LAPORAN PRAKTEK PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLER (PLC) LADDER DIAGRAM UNTUK OPERASI LOGIKA PLC
KELOMPOK 3
NAMA
: YANSTEN NORBERTUS
NIM
: 061440341668
PARTNER
: LUZKA FATIHAN
NIM
: 061440341658
PARTNER
: RM. APRILLIA RACHMAWATI
NIM
: 061440341666
KELAS
: 7 ELB
TANGGAL PRAKTEK
: 18 SEPTEMBER 2017
PROGRAM STUDI SARJANA TERAPAN KONSENTRASI MEKATRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2017
JOB 1 LADDER DIAGRAM UNTUK OPERASI LOGIKA PLC
1.1.
Tujuan
1.1.1. Tujuan Umum
-
Mahasiswa memiliki ilmu pengetahuan, memiliki keterampilan dan mempunyai sikap kerja yang diperlukan untuk mengindentifikasi, menjelaskan kara kteristik dan menjalankan program atau Ladder atau Ladder Diagram untuk fungsi-fungsi logika AND, OR, NOR, NAND, NOT, dan XOR.
-
Mahasiswa mampu mengembangkan Ladder Diagram yang melibatkan penggunaan relay internal, latching, timer, counter, dan piranti penanganan data PLC.
1.1.2. Tujuan Khusus
-
Mampu memahami dasar-dasar unit rancang bangun PLC
-
Mampu memasukkan dan menjalankan program dasar di PLC
-
Mampu membuat program atau Ladder Diagram dari suatu masalah sederhana
1.2.
Mampu menganalisa dan menyimpulkan program dasar di PLC
Dasar Teori
1.2.1. Pengontrol Secara Umum
Kontroler secara umum yaitu untuk mempertahankan kondisi yang diinginkan dalam sistem fisis dengan mengatur variabel tertentu dalam sistem. Berikut merupakan contoh :
Gambar 1.1. Pegontrolan secara umum
Orang yang mengendarai mobil seperti yang ditunjukkan oleh gambar diatas, supir harus memiliki tujuan atau objebtif. Pertama-tama supir harus menentukan lokasi dari mobil di jalan, dengan menggunakan mata untuk melihat posisi mobil di jalan kemudian supir juga harus memperhitungkan keadaan agar mobil tetap pada posisi yang diinginkan dijalan dan akhirnya supir haruslah mengubah posisi mobil dengan menggunakan stir. Dengan menggunakan cara tersebut, supir bisa menjaga mobil tetap berada pada posisi yang diinginkan.
1.2.2. Sistem Tekontrol Mikroprosesor
Dengan sebuah mikroprosesor, kita dapat mempergunakan sistem kontrol dasar yang sama untuk segala situasi dengan memanfaatkan sebuah sistem berbasis mikroprosesor
dan
menuliskan
mikroprosesor untuk untuk memberikan memberikan
sebuah
program
yang
menginstruksikan
reaksi pada setiap sinyal input dari, misalnya
switch, dan menghasilakan output yang dibutuhkan, misalnya katup atau motor.
Adapun bentuk programnya sebagai berikut : Jika switch A menutup. Berikan output kerangkaian motor Jika switch B menutup, Berikan output kerangkaian katup
Dengan mengubah instruksi pada program, kita dapat menggunakan sistem mikroprosesor yang sama untuk berbagai aplikasi kontrol.
Contr oller) 1.2.3. Definisi PLC ( P r ogr ammable L og i c Contr Definisi PLC menurut NEMA (National Electrical Manufactur’s Associiation) adalah peralatan elektronik yang bekerja secara digital yang menggunakan memori yang bisa deprogram untuk menyimpan instruksi internal guna menerapkan fungsifungsi khusus, seperti logic, sequencing, pengukuran waktu, penghitungan, dan aritmatika, untuk mengontrol modul-modul input atau output secara analog atau digital, dan berbagai jenis mesin atau proses. PLC dirancang untuk dioperasikan oleh para engineer yang hanya memiliki sedikit pengetahuan mengenai computer dan bahasa pemograman.
Gambar 1.2. Skematik cara kerja PLC
- Programmable Logic Controller ( PLC) PLC) pertama muncul di General Motor’s Holden pada Holden pada tahun 1968.
-
Pada dasarnya dirancang untuk menggantikan sistem logika yang menggunakan relay
→
pengetahuan tentang rangkaian sistem logika l ogika dan rela y tetap merupakan
dasar yang sangat penting serta diperlukan untuk pemograman dengan PLC.
-
Keuntungan PLC dibanding dengan sistem logika konvensional terutama adalah mudah atau dapat deprogram, fleksibel, dan dapat dihandalkan.
1.2.4. Karakteristik Karakteristik PLC
Karakteristik PLC sebagai alat pengoptimal dari tugas-tugas pengontrolan dan pengoperasian di dalam lingkungan industry : 1. Kokoh dan dirancang untuk tahan getaran, suhu kele mbaban dan kebisingan 2. Antarmuka untuk input-output telah tersedia secara built-in didalamnya. 3. Mudah deprogram dan menggunakan sebuah bahasa pemograman yang mudah dipahami, yang sebagian besar berkaitan dengan operasi-operasi logika dan penyambungan.
1.2.5. Hardware PLC
Umumnya PLC memiliki lima komponen dasar : 1. Prossesor
(CPU)
menginterpretasikan
merupakan
unit
sinyal-sinyal
yang
input
berisi dan
mikroprosesor
melaksanakan
yang
tindakan
pengontrolan sesuai dengan program yang tersimpan tersi mpan dalam memori, kemudian mengkomunikasikan keputusan yang diambil sebagai sinyal kontrol ke antarmuka output. 2. Catu daya diperlukan untuk mengkonversikan tegangan AC menjadi sumber tegangan rendah DC (5 Vdc) yang dibutuhkan oleh prosesor dan modul rangkaian antarmuka I/O. 3. Perangkat pemograman digunakan untuk memasukan program yang dibutuhkan ke dalam memori. Program yang dibuat dengan menggunakan perangkat ini lalu dipindahkan kedalam unit memori PLC. 4. Memori merupakan tempat penyimpanan program yang digunakan untuk melaksanakan tindakan pengontrolan oleh mikroprosesor. 5. Bagian input-output adalah antarmuka dimana prosesor menerima informasi dari dan mengkomunikasikan informasi kontrol ke perangkat eksternal.
Gambar 1.3. Sistem PLC
1.2.6. Bahasa Pemograman PLC
Berdasarkan Stanndart Internasional IEC-61131-3, bahasa pemograman PLC ada 5 macam yaitu : 1. Ladder Diagram (LD) 2. Function Block Diagram (FBD) 3. Sequential Function Chart (SFC) 4. Structure Text (ST) 5. Instruction List (IL)
Tidak semua PLC mendukung kelima bahasa pemograman diatas. Ada yang hanya mendukung LD saja, ada juga yang mendukung LD, FBD, ST tergantung dari PLC yang kita gunakan.
Berikut bahasa pemograman yang digunakan oleh beberapa merek PLC :
- Allen Bradley PLC-5 dan SLC-500 : Ladder : Ladder Diagram (LD) - Allen Bradley Logic 5000 Family : Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), Sequential Function Function Chart (SFC), dan Structure Text (ST)
-
Omron CX-Programmer V8.1 : Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), dan Sequential Function Chart (SFC)
-
Schneider : Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), dan Sequential Function Chart (SFC)
-
Siemens : Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), Sequential Function Chart (SFC), (SFC), dan Instruction dan Instruction List (IL) Macam-macam
bahasa
program
yang
ditetapkan
oleh
(International
Electrotecnic Comminssion) IEC-61131-3 adalah sebagai berikut : 1. Ladder Diagram (LD) Ladder Diagram (LD) adalah bahasa pemograman yang dibuat dari persamaan fungsi logika dan fungsi-fungsi lain berupa pemrosesan data atau fungsi waktu dan pencacahan. Ladder Diagram (LD) terdiri dari susunan kontak-kontak dalam satu group perintah secara horizontal dari kiri ke kanan, dan terdiri dari banyak group perintah secara vertikal. Contoh dari Ladder Diagram (LD) (LD) ini adalah kontak normaly open, open, kontak normaly close, output coil, pemindahan data garis vertikal paling kiri dan paling kanan diasumsikan sebagai fungsi tegangan, apabila fungsi dari group perintah menghubungkan dua garis vertikal tersebut maka rangkaian perintah akan bekerja.
2. Function Block Diagram (FB/FBD) (FB/FBD) Function Block Diagram
adalah suatu fungsi-fungsi logika yang
disederhanakan dalam gambar blok dan dapat dihubungkan dalam suatu fungsi atau digabungkan dengan fungsi blok lain. Seperti SFC, FBD adalah bahasa grafis yang memungkinkan pemograman dalam bahasa lain (tangga, daftar instruksi, atau teks terstruktur) yang akan bersarang di dalam FBD, program muncul sebagai block elemen yang dihubungkan bersama-sama dengan cara yang menyerupai diagram rangkaian. FBD yang paling berguna dalam aplikasi yang melibbatkan tingkat tinggi informasi atau data flow antara komponen kontrol seperti kontrol proses.
3. Statement List (STL) Statement List (STL) (STL) adalah bahasa program jenis tingkat rendah mirip dengan bahasa Assembly. Instruksi yang dibuat berupa susunan sederhana menuju ke operasi yang berupa alamat dan register.
4. Structure Text (ST) atau Structure Language (SCL) Teks terstruktur merupakan bahasa tingkat tinggi yang dapat memproses sistem logika ataupun algoritma dan memungkinkan pemrosesan sistem lain. Perintah umumnya menggunakan meng gunakan
IF… THEN… ELSE, WHILE… DO,
REPEAT… UNTIL, dan lain-lain. lain -lain.
5. Sequential Function Chart (SFC) Bahasa program yang dibuat dan disimpan dalam chart . Bagian-bagian chart memiliki fungsi urutan langkah, transisi, dan percabangan. Setiap step memiliki status proses dan bisa terdiri dari struktur yang yang berurutan.
1.2.7. Gerbang Dasar Logika 1. Gerbang AND
Gerbang AND (AND GATE) Gerbang AND adalah suatu rangkaian logika di mana outputnya akan mempunyai logika “1” bila semua inputnya diberi logika “1”. Jika salah satu inputhya diberi logika “0” walaupun input lainnya “1” maka outputnya akan mempunyai logika “0”. Gambar 1.4. memperlihatkan simbol AND Gate untuk 2 input dan table kebenarannya diperlihatkan pada Tabel 1.
Gambar 1.4. Gerbang AND
Tabel 1. Tabel kebenaran gerbang AND dua input
2. Gerbang OR
OR GATE adalah suatu rangkaian logika dasar yang menyatakan bahwa outputnya akan mempunyai logika “1” jika salah satu inputnya mempunyai logika “1” atau semuanya mempunyai logika “1”. Gambar 1.5. menunjukkan simbol dari OR GATE dua input dan tabel kebenarannya diperlihatkan pada Tabel 2.
Gambar 1.5. Gerbang OR
Tabel 2. Tabel kebenaran gerbang OR dua input
3. Gerbang NOT
Gerbang NOT merupakan gerbang satu-masukan yang berfungsi sebagai pembalik (inverter). Jika masukannya tinggi, maka keluarannya rendah, dan sebaliknya. Gambar 1.6. menunjukkan simbol dari Gerbang NOT dan tabel kebenarannya diperlihatkan pada Tabel 3.
Gambar 1.6. Gerbang NOT
Tabel 3. Tabel kebenaran gerbang NOT
4. Gerbang NAND
Gerbang NAND akan mempunyai keluaran 0 bila semua masukan pada logika 1. Sebaliknya, jika ada sebuah logika 0 pada sembarang masukan pada gerbang NAND, maka keluarannya akan bernilai 1. Kata NAND merupakan kependekan dari NOTAND, yang merupakan ingkaran dari gerbang AND. Simbol Gerbang NAND diperlihatkan pada Gambar 1.7. dan tabel kebenarannya ditunjukkan pada Tabel 4.
Gambar 1.7. Gerbang NAND
Tabel 4. Tabel kebenaran gerbang NAND
5. Gerbang NOR
Gerbang NOR akan memberikan keluaran 0 jika salah satu dari masukannya pada keadaan 1. Jika diinginkan keluaran bernilai 1, maka semua masukan harus dalam keadaan 0. Kata NOR merupakan kependekan dari NOTOR, yang merupakan ingkaran dari gerbang OR. Simbol Gerbang NOR diperlihatkan pada Gambar 1.8. dan tabel kebenarannya ditunjukkan pada Tabel 5.
Gambar 1.8. Gerbang NOR
Tabel 5. Tabel kebenaran gerbang NOR
6. Gerbang EX-OR
Gerbang EXOR akan memberikan keluaran 1 jika masukan-masukannya mempunyai keadaan yang berbeda dan begitupun sebaliknya akan memberikan keluaran 0 jika masukan-masukannya mempunyai keadaan yang sama. Jika dilihat dari keluarannya, maka gerbang EX-OR ini merupakan penjumlahan biner dari masukannya. Gambar 1.9. menunjukkan simbol dari Gerbang EX-OR dua input, dan tabel kebenarannya diperlihatkan pada Tabel 6.
Gambar 1.9. Gerbang EX-OR
Tabel . Tabel kebenaran gerbang EX-OR
7. Gerbang EX-NOR
Gerbang EXNOR merupakan ingkaran dari gerbang EX-OR. Gerbang ini akan memberikan keluaran 1 jika masukan-masukannya mempunyai keadaan yang sama dan sebaliknya akan memberikan keluaran 0 jika masukanmasukannya mempunyai keadaan yang berbeda. Gambar 1.10 menunjukkan simbol dari Gerbang EX-NOR dua input dan Tabel 7. memperlihatkan tabel kebenarannya.
Gambar 1.10. Gerbang EX-NOR Tabel 7. Tabel kebenaran gerbang EX-NOR
1.3.
Alat dan Bahan Alat dan Bahan
Jumlah
1. Perangkat computer
1 buah
2. Modul PLC
1 buah
3. Sofware GMWIN
1 buah
4. Kabel penghubung/banana
8 buah
1.4.
Langkah Percobaan
1. Hidupkan computer. 2. Pilih program GM WIN 4.0 pada menu start atau pada layar desktop.
3. Setelah tampilan awal program GM WIN 4.0, pada menu bar pilih New Project . Maka akan keluar tampilan sebagai berikut.
4. Kemudian isi Project isi Project File Name dan pilih tipe PLC yang digunakan (pilih GM6) pada kolom yang telah disediakan.Pilih tombol Next tombol Next .
Catatan : Jika salah mengisi jenis dan tipe PLC, maka program tidak akan jalan.
5. Setelah tombol Next ditekan, maka akan muncul menu tampilan lanjutan. Isikan data kolom yang tersedia seperti pada gambar di bawah ini. Kemudian pilih tombol Next tombol Next .
6. Setelah data diisi, maka akan muncul menu seperti pada gambar di bawah ini. Pilih LD untuk jenis pemrograman Ladder pemrograman Ladder Diagram. Diagram.
7. Selanjutnya klik Finish, maka secara bersamaan menu Project akan muncul seperti gambar di bawah ini.
8. Setelah itu, buatlah ladder diagram sesuai diagram sesuai dengan job berikut : Indikasikan input 1 dan 2 pada switch yang digunakan, begitu pula dengan outputnya. Program :
-
Lampu 1 akan menyala apabila saklar 1 ON dan mati apabila OFF.
-
Lampu 2 akan menyala apabila saklar 2 OFF dan mati apabila ON.
-
Lampu dan saklar di andaikan sebagai suatu kondisi dalam suatu proses dalam mesin.
Catatan :
jangan lupa lupa untuk memasukkan kode alamat pada masing-
masing input kontak dan output dengan ketentuan jenis PLC yang digunakan. 9. Kemudian rangkailah PLC dengan menghubungkan kabel jumper ke power output berdasarkan ladder diagram diagram yang telah dibuat seperti pada gambar di bawah ini.
10. Setelah gambar dirangkai, sebelum melakukan simulasi kita harus mengkoneksikan terlebih dahulu antara program ladder diagram yang telah dibuat dengan PLC. Klik Online pada menu bar, kemudian pilih
C onnect nnect + Wri Wr i te + R un + M onito ni torr On O n seperti pada gambar di bawah ini.
Kemudian tunggu beberapa saat.
Kemudian pilih Ok.
Kemudian tunggu beberapa saat.
Kemudian pilih Yes.
11. Selanjutnya lakukan pengetesan ataus imulasi terhadap percobaan ladder diagram diagram yang telah dibuat dan catat hasil dari percobaan yang telah dibuat. 12. Setelah selesai melakukan percobaan maka kita harus meng-stop kan jalannya
proses pada PLC dan baru mengdisconnectnya. Hal ini
dilakukan agar tidak terjadi kerusakan. 13. Amati hasil dari ladder diagram tersebut. diagram tersebut. 14. Analisa dan simpulkan hasil dari ladder diagram sederhana diagram sederhana tersebut.
1.5. Hasil Percobaan
1. Hasil percobaan pada saat input saklar 1 ditekan.
2. Hasil percobaan pada tampilan ladder diagram saat diagram saat input saklar 1 ditekan.
3. Hasil percobaan pada saat input saklar 2 dalam keadaan OFF
4. Hasil percobaan pada tampilan ladder diagram saat diagram saat input saklar 2 OFF.
1.6.
Tugas
Buatlah percobaan simulasi dengan mengidentifikasikan fungsi dari 7 gerbang dasar logika menggunakan ladder diagram PLC ! Jawab : Tampilan L adder D i agr am dengan identifikasi 7 gerbang dasar logika
Tampilan L adder D i agr am pada saat disimulasikan
Tampilan output pada PLC saat disimulasikan
gr am pada saat input saklar 1 dan 2 ditekan Tampilan pada L adder D i agra untuk gerbang logika AND dan NAND
1.7.
Analisa
Berdasarkan dari hasil percobaan, pada praktek kali ini PLC yang digunakan adalah PLC jenis LG GM6 – PAFA PAFA dengan aplikasi GM WIN 4.0. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah jenis Ladder Diagram. Pada percobaan pertama adalah membuat sebuah ilustrasi 2 buah lampu yang diindikasikan ke dalam bentuk saklar kontak PLC. Dimana lampu 1 akan menyala bila saklar 1 dalam keadaan ON dan akan mati bila dalam keadaan OFF. Sebaliknya pada lampu 2 akan menyala bila saklar 2 dalam keadaan OFF dan akan mati bila dalam ON. Pada tiap kontak saklar dan output harus diberikan masing – masing – masing masing alamat yang berbeda sesuai dengan ketentuan jenis PLC yang digunakan. Pada PLC jenis LG alamat input kontak harus dimulai dari %IX0.0.0 dan seterusnya, sedangkan untuk alamat output dimulai dengan %QX0.2.0 dan seterusnya. Untuk proses wiring, input dan output pada PLC jenis LG ini telah dilengkapi dengan power supply sendiri. Dari hasil percobaan saat disimulasikan terlihat dimana pada saat saklar 1 ditekan maka pada output lampu 1 akan menyala. Pada layar tampilan Ladder Diagram di monitor terlihat bahwa warna alamat pada input kontak 1 dan output lampu 1 dan 2 menjadi merah, ini menandakan bahwa terjadi proses pensaklaran yang menandakan bahwa input kontak 1 dan kedua output lampu menjadi aktif. Begitu pula dengan perubahan warna input kontak dan coil output yang menjadi berwarna biru menandakan bahwa keduanya dalam keadaan aktif atau teraliri tegangan listrik. Sebaliknya pada hasil percobaan kedua dimana saat kedua input kontak tidak ditekan, maka pada lampu 1 dalam keadaan OFF dan lampu kedua dalam keadaan ON, bila input kontak kedua ditekan maka dipastikan lampu kedua akan dalam keadaan OFF Pada tugas percobaan dimana dilakukan pengidentifikasian dari 7 gerbang dasar logika dengan Ladder Diagram PLC. Alamat input kontak yang digunakan sebanyak 12 alamat dan 7 alamat output coil. Untuk gerbang logika XOR dan XNOR, digunakan 4 kontak yang tersusun secara paralel dengan masing – masing row terdiri dari 2 kontak. Untuk proses pengalamatan gerbang XOR dan XNOR, terdapat 2 kontak yang memiliki alamat yang sama. 2 alamat ini terdapat pada kontak yang tersusun dalam satu kolom secara
paralel, apabila secara seri maka fungsi dari gerbang logika tersebut tidak dapat diidentifikasikan. Sebagai contoh pada gerbang logika XOR dimana alamat %IX0.0.8 terdapat pada 2 kontak yang sama pada row 7 dan 8 dengan tipe NO dan NC. Begitu pula dengan gerbang logika XNOR pada row 9 dan 10. Dari hasil percobaan saat disimulasikan, pada saat input kontak %IX0.0.0 dan %IX0.0.1 ditekan untuk gerbang logika AND, maka pada output lampu akan menyala dan apabila salah satu dari kedua input kontak ini dilepas maka output lampu akan mati. Ini sesuai dengan prinsip kerja dari gerbang AND dimana output akan berlogika 1 jika kedua input sama – sama bernilai 1 dan output akan bernilai 0 jika salah satu atau kedua input bernilai 0. Pada input kontak %IX0.0.2 dan %IX0.0.3 ditekan untuk gerbang logika NAND, maka pada output lampu tidak akan menyala. Lampu akan menyala bila salah satu input kontak tidak ditekan. Ini sama saja seperti prinsip gerbang logika NAND yang dimana output akan berlogika 1 jika kedua atau salah satu input bernilai 0 dan output akan berlogika 0 jika kedua input sama – sama sama bernilai 1. Begitu pula dengan prinsip kerja gerbang dasar logika lainnya.
1.8.
Kesimpulan
Berdasarkan analisa dan hasil percobaan tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa : 1. Pada PLC dengan jenis LG, alamat pada input kontak diawali dengan %IX0.0.0 dan output dengan alamat %QX0.2.0. 2. Operasi dari 7 gerbang dasar logika dapat diaplikasikan dengan program Ladder Diagram pada PLC. 3. Pada PLC jenis LG proses pengaktifan pada layar tampilan Ladder Diagram ditandai dengan warna biru pada kontak dan merah pada alamat kontak. 4. Input dan output pada PLC jenis LG telah memiliki power supply sendiri. 5. Pada saat menghubungkan kabel jumper, sumber tidak harus selalu dimatikan.
