil
  yang menangani sistem tersebut.

10
PLC yang pertama

• Untuk memenuhi spesifikasi yang ditetapkan oleh
  Hydramatic Division of General Motors
  Corporation, akhirnya pada tahun 1969 PLC yang
  pertama berhasil ditemukan. PLC ini memberikan
  terobosan bagi teknologi kendali yang baru. PLC
  ini memiliki fitur serupa relay-logic untuk
  menggantikan fungsi pengawatan fisik (hardwired) p
  ada sistem kendali relay logic.
• Dalam kurun waktu yang singkat, PLC mulai
  digunakan untuk berbagai jenis industri lainnya.
  Pada tahun 1971, penggunaan PLC sebagai
  pengganti relay-logic semakin luas di dunia
  industri.

11
Konsep design PLC

• PLC keluaran pertama memiliki fitur yang lebih
  sempit, yakni hanya berfokus sebagai pengganti
  relay-logic. Fungsi utamanya adalah untuk
  menghasilkan operasi sekuensial mesin mesin
  industri, sepertihalnya relay-logic. Operasi ini
  berupa kendali ON/OFF dari mesin-mesin dan
  proses-proses industri yang memerlukan operasi
  pengulangan, misalnya pada aplikasi transfer
  line, grinding dan boring machine. Meskipun
  demikian, PLC mengalami kemajuan yang pesat
  dibandingkan relay-logic. PLC ini sangat mudah
  diinstall, membutuhkan ruang yang lebih kecil,
  dan tentunya energi yang dikonsumsi juga lebih
  kecil, memiliki indikator yang memudahkan troubles
  hooting, dan tidak seperti relay, PLC dapat
  dipakai kembali setelah discrapped.
• Bila dibandigkan dengan sistem instrumentasi analo
  g, relay-logic, dan IC-digital  microprosessor,
  PLC termasuk pengendali jenis baru. Meskipun
  fitur fitur PLC terus dikembangkan selama
  bertahun-tahun, seperti kecepatan operasi,
  jenis-jenis ntarmuka, kemampuan pemrosesan data,
  spesifikasinya tetap mengacu pada kriteria design
  semula, yakni PLC sederhana untuk digunakan dan
  dirawat (maintain).

12
PLC sekarang ini.......

• Berbagai teknologi berhasil mengembangkan PLC.
  Perkembangan ini tidak hanya pada segi desainnya,
  melalinkan pendekatan filosopi dari arsitektur
  sistem kendali. Perubahan terjadi
  pada hardware dan software-nya. Berikut ini
  adalah beberapa pencapaian perkembangan terkini
  dari PLC
• Scan time yang lebih cepat telah dapat dicapai
  dengan menggunakan microprocessor dan teknologi
  elektronika,
• Dimensinya yang semakin kecil baik small maupun mi
  cro low-cost PLC , sehingga harganya menjadi
  lebih murah dengan fitur-fitur yang spesifik.
• Modular I/O system yang menawarkan high-density
  I/O system yang menyediakan antarmuka space-effici
  ent.
• Intelligent, antarmuka I/O berbasis microprocessor
   dapat diekpansi untuk pemrosesan terpusat.
  Antarmuka tipikal termasuk PID (Proportional
  Intergral Derivative), network, Canbus, fieldbus,
  ASCII communication, positioning, dan language
  modules (seperti bahasa Basic, Pascal dan C).
• Peningkatan dalam desain mekanis termasuk adanya
  terminal I/O dan unit-unit integral.
• Peralatan peripheral meningkatkan teknik
  antarmuka dengan operator dan dokumentasi sistem
  sekarang merupakan bagian standar dari sistem.

13
PLC out seal
14
Large Image Slide

• Berbagai teknologi berhasil mengembangkan PLC.
  Perkembangan ini tidak hanya pada segi desainnya,
  melalinkan pendekatan filosopi dari arsitektur
  sistem kendali. Perubahan terjadi
  pada hardware dan software-nya. Berikut ini
  adalah beberapa pencapaian perkembangan terkini
  dari PLC
• Scantime yang lebih cepat telah dapat dicapai
  dengan Menggunakan  microprocessor  dan teknologi
  elektronika,
• Dimensinya yang semakin kecil baik small maupun mi
  cro low-cost PLC , sehingga harganya menjadi
  lebih murah dengan fitur-fitur yang spesifik.
• Modular I/O system yang menawarkan high-density
  I/O system yang menyediakan antarmuka space-effici
  ent.
• Intelligent, antarmuka I/O berbasis microprocessor
   dapat diekpansi untuk pemrosesan terpusat.
  Antarmuka tipikal termasuk PID (Proportional
  Intergral Derivative), network, Canbus, fieldbus,
  ASCII communication, positioning, dan language
  modules (seperti bahasa Basic, Pascal dan C).
•   Peningkatan dalam desain mekanis termasuk
  adanya terminal I/O dan unit-unit integral.
• Peralatan peripheral meningkatkan teknik
  antarmuka dengan operator dan dokumentasi sistem
  sekarang merupakan bagian standar dari sistem.

Modular PLC
15
Large Image Slide
Modular PLC
16
Fiture terbaru PLC....
PLC memberikan banyak kelebihan dari yang
diperkirakan. PLC mampu berkomunikasi dengan
sistem kendali yang lain, PLC juga dapat
menghasilkan laporan produksi, penjadualan
produksi, dan diagnosa pada kesalahan dari mesin
atau proses industri. Perluasan PLC memberi
kontribusi yang penting pada pendapatan kualitas
dan produktifitas yang tinggi. Sampai saat ini,
PLC telah dikembangkan dengan kemampuan untuk
kendali jaringan Internet, kolaborasi dengan
sistem Computer Integrated Manufacturing (CIM),
sampai ke dukungan interface grafis (GUI) pada
Human Machine Interface (HMI/SCADA).
17
Fiture terbaru PLC....
18
Keunggulan PLC....

• Di dunia industri yang serba kompetitif pada
  dewasa ini, efisiensi produksi secara umum
  merupakan kunci sebuah kesuksesan. Efisiensi
  produksi meliputi bidang yang sangat luas seperti
  
• kecepatan peralatan produksi dan set up produksi
  lebih mudah
• harga material dan tenaga kerja yang rendah dari
  sebuah produksi
• perbaikan kualitas dan memperkecil kesalahan
• memperkecil waktu prouksi.
• rendahnya dari peralatan produksi.

19
Keunggulan PLC....
Programmable controller menjawab beberapa
kebutuhan diatas dan merupakan sebuah faktor
kunci dalam efisiensi produksi di industri. Dalam
konsep tradisional, automasi hanya dapat
digunakan untuk memproduksi satu jenis item.
Sekarang perlu mengotomatisasi produksi dengan
berbagai macam variasi yang baik, dalam jumlah
yang cukup, seperti produksivitas yang lebih
tinggi dan penambahan investasi dan peralatan
yang kecil. Dalam sistem produksi yang
fleksibel, programmable controller merupakan
jawabannya. Sistem ini meliputi peralatan
otomatis seperti Non Conection mesin, robot-robot
industri, transportasi otomatis dan komputer
kontrol dari produksi  PLC baik digunakan dalam
sistem produksi otomasi. Pada saat rele-rele
elektromagnetik digunakan, rele kontrol panel
menjadi pusat pengendalian yang sekuensial. Dan
bila transistor-transistor digunakan, juga
dilengkapi dengan rele-rele elektromagnetik.
Sekarang, sistem kontrol telah dikembangkan 
meliputi sistem industri yang lengkap dan
dikombinasikan dengan kontrol umpan balik,
pemrosesan data dan sistem monitor sentral.
Sistem kontrol konvensional digital tidak dapat 
berperilaku seperti programmable logic control.
 Secara umum berikut ini adalah Perbandingan
antara sistem kontrol digital dan  PLC.
20
Buat Resume...........
Mengapa PLC diminati?.........