PENGONTROLAN TRAFFIC LIGHT PADA JALAN SIMPANG EMPAT DENGAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER TWIDO TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi persyaratan guna menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Jurusan/Program Studi Teknik Listrik pada Politeknik Professional Mandiri Medan
Oleh YEYEB A.HAKISYA
NIM. 3.0302002
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN ELEKTRO POLITEKNIK PROFESSIONAL MANDIRI MEDAN 2005
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir Dengan Judul :
PENGONTROLAN TRAFFIC LIGHT PADA JALAN SIMPANG EMPAT DENGAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER TWIDO Oleh : YEYEB A.HAKISYA
Telah diperiksa dan dinyatakan selesai serta dapat diajukan dalam sidang ujian . Medan, Juli 2005 Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Boas Aritonang, S.T
Drs. M.Naibaho,S.T
Direktur
Ketua Jurusan Elektro
Drs. Kesman Tampubolon
Drs. Tudenwan Sirait
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN ELEKTRO POLITEKNIK PROFESSIONAL MANDIRI MEDAN 2005
ii
PERSETUJUAN KOMISI UJIAN TUGAS AKHIR D-III
Tanda Tangan
1. Wiono, S.Pd Penguji I
………………….
2. Drs. Agus Sakti Rambe , M.Pd Penguji II
…………………..
3. H. Tambunan, S.Sos Penguji III
…………………..
MAHASISWA : Nama
: YEYEB A.HAKISYA
NIM
: 3.0302002
Tanggal Ujian
:
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan karuniaNya, penulis dapat menyelesaikan makalah ini yang berjudul “PENGONTROLAN TRAFFIC LIGHT PADA JALAN SIMPANG EMPAT
DENGAN
PROGRAMMABLE
LOGIC
CONTROLLER
TWIDO“,
makalah ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Program Diploma III Guru Kejuruan di Pusat Pengembangan Penataran Guru Teknologi Medan . Selanjutnya penulis penulis
menyadari sepenuhnya bahwa makalah ini jauh dari
sempurna baik isi, bentuk maupun susunannya, maka dari itu seandainya ada kesalahan atau kekeliruan dari penulisan makalah ini, maka koreksi ataupun kritik sehat sangat penulis harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Pada kesempatan ini juga penulis mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar -besarnya kepada : 1. Ayahanda dan Ibunda serta ayunda dan adinda tercinta yang telah banyak memberikan dukungan kepada penulis untuk selalu giat dalam belajar. 2. Bapak Ir. H. Ponijan Asri, M.M, selaku Kepala Pusat Pengembangan Penataran Guru Teknologi Medan dan sekaligus sebagai pelindung yayasan PPM . 3. Bapak Drs. Kesman Tampubolon, Selaku Direktur Yayasan Politeknik Professional Mandiri (PPM) Medan . 4. Bapak Drs. H. Sebayang, Selaku PUDIR I .
iv
5. Bapak Drs. T. Sirait, Selaku Ketua Jurusan Elektro . 6. Bapak Drs. Boas Aritonang, S.T, Selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik dan sekaligus sebagai pembimbing I. 7. Bapak Drs. M. Naibaho, S.T, Selaku Pembimbing II. 8. Seluruh Bapak/Ibu Dosen dan Staf di PPPGT Medan. 9. Adinda Dewi Yulianti yang kusayangi. 10. Rekan-rekan sesama mahasiswa serta semua pihak yang berperan dalam penyelesaian makalah ini. Atas bantuan fasilitas serta bimbingan maupun nasehat-nasehat yang telah diterima dan dipergunakan oleh penulis maka dengan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak , semoga jasa-jasa yang baik yang telah diberikan , mendapat imbalan amal yang baik dari Tuhan Yang Maha Esa . Akhir kata penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya guna menambah ilmu pengetahuan.
Medan , Juli 2005 Penulis
Yeyeb A.Hakisya NIM. 3.0302002
v
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL............................................................... JUDUL...................................................................................... .......................... ... i LEMBAR PENGESAHAN ............................................ ................................................................... .................................. ........... ii LEMBAR PERSETUJUAN................................................ PERSETUJUAN....................................................................... .............................. ....... iii KATA PENGANTAR ............................................ .................................................................... .......................................... .................. iv DAFTAR ISI ............................................ ................................................................... .............................................. .................................. ........... vi DAFTAR TABEL..................... TABEL ............................................ .............................................. .............................................. .......................... ... x DAFTAR GAMBAR ............................................... ...................................................................... ......................................... .................. xi DAFTAR LAMPIRAN........................................................... LAMPIRAN.................................................................................. .......................... ... xv BAB I : PENDAHULUAN..................................... PENDAHULUAN............................................................ ...................................... ............... 1 A. Latar Belakang Masalah.................................. Masalah......................................................... .......................... ... 1 B. Identifikasi Masalah ............................................ .................................................................. ...................... 2 C. Batasan Masalah.......................................... Masalah................................................................. .............................. ....... 3 D. Alasan Pemilihan Judul........................................... Judul............................................................. .................. 4 E. Tujuan Penulisan ............................................. .................................................................... .......................... ... 4 BAB II : PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER DAN PERALATAN PERALATAN PENGONTROLAN..................................... PENGONTROLAN..................................... 6 A. Programmable Logic Controller........................... Controller................................................. ...................... 6 1. Latar belakang dan perkembangan PLC .............................. .............................. 6 2. Apakah itu PLC ? ........................................... ................................................................. ...................... 8 3. Bagian-bagian Bagian-bagian PLC ............................................ .............................................................. .................. 12 4. Prinsip kerja kerja programmable logic controller..................... controller........................ ... 16
vi
5. Waktu scan...................... scan ............................................. .............................................. .............................. ....... 17 6. Bahasa pemrograman..................... pemrograman ............................................ ...................................... ............... 18 B. PLC Twido .............................................. ..................................................................... .................................. ........... 20 1. Bagian-bagian PLC PLC Twido.................................................... Twido.................................................... 24 C. Expansion I/O modules .............................................. ............................................................. ............... 25 D. TwidoSoft............................................................ TwidoSoft.................................................................................. ...................... 26 1. Menginstall program TwidoSoft .......................................... .......................................... 28 2. Konfigurasi PLC Twido..................... Twido ............................................ .................................. ........... 34 3. Membuat aplikasi baru pada pada program TwidoSoft................ 36 E. Prinsip pemrograman TwidoSoft..................... TwidoSoft............................................ .......................... ... 38 1. Input ........................................... ................................................................... .......................................... .................. 38 2. Output............................................................. Output................................................................................... ...................... 38 3. Internal bits............................................. bits.................................................................... .............................. ....... 39 4. Timer ON delay............................................... delay..................................................................... ...................... 40 F. Membuat ladder diagram pada TwidoSoft ................................ ................................ 43 1. Instruksi utama ladder diagram...................... diagram ............................................ ...................... 43 2. Link elements ............................................. .................................................................... .......................... ... 44 3. Programming grid .............................................. ................................................................ .................. 44 4. Ladder palette toolbar ........................................... .......................................................... ............... 45 G. Menyimpan Program................................................ Program.................................................................. .................. 47 H. Transfer PC ke Controller ........................................... .......................................................... ............... 48 I. Switching to RUN............................. RUN..................................................... .......................................... .................. 50 J. Animation Table.................... Table ........................................... .............................................. .............................. ....... 50
vii
K. Komponen Peralatan Peralatan Kontrol..................................................... Kontrol..................................................... 52 1. MCB................................................................ MCB...................................................................................... ...................... 52 2. Sakelar SPST....................................................... SPST......................................................................... .................. 54 3. Relai ........................................... ................................................................... .......................................... .................. 54 BAB
III : PENGONTROLAN TRAFFIC LIGHT PADA JALAN SIMPANG EMPAT DENGAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ............................ ............................ 56 A. Sistem kerja kerja traffic light pada jalan simpang empat ............... 56 B. Diagram Signal Rangkaian............................ Rangkaian................................................... .......................... ... 63 C. Peralatan kontrol............................ kontrol.................................................... .......................................... .................. 64 1. MCB............................................................... MCB..................................................................................... ...................... 64 2. Relai ........................................... ................................................................... .......................................... .................. 64 3. Sakelar SPST.................................................. SPST........................................................................ ...................... 65 4. Lampu ............................................ ................................................................... ...................................... ............... 65 5. Penghantar...................................................... Penghantar............................................................................ ...................... 66 D. Programming Ladder Ladder Diagram (LD) Traffic Ligh Pada Jalan Simpang Empat Dengan PLC TWDLCAA24DRF Yang Ditambah Expansion I/O Modules TWDDMM24DRF........................................................... TWDDMM24DRF.................................... .............................. ....... 67 E. Rangkaian Kontrol Traffic Light Light Pada Jalan Jalan Simpang Empat Dengan PLC TWDLCAA24DRF TWD LCAA24DRF Dan Expansion I/O Modules TWDDMM24DRF ............................................ ............................................ 75 1. Bagian Input ............................................. .................................................................... .......................... ... 75
viii
2. Bagian Output .............................................. .................................................................... ...................... 76 F. Rangkaian Utama Utama Pengontrolan Pengontrolan Traffic Light Pada Pada Jalan Simpang Empat..................... Empat ............................................ ......................................... .................. 80 G. Mentransfer program yang yang tersimpang pada memori PC ke dalam memori PLC ............................................. ............................................................ ............... 82 H. Membuat animation animation table input input output pada software TwidoSoft V2.5................................................. V2.5....................................................................... ...................... 83 I. Menjalankan Program Yang Tersimpan Pada Memori PLC ............................................ ................................................................... ............................................. ...................... 84 BAB
IV : KESIMPULAN DAN SARAN ............................................ ................................................... ....... 85 A. Kesimpulan ........................................... .................................................................. .................................. ........... 85 B. Saran.................................................................. Saran........................................................................................ ...................... 86
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN
ix
DAFTAR TABEL Halaman TABEL I : PERBANDINGAN ANTAR WIRED LOGIC DENGAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ........................ ........................ 7 TABEL II : MAXIMUM HARDWARE CONFIGURATION .................... 20 TABEL III .: MAXIMUM SOFTWARE SOFTWARE CONFIGURATION................ CONFIGURATION..................... ..... 21 TABEL IV : RELAI OUTPUT SPESIFICATION...................................... SPESIFICATION........................................ 22 TABEL V : SPESIFICATION EXPANSION I/O MODULES .................. 26 TABEL VI : BAGIAN INPUT DAN FUNGSINYA ................................... ................................... 75 TABEL VII : BAGIAN OUTPUT DAN FUNGSINYA FUNGSINYA ............................... ............................... 76
x
DAFTAR GAMBAR Halaman GAMBAR 1 : Fungsi PLC.................... PLC ........................................... .............................................. ................................ ......... 9 GAMBAR 2 : Diagram Input Output pada PLC.......................................... PLC.......................................... 10 GAMBAR 3 : Konfigurasi computer........................................... computer........................................................... ................ 13 GAMBAR 4 : Konfigurasi PLC................................................... PLC................................................................... ................ 13 GAMBAR 5 : Skema prinsip kerja PLC...................................... PLC...................................................... ................ 16 GAMBAR 6 : Siklus scan secara umum.................................. umum...................................................... .................... 17 GAMBAR 7 : Ilustrasi pembacaan ladder diagram melalui rangkaian analog .............................................. .................................................................. .................... 19 GAMBAR 8. : Bentuk dari PLC Twido type TWDLCAA24DRF ............................................ ..................................................... ......... 23 GAMBAR 9
: Skema blok input output PLC TWDLCAA24DRF............. TWDLCAA24DRF............. 23
GAMBAR 10 : Bagian-bagian PLC TWDLCAA24DRF............... TWDLCAA24DRF............................ ............. 24 GAMBAR 11. : Bentuk dari expansion expansion I/O modules TWDDMM24DRF......................................................... TWDDMM24DRF.................................. ............................ ..... 25 GAMBAR 12 : Skema blok input-output expansion TWDDMM24DRF......................................................... TWDDMM24DRF.................................. ............................ ..... 25 GAMBAR 13 : Hubungan Computer Ke PLC ............................................ .............................................. 27 GAMBAR 14 : Kotak dialog TwidoSoft 1.0 ............................................ ................................................. ..... 29 GAMBAR 15 : Kotak dialog Welcome to TwidoSoft Setup ......................... ......................... 29 Agreement ......................................... GAMBAR 16 : Kotak dialog License Agreement ......................................... 30
GAMBAR 17 : Kotak dialog Choose Destination Location ........................ ........................ 31
xi
Type...................................................... ..... 32 GAMBAR 18 : Kotak dialog Setup Type.................................................
GAMBAR 19 : Kotak dialog Select Program Folder .................................. .................................. 32 GAMBAR 20 : Kotak dialog Start Copying Files ........................................ ........................................ 33 GAMBAR 21 : Kotak dialog proses pengcopian File .................................. .................................. 33 GAMBAR 22 : Kotak dialog Setup Complete ............................................. ............................................... 34 GAMBAR 23 : Tampilan jendela Twidosoft................................... Twidosoft................................................ ............. 36 GAMBAR 24 : Kotak dialog Change base control ...................................... ...................................... 36 GAMBAR 25 : Kotak dialog PL707 Win ............................................. ...................................................... ......... 37 GAMBAR 26 : Base control pada application browser................................ 37 GAMBAR 27 : Penempatan input pada PLC Twido .................................... .................................... 38 GAMBAR 28 : Penempatan output pada PLC Twido .................................. .................................. 39 GAMBAR 29 : Cara kerja Timer ON Delay ............................................ ................................................. ..... 40 GAMBAR 30 : Bentuk timer dalam ladder diagram pada TwidoSoft ......... 41 GAMBAR 31 : Kotak dialog timers ............................................ ............................................................. ................. 41 GAMBAR 32 : Programming Grid....................................... Grid.............................................................. ......................... 44 GAMBAR 33 : Ladder palette toolbar................................... toolbar.......................................................... ......................... 45 GAMBAR 34 : Kotak dialog Ladder Viewer .............................................. ................................................ 46 GAMBAR 35 : Contoh ladder diagram pada ladder editor .......................... .......................... 47 GAMBAR 36 : Kotak dialog Save In .............................................. ........................................................... ............. 48 GAMBAR 37 : Langkah pertama transfer PC ke Controller....................... Controller ......................... 49 GAMBAR 38 : Langkah kedua transfer PC ke Controller ........................... ........................... 49 GAMBAR 39 : Langkah ketiga transfer PC ke Controller ........................... ........................... 49 GAMBAR 40 : Kotak dialog information switcing to RUN ........................ ........................ 50
xii
GAMBAR 41 : Contoh ladder yang akan dibuat animation table ............................................ ................................................................... ......................... 51 GAMBAR 42 : Langkah pertama membuat animation table ........................ ........................ 51 GAMBAR 43 : Langkah kedua membuat animation table...................... table ........................... ..... 51 GAMBAR 44 : Tampilan Animation Animation Table Table pada pada waktu program dijalankan ............................................ ................................................................... ................................ ......... 52 GAMBAR 45 : Simbol miniatur circuit breaker.............................. breaker........................................... ............. 53 GAMBAR 46 : Konstruksi MCB.............................................. MCB.................................................................. .................... 53 GAMBAR 47 : Simbol Simbol sakelar sakelar SPST ............................................ ............................................................ ................ 54 GAMBAR 48 : a. Konstruksi relai dengan kontak tukar .............................. .............................. 55 b. Simbol Si mbol relai ............................................ ................................................................... ......................... 55 GAMBAR 49 : Keadaan lampu lalu lintas pada persimpangan jalan........... 56 GAMBAR 50 : Arti warna – warna lampu lalu lintas .................................. .................................. 57 GAMBAR 51 : Penempatan traffic light light pada pada jalan simpang empat............ 58 GAMBAR 52 : Skema kerja saat lampu lampu dijalan dijalan satu satu berwarna berwarna hijau........... 59 GAMBAR 53 : Skema kerja saat saat lampu dijalan dua berwarna hijau ............ 60 GAMBAR 54 : Skema kerja saat lampu dijalan tiga berwarna hijau ........... 61 GAMBAR 55 : Skema kerja saat lampu dijalan empat berwarna hijau ....... 62 GAMBAR 56 : Diagram signal traffic light pada pada jalan simpang empat....... 63 GAMBAR 57 : Contoh lampu lalu lintas................................................. lintas...................................................... ..... 66 GAMBAR 58 : Kotak dialog prefences ........................................... ........................................................ ............. 67
xiii
GAMBAR 59 : Program Ladder Ladder Diagram Diagram pengontrolan pengontrolan traffic traffic light pada jalan simpang empat dengan PLC TWDLCAA24DRF.......................... TWDLCAA24DRF................................................. ......................... 69 GAMBAR 60 : Rangkaian kontrol pada PLC TWDLCAA24DRF............. 78 GAMBAR 61 : Rangkaian kontrol pada expansion I/O modules TWDDMM24DRF ............................................. ............................................................. ................ 79 GAMBAR 62 : Rangkaian utama pengontrolan traffic light pada simpang empat........................................... empat........................................................... ................ 81 GAMBAR 63. : Tampilan jendela jendela untuk untuk langkah langkah menghubungkan menghubungkan (connect) dari PC ke Controller Controller ......................................... ......................................... 82 GAMBAR 64 : Status bagian input dan dan output output yang yang dibuat pada pada animation table editor ........................................... ........................................................ ............. 83 GAMBAR 65 : Tampilan jendela me-RUN kan PLC ................................. ................................. 84
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 . Hasil pengujian ladder diagram untuk pengontrolan traffic light pada simpang empat melalui Animation Table pada software TwidoSoft V2.5 dengan menggunakan computer yang bersistem operasi Windows 98 .
xv
1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Lampu lalu lintas sering kita jumpai terutama di jalan-jalan raya yang sangat padat lalu lintasnya, umumnya kita jumpai di persimpangan-persimpangan jalan baik persimpangan tiga ataupun persimpangan empat. Secara garis besar lampu lalu lintas atau traffic light berfungsi untuk menertibkan kendaraan-kendaraan yang berada pada persimpangan jalan, Berdasarkan fungsinya tersebut tentunya peran lampu lalu lintas sangatlah penting. Dapat kita bayangkan karena sesuatu hal tiba-tiba lampu lalu lintas yang berada pada persimpangan tidak menyala, tentunya pelanggaran terjadi dimanamana seperti saling mendahului dalam melewati suatu persimpangan dan lain sebagainya, hal tersebut akan mengakibatkan kemacetan yang cukup panjang di jalan dan sangat merugikan semua pihak apalagi dalam masalah waktu . Memandang hal demikian diatas maka sangat diperlukan sekali pengaturan lampu lalu lintas yang baik yang menggunakan peralatan yang handal, cepat, efisien, dan dapat bekerja dalam waktu yang lama serta mudah dalam melakukan modifikasi jika terjadi perubahan perubahan deskripsi kerja pada lampu lalu lintas tersebut. tersebut. Dewasa ini teknologi semakin terus berkembang dan begitu banyak peralatan-peralatan elektronik yang diciptakan. Salah satu contoh teknologi baru tersebut adalah Programmable Logic Controller atau yang disingkat dengan PLC dimana penggunaan PLC ini sangat cocok untuk rangkaian yang sangat rumit dan pemrogramannya dapat dikombinasikan dengan PC (Personal Computer) .
2
Untuk mengontrol sistem kerja lampu lampu lalu lintas, banyak cara yang dapat dilakukan yaitu dengan menggunakan kontaktor magnit ataupun relai yang telah dikombinasikan dengan peralatan TDR (time delay relai) atau dengan menggunakan
PLC. Namun dengan menggunakan PLC banyak keuntungan yang
didapat dibanding dengan menggunakan kontaktor maknit ataupun relai yang dikombinasikan dengan peralatan TDR. Salah satu contohnya yaitu dengan menggunakan PLC perawatan akan lebih mudah, perubahan desain lebih mudah, relatif tahan terhadap kondisi lingkungan yang buruk dan memiliki reliabilitas yang tinggi serta aplikasi kendali yang luas. Karena itulah penulis memaparkan atau memperdalam penulisan makalah ini dan penulis rasa sistem pengontrolan dengan menggunakan PLC sangat perlu untuk dipelajari .
B. Identifikasi Masalah .
Pengontrolan traffic light pada jalan simpang empat dengan programmable logic controller (PLC) adalah dengan memberikan program sesuai keperluan lampu lalu lintas tersebut yang digunakan untuk mengontrol kendaraan yang berada pada jalan simpang empat. Untuk memprogram PLC dapat digunakan digunakan alat pemograman pemograman (papan-tuts) atau dengan sebuah personal computer (PC) yang telah diisi (di install) dengan program yang mensupport PLC yang digunakan, biasanya program ini dikeluarkan/diproduksi oleh pabrik pembuat PLC tersebut. Mesin PLC dapat digunakan untuk berbagai bermacam pengendalian sesuai dengan yang diinginkan. Hanya saja PLC yang telah banyak dipasarkan harus kita lengkapi dengan peralatan-
3
peralatan kontrol seperti kontaktor magnit, sakelar, tombol tekan, pembatas arus, pengaman,
dan
sebagainya.
Dalam
makalah
ini
hanya
membahas
tentang
pengontrolan traffic light pada jalan simpang empat dengan menggunakan PLC Twido. Berikut hal-hal yang perlu diperhatikan dalam membuat pengendalian tersebut ; 1. Bagaimana membuat rangkaian ladder diagram dari pengontrolan tersebut melalui software TwidoSoft version 2.5 yang sudah terinstall pada PC (personal computer) ? 2. Bagaimanakah membuat rangkaian utama dari pengontrolan traffic light pada jalan simpang simpang empat ? 3. Bagaimanakah membuat rangkaian kontrol dengan PLC ? 4. Bagaimanakah mentransfer program ladder diagram yang telah dibuat pada computer ke dalam memori PLC ? 5. Bagaimanakah menjalankan program yang sudah tersimpan ke dalam memori PLC untuk diuji kebenaran rangkaian ladder yang telah dibuat ?
C. Batasan Masalah
Mesin PLC dapat digunakan untuk mengendalikan berbagai macam aplikasi sesuai dengan yang dikehendaki . Untuk itu penulis mencoba menyajikan pemakaian PLC untuk mengontrol traffic light pada jalan simpang empat . Adapun sebagai batasan masalahnya meliputi :
4
1. Lampu yang digunakan adalah lampu INFRARED RAY 25 watt/220V. 2. Sakelar yang digunakan adalah relai dan sakelar SPST. 3. Pengaman yang digunakan adalah MCB satu phasa. 4. PLC yang digunakan adalah PLC Twido dengan tipe TWDLCAA24DRF yang
ditambah
expansion
I/O
modules
type
digital
dengan
jenis
TWDDMM24DRF produksi scheneider electric. 5. Sebagai alat transfer dari PC ke Controller digunakan kabel TSXPCX1031. 6. Software yang digunakan untuk memprogram PLC Twido adalah Software PLC Twido version 2.5 .
D. Alasan Pemilihan judul .
Mengingat sangat pentingnya fungsi lampu lalu lintas di jalan raya dan untuk itu dibutuhkan pengontrolan lampu lalu lintas dengan menggunakan peralatan yang baik dan efisien serta mudah dalam melakukan perawatan, maka penulis mencoba mengambil judul “PENGONTROLAN TRAFFIC LIGHT PADA JALAN SIMPANG EMPAT
DENGAN
MENGGUNAKAN
PROGRAMMABLE PROGRAMMABLE
LOGIC
CONTROLLER TWIDO “.
E. Tujuan dan Kegunaan Penulisan . Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah : 1. Untuk
memenuhi
salah
satu
persyaratan
ujian
akhir
dalam
rangka
menyelesaikan program Diploma III Guru Kejuruan di Politeknik Professional Mandiri Medan .
5
2. Untuk meningkatkan pengetahuan penulis yang diperoleh selama mengikuti perkuliahan
di
Politeknik
Professional
Mandiri
Medan,
khususnya
pengetahuan dalam sistem pengendalian dengan menggunakan programmable logic controller yang diperoleh dalam mata kuliah Praktikum Rancangan Listrik V . 3. Untuk memperdalam dan mengembangkan pengetahuan yang penulis peroleh dalam bentuk tulisan . 4. Untuk meningkatkan mutu calon-calon guru yang disesuaikan dengan perkembangan ilmu dan teknologi zaman sekarang . 5. Agar melalui penulisan makalah ini, penulis semakin dapat mengembangkan kemahiran untuk dapat menghasilkan makalah yang lain dengan judul yang berbeda sebagaimana lazimnya diharapkan dari seorang calon guru/guru, guna meningkatkan pengetahuan para pembaca dengan kualitas bacaan yang bermutu .
6
BAB II PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER DAN PERALATAN PENGONTROLAN
A. Programmable Logic Controller.
1. Latar belakang dan perkembangan PLC . Sebelum adanya Programable Logic Controller, sudah banyak peralatanperalatan kontrol yang digunakan seperti cam switch dan drum. Dahulu panel kontrol dengan relai sudah menjadi kontrol sekuensial yang utama kemudian diteruskan dengan munculnya transistor, dimana solid state relai (SSR) dapat menggantikan relai elektromagnetik yang tidak cocok untuk kontrol dengan kecepatan tinggi. Namun sekarang sistem kontrol sudah meluas keseluruh pabrik dan kebutuhan akan sistem pengontrolan semakin mengharapkan yang lebih baik lagi, yang memiliki aplikasi kendali yang luas dan sistem kontrol total dikombinasikan dengan kontrol dan feedback, pemrosesan serta sistem monitor terpusat. Sistem kontrol logika konvensional tidak dapat melakukan hal-hal tersebut untuk itu Programable Logic Controller dihadirkan untuk menjawabnya . Programmable Logic Controller (PLC) diperkenalkan pertama kali kali pada pada tahun 1969 oleh Richard E.Morley pendiri Modicon corporation. Modicon kependekan dari Mo d u l a r D i g i t a l C o n t r o l l e r . Setelah itu muncul PLC model 184 yang mencapai kesuksesan, diperkenalkan pada tahun 1973 yang dirancang oleh Michael Greenberg. Kemudian sampai sekarang PLC terus dikembangkan , yang mana sekarang divaisnya sudah berbasis computer, standar
7
industri
dan
menggantikan
divais
elektro-mekanik
dan
rangkaian
yang
mengontrol mesin-mesin proses dan peralatan-peralatan. Begitupun dengan sistem pemrogramannya, jika dahulu pemrogramannya hanya untuk merek spesifik PLC yang digunakan namun sekarang sistem pemrograman PLC sudah dikombinasikan dengan personal computer (PC) melalui perangkat lunak berbasis windows .
TABEL 1. PERBANDINGAN ANTAR WIRED LOGIC DENGAN PROGRAMABLE CONTROLLER PERBANDINGAN
WIRED LOGIC
PROGRAMABLE CONTROLLER
Peralatan yang dikontrol ( hardware )
Tujuan Khusus
Tujuan Umum
Sakelar Kontrol
Kecil dan Sedang
Sedang dan Besar
Mengubah / Penambahan pada spesifikasi
Sukar
Mudah
Periode Pengiriman
Beberapa Hari
Dengan Segera
Perawatan ( Oleh pembuat dan pemakai )
Sukar
Mudah
Ketahanan Uji
Tergantung design dan menufaktur
Sangat tinggi
Efisiensi dari segi ekonomi
Keuntungan pada operasi skala kecil
Keuntungan pada operasi skala kecil , sedang , besar .
8
2. Apakah Itu PLC ? Aplikasi pada industri dan kontrol proses sangat memerlukan relai sebagai elemen kontrolnya, yang mana relai tersebut digunakan sebagai penghubung dari suatu rangkaian kerangkaian lainnya dengan menggunakan pengawatan. Namun pada saat sebuah sistem mengalami perubahan deskripsi kerja, pengawatan relai harus diubah juga terlebih dahulu. Tentunya hal tersebut tidak efisien dan memerlukan waktu yang cukup lama. Dengan menggunakan PLC maka pada setiap terjadi perubahan deskripsi kerja sebuah sistem, maka yang diubah adalah “Program “nya tanpa mengubah penginstalasiannya. Pada dunia otomasi saat ini, pengendali logika terprogram (PLC) telah menjadi standart untuk dipergunakan pengendal alii. PLC tidak hanya menggantikan pengendali konvensional sebagai pengend
yang sudah ada sebelumnya, tetapi telah banyak mengambil alih banyak fungsi pengendali tambahan lainnya karena didalam PLC sudah terdapat beberapa unit peralatan yang berfungsi sebagai relai, coil, latching coil, timer, drum dan counter yang dapat digunakan untuk mengendalikan peralatan dengan bantuan program yang dapat dibuat sesuai dengan yang diinginkan . Menurut National Electrical Manufacturing Association (NEMA) P L C adalah Suatu perangkat elektronik digital dengan memory yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi yang menjalankan fungsi-fungsi spesifik, seperti: logika, sequencing, timing, counting, dan aritmatika untuk mengontrol mesin dan proses .
9
Gambar 1 di bawah memperlihatkan fungsi-fungsi yang dapat dikerjakan oleh PLC .
Gambar 1. Fungsi PLC .
Programable Logic Controller dapat diartikan sebagai berikut : PROGRAMABLE , PLC sebagai alat pengendali mempunyai kemampuan
bahwa programnya dapat diubah atau dimodifikasi berdasarkan
deskripsi
kerja
yang
diinginkan
tanpa
mengubah sistem instalasinya. LOGIC
, PLC bekerja berdasarkan logika sehingga dapat melakukan fungsi timing , counting , sequencing dan aritmatika.
CONTROLLER
, PLC mempunyai kemampuan untuk mengendalikan plant atau sistem berdasarkan instruksi program.
Dalam melakukan pengendalian suatu peralatan pada dasarnya mencakup tiga bagian besar yakni bagian INPUT, CONTROLLER, dan OUTPUT . Bagian
10
input adalah peralatan-peralatan yang memberikan masukan untuk menentukan proses kerja peralatan yang dikontrol, contoh bagian input seperti tombol tekan, limit switch, flow switch dan sebagainya. Sedangkan bagian output adalah peralatan-peralatan yang dipergunakan untuk melaksanakan hasil dari suatu proses. Contoh bagian output yaitu motor, selenoid, led display, heater, heater, lampu dan sebagainya. Kemudian bagian controller berfungsi untuk melakukan perhitungan, pengambilan keputusan, pengendalian dan lain sebagainya dari masukan untuk dikeluarkan dibagian output dalam hal ini dilakukan oleh PLC. Gambar 2 di bawah memperlihatkan diagram input output pada PLC .
Motor
Tombol tekan
Limit switch
M
Selenoid
Level switch Heater Flow switch Lampu Software Circuit
Gambar 2. Diagram Input Output Pada PLC .
HEATER
11
Sistem kerja dari PLC adalah berdasarkan program yang dimasukkan kedalamnya dan secara umum fungsi dari PLC sangatlah kompleks dan teliti diantaranya
dapat
mengingat,
berkomunikasi/berdialog,
memutus
mendata, dan
mengolah/memproses
menghubungkan
rangkaian
data, secara
otomatis. Selain itu program yang akan dimasukkan kedalam memori PLC dapat dibuat kapan saja sesuai dengan keperlukan dan pada peralatan atau mesin yang akan dikendalikan oleh PLC, dapat dikontrol, diatur, ditambah, dapat dikurangi, dan diganti dengan mudah. Sekarang PLC cukup banyak digunakan terutama di industri-industri yang banyak menggunakan sistem pengontrolan hal tersebut dikarenakan PLC sangatlah luas penggunaannya. Berikut adalah beberapa contoh aplik likasi PLC dan dan keun tun gan men ggun akan PLC dal am oto mati sasi . a. Beberapa contoh aplikasi PLC antara lain sebagai berikut : 1). Manufaktur otomotif .
11). Sistem konveyor ( ban berjalan ).
2). Pabrik semen .
12). Pabrik rokok .
3). Pengendali lift / elevator .
13). Pabrik sepatu .
4). Pengairan / irigasi .
14). Otomatisasi bangunan .
5). Pengendali pembangkit listrik .
15). Pabrik keramik .
6). Penggilingan ( mesin giling ) .
16). Pabrik Pabr ik kaca .
7). Pengontrol lampu lalu lintas .
17). Pabrik kaleng makanan .
8). Sistem keamanan .
18). Pembuatan beton bertulang .
9). Pengendali robot .
19). Pabrik makanan .
10). Pabrik minuman ringan .
20). Pompa bensin .
12
b. Keuntungan menggunakan PLC dalam otomatisasi ; 1). Waktu implementasi implementas i proyek lebih cepat . 2). Modifikasi lebih mudah tanpa biaya tambahan . 3). Kalkulasi biaya proyek lebih akurat . 4). Memerlukan waktu training lebih pendek . 5). Perubahan desain lebih mudah (dengan software) . 6). Aplikasi kendali yang luas . 7). Perawatan mudah . 8). Reliabilitas Reliabilit as tinggi . 9). Relatif tahan terhadap kondisi lingkungan yang buruk .
3. Bagian-b agian PLC. Bagian-bagian yang terdapat pada PLC tidak jauh berbeda dengan perangkat keras yang dimiliki oleh sebuah computer, namun perbedaannya dengan personal computer yaitu pada PLC sudah dilengkapi unit input-output digital yang bisa langsung dihubungkan keperangkat luar (switch,sensor,relai,dll) kemudian PLC merupakan computer khusus untuk aplikasi industri yang digunakan untuk memonitor dan mengontrol proses industri untuk menggantikan hard-wired control (rangkaian relai/kontaktor) dan memiliki bahasa pemrograman sendiri. Namun perbedaan utama antara PLC dengan personal computer yaitu PLC dirancang untuk instalasi dan perawatan oleh teknisi elektrik industri yang tidak harus mempunyai skill elektronika yang tinggi. Gambar di bawah ini memperlihatkan konfigurasi antara Personal computer dengan PLC .
13
Gambar 3. Konfigurasi computer .
Isolation barrier
Gambar 4. Konfigurasi PLC .
14
Bagian-bagian dari Programable Logic Controller antara lain terdiri dari ; a. Power Supply Unit , berfungsi untuk memberikan sumber daya ke PLC. b. Central Processin g Unit PLC
yang
berfungsi
untuk
(CPU ) , merupakan jantung dari sistem
mengambil
instruksi
dari
memori,
mendekodenya dan kemudian mengeksekusi intruksi tersebut. Selama proses tersebut, CPU akan menghasilkan sinyal kontrol yang memindahkan data I/O port atau sebaliknya, melakukan fungsi aritmatika dan logika juga mendeteksi sinyal dari luar CPU. Sebagian besar CPU berisi batterai cadangan yang berfungsi untuk menjaga program operasi yang ada dalam penyimpanan jika terjadi kegagalan supply daya pada PLC. c. Input/Output
Modules , Input/Output Modules merupakan suatu
peralatan atau perangkat elektronik yang berfungsi sebagai perantara atau penghubung (interface) antara CPU dengan peralatan input output devices. Input Modules , berfungsi untuk mengkonversi sinyal analog yang berasal
dari input device menjadi sinyal digital . Output Device , berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal
analog sehingga dapat mengaktifkan kembali peralatan luar (output devices) . d. Programming Devices , atau alat untuk memprogram adalah suatu peralatan yang digunakan untuk menuliskan, mengedit, memodifikasi atau memonitoring
program
yang
ada
didalam
memori
PLC.
Sistem
pemrograman PLC dapat dilakukan dengan dua cara, pertama dengan menggunakan personal computer , yaitu rancangan kontrol konvensional
15
ditulis dalam bentuk ladder diagram dan dapat langsung didownload ke PLC, Kedua
dengan menggunakan programming console, yaitu ladder
diagram yang telah didapat tadi diubah terlebih dahulu menjadi mnemonic code dan selanjutnya dapat dituliskan pada keypad dari console . e.
computer, memori memori PLC terdiri atas atas Memory , seperti halnya sistem computer, RAM dan ROM. Kapasitas memori antara satu PLC dengan yang lain berbeda-beda tergantung pada type dan pabrik pembuatnya begitupun dalam menyatakan ukuran memori, beberapa pabrik menyatakan ukuran memori dalam byte, kilobyte dan ada pula yang dinyatakan dengan jumlah intruksi yang dapat disimpan . RA R A M
( R a nd o m
A cc e s
M e m o r y ) ,
berfungsi
sebagai
tempat
penyimpanan program. Program yang telah ditulis tersimpan didalam RAM yang ada didalam PLC sehingga dapat diubah/diedit melalui programming unit, namun kerugian penyimpanan di RAM adalah progam dan data akan hilang ketika power supply mati dan untuk mengatasi hal ini, RAM dapat dibackup dengan batteray lithium, sehingga meskipun power suplly mati , program dan data tidak hilang. Umumnya bila battery tidak rusak, program dan data bisa disimpan selama 30 hari . RO R O M
( R ea d
Onl y
Me m o r y ) , merupakan
tempat
penyimpanan
Operating System yang dibuat oleh pabrik pembuat PLC. Operating System ini hanya dapat dibaca oleh prosessor dan berfungsi untuk mengeksekusi program yang tersimpan didalam RAM .
16
4. Prinsip kerja Programable Logic Controller . Sebuah PLC bekerja dengan cara menerima data-data dari peralatan input luar atau input devices. Peralatan input luar secara umum disebut sensor yang terbagi menjadi dua jenis yaitu sensor jenis kontak dan sensor jenis non kontak . Sensor jenis kontak contohnya yaitu push button, sakelar, limit switch, level switch dan lain-lainnya, kemudian sensor jenis non kontak yaitu sensor magnit, sensor induktif, sensor kapasitif, LDR dan lain sebagainya. Data-data yang masuk dari peralatan input ini berupa sinyal-sinyal analog (berupa besaran listrik), yang selanjutnya melalui input modules diubah menjadi sinyal digital untuk kemudian diolah oleh CPU berdasarkan intruksi-intruksi program yang telah dibuat dan ditetapkan suatu keputusan untuk dikirim ke output modules kemudian oleh output modules sinyal digital ini diubah terlebih dahulu menjadi sinyal analog, sinyal analog inilah yang akan mengaktifkan output devices yang berupa output kontrol seperti relai, kontaktor, selenoid, dll, dan output beban seperti lampu, motor-motor dan lain sebagainya. Secara blok diagram, prinsip kerja PLC dapat dilihat pada gambar 5 berikut ;
SISTEM YANG DIKONTROL
Gambar 5. Skema prinsip kerja kerja PLC .
17
5. Waktu Scan . Selama setiap siklus bekerja, prosesor akan membaca semua input, mengambil nilai-nilai tersebut, mengeksekusi pogram dan meng- update output. Proses ini disebut scanning. Proses scan terjadi secara kontinyu dan berurutan dari pembacaan status input, pengevaluasian logika kontrol dan memperbaharui output kemudian waktu yang diperlukan untuk membuat suatu scan umumnya bervariasi mulai dari 1 milidetik sampai 30 milidetik hal tersebut tergantung tergantung dari panjangnya panjangnya program. Dari gambar 6 di bawah dapat dilihat PLC akan mengamati inputnya kemudian membangkitkan respon kontrol yang tepat pada outputnya .
MEMBACA INPUT
MENYESUAIKAN INPUT
MENJALANKAN PROGRAM
Gambar 6. Siklus scan secara umum .
18
6. Bahasa Pemrograman . Pada PLC ada empat metode/type bahasa pemrograman yang bisa digunakan, namun keempat bahasa pemrograman tersebut tidak semua disupport oleh suatu PLC. Bahasa pemrograman yang digunakan tersebut adalah Ladder diagram languages (LD), Instruction list languages (IL) / Statement List (SL), Sequential Function Chart (SFC) /Grafcet languages dan High-level languages (biasanya Visual Basic) . Namun umumnya bahasa pemrograman yang banyak disupport oleh PLC adalah ladder diagram languages ( LD ) dan instruction list languages ( IL ). Sesuai dengan identifikasi masalah seperti yang tercantum dalam Bab I maka pada makalah ini penulis hanya membahas ladder diagram sebagai bahasa pemrograman pada PLC Twido. Bahasa ladder diagram pada dasarnya adalah suatu perangkat simbol dari perintah yang digunakan untuk menciptakan program pengontrol. Bahasa pemrograman tersebut dirancang untuk mewakili sedekat mungkin penampakan sistem relai yang diberi pengawatan yang secara garis besar berfungsi untuk mengontrol output yang didasarkan pada kondisi input . Dengan adanya ladder diagram, penginstalasian secara hardwire seperti pada rancangan kontrol konvensional tidak diperlukan lagi karena hubungan kontak-kontak pada ladder diagram yang ada dalam CPU PLC sudah terangkai secara elektronik. Program ladder diagram dapat ditampilkan pada layar monitor kemudian elemen-elemen seperti kontak normally open, kontak normally closed,
19
timer, counter, relai, dll, dinyatakan dalam bentuk gambar. Adapun aturan umum menggambarkan suatu program diagram ladder sebagai berikut : a.
Aliran listrik / tenaga dari rel kiri ke rel kanan .
b.
Suatu coil keluaran tidak dihubungkan langsung ke rel(rail) sebelah kiri .
c.
Tidak ada kontak yang ditempatkan di kanan dari suatu coil keluaran .
d.
Hanya satu dari coil keluaran dalam suatu ladder line. Tiap coil keluaran umumnya hanya satu kali dalam suatu program . Untuk memudahkan pemahaman suatu program pengontrol, pembacaan
ladder diagram dapat kita baca seperti suatu diagram sirkit. Gambar 7 di bawah memperlihatkan rangkaian analog untuk memudahkan dalam membaca ladder diagram .
Gambar 7. Ilustrasi pembacaan ladder diagram melalui rangkaian analog .
Pada gambar di atas, diagram sirkit (bergaris merah) mempunyai dua kontak (tombol) dan satu coil (relai) seperti halnya ladder diagram yang ditandai dengan garis hijau .
20
B. PLC Twido.
PLC Twido adalah PLC yang dibuat oleh Schneider Telemecanique yang termasuk kategori PLC nano. PLC Twido tersedia dalam 2 model yaitu model compact dan model modular. Adapun model PLC Twido yang penulis bahas pada makalah ini adalah model Twido compact dengan type TWDLCAA24DRF. Berikut adalah maximum hardware dan software configuration dari PLC TWDLCAA24DRF. TABEL II MAXIMUM HARDWARE CONFIGURATION
Controller Item Standard digital inputs Standard digital outputs Max expansion I/O modules (Digital or analog) Max digital inputs (controller I/O + exp I/O) Max digital outputs (controller I/O + exp I/O) Max digital I/O (controller I/O + exp I/O) Max AS-Interface bus interface modules Max I/O with AS-Interface modules (7 I/O per slave) Max relay outputs Potentiometers Max analog I/O (controller I/O + exp I/O) Remote controllers Serial ports Cartridge slots Largest application/backup application/b ackup size (KB) Optional memory cartridge (KB) Optional RTC cartridge Optional Operator Display Optional 2nd port
Compact controller TWDLCAA24DRF 14 10 4 14+(4x32)=142 10+(4x32)=138
24+(4x32)=152 2 24+(2x62x7)=892 24+(2x62x7)=8 92 10 base + 32 expansion 2 8 in / 4 out 7 2 1 32 1 32 1 yes yes yes
21
TABEL III MAXIMUM SOFTWARE CONFIGURATION . Compact Base Controllers
Part
TWDLCAA24DRF
Timers
128
Constants
256
Counters
128
Fast counters
3
Very fast counter:
1
LIFO/FIFO registers
4
Schedule blocks
16
Drum controllers
8
Step counter
8
Shift bit register
8
Memo ry wor ds
300 3000
Memory bits
256
PLC TWDLCAA24DRF dapat disambungkan dengan sumber tegangan 100/240 Volt untuk penyediaan dayanya, dan juga pada PLC telah tersedia sumber DC 24 Volt yang dapat dirangkai pada inputnya . Kemudian pada bagian outputnya dapat dihubungkan dengan sumber tegangan AC 110/240 Volt dengan ketentuan arus yang
mengalir
maksimum
2
Amper
AC.
Adapun
Output
Pada
PLC
TWDLCAA24DRF berupa output relai. Tabel IV di bawah memperlihatkan spesifikasi dari output relai .
22
TABEL IV RELAI OUTPUT SPECIFICATION
RELAI OUTPUT SPECIFICATION Output points
10 output
Output points per common line: COM0
4 NO contacts
Output points per common line: COM1
4 NO contacts
Output points per common line: COM2
1 NO contact
Output points per common line: COM3
1 NO contact
Maximum load current
2 A per output 8 A per common line
Initial contact resistance
30 mΩ maximum
Rated load (resistive/inductive) (resistive/in ductive)
240 VAC/2 A, 30 VDC/2 A
Adapun bentuk dari PLC Twido dan Skema blok input output PLC TWDLCAA24D RF dapat dilihat pada gambar di bawah.
Gambar 8. Bentuk dari PLC Twido type TWDLCAA24DRF .
23
Gambar 9. Dimensi PLC TWDLCAA24DRF
Gambar 10. Skema blok input output PLC TWDLCAA24DRF .
24
1. Bagian – Bagian Dari PLC Twido . Berikut
di
bawah
memperlihatkan
bagian-bagian
dari
TWDLCAA24DRF .
Gambar 11. Bagian-bagian PLC TWDLCAA24DRF. La L a b e l De D e s c r i p t i o n 1.
Mo M o u n t h i n g H o l e
2.
Terminal cover
3.
Hinged lid
4.
Removable cover to operator display d isplay connector
5.
Expansion connector
6.
Sensor power terminals
7.
Serial port 1
8.
Analog potentiometers
9.
Serial port 2 connector
10.
100-240 VAC power supply terminals on TWDLCA•••DRF series 24 VDC power supply terminals on TWDLCD•••DRF series
11.
Cartridge connector - located on the bottom of the controller\
12.
Input terminals
13.
LEDs
14.
Output terminals
PLC
25
C. Expansion I/O Modules . PLC Twido dapat ditambahkan modul I/O tambahan (expansion I/O modules), baik I/O diskrit maupun I/O analog. Pada PLC TWDLCAA24DRF maximum expansion I/O modules type digital atau analog yang dapat dihubungkan dengan PLC adalah sebanyak 4 expansion I/O modules. Adapun expansion I/O modules yang penulis bahas pada makalah ini adalah expansion I/O modules type digital dengan nama
TWDDMM24DRF TWDDMM24D RF yang memiliki 16 input dan 8 output..
Berikut adalah bentuk dan skema blok input-output serta specification expansion I/O Modules dari TWDDMM24DRF. TWDDMM24DRF.
Gambar 12. Bentuk dari expansion I/O modules TWDDMM24DRF .
Gambar 13. Skema blok input – output expansion TWDDMM24DRF .
26
TABEL V SPESIFICATION EXPANSION I/O MODULES REFERENCE NUMBER
TWDDMM24DRF
I/O points
16 inputs and 8 outputs
Rated input voltage
24 VDC source/sink input signal
Input voltage range
from 20.4 to 28.8 VDC
Rated input current
7 mA/input (24 VDC)
Input impedance
3.4 k Ω
Turn on time (24 VDC)
4 ms (24 VDC)
Turn off time (24 VDC)
4 ms (24 VDC)
Cable length Internal current draw all I/O on Internal current draw - all I/O off Weight
3m (9.84 ft.) in compliance with electromagnetic immunity 65 mA (5 VDC) 45 mA (24 VDC) 10 mA (5 VDC) 0 mA (24 VDC) 140 g
D. TwidoSoft . TwidoSoft merupakan software untuk memprogram PLC Twido yang dibuat oleh Schneider Telemecanique. Software ini dapat dioperasikan ke laptop atau computer yang memiliki sistem operasi
Microsoft Windows 98 Second Edition,
Microsoft Windows 2000, atau dengan Windows Xp kemudian hard disk computer yang digunakan mempunyai drive C dengan kapasitas memori minimal 40 Mb. TwidoSoft dapat digunakan untuk memprogram beberapa type PLC Twido seperti Twido Compact (TWDLCAA10DRF, dll), Twido Modular (TWDLMDA20DTK, dll). Program tersebut dimasukkan kedalam memori PLC melalui sebuah alat penghubung ( inteface converter ) .
27
Gambar 14. Hubungan Computer Ke PLC
Kabel TSXPCX1031 dan kabel TSXPCX3030 merupakan kabel komunikasi yang menghubungkan PC ke controller. Type kabel TSXPCX1031 port-nya berbentuk serial sedangkan type kabel TSXPCX3030 port-nya berbentuk USB.
28
1. Menginstall Program TwidoSoft Untuk menginstall program TwidoSoft pada PC dapat dilakukan jika PC (personal computer) yang digunakan sudah memiliki sistem operasi dan juga memiliki
kelengkapan-kelengkapan
dikonfigurasikan
dengan
PLC,
serta
berikut
intervesnya
adalah
supaya
dapat
kelengkapan–kelengkapan
minimal yang harus dimiliki oleh PC : a. Pentium 300 MHz . b. 40 Mb hard disk . c. 128 Mb RAM. d. CD ROM drive . Kelengkapan tersebut di atas harus terpenuhi, hal tersebut sangat berguna untuk mempercepat proses pngiriman data dan sangat disarankan jika PC yang digunakan memiliki kemampuan di atas kelengkapan–kelengkapan yang telah disebutkan di atas. Berikut ini adalah langkah-langkah menginstal program Twidosoft , sebagai contoh pada makalah ini penulis membahas penginsatalan software TwidoSoft 1.0 TwidoSoft 1.0 adapun cara untuk menginstal software Twidosoft di atas version 1.0 lebih kurang tidak jauh berbeda dengan langkah-langkah di bawah .
a. Hidupkan computer . b. Setelah Windows keluar (menampilkan jendelanya ), masukkan CD Program TwidoSoft kedalam CD-ROM, kemudian temukan file SETUP pada program tersebut . Klik dua kali atau tekan enter file tersebut, pada layar computer akan keluar kotak dialog TwidoSoft 1.0 .
29
Gambar 15. Kotak dialog TwidoSoft 1.0 .
c. Pilih bahasa yang diinginkan untuk mengikuti prosedure penginstalan . Setelah bahasa dipilih klik OK . d. Layar computer akan menampilkan jendela Welcome to TwidoSoft Setup .
Gambar 16. Kotak dialog Welcome to TwidoSoft Setup .
30
e. Klik Next untuk melanjutkan . f. Keluar kotak dialog License Agreement.
L i c e n s e A g r e e m e n t . Gambar 17. Kotak dialog Li
g. Bacalah persetujuan lisensi yang diberikan (klik lambang anak panah bawah untuk melihat teks berikutnya , klik lambang anak panah atas untuk kembali ke teks sebelumnya), setelah selesai dibaca Klik Yes, hal tersebut menyatakan bahwa computer akan menerima semua item dan ketentuan dari program TwidoSoft. h. Kemudian pada layar akan keluar kotak dialog Choose Destination Location .
31
Gambar 18. Kotak dialog Choose Destination Location.
i.
Destination Folder merupakan alamat/tempat program TwidoSoft berada jika sudah terinstall pada computer. Alamat tersebut dapat ditentukan sendiri dengan mengklik browse dan pilih alamat penyimpanan program tersebut pada memori hard disk. Namun dalam penginstalan , Program TwidoSoft sudah memberikan alamat tersendiri secara otomatis jadi tidak perlu lagi diganti . Pada kotak dialog di atas, program TwidoSoft jika sudah terinstall akan berada pada drive C dengan alamat C:\Programmes\Schneider Electric \ TwidoSoft pada hardisk computer. Kemudian klik Next untuk melanjutkan .
j.
Selanjutnya akan keluar kotak dialog Setup Type
32
Gambar 19. Kotak dialog S e t u p T y p e .
k. Beri tanda (
) pada salah satu atau semua option yang diberikan, kemudian
klik Next untuk melanjutkan . l. Keluar kotak dialog Select Program Folder.
Gambar 20. Kotak dialog S e l e c t P r o g r a m F o l d e r .
33
m. Klik Next untuk melanjutkan, kemudian akan keluar kotak dialog Start Copying Files.
Gambar 21. Kotak dialog S t a r t C o p y i n g F i l e s . n. Klik Next untuk melanjutkan, kemudian Software TwidoSoft 1.0 akan terinstall ke computer, tunggu sampai selesai proses pengcopian file.
Gambar 22. Kotak dialog proses pengcopian File .
34
o. Setelah proses pengcopian file selesai, selanjutnya akan tampil kotak dialog Setup Complete. Klik finish untuk menyatakan proses penginstalan software
TwidoSoft selesai .
Gambar 23. Kotak dialog S e t u p C o m p l e t e .
2 . Konfigurasi PLC Twido. Setelah software TwidoSoft sudah terinstall pada computer, PLC yang digunakan harus dikonfigurasi terlebih dahulu. Tujuan dari konfigurasi adalah untuk menentukan parameter-parameter yang sesuai dengan kemampuan PLC dan juga sesuai dengan kebutuhan, misalnya : a. Tipe PLC yang dipakai . b. Port komunikasi yang dipakai . c. Modul-modul tambahan yang terhubung dengan PLC : Real Time Clock (RTC) , modul I/O tambahan , dll .
35
Adapun cara untuk mengkonfigurasi PLC twido secara umum sebagai berikut ; a. Hubungkan program (Twidosoft) dengan PLC melalui kabel komunikasi multifungsi (TSX PCX 1031). Pilih menu switch pada TSX PCX 1031 di TER DIRECT (2) . b. klik File New untuk membuat program baru.
c. Klik Hardware
Edit Controller Comm Setup (terdapat 3 pilihan
komunikasi yaitu : Remote Link, Modbus dan ASCII). d. Jika kita menggunakan komunikasi remote link, maka kita gunakan address 0 (untuk master). e. Jika kita menggunakan komunikasi Modbus, kita masukan parameter komunikasi : Baud Rate
Data Bit
Parity
Stop Bit
19200
8
None
1
f. Klik Hardware
End of Respone Timeout Frame (x100ms) 10
10
Frame Timeout 10
Change Base Controller (pilih type yang sesuai dengan
PLC yang akan digunakan). g. Klik Hardware
Add Option (hal ini dilakukan jika kita akan menambahkan
beberapa modul tambahan pada Base Controller/PLC seperti : Real Time Clock (RTC) cartridge, Memory cartridge dan modul lainnya) h. Transfer parameter yang tadi dipilih ke PLC. i.
Klik PLC connect .
j.
PLC telah terkonfigurasi dan siap diisi program .
Done.
36
3.
Membuat aplikasi baru pada program TwidoSoft .
a . Setelah program TwidoSoft dibuka pada menu bar klik File New , kemudian akan muncul jendela seperti gambar di bawah .
Gambar 24. Tampilan jendela TwidoSoft . b. Pada menu bar klik Hardware
Change Base Kontrol, kemudian muncul
kotak dialog Change base control .
Gambar 25. Kotak dialog Change base control .
37
c. Tentukan base control yang sesuai dengan yang digunakan oleh PLC setelah
itu klik change . d. Muncul kotak dialog seperti gambar di bawah .
Gambar 26. Kotak dialog PL707Win . e. Klik yes untuk melanjutkan . f.
Arahkan kursor pada application browser, disitu akan terlihat base kontrol yang digunakan .
Gambar 27. Base control pada application browser .
38
E. Prinsip Pemrograman TwidoSoft.
1. Input . Input merupakan masukan yang berupa signal yang diterima dari sensor luar. Sintaksis yang digunakan pada Twido adalah sebagai berikut ;
% = Menunjukkan objek .
y = Nomor / jumlah modul .
I
z = Nomor / jumlah saluran .
= Menunjukkan masukan .
Gambar 28. Penempatan input pada PLC Twido 2. Output . Output adalah signal yang dihasilkan oleh PLC yang dikirim ke relai, dan lain sebagainya. Sintaksis yang digunakan adalah sebagai berikut :
%
= Menunjukkan objek .
y = Nomor / jumlah modul .
Q
= Menunjukkan keluaran .
z = Nomor / jumlah saluran .
39
Gambar 29. Penempatan output pada PLC Twido
3. Internal Bits . Internal bits merupakan wilayah memori yang dialokasikan oleh PLC . Internal bits ini dapat dipakai sebagai output internal dan hanya dapat digunakan untuk keperluan internal. Dengan perkataan lain, output internal tidak langsung mengendalikan
peranti
output.
Pada
PLC
Twido
Compact
type
TWDLCAA24DRF TWDLCAA24DR F internal bits yang yang bisa digunakan yaitu mulai dari %M0 sampai %M255. Sintaksis yang digunakan adalah sebagai berikut;
% Mn %
= Menunjukkan obyek .
M
= Menunjukkan bit didalam Memori internal .
n
= Nomor ;Jumlah bit internal .
40
4. Timer ON delay. Timer digunakan sebagai pengatur waktu proses yang didalamnya terdapat tiga bagian utama yaitu bagian input, konstanta timer dan output . a. Input berfungsi men-start aktifnya timer untuk mulai menghitung waktu. b. Konstanta timer memberikan nilai berapa lama timer aktif . c. Output memberikan keluaran logika 1 atau 0 bila waktu yang dinyatakan dalam konstanta timer telah tercapai . Pada PLC Twido juga terdapat rangkaian timer, ada 3 type timer yang dapat digunakan yaitu Timer ON delay (TON), timer OFF Delay (TOF) dan timer-pulse (TP) namun pada makalah ini penulis hanya membahas timer dengan type timer ON Delay . Timer ON delay merupakan rangkaian pewaktu yang akan bekerja menunda terlebih dahulu sebelum ON (aktif). Gambar 29 di bawah memperlihatkan cara kerja Timer ON delay yang mana jika diberi tegangan pada bagian inputnya timer mulai bekerja dan akan berhenti jika %TM0.V = %TM0.P. Kemudian setelah %TM0.V = %TM0.P, titik Q (bagian output) akan aktif dan akan berhenti jika sumber tegangan pada bagian input (IN) diputuskan .
Gambar 30. Cara kerja Timer ON Delay.
41
Dalam ladder diagram, timer biasa digambarkan dalam bentuk kotak. Pada PLC TWDLCAA24DRF banyaknya timer yang bisa digunakan adalah mulai dari TM0 sampai TM127 . Gambar 31 di bawah memperlihatkan tampilan bentuk timer pada program TwidoSoft.
% TM0
. IN
An input IN to RUN % TM0
Q
TYPE TB ADJ %TM0.P
TON 1s Y 4
An Output Q To display The status
Internal Parameters
G am b a r 3 1. Bentuk Bentuk timer timer dalam dalam ladder ladder diagra diagram m pada TwidoSof TwidoSoft. t. Berikut adalah cara untuk mengkonfigurasi timer ; 1. Setelah kotak dialog timers tampil, masukkan nomor ; jumlah timer % TM dalam box sesuai dengan nomor timer yang ingin diatur .
Gambar 32. Kotak dialog timers .
42
2. Pilih Jenis timer yang akan digunakan . Terdapat tiga pilihan yaitu TON, TOF, dan TP . Dalam hal ini kita pilih TON . 3. Pilih time base sebagai dasar menetapkan unit waktu pada timer . Terdapat 5 pilihan yaitu: 1 ms, 10 ms, 100 ms, 1sec, dan 1 min. 5. Atur preset waktu yang digunakan . dapat diisi mulai dari 0 sampai 9999. 6. Klik OK untuk menutup kotak dialog dan menerima semua perubahan.
Untuk lebih jelas memahami penggunaan timer ON Delay Berikut adalah contoh penggunaan timer ON Delay pada Program TwidoSoft. Jika sakelar (%I0.8) diaktifkan timer akan bekerja , setelah 5 detik output %Q0.0 akan aktif .
43
F. Membuat ladder ladder diagram pada TwidoSoft .
Ladder diagram merupakan salah satu bahasa pemrograman yang disupport oleh PLC Twido yang pembuatannya dapat dibuat melalui software TwidoSoft. Pembuatan ladder diagram pada TwidoSoft terdiri dari beberapa rung, dan dari masing-masing rung tersebut dapat dibuat ladder diagram yang dimulai dari bar sisi kiri dan berakhir pada bar sisi kanan . 1. Instruksi utama ladder diagram . a. Kontak . Memungkinkan untuk masukan kontak seperti limit switch, tombol tekan dan internal variable contacts seperti automation relays dan lain-lain . Kontak terdiri dari dua jenis kontak yaitu ; 1)
. Kontak Normally Normall y open ( NO ) dengan notasi
:
2)
. Kontak Normally Closed ( NC ) dengan notasi :
b. Coil . Secara umum coil berhubungan langsung dengan keluaran yang akan mengerjakan semua perintah sesuai dengan yang diinginkan. Pada software TwidoSoft coil terdiri dari empat jenis yaitu : Diect coils dengan notasi
:
Reverse coils dengan notasi : SET coils dengan notasi
:
S
RESET coils dengan notasi
:
R
44
2.Link elements . Berupa garis penghubung antara kontak dengan kontak atau sebagai garis penghubung antara kontak dengan coil .Ada dua jenis garis penghubung yang digunakan yaitu garis yang berbentuk vertikal dan garis berbentuk horizontal . a. Horizontal Connection
: Digunakan untuk hubungan
secara seri yang dapat dibuat diantara dua potential bar . b. Vertical Connection
: Digunakan untuk membuat hubungan secara
paralel . 3. Programming Grid . Programming grid merupakan tempat menempatkan berbagai instruksi dalam membuat ladder diagram . Berikut adalah ilustrasi dari programming grid .
Gambar 33. Programming Grid .
45
Test Zone .
Isi atau tempat kondisi-kondisi yang diuji dalam rangka melaksanakan tindakan. Dapat diisi mulai dari kolom 1-10 yang terdiri dari kontak, function blocks dan comparison blocks. Action Zone .
Isi operasi atau keluaran, dapat diisi mulai dari kolom 9 - 11, yang dapat berisi coil dan operation blocks .
4. Ladder Palette Toolbar . Ladder palette toolbar berisi berbagai instruksi–instruksi atau fasilitas untuk membuat ladder diagram, instruksi ini disisipkan kedalam grid sesuai dengan ketentuan. Ladder palette toolbar menjadi bagian dari ladder editor yang terdiri dari tiga section .
Gambar 34. Ladder palette toolbar .
Left Section
: Berisi tombol – tombol untuk elemen test seperti masukan dan comparison blok .
46
Middle Section
: Berisi tombol untuk action elements seperti output, operasi blok jump/subroutine instruksi, timer, counter, shortcut tombol untuk Extended Ladder Palette.
Righ Section
: Menampilkan nama elemen yang terpilih dari ladder palette atau extended ladder palette.
Adapun
cara
membuat
ladder
diagram
dengan
TwidoSoft
sebagai berikut ; 1. Setelah aplikasi baru sudah dibuat, maka untuk memulai membuat ladder diagram yaitu dengan cara mengklik insert pada menu ladder viewer . Ladder Viewer RUNG 0
END OF PROGRAM
Insert
Gambar 35. Kotak dialog La L a d d e r V i e w e r .
2. Muncul kotak dialog ladder editor. Selanjutnya gunakan fasilitas yang terdapat pada ladder palette toolbar untuk membuat ladder diagram pada rung 0. Klik kiri pada mouse untuk mengaktifkan salah satu fasilitas yang ingin kita gunakan pada ladder palette toolbar kemudian tempatkan pada test zone atau action zone dengan cara mengklik kiri pada mouse .
47
3 . Setelah rung 0 selesai dibuat klik tanda (
) pada menu ladder editor .
Klik
Gambar 36. Contoh ladder diagram pada ladder editor . 4. Jika ladder diagram masih ingin dibuat, ulangi lagi langkah diawal dan buat ladder diagram pada rung baru tersebut, begitupun seterusnya sampai ladder diagram yang dibuat benar–benar selesai dan siap ditransfer ke PLC .
G. Menyimpan Program
Program yang telah selesai dibuat dapat disimpan didalam hardisk atau disket. Ini sangatlah menguntungkan sekali karena dengan tersimpannya program didalam hardisk atau disket, program tersebut dapat di edit dan digunakan kapan saja sesuai keperluan. Adapun cara untuk menyimpan program sebagai berikut ;
48
1. Pada menu bar klik File File kemudian klik Save As, muncul kotak dialog Save in
Gambar 37. Kotak dialog Save In 2. Pada kotak isian File name, isikan nama program yang di buat . ( Nama program tidak boleh lebih dari 255 karakter dan itu termasuk space , kemudian tidak dapat berisi karakter berikut yang manapun ; \ / : * ? " < > ) . 3. Setelah nama program dibuat klik Save .
H. Transfer PC Ke Controller .
Program yang telah dibuat dalam bentuk ladder diagram pada program TwidoSoft dapat kita isikan ke memori PLC dengan cara mentransfer data tersebut dari PC ke PLC dengan menggunakan comunication cable . Cara tersebut dapat dilakukan jika PC sudah terhubung (connect) dengan PLC . Berikut adalah cara untuk mentransfer data dari PC ke Controller . 1.
Pada menu bar klik controller kemudian klik transfer PC=>Controller .
49
Gambar 38. Langkah pertama transfer PC ke Controller. 2.
Muncul kotak dialog information .
3.
Klik OK.
Gambar 39. Langkah kedua transfer PC ke Controller . 4.
Muncul kotak dialok information .
5.
Klik NO , tunggu beberapa saat computer akan terkoneksi dengan PLC .
Gambar 40. Langkah ketiga transfer PC ke Controller.
50
I. Switching to RUN.
Setelah PC terkoneksi dengan PLC , program yang telah dibuat tersebut dapat dijalankan atau diuji , adapun cara untuk menjalankannya sebagai berikut ; 1. Pada menu bar klik Controller
2. Muncul kotak kotak dialog information
klik Run .
Klik OK untuk melanjutkan .
Gambar 41. Kotak dialog information switcing to RUN. 3. Tunggu beberapa saat , setelah itu program yang sudah dibuat
dapat
dijalankan .
J. Animation Table Untuk melihat status unsur-unsur program, pada software TwidoSoft dapat dibuat melalui animation table . Tabel ini akan menampilkan keadaan dari unsur unsur program dengan memberikan sinyal berupa angka nol atau satu. Angka nol menandakan elemen tersebut dalam keadaan OFF sedangkan angka satu menandakan elemen tersebut aktif. Ketika pengontrol dijalankan, animation table akan memberikan sinyal sesuai dengan instruksi program. Dengan cara ini dapat diketahui aplikasi yang dibuat sudah benar atau belum. Berikut adalah cara membuat animation table .
51
1. Berikut di bawah adalah ladder diagram yang akan dibuat animation table .
%S6
%Q0.0
Gambar 42. Contoh ladder yang akan dibuat animation table . 2. Pada menu bar klik program kemudian klik animation table editor. 3. Muncul kotak dialog animation table editor.
Gambar 43. Langkah pertama membuat animation table . 4. Arahkan kursor pada kolom address kemudian klik baris satu, ketikkan %S6 setelah selesai tekan enter, begitupun pada
baris kedua ketikkan %Q0.0
kemudian tekan enter .
Gambar 44. Langkah kedua membuat animation table.
52
5. Setelah itu, ketika program dijalankan dapat kita lihat unsur-unsur kerja dari aplikasi yang dibuat pada animation table . 6. Untuk melihatnya yaitu pada menu bar klik program kemudian klik animation table editor .
Gambar 45. Tampilan Animation Table pada waktu program dijalankan.
K. Komponen Peralatan Kontrol.
1 . Miniatur Circuit Breaker ( MCB ). Miniature circuit breaker adalah peralatan sakelar yang dapat mengalirkan arus dalam keadaan normal dan merupakan alat pengaman otomatis yang dapat mengamankan rangkaian dari arus lebih akibat beban mekanik, dan juga arus hubung singkat. MCB mempunyai bimetallic elemen yang bekerja berdasarkan panas. Bimetallic ini akan panas atau memuai jika terjadi arus lebih akibat beban yang lebih besar dari beban normal. Untuk itu alat bimetallic ini dibuat dan direncanakan sesuai dengan ukuran arus nominal MCB tersebut, dimana dalam waktu yang sangat singkat dapat bekerja sehingga rangkaian beban terlindungi . MCB juga dilengkapi dengan Elemen magneting tripping yang bekerja berdasarkan magnet, yang mana jika arus listrik yang besar mengalir melalui kumparan seperti arus hubung singkat maka elemen ini akan bekerja secara cepat
53
memutuskan rangkaian. Elemen ini juga dapat dioperasikan secara manual dengan menekan tombol. Miniatur circuit breaker terdiri atas miniatur circuit breaker satu phasa dan tiga phasa yang memiliki prinsip kerja yang sama. Simbol dan penomoran terminal dari miniatur circuit breaker beserta konstruksinya dapat dilihat pada gambar 46 dan gambar 47 berikut.
1
1
3
5
2
2
4
6
a. Miniatur circuit breaker 1 fasa
b. Miniatur circuit breaker tiga fasa
Gambar 46. Simbol miniatur circuit breaker
Pengungkit
Pengungkit
Terminal
Terminal
Rumah
Rumah
a. Konstruksi MCB satu phasa
b. Konstruksi MCB tiga phasa
Gambar 47. Konstruksi MCB
54
2. Sakelar SPST Sakelar SPST (single pole single throw) merupakan salah satu jenis dari sakelar togel yang hanya bisa menghubungkan rangkaian dengan sumber tegangan pada satu arah saja sedang arah berikutnya berfungsi untuk memutus rangkaian dengan sumber tegangan. Sakelar ini hanya dapat dialiri arus listrik satu phasa, Adapun simbol sakelar SPST dapat dilihat dari gambar di bawah ini .
Gambar 48. Simbol sakelar SPST. 3. Relai. Relai adalah sejenis kontak atau sakelar yang dapat menghubungkan suatu rangkaian kerangkaian kontrol lainnya. Relai bermanfaat untuk kontrol jarak jauh dan untuk pengontrolan pengontrolan alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol dan arus rendah seperti untuk mengendalikan peralatan dan mesin dari kejauhan atau mengendalikan dari kejauhan akan peralatan yang berada ditempat yang berbahaya. Relai mempunyai kontak NO, NC atau kombinasi keduanya dan catu tegangan relai tergantung dari kebutuhan dan sumber daya, misalnya 24 volt arus searah, 115 volt dan 220 volt arus arus bolak balik. Relai terdiri dari sebuah lilitan kawat (kumparan, coil) yang yang dililitkan pada suatu inti dari besi lunak. Jika kumparan dialiri arus listrik, maka sesuai dengan prinsip elektromagnit kumparan akan berubah menjadi magnit. Magnit ini menarik (atau menolak) suatu lidah (pegas), dan lidah pun akan menghubungkan
55
kontak ataupun melepas kontak. Konstruksi dasar relai dan lambangnya seperti gambar 49 di bawah ini.
k i t k i a t t n k i o t i k T
C B A
Pegas Kontak B
r a k g n a J
Isolasi
Tonjolan anti lengket A
Kumparan (a)
Inti
C
(b)
Gambar 49 : a. Konstruksi relai dengan kontak tukar b. Simbol relai Jika relai diberi arus, maka inti akan menarik jangkar sehingga kontak antara lidah B dan A terbuka (tidak terhubung), dan kontak antara lidah B dan C tertutup (terhubung).
56
BAB III PENGONTROLAN PENGONTROLAN TRAFFIC LIGHT LIG HT PADA JALAN SIMPANG EMPAT DENGAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER TWIDO
A. Sistem kerja traffic light pada jalan simpang empat.
Gambar 50. Keadaan lampu lalu lintas pada persimpangan jalan .
Sistem kerja traffic light pada suatu persimpangan tidak selalu sama, hal tersebut tergantung dari banyak persimpangan dan kondisi tata tertib jalan yang telah diatur oleh pemerintah yang berwenang. Begitupun dengan lamanya waktu kendaraan bergantian berjalan, hal tersebut disesuaikan dengan tingkat kepadatan dari kendaraan-kendaraan yang lalu-lalang di jalan tersebut . Sebelum melewati suatu persimpangan para pengemudi diwajibkan untuk mematuhi rambu-rambu yang telah ditetapkan, rambu-rambu tersebut berupa lampu
57
petunjuk yang terdiri dari tiga buah warna. Lampu tersebut dipasang dalam sebuah box yang diberi tiang dan ditempatkan diujung sebelah kiri, ditengah-tengah ruas jalan atau diatas setiap jalan pada suatu persimpangan persimpangan sehingga memudahkan memudahkan para pengemudi untuk melihatnya. Adapun warna lampu yang digunakan pada traffic light untuk memberikan rambu-rambu kepada para pengemudi adalah lampu merah, kuning dan hijau . Gambar 51 di bawah memperlihatkan arti dari kode-kode warna yang digunakan pada traffic light.
Gambar 51. Arti warna-warna lampu lalu lintas
Sesuai dengan judul makalah yang penulis ambil, lampu lalu lintas yang dikendalikan oleh PLC Twido digunakan untuk mengontrol jalan simpang empat. Adapun lamanya waktu kendaraan bergantian berjalan penulis mengambil salah satu sampel lampu lalu lintas yang ada dikota medan yaitu lampu hijau menyala selama 30 detik, lampu kuning menyala selama 5 detik dan lampu merah menyala selama 105 detik. Gambar 52 di bawah memperlihatkan simpang empat .
penempatan traffic light pada jalan
58
Lampu Lalu Lintas Mobil
Zebra Cross Pembatas Antar Jalan
Jalan Ruas Jalan
Gambar 52. Penempatan traffic light pada jalan simpang empat.
Berikut di bawah menjelaskan prinsip kerja traffic light pada jalan simpang empat.
59
1. Kondisi pertama . Pada saat lampu tanda warna hijau di jalan satu menyala dan lampu tanda untuk mobil dua, tiga, dan empat berwarna merah. Mobil satu dapat menuju arah jalan A2, A3, dan A4 sementara mobil di jalan dua hanya dapat menuju jalan A3 dan mobil yang tidak menuju jalan tersebut akan berhenti (STOP), mobil di jalan tiga hanya dapat menuju jalan A4 dan mobil yang tidak menuju jalan A4 akan berhenti begitupun untuk mobil di jalan empat hanya dapat menuju jalan A1 dan mobil yang tidak menuju jalan A1 akan berhenti. Sampai lampu tanda berwarna kuning di jalan satu menyala, mobil satu masih bisa berjalan dan akan berhenti jika lampu tanda berwarna merah menyala. Gambar
53 di bawah memperlihatkan skema kerja kerja saat lampu di jalan satu
berwarna hijau . A4
Jalan menuju arah A4
Mobil di jalan 4
STOP 4
Mobil di jalan 3
Jalan menuju arah A1
3
A1
A3
Jalan menuju arah A3 Mobil di jalan 2 Jalan menuju arah A2
1
A
2
Mobil di jalan 1
Lampu tanda untuk mobil di jalan 1 A2
Gambar 53. Skema kerja saat lampu di jalan satu berwarna hijau .
60
2. Kondisi kedua . Saat lampu tanda warna merah pada jalan satu menyala, lampu hijau di jalan dua akan menyala dan lampu-lampu lampu-lampu tanda di jalan tiga dan empat masih tetap lampu berwarna merah menyala. Mobil dua dapat menuju arah A1, A3, dan A4 sementara mobil di jalan satu, tiga, dan empat berhenti dan hanya dapat berjalan menuju jalan kearah kiri dari jalan masing–masing. Saat lampu tanda berwarna kuning di jalan dua menyala mobil dua dapat terus berjalan dan akan akan berhenti sampai lampu tanda berwarna merah menyala. Gambar 54 di bawah memperlihatkan skema kerja saat lampu di jalan dua berwarna hijau .
Jalan menuju arah A4
A Mobil di jalan 4
Mobil di jalan 3
4
Jalan menuju arah A1
3
A1
A3
Jalan menuju arah A3
1 B
Lampu tanda untuk mobil 2
2
Mobil di jalan 1
A2
Jalan menuju arah A2
Gambar 54. Skema kerja saat lampu di jalan dua berwarna hijau .
61
3. Kondisi ketiga . Saat lampu tanda di jalan dua berwarna merah menyala, lampu tanda berwarna hijau di jalan tiga akan meyala dan lampu tanda di jalan empat , di jalan satu masih berwarna merah. Mobil tiga dapat menuju jalan A1, A2, dan A4 , sedangkan mobil di jalan satu, dua, dan empat harus berhenti dan hanya dapat menuju jalan kearah kiri dari jalan masing–masing. Saat lampu tanda berwarna kuning di jalan tiga menyala mobil tiga dapat terus berjalan dan akan berhenti sampai lampu tanda berwarna merah menyala. Gambar 55 di bawah memperlihatkan skema kerja saat lampu di jalan tiga berwarna hijau . Jalan menuju arah A4 Mobil di jalan 4
A Lampu tanda untuk mobil 3 Mobil di jalan 3
Jalan menuju arah A1
4 C 3
A1
A3
Jalan menuju arah A3
1
2
Mobil di jalan 1
Mobil di jalan 2 A2
Jalan menuju arah A2
Gambar 55. Skema kerja saat lampu di jalan tiga berwarna hijau .
62
4. Kondisi keempat . Saat lampu tanda warna merah di jalan tiga menyala, lampu tanda berwarna hijau di jalan empat akan meyala dan lampu tanda di jalan satu dan dua masih berwarna merah. Mobil empat dapat menuju jalan A1, A2, dan A3, sedangkan mobil di jalan satu, dua, dan tiga harus berhenti dan hanya dapat menuju jalan kearah kiri dari jalan masing-masing. masing-masi ng. Sampai lampu warna kuning di jalan empat menyala mobil empat dapat terus berjalan dan akan berhenti jika lampu tanda berwarna merah menyala. Saat lampu tanda warna merah di jalan empat menyala maka lampu tanda berwarna hijau di jalan satu akan menyala dan terjadi keadaan pada kondisi satu kemudian diteruskan kondisi dua, tiga, empat, dan kembali lagi kekondisi satu demikian seterusnya. Gambar 56 di bawah memperlihatkan skema kerja saat lampu di jalan empat berwarna hijau . A4
Mobil di jalan 4
Jalan menuju arah A4
Lampu tanda untuk mobil 4
4
Mobil di jalan 3
D
3
A1
A3
1
Jalan menuju arah
2
Jalan menuju arah A3 Mobil di jalan 2
Mobil di jalan 1
A2
Jalan menuju arah A2
Gambar 56. Skema kerja saat lampu di jalan empat berwarna hijau .
63
B. Diagram Signal Rangkaian .
Untuk lebih memahami sistem kerja lampu lalu lintas pada jalan simpang empat, dapat digambarkan dalam bentuk diagram signal. Pada gambar diagram signal ini dapat dilihat waktu kerja ( t ) masing -masing beban ( lampu ) . WAKTU ( T ) OUTPUT
Second
LAMPU 30 35
Q0.0 / R1
M1
Q0.1 / R2
K1
Q0.2 / R3
H1
Q0.3 / R4
M2
Q0.4 / R5
K2
Q0.5 / R6
H2
Q0.6 / R7
M3
Q0.7 / R8
K3
Q0.8 / R9
H3
Q0.9 / R10
M4
Q1.0 / R11
K4
Q1.1 / R12
H4
65 70
100 105
Gambar 57. Diagram signal traffic light pada jalan simpang empat .
Ket; Lampu hijau
: Menyala selama 30 detik.
Lampu kuning
: Menyala selama 5 detik.
Lampu merah
: Menyala selama 105 detik.
135 140
64
C. Peralatan kontrol
Seperti yang telah dijelaskan dalam bab-bab terdahulu, bahwa PLC yang ada dipasaran untuk dapat kita pergunakan sebagai pengendali harus kita lengkapi dengan peralatan kontrol lainnya. Dalam hal ini untuk pengontrolan traffic light pada jalan simpang empat, komponen-komponen yang diperlukan adalah sebagai berikut :
1. MCB. Sebagai pengaman PLC digunakan MCB 1 Phase 2A (F2) kemudian sebagai pengaman pada rangkaian utamanya digunakan MCB 1 phase 6A (F1) . 2. Relai . Relai yang digunakan pada pengontrolan traffic light dengan PLC Twido adalah relai dengan spesifikasi sebagai berikut : OMRON MK2P-I (MADE IN MALAYSIA) 4
5
3
6
2
7 1
8
250 VAC / 28VDC Contact : 10A NO, 5A NC.
Bottom View Relai tersebut digunakan sebanyak 12 unit, dengan keperluan sebagai berikut ; a. Relai 1 (R1), digunakan untuk sakelar lampu merah di jalan satu. b. Relai 2 ( R2), digunakan untuk sakelar lampu kuning di jalan satu. c. Relai 3 (R3), digunakan untuk sakelar lampu hijau di jalan satu.
65
d. Relai 4 (R4), digunakan untuk sakelar lampu merah di jalan dua. e. Relai 5 (R5), digunakan untuk sakelar lampu kuning di jalan dua. f.
Relai 6 (R6), digunakan untuk sakelar lampu hijau di jalan dua.
g. Relai 7 (R7), digunakan untuk sakelar lampu merah di jalan tiga. h. Relai 8 ( R8), digunakan untuk sakelar lampu kuning di jalan tiga. i.
Relai 9 (R9), digunakan untuk sakelar lampu hijau di jalan tiga.
j.
Relai 10 (R10), digunakan untuk sakelar lampu merah di jalan empat.
k. Relai 11 ( R11), digunakan untuk sakelar lampu kuning di jalan empat. l.
Relai 12 (R12), digunakan untuk sakelar lampu hijau di jalan empat.
3. Sakelar SPST. Sakelar SPST (S0) digunakan sebanyak satu buah yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian ke sumber tegangan. Sakelar ini dipasang pada bagian input PLC.
4. Lampu Ada banyak jenis lampu yang dapat digunakan sebagai lampu lalu lintas salah satunya dapat kita gunakan lampu
INFRARED RAY 25 Watt/220V.
Lampu tersebut digunakan sebanyak 12 buah dan didudukkan dengan menggunakan fitting yang untuk selanjutnya ditempatkan didalam sebuah box seperti halnya yang terlihat pada lampu lalu lintas yang ada pada persimpangan di jalan raya.
66
Tiap-tiap box berisi tiga buah lampu dan supaya cahaya yang dihasilkan lampu memiliki warna merah, kuning, dan hijau , lampu tersebut diberi penutup dari bahan campuran kaca dan plastik yang diberi warna .
Penutup lampu yang berwarna merah
Pelindung cahaya lampu agar pancaran cahaya tidak menyebar
BOX
Gambar 58. Contoh lampu lalu lintas.
5. Penghantar . Penghantar yang digunakan untuk rangkaian kontrol pada PLC dapat digunakan kabel NYAF dengan ukuran 1 x 1,5 mm
2
yang penyambungannya
menggunakan sepatu kabel . Kemudian untuk penghantar yang digunakan pada rangkaian dari relai ke lampu dapat kita gunakan kabel NYY yang ukuran luas penampangnya minimal 2
2,5 mm atau dapat kita hitung dengan menyesuaikan ketentuan pengontrolan yang telah dirancang. Kabel tersebut ditanam didalam tanah dengan terlebih dahulu diberi perlindungan terhadap kemungkinan terjadinya gangguan mekanis.
67
D. Programming Ladder Diagram (LD) Traffic Light Pada Simpang Empat Dengan PLC
TWDLCAA24DRF
Yang
Ditambah
Expansion
I/O
Modules
TWDDMM24DRF.
Programming LD adalah bahasa pemrograman yang disupport oleh PLC Twido. Program tersebut sangat mudah untuk dipahami karena secara umum simbol yang digunakan mirip gambar dalam rangkaian relai/kontaktor. Untuk itu pada makalah ini penulis hanya membuat program ladder diagram tanpa membuat rangkaian kontrol arus dengan menggunakan relai . Sebelum membuat aplikasi baru pada software TwidoSoft, terlebih dahulu diatur default pogram editor yang akan digunakan. Adapun cara mengaktifkannya sebagai berikut ; 1. Pada menu bar klik File kemudian klik Prefences . 2. Muncul kotak dialog Prefences .
Gambar 59. Kotak dialog prefences. 3. Pada bagian default program editor, aktifkan ladder dengan memberi tanda ( ) setelah itu klik klik OK .
68
Setelah
default
pogram
editor
ditentukan
langkah
selanjutnya
yaitu
menampilkan jendela ladder diagram editor untuk membuat ladder diagram dari pengontrolan traffic light pada jalan simpang empat. Langkah tersebut dapat kita lakukan dengan mengaktifkan pilihan New pada menu file dan diteruskan dengan mengklik insert pada menu ladder viewer. Berikut di bawah adalah program ladder diagram pengontrolan traffic light pada jalan simpang empat .
69
70
71
72
73
74
75
E. Rangkaian Kontrol Traffic Light Pada Jalan Simpang Empat Dengan PLC TWDLCAA24DRF Dan Expansion I/O Modules TWDDMM24DRF.
Setelah ladder diagram dibuat, maka selanjutnya kita buatkan rangkaian kontrol dengan PLC yang sudah ditambah dengan expansion I/O modules, berikut adalah hal-hal yang perlu diperhatikan dalam membuat rangkaian kontrol dengan PLC . 1. Bagian Input . Bagian-bagian rangkaian yang menjadi input, yaitu rangkaian masukan untuk memberikan sinyal kepada PLC. Dari ladder diagram yang telah dibuat, yang menjadi bagian input adalah : TABEL VI BAGIAN INPUT DAN FUNGSINYA No.
INPUT
1.
%I0.0
COMENT
Digunakan untuk sakelar SPST, yang berfungsi untuk memberikan sinyal/perintah kepada PLC apabila kita inginkan rangkaian sistem bekerja (ON) .
2. Bagian Output . Bagian-bagian
rangkaian
output
yaitu rangkaian
keluaran
yang
merupakan hasil proses kerja PLC sesuai dengan program yang diberikan kepadanya. Rangkaian-rangkaian output inilah nantinya yang akan mengaktifkan relai untuk menghubungkan rangkaian sumber
tegangan dengan lampu. Dari
76
ladder diagram yang telah dibuat, output yang digunakan sebanyak dua belas output sementara pada PLC TWDLCAA24DRF TWDLCAA24D RF
jumlah output yang dimiliki
sebanyak 10 output . Untuk itu pada PLC ditambahkan expansion I/O Modules untuk menambah jumlah outputnya. Adapun yang menjadi output/keluran sesuai ladder diagram yang dibuat sebagai berikut ; TABEL VII BAGIAN OUTPUT DAN FUNGSINYA No.
OUTPUT
COMENT
1.
%Q0.0
Mengaktifkan relai 1 (R1) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu merah di jalan satu (M1).
2.
%Q0.1
Mengaktifkan relai 2 (R2) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu kuning di jalan satu (K1) .
3.
%Q0.2
4.
%Q0.3
5.
%Q0.4
6.
%Q0.5
7.
%Q0.6
8.
%Q0.7
9.
%Q0.8
10.
%Q0.9
11.
%Q1.0
12.
%Q1.1
Mengaktifkan relai 3 (R3) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu hijau di jalan satu (H1). Mengaktifkan relai 4 (R4) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu merah di jalan dua (M2). Mengaktifkan relai 5 (R5) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu kuning di jalan dua (K2). Mengaktifkan relai 6 (R6) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu hijau di jalan dua (H2). Mengaktifkan relai 7 (R7) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu merah di jalan tiga (M3). Mengaktifkan relai 8 (R8) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu kuning di jalan tiga (K3). Mengaktifkan relai 9 (R9) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu hijau di jalan tiga (H3). Mengaktifkan relai 10 (R10) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu merah di jalan empat (M4). Mengaktifkan relai 11 (R11) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu kuning di jalan empat (K4). Mengaktifkan relai 12 (R12) , yang berfungsi sebagai sakelar lampu merah di jalan empat (H4).
77
Peralatan-peralatan input dan output di atas selanjutnya dirangkaikan pada terminal input dan output dari PLC dan expansion I/O Modules dengan 2
menggunakan kabel NYAF 1,5 mm . Penempatan peralatan tersebut harus sesuai dengan alamatnya masing-masing dari ladder diagram yang telah dibuat supaya tidak terjadi kesalahan dalam pengoperasiannya. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat gambar 20. Rangkaian kontrol traffic light pada PLC TWDLCCAA24DRF dan Expansion I/O modules TWDDMM24DRF .
78
RANGKAIAN KONTROL PADA PLC TWDLCAA24DRF
S0
+24V 0V DC OUT
L
F2
N
DC IN COM
Ry.Out COM 0
0
0
1
1
2
2
3
F3
3
4
Ry.Out COM 1
5
4
6
7
5
8
6
R2
R4
10
Ry.Out COM 2
7
F4 R1
9
11
8
12
13
Ry.Out COM 3
9
F5
R5
R6
R7
R8
N F
PLN, AC 220 V 2A , 50Hz
Gambar 61. Rangkaian kontrol pada PLC P LC TWDLCAA24DRF.
R9
R10
79
RANGKAIAN KONTROL PADA EXPANSION I/O MODULES TWDDMM24DRF
COM 0
0
R11
1
0
2
1
2
3
COM1
3
4
NC
5
6
4
7
5
8
6
9
10 11 12
8
13 14
15 16
COM 2
R12 F5
N
AC 220 V F
Gambar 62. Rangkaian kontrol pada expansion I/O modules TWDDMM24DRF.
80
F. Rangkaian Utama pengontrolan traffic light pada pada jalan simpang empat .
Rangkaian utama adalah gambaran rangkaian beban dan rangkaian kontakkontak relai serta kontak breaker yang dihubungkan pada arus beban . Pada penginstalasian lampu lalu lintas perlu dibuatkan gambar rangkaian utama , hal tersebut bertujuan bertujuan
untuk memudahkan memudahkan dalam melakukan melakukan penginstalasian penginstalasian atau
menghubungkan menghubungkan komponen–komponen komponen–komponen seperti
lampu, kontak relai dan
pengaman ke sumber tegangan . Rangkaian utama ini terdiri dari dua bagian yaitu bagian rangkaian yang dipasang didalam panel kontrol dan bagian rangkaian yang dipasang diluar panel kontrol. Komponen–komponen yang dipasang didalam panel kontrol adalah adalah : PLC, relai, dan MCB. Sedangkan bagian yang dipasang diluar panel seperti jaringan jaringan listrik dan beban (lampu). Adapun gambar gambar rangkaian utama pengontrolan traffic light pada simpang empat dapat dilihat pada gambar 63 di bawah .
81
Sumber AC 1 phase 220 V- 6A 50Hz F
F1
R1
M1
R2
K1
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
H1
M2
K2
H2
M3
K3
H3
R 10
M4
R 11
R 12
K4
H4
N
Gambar 63. Rangkaian utama pengontrolan traffic light pada jalan simpang empat .
82
G. Mentransfer program yang yang tersimpan pada pada memori PC ke dalam dalam memori PLC.
Program ladder diagram yang digunakan untuk pengontrolan traffic light pada jalan simpang empat selanjutnya kita transfer ke PLC supaya program tersebut tersimpan ke dalam memori PLC . Dengan tersimpannya program tersebut, PLC akan membaca semua perintah dari program tersebut sehingga pengontrolan traffic light pada jalan simpang si mpang empat dapat kita jalankan . Adapun cara untuk mentrasfer program dari memori PC ke PLC terlebih dahulu PC harus kita hubungkan ke PLC dengan cara memilih pilihan Connect pada menu PLC , selanjutnya pilih Transfer PC=>Controller . Tunggu beberapa saat sampai proses transfer selesai . Setelah itu memori PLC sudah terisi program yang telah dibuatkan dan siap dijalankan .
Gambar 64. Tampilan jendela untuk langkah menghubungkan (connect) dari PC ke Controller
83
H. Membuat animation table input output pada pada software TwidoSoft TwidoSoft V2.5 .
Tujuan membuat animation table adalah untuk melihat status unsur-unsur program , adapun caranya terlebih dahulu dengan memilih pilihan animation table editor pada menu hardware kemudian akan muncul jendela animation table editor. Selanjutnya isikan status status dari unsur-unsur yang ingin dilihat pada kotak address. address. Pada animation table editor yang penulis buat , penulis hanya menampilkan status bagian input dan bagian output pada PLC seperti yang terlihat pada gambar 65 di bawah .
0
Gambar 65. Status bagian input dan output yang dibuat pada animation table editor.
84
I. Menjalankan program program yang tersimpan pada memori PLC.
Program yang sudah tersimpan pada memori PLC dapat kita jalankan melalui software TwidoSoft pada computer untuk dilihat status dari dari
masing-
masing unsur program tersebut. Keuntungannya yaitu kita dapat melakukan pengeditan kembali jika pada program yang telah dibuat terdapat kesalahankesalahan. Adapun cara untuk menjalankannya yaitu dengan cara mengaktifkan pilihan Run pada menu PLC. Ikuti prosedur yang ada kemudian tunggu beberapa saat setelah itu program sudah dapat dijalankan .
Gambar 66. Tampilan jendela me-RUN kan PLC
Setelah PLC di-RUN kan, terlebih dahulu tampilkan jendela animation table editor setelah itu it u baru aktifkan bagian-bagian input sesuai dengan rancangan yang telah dibuat dan perhatikan status input dan output pada animation table editor.
85
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Setelah mempelajari isi dari tugas akhir ini mulai dari bab I sampai dengan bab III, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Dengan mengunakan PLC, pengawatan ( wiring) relatif lebih sedikit dibanding dengan panel kontrol konvensional karena hubungan kontakkontak pada ladder diagram yang ada dalam CPU PLC sudah terangkai secara elektronik sehingga penginstalasian secara hardwire seperti pada rancangan kontrol konvensional tidak diperlukan lagi. 2. Membuat pengontrolan traffic light pada jalan simpang empat dengan menggunakan
PLC
lebih
mudah
dan
praktis
dibanding
dengan
menggunakan kontaktor magnet. Dengan PLC rangkaian kontrolnya lebih sederhana, sedangkan sedangkan rangkaian utama tetap tidak berubah. 3. PLC dapat melakukan berbagai macam pengendalian seluas mungkin karena pada PLC sudah terdapat beberapa unit peralatan yang berfungsi sebagai relai, coil, latching coil, timer, drum dan counter sehingga memudahkan kita dalam merancang sebuah aplikasi baru.
86
B. Saran
1. Mengingat fungsi lampu lalu lintas pada persimpangan sangatlah penting, maka dalam melakukan pengontrolan lampu lalu lintas, hendaknya peralatan pengontrol tersebut diberi sumber cadangan. Hal ini mencegah terjadinya kemacetan di jalan apabila aliran listrik dari PLN tiba-tiba terhenti . 2. Untuk peningkatan pengetahuan dan keterampilan mahasiswa khususnya dalam bidang pengendalian peralatan dengan PLC, agar praktek khusus bengkel listrik IV di laboratorium perlu ditingkatkan lagi.
DAFTAR PUSTAKA
1. Antono Tri . Materi Pelatihan PLC Tingkat Dasar . Padang . Politeknik Universitas Andalas . 2003. 2. Depertemen Pendidikan dan Kebudayaan . Petunjuk Pengontrolan Motor Listrik Di Industri. Jakarta. 1987 3. Fadilah, Kismet,Drs. dkk. Pembuatan Rangkaian Pengendali Dasar . Bandung. Angkasa. 2003 . 4. Naibaho, Mariden. Hand Out PLC Telemecanique Telemecanique TSX 17 17 . PPPGT Medan . Industri. Yogyakarta. Andi yogyakarta . 2001. 5. Petruzella, Frank D . Elektronik Industri
7.
Thahjono, Anang. Programmable Logic Controller . Surabaya. PENS ITS. 1998 . Wasito S. Teknik Denyut Opamp Thyristor . Jakarta. Karya Utama. 1980
8.
Wasito S. Teknik Arus Searah . Jakarta. Karya Utama. 1987
9.
Yahya, Zakir. Kontrol Motor Induksi . Padang. FPTK IKIP Padang. 1996
6.
10. Schneider Electrric. Hardware Implementation Guide TWD USE 10AE eng Version 2.5. 11. Universitas Kristen Maranatha. Modul Pelatihan Basic PLC . Bandung. 2004. 12. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan. Petunjuk Praktek Pengontrolan Motor Listrik Di Industri Industri. Jakarta. 1987. 13.
Schneider Electric. Software Setup Guide TWD USE eng Version 2.5.
14.
Schneider Elentric. TwidoSoft Operation Guide Version 2.5.
15.
Schneider Electric . Twido Training Course (Twido v.1). 2002.
