LAPORAN RESMI PRAKTIKUM SISTEM PENGENDALIAN OTOMATIS
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
AINUN NADIROH2412100063
Asisten LaboratoriumMesawati Pitartyanti NRP 24111000
JURUSAN TEKNIK FISIKAFakultas Teknologi IndustriInstitut
Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2015
3
vi
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM SISTEM PENGENDALIAN OTOMATIS
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
AINUN NADIROH2412100063
Asisten LaboratoriumMesawati PitartyantiNRP 24111000
JURUSAN TEKNIK FISIKAFakultas Teknologi IndustriInstitut
Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2015
AUTOMATIC CONTROL SYSTEM PRACTICE REPORT
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
AINUN NADIROH NRP 2412100063
Laboratory AsisstantMesawati PitartyantiNRP 24111000
DEPARTEMENT OF ENGINEERING PHYSICSFaculty of Industrial
TechnologyInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya
2015ABSTRAK
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
Di era modern ini setiap industri membutuhkan dan menerapkan
sistem pengendalian. Sistem pengendalian adalah suatu sistem yang
dapat mengendalikan proses produksi sekaligus menjaga hasil
produksi agar tetap sesuai dengan keinginan atau dengans set point
yang telah ditentukan. Secara konvensional, sistem pengendalian
biasanya terdiri dari perangkat-perangkat seperti counter, relay,
timer, dan lainnya. Namun, atas keterbatasan perangkat-perangkat
tersebut dalam menjalankan fungsinya, saat kini telah digunakan
sistem pengendalian yang bersifat otomatis atau digital. Salah satu
sistem yang sampai saat ini dikembangkan dalah Programmable Logic
Controller (PLC). Berdasarkan praktikum, didapat beberapa hasil
diantaranya Pada praktikum mengenai Programable Logic Controller
dilakukan percobaan mengenai sensor dan pompa yang saling
berhubungan satu sama lain, dimana kondisi yang diminta adalah:
apabila saklar nyala, maka pompa 1 dan indikator pompa 1 nyala dan
pompa akan mengalirkan air ke tanki, apabila air mengenai sensor
bawah, maka pompa 1 dan lampu indikator pompa 1 tetap menyala,
apabila air mengenai sensor tengah, maka pompa 1 dan lampu
indikator 1 tetap menyala dengan mixer dan lampu indikator mixer
yang juga menyala, apabila air mengenai sensor atas, maka pompa 1
dan mixer beserta lampu indikatornya akan mati, tetapi pompa 2 dan
lampu indikatornya menyala. Dimana pompa 2 akan menyedot air dari
tanki sehingga air akan berkurang, air akan terus turun hingga air
tidak mengenai sensor bawah, pada kondisi ini maka pompa 1 akan
menyala dan proses berulang ke kondisi nomor satu.
Kata Kunci: PLC, Self Holding, Interlock
DAFTAR ISIHALAMAN JUDULiABSTRAKiiiDAFTAR ISIivDAFTAR
GAMBARviDAFTAR TABELviiBAB I PENDAHULUAN11.1Latar
Belakang11.2Permasalahan11.3Tujuan1BAB II DASAR
TEORI32.1Programmable Logic Controller32.2Logika Dasar
PLC52.2.1Logika NOT52.2.2Logika AND52.2.3Logika NAND62.2.4Logika
OR62.2.5Logika NOR62.3Dasar Pemrograman PLC72.4Rangkaian Self
Holding92.5Rangkaian Interlock10BAB III METODOLOGI123.1Alat dan
Bahan Praktikum123.2Langkah-langkah praktikum12BAB IV ANALISA DAN
PEMBAHASAN144.1Analisa Data144.2Pembahasan15BAB V
PENUTUP175.1Kesimpulan175.2Saran17DAFTAR PUSTAKA18
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kontrol Proses Close Loop di Industri3Gambar 2.2
Diagram blok PLC4Gambar 2.3 Logika NOT5Gambar 2.4 Logika AND5Gambar
2.5 Logika NAND6Gambar 2.6 Logika OR6Gambar 2.7 Logika NOR7Gambar
2.8 AND, OR, NOT8Gambar 2.9 TON dan TOF8Gambar 2.10 Counter9Gambar
2.11 Rangkaian Self Holding9Gambar 2.12 Rangkaian Interlock10Gambar
4.1 Tampilan Ladder Diagram14
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Input dan Output PCT 17 to PLC Siemens S7-20012Tabel
4.1 Tabel adressing pada logika PLC15
v
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangDi era modern ini setiap industri membutuhkan
dan menerapkan sistem pengendalian. Sistem pengendalian adalah
suatu sistem yang dapat mengendalikan proses produksi sekaligus
menjaga hasil produksi agar tetap sesuai dengan keinginan atau
dengans set point yang telah ditentukan. Secara konvensional,
sistem pengendalian biasanya terdiri dari perangkat-perangkat
seperti counter, relay, timer, dan lainnya.Namun, atas keterbatasan
perangkat-perangkat tersebut dalam menjalankan fungsinya, saat kini
telah digunakan sistem pengendalian yang bersifat otomatis atau
digital. Salah satu sistem yang sampai saat ini dikembangkan dalah
Programmable Logic Controller (PLC).Percobaan P1 Sistem
Pengendalian Otomatis tentang PLC ini dapat memberikan pemahaman
lebih mengenai PLC. Selain itu juga dapat mengetahui penerapan
secara langsung PLC pada plant.
1.2 PermasalahanBerdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan
pada sub-bab sebelumnya, maka hal-hal yang menjadi rumusan masalah
dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.a. Bagaimana dasar-dasar
dan pemrograman PLC?b. Bagaimana bahasa pemrograman pada PLC?1.3
TujuanTujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah a. Mampu
memahami dasar-dasar dan pemrograman PLC.b. Mampu memahami bahasa
pemrograman pada PLC.
Halaman ini sengaja dikosongkan
13
BAB IIDASAR TEORI
2.1 Programmable Logic ControllerPLC (Programmable Logic
Controller) adalah sebuah alat instrument yang mempunyai kemampuan
menyimpan instruksi-instruksi yang berfungsi sebagai kendali atau
melaksanakan fungsi suatu perintah kerja yang sekuensial,
perhitungan aritmatik, pemrosesan numerik, sarana komunikasi dari
suatu proses yang jenis input atau outputnya berupa sinyal logic
on-off. PLC merupakan sistem operasi elektronik digital yang
dirancang untuk keperluan lingkungan industri, PLC digunakan untuk
menggantukan fungsi relay-relay yang banyak digunakan.
Gambar 2.1 Kontrol Proses Close Loop di IndustriPLC menerima
sinyal input dari perlatan sensor berupa sinyal on off. Apabila
input berupa sinyal analog, maka dibutuhkan input analog modul yang
menkonversikan sinyal analog menjadi sinyal digital. Sinyal
tersebut langsung dikirim ke Central Processing Unit (CPU) untuk
diproses sesuai program yang dibuat. Hasil pemrosesan berupa sinyal
keluaran digital yang dikirim ke modul output untuk menjalankan
actuator. Pabrikan yang membuat produk PLC diantaranya Allan
Bradley, Omron, Mitshubishi, General Electric-Klocker Moler, Festo,
Texas Instrument, Siemens, Toshiba, dan Scheneider. PLC yang
dipakai dalam praktikum kali ini adalah PLC Siemens S7-200 dan
Allen Bradley (logixpro).
Gambar 2.2 Diagram blok PLCPLC mempunyai kelebihan yang
kemungkinan tidak dimiliki oleh peralatan kontrol konvensional
yaitu bahwa PLC dapat bekerja pada industri dengan kondisi yang
cukup berat, dengan tingkat polusi tinggi, fluktuasi temperatur
antara 0 sampai 60 dan kelembaban relatif antara 0% sampai 95%.
Dibandingkan dengan sistem kendali konvensional, PLC mempunyai
kelebihan antara lain:a.Bekerja handal dan aman, serta
fleksible.b.Hemat dalam jumlah pengawatan.c.Pemrogramannya
sederhana dan mudah dirancang dalam bahasa atau instruksi yang
mudah dimengerti.d.Pemasangan atau instalasinya mudah.2.2 Logika
Dasar PLCFungsi logika pada PLC dapat mempermudah dalam melakukan
analisis dan menyusun diagram tangga (ladder diagram) PLC. Berikut
fungsi logika pada PLC.2.2.1 Logika NOTLogika NOT merupakan nilai
kebalikan dari suatu logika. Pada PLC input Normally Close
merupakan logika NOT dari input Normally Open. Suatu logika NOT
hanya memiliki output yang bernilai 1 bila input Normally Close
bernilai 0.
Gambar 2.3 Logika NOT2.2.2 Logika ANDLogika AND hanya akan
menghasilkan output yang bernilai 1 bila semua input Normally Open
yang terhubung secara seri bernilai 1. Sedangkan bila ada satu saja
input Normally Open yang bernilai 0 maka output-nya akan bernilai
0.
Gambar 2.4 Logika AND2.2.3 Logika NANDLogika NAND (NOT-AND)
merupakan logika kebalikan dari logika AND. Output logika NAND
selalu bernilai 0 bila input semua Normally Close yang terhubung
secara paralel bernilai 1, selain itu output-nya akan bernilai
1.
Gambar 2.5 Logika NAND2.2.4 Logika ORLogika OR pada PLC tersusun
dari beberapa input Normally Open yang tersusun paralel. Sehingga
bila ada salah satu input Normally Open yang bernilai 1 maka
output-nya akan bernilai 1. Sedangkan bila semua input Normally
Open bernilai 0 maka output-nya akan bernilai 0.
Gambar 2.6 Logika OR2.2.5 Logika NORKebalikan dari logika OR
yakni logika NOR (NOT-OR), yang memiliki output bernilai 1 hanya
bila semua input Normally Close yang terhubung seri bernilai 0.
Selain itu output-nya akan bernilai 0.
Gambar 2.7 Logika NOR2.3 Dasar Pemrograman PLCKontrol program
adalah komponen utama dalam sistem yang bekerja secara otomatis.
Kontrol program harus didesain secara sistematis, terstruktur
dengan baik dan harus terdokumentasi agar bebas dari kesalahan,
pemeliharaan mudah, dan efektif dalam biaya. Untuk memrogram PLC
dapat digunakan prosedur berikut untuk menyelesaikan permasalahan
mengenai kontrol. Langkah-langkah dalam membuat program sebagai
berikut:a. Identifikasi Masalah Definisi permasalahan untuk
menjabarkan problem kontrol dalam bentuk detail. Informasi yang
diperlukan yaitu skema posisi, skema sekuensial, dan table
kebenaran untuk menerangkan hubungan I/O.b. Allocation List
Allocation list berisi kondisi-kondisi program atau alamat yang
dipakai oleh keluaran atau masukan.c. Pembuatan Program Terdapat
dua cara untuk membuat program, yaitu dengan menggunakan ladder
diagram atau statement list.Berikut beberapa contoh program dasar
PLC Allen Bradley (software logixpro) dengan menggunakan ladder
diagram. Logika AND, OR dan NOT
Gambar 2.8 AND, OR, NOT TON (Timer On Delay) dan TOF (Timer Off
Delay)
Gambar 2.9 TON dan TOF Conter Up/ Down
Gambar 2.10 Counter2.4 Rangkaian Self HoldingRangkaian self
holding adalah rangkaian yang dapat mempertahankan kondisi nilai
suatu operasi logika.
Gambar 2.11 Rangkaian Self HoldingCara KerjaKeadaan awal, lampu
GL menyala Apabila tombol BS2 ditekan maka arus akan mengalir
menuju koil kontaktor X sehingga koil menjadi magnet yang
menyebabkan kontak Bantu X,X2 terhubung dan X1 terputus
mengakibatkan lampu RL menyala dan GL padam Apabila tombol BS2
dilepas maka arus masih mengalir menuju koil kontaktor X melalui
kontak Bantu X menyebabkan lampu tetap hidup walaupun BS2 dilepas.
Apabila BS1 ditekan maka arus yang menuju koil kontaktor X akan
putus sehingga kontak Bantu X1 kembali terhubung dan X2 terputus,
Lampu GL kembali menyala dan RL padam.2.5 Rangkaian
InterlockRangkaian interlock adalah rangkaian kontrol yang saling
mengunci secara bergantian bila salah satu sumber lain aktif.
Gambar 2.12 Rangkaian InterlockCara KerjaKeadaan awal, lampu
L1dan L2 padamApabila tombol BS1 ditekan maka arus akan mengalir
menuju koil kontaktor X1 sehingga koil menjadi magnet yang
menyebabkan kontak Bantu X1(dari kontaktor 1) terhubung menyebabkan
lampu L1 menyalaApabila tombol BS2 ditekan maka arus akan mengalir
menuju koil kontaktor X2s ehingga koil menjadi magnet yang
menyebabkan kontak Bantu X2 (dari kontaktor 2) terhubung
menyebabkan lampu L2 menyala
BAB IIIMETODOLOGI
Pada bab ini akan diajarkan metode yang disusun dan digunakan
dalam penyelesaian permasalahan dalam praktikum.3.1 Alat dan Bahan
PraktikumPeralatan dan Bahan yang digunakan pada praktikum ini
adalah:a. Modul PLC Siemens S7-200b. Kabel Downloader MPIc. Modul
PCT 17d. PC yang terinstall Step 7 Micro3.2 Langkah-langkah
praktikuma. Peralatan yang dibutuhkan disiapkan.b. Input dan Output
dari PLC ditentukan untuk memudahkan penggambaran wiring pada Step
7.Tabel 3.1 Input dan Output PCT 17 to PLC Siemens S7-200Modul
Mixing TankI/O PLCSiemensS7-200
Sensor 3 (bawah)I0.3
Sensor 2 (tengah)I0.2
Sensor 1 (atas)I0.1
Pompa 1Q0.3
Pompa 2Q0.4
Mixer Q0.6
Indikator Pompa 1Q0.0
Indikator Pompa 2Q0.2
Indikator MixerQ0.1
SaklarI0.0
Halaman ini sengaja dikosongkan
BAB IVANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dipaparkan hasil praktikum 4.1 Analisa
DataHasil praktikum simulasi didapatkan logika cara kerja sistem
sebagai berikut:
Gambar 4.1 Tampilan Ladder Diagram
Kondisi air naik: Saklar menyala = Pompa 1 dan indikator pompa 1
menyala Menyentuh sensor bawah = Pompa 1 dan indikator pompa 1
menyala Menyentuh sensor tengah = Mixer, pompa 1, dan indikator
pompa 1 menyala Menyentuh sensor atas = Pompa 2 dan indikator pompa
2 menyalaKondisi air turun:Menyentuh sensor tengah = Pompa 2 dan
indikator pompa 2 menyalaMenyentuh sensor bawah = Pompa 1 dan
indikator pompa 1 menyalaTabel 4.1 Tabel adressing pada logika
PLCModul Mixing TankI/O PLCSiemensS7-200
Sensor 3 (bawah)I0.3
Sensor 2 (tengah)I0.2
Sensor 1 (atas)I0.1
Pompa 1Q0.3
Pompa 2Q0.4
Mixer Q0.6
Indikator Pompa 1Q0.0
Indikator Pompa 2Q0.2
Indikator MixerQ0.1
SaklarI0.0
4.2 PembahasanPada praktikum mengenai Programable Logic
Controller dilakukan percobaan mengenai sensor dan pompa yang
saling berhubungan satu sama lain, dimana kondisi yang diminta
adalah: apabila saklar nyala, maka pompa 1 dan indikator pompa 1
nyala dan pompa akan mengalirkan air ke tanki, apabila air mengenai
sensor bawah, maka pompa 1 dan lampu indikator pompa 1 tetap
menyala, apabila air mengenai sensor tengah, maka pompa 1 dan lampu
indikator 1 tetap menyala dengan mixer dan lampu indikator mixer
yang juga menyala, apabila air mengenai sensor atas, maka pompa 1
dan mixer beserta lampu indikatornya akan mati, tetapi pompa 2 dan
lampu indikatornya menyala. Dimana pompa 2 akan menyedot air dari
tanki sehingga air akan berkurang, air akan terus turun hingga air
tidak mengenai sensor bawah, pada kondisi ini maka pompa 1 akan
menyala dan proses berulang ke kondisi nomor satu.Berdasarkan
kondisi yang diminta maka untuk memprogram agar dapat mencapai
kondisi tersebut diperlukan pemahaman mengenai self-holding dan
interlock.Self-holding adalah sebuah rangkaian yang berfungsi
sebagai penahan (hold) dari suatu output agar terus berada pada
keadaan yang diinginkan, walaupun input berubah-ubah, output akan
tetap berada pada kondisi yang sama. Pada simulasi, rangkaian ini
digunakan pada range 1, yaitu apabila saklar dimatikan maka pompa 1
yang sebelumnya menyala akan tetap menyala. Biasanya rangkaian
self-holding terlihat digunakan apabila dalam satu range terdapat
bentuk percabangan (parallel).Interlock adalah sebuah rangkaian
yang berfungsi sebagai pengaman, jadi apabila salah satu komponen
dimatikan, maka komponen lainnya akan tetap bekerja. Namun,
terkecuali jika yang dimatikan adalah sumber, pada simulasi yang
dilakukan sumber adalah I:0/0 yang mana merupakan saklar pada
sistem. Yang terjadi adalah, apabila salah satu dari komponen dalam
sistem tidak bekerja, maka bagian sistem yang lain akan tetap
bekerja secara normal. Pada simulasi, interlock digunakan untuk
memisahkan pompa yang menyala terhadap inputan sensor.
BAB VKESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KesimpulanBerdasarkan hasil praktikum programmable Logic
Controller ini maka dapat disimpulkan bahwa PLC bekerja dengan cara
mengamati masukan atau sensor dengan melakukan proses sesuai dengan
yang dibutuhkan (sesuai dengan program yang diatur). Pemrograman
dasar dari PLC Siemens S7200 adalah menggunakan ladder diagram yang
dapat disusun dari perangkat lunak Step 7. Adapun perangkat keras
dari PLC Siemens S7200 meliputi I/O Interface, power supply, CPU,
memori, recorder dan printer, serta program. Mengenai permasalahan
yang diinginkan pada praktikum PLC yaitu tentang mixing tank dan
hubungan sensor, pompa, dan mixer diperlukan rangkaian interlock
dan self holding untuk menyelesaikan kondisi-kondisi yang
diinginkan.
5.2 SaranDari praktikum yang telah dilakukan, saran yang dapat
diberikan yakni untuk praktikan lebih memahami kembali dasar teori
yang menunjang jalannya praktikum untuk kemudahan dalam proses
praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Anonim, MODUL P1:Programmable Logic Controller, Surabaya:
Laboratorium Rekayasa Instrumentasi Teknik Fisika ITS, 2015.
Lampiran 1
TUGAS KHUSUS