PUSAT LATIHAN PENGAJAR DAN KEMAHIRAN LANJUTAN ( CIAST ) PETI SURAT 7012 JALAN PETANI 19/1 SEKSYEN 19, 40900 SHAH ALAM SELANGOR DARUL EHSAN
KERTAS PENERANGAN (INFORMATION SHEET)
KOD DAN NAMA PROGRAM / PROGRAM’S CODE & NAME
EE-021-3:2012 ELECTRONIC EQUIPMENT & APPLIANCE TROUBLESHOOTING, REPAIRING AND MAINTENANCE OPERATION
TAHAP / LEVEL
L3
NO. DAN TAJUK UNIT KOMPETENSI / COMPETENCY UNIT NO. AND TITLE
NO. DAN PENYATAAN AKTIVITI KERJA / WORK ACTIVITIES NO. AND STATEMENT
NO. KOD / CODE NO.
C02 PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) CONFIGURATION
1. IDENTIFY MICROPROCESSOR CHIP/DEVICE 2. IDENTIFY MICROPROCESSOR PROGRAMMING LANGUAGE 3. OBTAIN PLC DEVICE INFORMATION /DATA SHEET 4. CHECK HARDWARE CONNECTION 5. RUN THE PROGRAM 6. REPORT PLC CONFIGURATION ACTIVITIES
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 1 Drp / of : 14
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 2 Drpd / of : 14
TAJUK/TITLE : PENGENALAN KEPADA PLC ( PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TUJUAN/PURPOSE : Kertas Penerangan adalah bertujuan untuk menerangkan kepada pelatih mengenai Microprosessor Chip / Peranti, Aritmetik Logik
Unit (ALU) dan kefungsian bagi
Pengawal Logik Boleh Aturcara (PLC).
PENERANGAN/INFORMATION :
1.
PENGENALAN PLC ( PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER). PLC merupakan singkatan kepada perkataan (PROGRAMMABLE LOGIC
CONTROLLER). Pada masa kini PLC banyak digunakan dalam sektor industri yang banyak
menggunakan sistem kawalan automasi. Di dalam sektor industri, PLC
amat berguna kerana ia adalah sebuah alatan elektronik
berdigital
yang
menggunakan pengatucaraan memori bagi menggantikan litar kawalan yang banyak menggunakan geganti, pemasa,pembilang dan sebagainya. Penggunaan PLC adalah untuk mengawal isyarat masukan dan
isyarat
keluaran secara automatik. PLC akan memproses isyarat masukan mengikut program yang ditetapkan dan disimpan di dalam memori yang seterusnya akan mengarahkan isyarat keluaran untuk melaksanakan sesuatu proses dalam mesin dan sebagainya. PLC selalunya digunakan bagi menggerakkan sesuatu mesin atau peralatan seperti: i.
Mesin dan peralatan elektrik seperti motor, lampu siren dan sebagainya. ii.
Peralatan pneumatik dan hidraulik bagi mengawal pergerakan silinder.
iii. Sistem lampu isyarat. iv. Sistem penggera. Contoh isyarat masukan bagi perlaksanaan PLC ialah: i.
Suis/ Suis tekan
ii. Suis penghad iii. Sensor elektrikal/mekanikal
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 3 Drpd / of : 14
iv. Rotary encoder 2.BAHAGIAN UTAMA SISTEM PLC. Terdapat lima bahagian utama dalam sistem PLC iaitu: i.
Masukan
ii.
Pengawal
iii.
Keluaran
iv.
Bekalan Kuasa
v.
Pengkalan pengatucaraan. Pengkalan Pengatucaraan
Masukan
Pengawal ( Unit pemprosesan pusat dan Ingatan
Keluaran
Bekalan Kuasa
Rajah 1: Gambarajah blok sesebuah sistem PLC.
2.1 MASUKAN Bahagian ini akan menerina isyarat masukan yang terdiri daripada isyarat masukan analog atau digital untuk diproses di dalam bahagian pengawal PLC. Antara contoh peranti masukan ialah punat tekan, suis had, suis aras, suis kehampiran dan pemutus litar. Peranti masukan ialah alat yang berfungsi sebagai suis bagi memberikan isyarat masukan pada sesebuah PLC. Sesuatu peralatan masukan akan menyebabkan PLC menerima isyarat masukan dan akan memproses isyarat tersebut. Peranti masukan akan disambung pada PLC mengikut alamat tertentu. Kesilapan sambungan boleh menyebabkan PLC memproses data yang salah dan menyebabkan keluaran tidak tepat. Keupayaan
NO. KOD / CODE NO.
Muka Surat / Page : 4 Drpd / of : 14
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
sesuatu PLC adalah bergantung kepada masukan/keluaran (I/O) yang sedia ada. Sebagai contoh OMRON CPM1A mempunyai 8 masukan. Isyarat masukan boleh disalurkan melalui point masukan dalam bentuk digital iaitu ”0” dan ”1”.
Cara kerja kawalan masukan. i.
PLC akan bekerja setelah mendapat isyarat masukan dan memproses data masukan tersebut.
ii.
Setelah memproses data masukan PLC akan menganalisa isyarat dan memberi arahan keluaran. Di bawah adalah gambaran cara kerja sesebuah PLC untuk memproses sesebuah masukan.
Isyarat keluaran dari elektro-valve, contactor dan lain-lain KELUARAN
MASUKKAN
Isyarat masukan dari suis, sensor dan lain-lain
Rajah 2 : Kawalan kerja masukan dan keluaran 2.2 PENGAWAL. Bahagian ini akan memproses isyarat yang diterima daripada bahagian masukan dan mengeluarkan isyarat kawalan kepada unit kawalan. Unit penting dalam pengawal ialah unit pemproses pusat (CPU) dan system ingatan. 2.3 KELUARAN. Bahagian ini akan menerima isyarat arus terus yang sudah diproses oleh pengawal untuk melaksanakan tugas yang telah diaturcarakan. Soket keluaran digunakan untuk menyambung peranti keluaran ke sistem PLC, contohnya peranti keluaran seperti geganti kawalan, injap, penggera, solenoid, motor, kipas, lampu dan pemanas. Peranti keluaran iaah keluaran yang digunakan di dalam sesuatu sistem kawalan automasi. Keupayaan sesuatu PLC adalah bergantung pada masukan atau keluaran yang sedia ada. Setelah PLC
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 5 Drpd / of : 14
memproses data masukan maka PLC akan menentukan pengaktifan peranti keluaran mengikut kehendak isyarat masukan. a. Unit Pemproses Pusat (CPU). Unit ini akan mengawal dan menyelia semua operasi dalam PLC. Ia akan melaksanakan arahan-arahan program yang tersimpan di dalam ingatan (memori). Satu sistem komunikasi bas akan membawa maklumat daripada CPU kepada ingatan unit-unit masukan dan keluaran. CPU adalah satu unit penting yang terdiri daripada satu unit microprocessor yang menjalankan kerja-kerja operasi matematik (tambah, tolak, darab dan bahagi) serta kawalan turutan (sequence control). CPU menerima data dalam bentuk kumpulan binary dan menjalankan kerja-kerja arithmetic dan operasi logic dalam
data tersebut berpandukan arahan-arahan yang
tersimpan di dalam memori. CPU mengandungi ‘Input/Output Interface” dan ALU (Arithmetic And Logic Unit). Semua program yang dimasukan ke dalam PLC disimpan dalam memori (RAM). b. Ingatan. Data yang telah diprogramkan akan dimasukan di dalam ingatan PLC. Data akan bergerak dalam computer setiap masa dan akan digabungkan, dibandingkan, dan dinilai dengan beberapa cara dan data-data yang lain akan digabungkan semula. PLC berupaya untuk melaksanakan arahan-arahan berjulah 300 hingga 1000 arahan. PLC yang lebih besar mempunyai modul-modul ingatan antara 1K hingga 64K dan boleh ditambah dengan memasang RAM (Random Access Memory). Terdapat beberapa jenis memori yang selalu digunakan diantaranya ialah :
iii)
i)
Read-Only Memory (ROM).
ii)
Random Access Memory (RAM).
Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM). iv)
Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM).
NO. KOD / CODE NO.
Muka Surat / Page : 6 Drpd / of : 14
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
2.4 BEKALAN KUASA. Bekalan kuasa membekalkan voltan yang diperlukan oleh setiap bahagian dalam sistem PLC. Jika tiada bekalan kuasa PLC tidak akan berfungsi. Voltan yang dibekalkan kepada komponen dalam PLC adalah antara 100 ke 240 VAU (Voltan Arus Ulang-alik) dan 24 VAT (voltan Arus Terus). 3. LANGKAH-LANGKAH PLC MELAKSANAKAN TUGAS. Langkah 1. Menyemak status masukan pada bahagian masukan PLC. Langkah 2. Melaksanakan atur cara. Contohnya jika dalam atur cara menyatakan keluaran akan menjadi aktif apabila masukan berkendali. Maklumat ini akan disimpan untuk digunakan pada langkah 3. Langkah 3. Mengemaskini status keluaran. Keluaran PLC akan dikemaskini berasaskan langkah 1 & 2.
Semak status masukan
Kemaskini status keluaran
Rajah 3 : Carta Alir PLC Menjalankan Tugasan. 4. KEBAIKAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC). PLC adalah cara lebih baik berbanding dengan sistem secara manual. Di antara kebaikan PLC adalah seperti berikut: i.
Cara program yang mudah.
ii.
Mengurangkan kos produk.
iii.
Memudahkan penyelenggaraan.
Laksana aturcara
NO. KOD / CODE NO. iv.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 7 Drpd / of : 14
Program boleh diubahsuai tanpa mengganggu sistem.
v.
Ketepatan masa.
vi.
Berkebolehan tinggi.
5. JENIS-JENIS PLC YANG TERDAPAT DI PASARAN. i.
OMRON
ii.
MOLLER
iii.
FESTO
iv.
NAIS
v.
NATIONAL
vi.
BOCSH
Rajah 4 : Gambarajah contoh-contoh PLC
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 8 Drpd / of : 14
Rajah 5 : Elemen asas dalam sesebuah kawalan PLC 6. ASAS PENGATUCARAAN. Bahasa pengatucaraan yang digunakan dalam PLC adalah seperti berikut : i.
Rajah Tangga (Ladder Diagram)·
ii.
Senarai Arahan(Instruction List)·
iii.
Teks Struktur (Structured Text)·
iv.
Carta Fungsi Turutan(Sequential Function Chart)·
v.
Fungsi Rajah Blok (Function Block Diagram).
5.1 Rajah Tangga. Rajah tangga merupakan bahasa pengaturcaraan jenis grafik yang ditukar dari rajah litar pendawaian kawalan geganti. Rajah tangga mengandungi landasan sesentuh dari kiri ke kanan rajah ( rujuk rajah 6). Sesentuh landasan ini disambung kepada elemen penyuisan sedia buka ( Normally Open – NO) atau penyuisan sedia tutup ( Normally Closed – NC ) menerusi laluan arus dan gelung elemen. Rajah tangga juga menunjukkan litar kawalan dan memaparkan fungsi serta kombinasi operasi turutan bagi setiap cabang pada baris mendatar secara berasingan.
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 9 Drpd / of : 14
Rajah 6 : Rajah tangga (Ladder Diagram)
Antara simbol yang digunakan dalam rajah tangga adalah seperti berikut :
SIMBOL
PENERANGAN Masukan sesentuh lazim buka ( NO )
Masukan sesentuh lazim tutup ( NC )
Keluaran
Rajah 7 : Simbol rajah tangga.
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 10 Drpd / of : 14
5.2 Senarai Arahan (Instructiona List).
Merupakan bahasa jenis penghimpun berteks. Ianya dibina dari suruhan kawalan yang mengandungi pengendali (operator) dan berkendali (operand). Berikut adalah contoh Kod
Arahan
LD
Arahan permulaan bagi setiap anak tangga dalam rajah tangga.
AND
Arahan yang digunakan bagi menyambung 2 masukan atau lebih dalam siri.
OR
Arahan yang digunakan bagi menyambung 2 masukan atau lebih dalam selari.
NOT
Arahan menyongsang sesuatu masukan.
OUT
Arahan yang menunjukkan keluaran bagi setiap anak tangga dalam rajah tangga.
END
Arahan bagi menamatkan satu atur cara.
aturcara yang menggunakan bahasa.
Rajah tangga
END
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Rajah 8 : Senarai arahan dalam PLC
Muka Surat / Page : 11 Drpd / of : 14
NO. KOD / CODE NO.
Muka Surat / Page : 12 Drpd / of : 14
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
5.3 Teks Struktur (Structured Text) Merupakan bahasa jenis penghimpun berteks yang mengandungi ungkapan dan suruhan. Contoh penggunaan bahasa ini adalah seperti berikut :
Cylinder out = (Input A OR Input B) AND Output C
5.4 Carta Fungsi Turutan (Sequentional Function Chart). Merupakan jenis bahasa grafik. Elemen-elemennya terdiri daripada langkah
peralihan,
pilihan
dan
cabang
selari.
Setiap
langkah
menunjukkan status proses aturcara kawalan yang aktif atau tidak aktif. Satu
langkah
mengandungi
tindakan
yang
berdasarkan
kepada
peralihan. Tindakan pula mengandungi struktur turutannya sendiri. 5.5 Rajah Fungsi Blok (Function Block Diagram). Merupakan jenis bahasa grafik. Elemen-elemen yang terdapat di dalam rajah fungsi ini digambarkan secara grafik fungsi dan blok fungsi. Elemen-elemen ini disambungkan dengan garisan aliran isyarat dan dihubungkan secara terus ke dalam rangkaian. 6. ASAS RAJAH TANGGA (LADDER DIAGRAM). Sebuah rajah tangga terdiri daripada satu garisan menegak disebelah kiri dan kanan yang dinamakan bus bar dan juga garis mendatar ke kanan yang dinamakan garis-garis arahan (instruction lines). Di sepanjang garis-garis arahan terdapat kombinasi-kombinasi logic keadaan (conditions) yang akan menentukan bila dan bagaimana arahan-arahan di sebelah kanan sekali akan dilaksanakan. Contoh rajah tangga yang ditunjukkan pada Rajah 6 diatas. Nombor-nombor yang terdapat pada setiap keadaan menentukan bit operasi setiap arahan. Setiap arahan dalam rajah tangga sama ada ON atau OFF bergantung kepada status bit operasi yang
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 13 Drpd / of : 14
telah diprogramkan. i.
Keadaan normally open adalah ON jika bit operasi adalah ON dan akan OFF jika bit operasi adalah OFF.
ii.
Keadaan normally closed adalah ON jika bit operasi adalah OFF dan akan OFF jika bit operasi adalah ON.
7. ISTILAH-ISTILAH ASAS 7.1 Keadaan Perlaksanaan (Execution Conditions). Kombinasi logik antara keadaan-keadaan ON dan OFF mewujudkan keadaan terkumpul bagi sesuatu arahan yang ingin dilaksanakan. Keadaan inilah yang dinamakan keadaan perlaksanaan.
i.
Arahan akan berada dalam Keadaan Perlaksanaan (Execution Conditions) ON apabila X0 adalah ON, X1 adalah OFF dan X2 adalah ON.
7.2 Bit Operasi (Operand Bits). Bit operasi bagi setiap arahan adalah terdiri daripada mana-mana bit dalam kawasan-kawasan ingatan (memory) IR, SR, HR, TC atau TR. Ini bermakna keadaan-keadan (conditions) dalam rajah tangga boleh ditentukan oleh bit I/O, bendera (flags), bit kerja (work bits), pemasa/ pembilang (timers/ counters) dan lain-lain. Rajah 9 dibawah menunjukkan peta ingatan yang merujuk kepada PLC jenis OMRONSYSMAC COM1H.
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
KAWASAN DATA
Kawasan
BIT
Muka Surat / Page : 14 Drpd / of : 14
FUNGSI
IR00000 - IR01515
Digunakan sebagai bit masukan
IR10000 – IR11515
Digunakan sebagai bit keluaran.
IR21600 – IR21915
Bit ini tidak mempunyai fungsi yang. khusus. Boleh digunakan secara bebas dalam program.
Kawasan SR
SR24400 – SR25507
Bit ini melakukan fungsi yang tertentu seperti bendera (flags) dan bit kawalan.
Kawasan TR
TR 0 – TR 7
Bit ini digunakan untuk menyimpan secara sementara status ON / OFF pada cabangcabang program
Kawasan HR
HR 0000 – HR 9915
Input Kawasan IR Kawasan Output
Kawasan Kerja
Kawasan Timer/Counter
TC 000 – TC 511
Bit ni digunakan untuk menyimpan data dan mengekalkan status ON / OFF bila kuasa dimatikan.
Nombor yang sama digunakan untuk timer dan counter. TC000 ke TC002 dgunakan utk. `interval timer’
Rajah 9 : Jadual ingatan PLC
7.3 Blok Logik (Logic Blocks).
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 15 Drpd / of : 14
Cara memberi tindak balas terhadap sesuatu arahan adalah ditentukan oleh perhubungan diantara keadaan-keadaan (conditions) yang ada pada garisan arahan yang menghubungkan mereka. Sebarang kumpulan keadaan yang terbentuk untuk menghasilkan satu keputusan logik dinamakan blok logik. 7.4 Blok Arahan (Instruction Blocks). Satu blok arahan adalah terdiri daripada semua arahan-arahan yang terdapat di dalam satu blok. Blok itu diperolehi dengan melukis satu garisan mendatar tanpa memotong garisan yang menegak dan sebaliknya. 8. KOD MNEMONIK. Rajah tangga tidak boleh dibaca oleh konsol pengaturcaraan. Oleh itu, rajah tangga perlu ditukar kepada kod mnemonik. Kod mnemonik memberikan maklumat yang sama seperti rajah tangga dan boleh ditaip semula secara terus pada konsol pengaturcaraan.
ALAMAT
ARAHAN
OPERASI / DATA
00000
LD
X0
00001
OR
X1
00002
AND
X3
00003
AND LD
00004
OUT
Y0
00005
TMY
00
K20
NO. KOD / CODE NO.
00006
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
CNT
Muka Surat / Page : 16 Drpd / of : 14
002
#0010
00007
END
Rajah 10 : Kod Mnemonik
NO. KOD / CODE NO.
EE-021-3:2012-CO2/P(2/6)
Muka Surat / Page : 17 Drpd / of : 14
SOALAN/QUESTION : 1. Nyatakan deinisi PLC. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 2. Berikan EMPAT isyarat masukan dalam PLC. i. ................................................ ii. …………………………………… iii. …………………………………… iv. …………………………………… 3. Nyatakan LIMA bahasa pengaturcaraan dalam PLC. i.
………………………………………
ii.
………………………………………
iii.
………………………………………
iv.
………………………………………
v.
………………………………………
RUJUKAN/REFERENCES : 1. Pengenalan Kepada PLC, Laporan Projek Ciast. 28/12/2016 2. www.google.com/PLC_operation. 28/12/2016 .12.00PM
