Modul Sistem Kendali Terprogram PLC OMRON

MODUL P L C O M R O NSISTEM KENDALI TERPROGRAM DENNY IRAWAN RINI PUJI ASTUTIK HENDRA ARIWINARNO AFAKHRUL M. BAKHTIAR

������������������������������ Sistem Kendali Terprogram PLC OMRON Denny Irawan Rini Puji Astutik Hendra Ariwinarno Afakhrul Masub Bakhtiar Modul PLC OMRON | i

MODUL Sistem Kendali Terprogram PLC OMRON Penulis: Denny Irawan Rini Puji Astutik Hendra Ariwinarno Afakhrul Masub Bakhtiar Editor, Desain Sampul. dan Tata Letak: Adhi Kurniawan Penerbit: UMG Press Jalan Sumatera No. 101, Kecamatan Kebomas, Kabupaten Gresik 61121 Telp. : +6231 3951414 E-mail : [email protected] ISBN: 978-602-5680-86-1 Anggota IKAPI No. 189 dan APPTI No. 002.021 Cetakan Pertama, 2022 Hak cipta dilindungi undang-undang Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan Dengan cara apapun tanpa ijin tertulis dari penerbit. Modul PLC OMRON | ii

DAFTAR ISI Halaman Judul..............................................................................................i Katalog Dalam Terbitan .............................................................................. ii Daftar Isi....................................................................................................... iii Daftar Gambar............................................................................................iv Kata Pengantar...........................................................................................vi 1 BAB I PERANGKAT MASUKAN DASAR PADA OTOMASI INDUSTRI ..........1 1.1 Pendahuluan .................................................................................1 1.2 Perangkat Masukan Dasar ...........................................................2 1.2.1 Operation Switch .......................................................................2 1.2.2 Detection Switch........................................................................4 1.2.3 Sensor..........................................................................................4 2 BAB II PERANGKAT KELUARAN DASAR PADA OTOMASI INDUSTRI.........8 2.1 Pendahuluan .................................................................................8 2.2 Lampu ............................................................................................9 2.3 Display Panel ...............................................................................10 2.4 Motor Listrik...................................................................................10 2.4.1 Motor.........................................................................................10 2.4.2 Selenoid ....................................................................................12 2.5 Heater...........................................................................................12 3 BAB III PERANGKAT KENDALI DASAR ...................................................14 3.1 Pendahuluan ...............................................................................14 3.2 Relay.............................................................................................14 3.3 Timer .............................................................................................17 3.4 Counter ........................................................................................18 4 BAB IV SISTEM KENDALI KONVENSIONAL ............................................20 4.1 Pendahuluan ...............................................................................20 4.2 Rangkaian Logika Kendali..........................................................20 5 BAB V PEMROGRAMAN PLC OMRON DENGAN CX-PROGRAMMER ..24 Modul PLC OMRON | iii

5.1 Pendahuluan ...............................................................................24 5.2 Membuat Project Baru pada CX-Programmer.........................24 5.3 Membuat Program PLC ..............................................................26 5.4 Online dan Mode PLC ................................................................27 5.5 Transfer Program dari dan ke PLC atau PLC ke PC ..................27 5.6 CONVEYOR PENGISIAN BOX.......................................................30 6 BAB VI CARA SIMULASI PLC OMRON DENGAN CX PROGRAMMER DAN CX DESIGNER .....................................................................................32 6.1 Pendahuluan ...............................................................................32 6.2 Membuat Program yang akan disimulasikan pada CX Programmer ............................................................................................33 6.3 Membuat Layar Simulasi di CX Designer...................................34 6.3.1 Buat Tombol Push Button.........................................................34 6.3.2 Pengaturan Alamat Kontak ....................................................34 6.3.3 Buat Lampu Indikator ..............................................................35 6.3.4 Pengaturan alamat Output....................................................35 6.3.5 Koneksi dengan CX Programmer ...........................................36 6.4 Contoh Soal .................................................................................37 Modul PLC OMRON | iv

DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Kendali Elektrik Dalam Sistem Otomasi Industri ...................1 Gambar 1.2 Operation Switch NO dan NC ..............................................2 Gambar 1.3 Push Button .............................................................................3 Gambar 1.4 Selector Switch dan Toogle Switch ......................................3 Gambar 1.5 Limit Switch .............................................................................4 Gambar 1.6 Sensor ......................................................................................5 Gambar 1.7 Sensor Photoelectric ..............................................................6 Gambar 1.8 Proximity Sensor ......................................................................7 Gambar 2.1 Perangkat Keluaran Dasar Pada Otomasi Industri..............8 Gambar 2.2 Perangkat Keluaran Lampu Indikator ..................................9 Gambar 2.3 Lampu Tower Indikator ........................................................10 Gambar 2.4 Display Panel ........................................................................10 Gambar 2.5 Penggunaan Motor AC pada Konveyor ...........................11 Gambar 2.6 Penggunaan Motor DC Magnet Permanen .....................11 Gambar 2.7 Penerapan Selenoid Pada Valve.......................................12 Gambar 2.8 Penggunaan Heater yang Dipasangkan dengan Sensor Suhu ............................................................................................................13 Gambar 3.1 Konstruksi Relay ....................................................................14 Gambar 3.2 Relay secara Aktual dan Simbol.........................................15 Gambar 3.3 Jenis Relay Berdasarkan Pole dan Throw...........................16 Gambar 3.4 Penerapan Timer..................................................................17 Gambar 3.5 Timer secara Aktual dan Simbol .........................................17 Gambar 3.6 Counter secara Aktual dan Simbol ....................................18 Gambar 3.7 Penerapan Counter Dalam Menghitung Barang yang Lewat diatas Conveyor.............................................................................19 Gambar 4.1 Rangkaian Pengendali Menggunakan 1 Tombol.............20 Gambar 4.2 Rangkaian NOT ....................................................................21 Gambar 4.3 Rangkaian AND saat Kedua Tombol Tidak diTekan dan Modul PLC OMRON | v

Satu Tombol Ditekan .................................................................................22 Gambar 4.4 Rangkaian AND Saat Dua Tombol Ditekan dan Kombinasi 2 Tombol .....................................................................................................22 Gambar 4.5 Rangkaian OR Saat Dua Tombol Tidak Ditekan dan 1 Tombol diTekan..........................................................................................23 Gambar 4.6 Rangkaian OR Saat Dua Tombol Ditekan dan Kombinasi 2 Tombol ........................................................................................................23 Gambar 5.1 Membuat Project Baru pada PLC Omron .........................24 Gambar 5.2 Halaman Utama Pemrograman.........................................25 Gambar 5.3 Program PLC Sederhana yang Berisi 1 Kotak dan 1 Coil..26 Gambar 5.4 Memasukkan Comment Untuk Menandai Kontak ...........26 Gambar 5.5 Menu Bar PLC- Work Online ................................................27 Gambar 5.6 Transfer PC to PLC................................................................28 Gambar 5.7 Item yang di Transfer IO Tabel ............................................29 Gambar 5.8 Tampilan Saat Progress Download yang Sukses ...............29 Gambar 5.9 Contoh Project Conveyor Pengisian Box ...........................30 Gambar 6.1 Contoh Membuat Simulasi PLC ..........................................32 Gambar 6.2 Membuat Program Pada CX Programmer........................33 Gambar 6.3 Membuat Tombol Push Button............................................34 Gambar 6.4 Pengaturan Alamat Kontak ................................................34 Gambar 6.5 Membuat Lampu Indikator .................................................35 Gambar 6.6 Pengaturan Alamat Output................................................35 Gambar 6.7 Koneksi Dengan CX Programmer .......................................36 Gambar 6.8 Tampilan Connect to CX Simulator ....................................36 Gambar 6.9 Tampilan HMI sesuai Desain ................................................37 Modul PLC OMRON | vi

KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh, Kami bersykur kepada Allah SWT atas selesainya pembuatan buku Modul Sistem Kendali Terprogram PLC OMRON bagi mahasiswa Program Studi Teknik Elektro. Shalawat dan salam semoga terlimpahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Buku Modul Sistem Kendali Terprogram PLC OMRON merupakan salah satu pendukung mata kursus di program KMMI (Kredensial Mikro Mahasiswa Indonesia) di Universitas Muhammadiyah Gresik. Secara spesifik, buku ini berisi tentang dasar dari suatu pembelajaran PLC jenis Omron. Selain itu juga dibahas cara simulasi program PLC Omron dengan pemrograman CX. Buku ini juga dilengkapi contoh soal dan pembahasan untuk lebih memahami cara pemrograman CX. Untuk mengetahui kemampuan mahasiswa, buku ini juga memberikan soal- soal untuk memperdalam pengetahuan. Tentunya, naskah dari buku Modul Sistem Kendali Terprogram PLC OMRON ini telah dikaji secara mendalam walaupun tidak lepas dari kekurangan. Kedepan perlu adanya membarui isi dari buku ini terkait dengan perkembangan dari teknologi PLC yang kian pesat akhir-akhir ini sehingga mahasiswa akan lebih paham dengan perkembangan teknologi sistem komunikasi yang ada. Ucapan terima kasih kepada Tim Penyusun dan pihak-pihak yang membantu terselesainya buku Modul KMMI PLC Omron ini. Semoga amalnya diterima Allah SWT sebagai amal jariyah dan buku Modul Sistem Kendali Terprogram PLC OMRON ini dapat bermanfaat. Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh. Gresik, Oktober 2021 Denny Irawan Modul PLC OMRON | vii

Modul PLC OMRON | viii

Halaman ini memuat laman kosong

BAB I MASUKAN DASAR PADA OTOMASI INDUSTRI 1.1 Pendahuluan Di sini saya tidak akan membahas apa itu sistem otomasi industri secara harfiah. Saya akan lebih banyak mengulas penerapan dan hal – hal apa saja yang terdapat dalam sistem otomasi industri. Sebagian besar sistem otomasi industri menggunakan kendali elektrik di dalamnya yang dapat diilustrasikan seperti pada gambar berikut. Gambar 2.1 Kendali Elektrik Dalam Sistem Otomasi Industri Sistem pengendalian pada otomasi industri dibagi menjadi 3 bagian besar yaitu kelompok masukan (input), kelompok logika (logic) dan kelompok keluaran output). Dalam artikel ini hanya akan dibahas tentang kelompok masukan, sedangkan kelompok yang lain dibahas pada artikel selanjutnya. Modul PLC OMRON| 1

1.2 Perangkat Masukan Dasar Perangkat masukan adalag sebuah perangkat kerasyang digunakan sebagai pemberi sinyalatau pemicu pada sistem kendali. Perangkat masukan berfungsi sebagai pemberi perintah berupa signal elektrik kepada perangkat logika. Perangkat ini bekerja dengan menyambungkan atau memutuskan aliran arus dalam sirkuit elektrik, dan mengirimkan sinyal ke perangkat kontrol. Perangkat masukan dibagi menjadi 2 bagian utama yaitu Masukan Digital dan maukan Analog. Masukan Digital adalah perangkat masukan yang memiliki kondisi On/Off, 1/0 atau High/Low. Sedangkan masukan Analog adalah perangkat yang memiliki nilai lebih rinci seperti seberapa besar, seberapa tinggi, seberapa cepat dan lainnya. Kali ini saya batasi bahwa kita hanya akan membahas perangkat masukan digital. Perangkat masukan digital yang paling umum digunakan adalah berupa Operation Switch dan Detection Switch. 1.2.1 Operation Switch Operation Switch adalah sakelar yang dioperasikan oleh manusia seperti operator di pabrik. Sakelar ini paling umum ditemui pada perangkat semi otomatis hingga perangkat otomatis dalam sistem otomasi industri. Awalnya switch ini memiliki minimal satu kontak yang berfungsi sebagai penyambung atau pemutus arus listrik. Kontak tersebut adalah Kotak NO (Normally Open) atau Kontak NC (Normally Closed). Namun saat ini beberapa switch memiliki dua jenis kontak ini. Kontak NO memiliki kondisi awal terbuka hingga switch DIAKTIFKAN. Pada saat itu, kontak akan menutup dan menyambungkan suatu sirkuit elektrik. Kontak NC memiliki kondisi awal tertutup hingga switch DIAKTIFKAN. Pada saat itu, kontak akan terbuka dan memutus sirkuit elektrik. Gambar 2.2 Operation Switch NO dan NC Modul PLC OMRON | 2

Berikut ini adalah contoh dari operational switch. Button Switch Tombol tekan berfungsi sebagai saklar untuk menghidupkan atau mematikan kontrol listrik. Cara pengoperasiannya dengan menekan knop tombol tekan. Tombol tekan umumnya mempunyai dua jenis kontak yaitu kontak NO dan NC. Gambar 1 adalah symbolPush Button. Gambar 2.3 Push Button Berdasarkan cara kerjanya ada dua jenis tombol tekan : • Momentary contact yaitu tombol tekan yang bekerja pada saat knop ditekan danapabila knop dilepas maka tombol akan kembali normal. • Maintain contact yaitu tombol tekan yang akan mengunci setelah knop ditekan. Selector Switch dan Toggle switch Selector Switch atau tombol pemilih adalah sakelar yang dapat digunakan untuk memilih 2 kondisi atau lebih. Tombol ini memiliki 1 common yang bisa dianggap sebagai sumber signal listrik utama dan beberapa pilihan kemana signal tersebut akan diteruskan. Gambar di samping menunjukkan contoh dari selector switch. Gambar 2.4 Selector Switch dan Toogle Switch Toggle switch adalah sakelar yang dilengkapi dengan pengunci Modul PLC OMRON| 3

dan memiliki 2 pilihanposisi. Gambar di bawah menunjukkan contoh sakelar toggle. Limit Switch Limit Switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu. Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik. Gambar di bawah menunjukkan contoh Limit switch dan pengunaanya. Gambar 2.5 Limit Switch Modul PLC OMRON | 4

1.2.2 Detection Switch Detection Switch adalah sakelar yang dioperasikan dengan kontak langsung atau tidakbaik oleh manusia, benda kerja maupun material lain pendukung proses kerja pada industry. Produk yang bergerak pada konveyor, magnet yang dipasang pada titik – titik tertentu, anggota tubuh manusia, lengan robot dan benda – benda lain adalah contoh objek yang digunakan untuk mengaktifkan detection switch. Detection Switch umumnya memiliki Kontak Changeover. Beberapa literatur komponen kontrol, Kontak changeover juga disebut sebagai kontak SPDT (Single Pole Double Throw). Kontak changeover adalah kontak yangmemiliki Kontak NO dan Kontak NC secara bersamaan. Dalam satu detection switch minimal terdapat satu Kontak changeover yang mengontrol aliran arus. 1.2.3 Sensor Sensor adalah salah satu bentuk dari detection switch. Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia. Sensor dapat mendeteksi variable berupa sentuhan, gaya, tekanan, cahaya, suhu dan lain-lain. Berbagai variabel yang dideteksi tersebut akan diubah menjadi besaran listrik berupa tegangan atau arus listrik. Sensor mengontrol aliran arus elektrik menggunakan perangkat solid state (solidstate/ device) seperti transistor dan bukannya unit mekanis dalam proses kontak atau prosespenyaklarannya. Karena menggunakan transistor, sensor memiliki respons berkecepatan sangat tinggi dalam melakukan proses penyambungan atau pemutusan terhadap perubahan input dan memiliki masa pakai yang sangat lama bila dibandingkan dengan unit kontak switching yang dioperasikan secara mekanis. Gambar 2.6 Sensor Modul PLC OMRON| 5

Switching transistor (lingkaran merah) pada gambar di atas tergantung dari signal dari Main circuit. Main circuit inilah yang berfungsi sebagai pendeteksi perubahan. Saat terjadi signal, maka transistor melakukan penyambungan dari kabel Brown (+V) melalui kabel Black, kemudian Load (modul input perangkat kendali) hingga ke Blue (0V). Ada beberapa sensor untuk mengontrol aliran arus elektrik dan sensor- sensor tersebut diklasifikasikan berdasarkan cara yang digunakannya untuk mendeteksi perubahan masukan. Jenis sensor paling umum yang ada di sistem otomasi industry adalah sensor Photoelectric dan Proximity. Sensor Photoelectric Sensor Photoelectric adalah sensor yang berfungi untuk mendeteksi objek jika intensitas cahaya yang ditangkapnya berubah. Contoh – contoh sensor berbasis fotoelektrik antara lain ditunjukkan seperti pada gambar di bawah : Gambar 2.7 Sensor Photoelectric Photoelectric sensor bisa berupa Diffuse Reflective, yaitu sensor memiliki transmitter (pemancar cahaya) sekaligus reciever (penerima cahaya). Objek yang akan dideteksi berfungsi sebagai pemantul cahaya, sehingga dapat diterima pada receiver dan diolah menjadi sinyal masukan Modul PLC OMRON | 6

Bentuk lain dari Photoelectric sensor adalah Retro Reflective, secara prinsip kerja sama dengan jenis sebelumnya, namun memiliki relfektor khusus. Sensor jenis ini umunya digunakan untuk pendeteksian objek pada jarak yang relatif dekat. Dan yang terakhir adalah Trough Beam, transmitter dan reciever terpisah, objek yang akan dideteksi harus melintas di antara transmitter (sender) dan reciever. Sensor jenis ini biasa digunakan untuk jarak yang lebih jauh. Sensor Proximity Sensor Proximity adalah sensor yang berfungi untuk mendeteksi keberadaan benda pada jarak tertentu. Saat benda tertentu berada didekatnya, maka proximity switch akan memmberikan signal. Terdapat 2 jenis proximity, yaitu Proximity Induktif untuk mendeteksi benda logam dan Proximity Kapasitif untuk mendeteksi benda logam maupun non logam. Gambar di bawah adalah prinsip kerja Proximity Sensor dan penggunaanya. Gambar 2.8 Proximity Sensor Gambar sebelah kanan adalah penggunaan Proximity sensor sebagai pendeteksi objek non logam (wood/kayu) maupun logam (gergaji). Modul PLC OMRON| 7

2 BAB II PERANGKAT KELUARAN DASAR PADA OTOMASI INDUSTRI 2.1 Pendahuluan Perangkat Keluaran Dasar. Perangkat keluaran adalah sebuah perangkat keras yang digunakan untuk merubah signal keluaran menjadi sebuah kondisi sesuai dengan keinginan pengguna. Berikut ini pengelompokan jenis keluaran berdasarkan kegunaannya. • Berfungsi untuk memberitahukan operator atau menunjukkan status pengoperasian mesin. Contohnya Lampu Indikator, tower Lamp, Digital Panel Indicator dan HMI. • Berfungsi untuk mengubah volume panas sistem target. Contohnya Heater dan Inverter • Berfungsi untuk menggerakkan, memutar, atau mengatur produk target pada kecepatan yang lebih tinggi dan lebih akurat. Contohnya Motor, Pneumatik, dan Solenoid. Perangkat keluaran yang dapat mengasilkan sebuah gerakan secara umum disebut dengan aktuator. Gambar 2.1 Perangkat Keluaran Dasar Pada Otomasi Industri Modul PLC OMRON | 8

Baik hanya berupa tampilan maupun actuator, perangkat keluaran memiliki jenis digital dan analog. Keluaran digital adalah keluaran dengan 2 kemungkinan kondisi yaitu On /Off, High/Low, atau 1/0. Sedangkan keluaran analog dapat mengeluarkan beberapa kondisi seperti seberapa terang lapu menyala, seberapa cepat motor berputar dan lain-lain. Berikut ini akan dijelaskan mengenai beberapa keluaran digital yang digunakan dalam Otomasi Industri. 2.2 Lampu Lampu adalah salah satu perangkat output yang digunakan sebagai tanda dari suatu kondisi. Secara umum lampu yang digunakan dalam otomasi di industry adalah lampu dengan tegangan aktiv 24V DC, namun tidak menutup kemungkinan terdapat lampu dengan spesifikasi yang lain. Warna dan cara menyalakan lampu dapat dijadikan tanda proses kerja apa yang sedang berlangsung dan tanda kondisi sistem yang sedang terjadi seperti running, idle, error dan lainnya. Gambar 2.2 Perangkat Keluaran Lampu Indikator Gambar 2.2 merupakan contoh penggunaan lampu pada sistem otomasi. Lampu-lampu yang terpasang pana panel dapat dijadikan indicator perangkat output yang sedang bekerja. Modul PLC OMRON| 9

Gambar 2.3 Lampu Tower Indikator 2.3 Display Panel Display panel dapat memberikan informasi sebuah kondisi yang lebih rinci daripada lampu. Display panel memungkinkan untuk menampilkan nilai dari sebuah besaran seperti suhu, tekanan dan lain – lain dalam angka. Display panel juga memungkinkan kita menampilkan informasi grafis seperti grafik, chart, atau trend sebuah nilai pengukuran. Gambar 2.4 Display Panel Pada umumnya display panel juga dapat difungsikan sebagai input dengan menambahkan beberapa soft button atau touchscreen panel. 2.4 Motor Listrik Motor listrik adalah sebuah mesin listrik yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor Listrik merupakan aktuator paling banyak digunakan di dunia industri karena mudah dioperasikan, dikendalikan dan mudah dalam penyediaan sumber tenaga listrik. Berikut ini adalah pengelompokkan motor listrik yang ada di industri : 2.4.1 Motor • Motor AC 1 atau 3 phasa atau disebut juga dengan motor induksi digunakan untuk sistem dengan putaran relative konstan dengan tidak Modul PLC OMRON | 10

mengutamakan kepresisian jumlah putaran maupun kecepatan putaran. Umumnya digunakan pada konveyor, blower dan lain – lain. Pemilihan jumlah phasa didasarkan pada beban yang dikendalikan oleh motor tersebut. Pengaturan kecepatan motor AC contohnya pada konveyor dapat dilakukan dengan menambahkan Inverter sebagai pengatur frequensi sumber. Gambar 2.5 Penggunaan Motor AC pada Konveyor • Motor DC Magnet Permanent, Motor DC jenis ini adalah yang paling banyak digunakan, karena mudah dalam pengendalian seperti kecepatan putaran, mampu menghasilkan torsi yang besar dan relative lebih murah daripada motor DC yang lain. Motor DC magnet permanent digunakan pada beban dengan torsi yang cukup besar seperti pada extruder, spindle pada mesin, pemutar mixer, pengangkat beban pada Crane dan lain – lain. Gambar 2.6 Penggunaan Motor DC Magnet Permanen Modul PLC OMRON| 11

2.4.2 Selenoid Solenoid adalah salah satu jenis kumparan terbuat dari kabel panjang yang dililitkan secara rapat. Saat diberi arus listrik, kumparan tersebut akan memiliki medan magnet sehingga mampu mendorong atau menarik benda logam. Jika terdapat batang logam dan ditempatkan sebagian panjangnya di dalam solenoid, batang tersebut akan bergerak masuk ke dalam solenoid saat arus dialirkan. Hal ini dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan tuas, membuka pintu, atau mengoperasikan komponen lain. Aplikasi solenoid paling luas ada pada pengendalian valve pada pneumatic dan hindrolik. Gambar 2.7 adalah penerapan Solenoid pada valve, yang selanjutnya secara umum dikenal dengan Solenoid Valve. Gambar 2.7 Penerapan Selenoid Pada Valve 2.5 Heater Heater merupakan elemen pemanas yang berfungsi untuk menaikkan suhu zat atau menaikkan volume gas. Penggunaan heater biasanya akan dipasangkan dengan sensor suhu dan perangat kendali Temperature Control. Modul PLC OMRON | 12

Gambar 2.8 Penggunaan Heater yang Dipasangkan dengan Sensor Suhu Heater banyak digunakan pada sistem Industri yang memerlukan pengkondisian suhu suatu zat, material atau ruangan. Penggunaan Temperatur Control adalah sebagai perantara untuk mempermudah penilaian suhu High atau Low. Setelah mengetahui komponen – komponen dasar pada Otomasi Industri, maka selanjutnya akan dibahas mengenai rangkaian kendali dan logika dasar yang umum berada pada sebuah sistem Otomasi Industri, baik konvensional maupun menggunakan PLC. Modul PLC OMRON| 13

3 BAB III PERANGKAT KENDALI DASAR 3.1 Pendahuluan Setelah mempelajari Perangkat Masukan Dasar bagi sistem otomasi industri, maka selanjutnya kita akan mempelajari Relay, Timer dan Counter sebagai Perangkat Kendali Dasar. Perangkat Kendali akan mengolah signal yang diberikan oleh Perangkat Masukan Dasar untuk mengendalikan Perangkat Keluaran Dasar sesuai dengan aturan, instruksi pengoperasian, rangkaian logika atau program yang telah dibuat sebelumnya. Untuk Perangkat Keluaran Dasar akan dibahas pada artikel berikutnya. Berikut ini adalah Perangkat Kendali Dasar yang paling umum digunakan di Otomasi Industri. 3.2 Relay Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan dengan tenaga listrik dan merupakan komponen Elektromekanikal (kombinasi elektrik dan mekanik) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil/lilitan magnet) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Sebuah relay minimal memiliki 1 pasang Kontak NO dan Kontak NC. Prinsip kerja relay adalah menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar tersebut. Sehingga, posisi Kontak NO dan Kontak NC dapat diubah tanpa langsung disentuh oleh manusia. Gambar 3.1 Konstruksi Relay Modul PLC OMRON | 14

Gambar 3.1 adalah konstruksi sebuah relay. Sebuah Besi (Iron Core) dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk memberi medan Elektomagnet. Saat Switch ditutup, kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Contact untuk berpindah dari Posisi sebelumnya, sehingga Kontak NC akan menjadi Open dan Kontak NO akan menjadi Close. Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil. Dalam istilah yang lebih umum, relay adalah perantara untuk menjembatani 2 kondisi berbeda yang ingin saling berinteraksi. Sebagai contoh, saya memiliki perangkat kendali yang keluarannya adalah 5V DC dengan arus 50mA, namun saya ingin mengendalikan Lampu dengan tegangan kerja 220V AC dan arus 0.4A. Maka relay dapat saya gunakan sebagai perantara pengendalian tersebut seperti pada gambar 3.1. Gambar 3.2 Relay secara Aktual dan Simbol Gambar 3.2 adalah bentuk relay yang ada di pasaran dan simbol relay. Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, dimana kondisi umum sebuah Saklar juga berlaku. Umumnya saklar memiliki istilah Pole dan Throw. Pole adalah banyaknya Kontak yang dimiliki oleh sebuah relay, sedangkan Throw adalah Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (NO/NC). Berdasarkan jumlah Kontak dan Jumlah Kondisi yang memungkinkan, relay dikelompokkan sebagai berikut : • Single Pole Single Throw (SPST): Relay ini sedikitnya memiliki 4 Terminal, 2 Terminal sebagai sumber tegangan untuk Coil dan 2 terminal lain adalah untuk penyaklaran. Relay ini hanya memiliki NO atau NC saja. Modul PLC OMRON| 15

• Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay ini memiliki 5 Terminal, 2 Terminal sebagai sumber tegangan untuk Coil dan 3 terminal lain adalah untuk penyaklaran. • Double Pole Single Throw (DPST): Relay ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 2 terminal sebagai sumber tegangan untuk Coil dan 4 terminal lain adalah untuk penyaklaran. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil. • Double Pole Double Throw (DPDT): Relay ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 2 Terminal sebagai sumber tegangan untuk Coil dan 6 Terminal lainnya yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Dengan adanya lebih dari 1 kontak dalam 1 relay, hal ini membuat relay dapat mengendalikan 2 beban atau lebih secara bersamaan. Gambar di bawah adalah Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw. Gambar 3.3 Jenis Relay Berdasarkan Pole dan Throw Fungsi relay yang secara umum digunakan pada Otomasi Industri adalah sebagai berikut : 1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function) 2. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah. 3. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short). Modul PLC OMRON | 16

4. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function) 3.3 Timer Secara keseluruhan, prinsip kerja Timer sangat mirip dengan relay, yang membedakan hanyalah adanya waktu tunda antara waktu Timer diaktifkan dengan Coil Timer aktif. Di bawah ini adalah ilustrasi dari kontruksi sebuah Timer. Gambar 3.4 Penerapan Timer Timer terdiri dari tiga bagian, yaitu Unit Penghitung Waktu (Timer Counter), Unit Koil, dan Unit Kontak. Timer Counter berfungsi untuk menunda pengaktifan Coil sesuai dengan pengaturan wantu yang diberikan. Timer memiliki 2 kelompok terminal utama sebagai sumber tegangan dan beberapa terminal lain sebagai Kontak. Berikut ini adalah contoh timer yang berasa di pasaran dan diagram terminalnya. Gambar 3.5 Timer secara Aktual dan Simbol Modul PLC OMRON| 17

Pada gambar 3.5, terminal yang harus diberi tegangan saat Timer akan diaktifkan adalah nomor 13 dan 14. Timer memiliki 4 pasang kontak dengan Common di nomor 9, 10,11 dan 12, NO berada di nomor 5, 6, 7, dan 8, kemudian NC berada di nomor 1, 2, 3 dan 4. 3.4 Counter Counter adalah rangkaian elektronika yang befungsi untuk melakukan penghitungan angka secara berurutan baik itu perhitungan maju ataupun perhitungan mundur. Yang dimaksud dengan perhitungan maju adalah di mana rangkaian akan menghitung mulai dari angka yang kecil menuju angka yang lebih besar dan sebaliknya untuk perhitungan mundur. Perintah perhitungan pada suatu Counter dikendalikan oleh masukan signal yang masuk pada terminal input signalnya. Contoh Counter dan Diagram terminal Counter ditunjukkan seperti pada gambar 3.6: Gambar 3.6 Counter secara Aktual dan Simbol Counter secara umum digunakan sebagai alat penghitung dalam sebuah proses, seperti halnya menghitung jumlah benda yang melewati sebuah jalur produksi pada gambar di bawah. Modul PLC OMRON | 18

Gambar 3.7 Penerapan Counter Dalam Menghitung Barang yang Lewat diatas Conveyor Sistem tersebut menggunakan counter untuk menghitung jumlah botol yang melintas pada konveyor. Counter akan memiliki nilai target tertentu untuk dicapai,saat nilai tersebut tercapai counter akan memutuskan bagaimana dan kapan menyesuaikan outputnya berdasarkan beberapa opsi yang dipilih oleh pengguna. Pada artikel kali ini kita telah mempelajari perangkat kendali paling dasar dalam sistem Otomasi Industri. Perangkat Kendali lain yang terdapat dalam Otomasi Industri diantaranya adalah Temperature Control, Solenoid valve dan PLC. Masing – masing akan dibahas secara khusus dalam artikel berbeda. Modul PLC OMRON| 19

4 BAB IV SISTEM KENDALI KONVENSIONAL 5 5.1 Pendahuluan Rangkaian kendali adalah bagian paling dasar dari sebuah sistem otomasi. Pemahaman tentang rangkaian – rangkaian ini mutlak diperlukan sebelum beranjak lebih jauh untuk belajar PLC atau kendali yang lain. Pada artikel ini anda akan belajar bagaimana membuat sebuah rangkaian kendali dasar pada sistem otomasi industri. Mulai dari menentukan jenis komponen, jumlah komponen hingga cara merangkainya menjadi sistem yang diinginkan. Komponen yang akan selalu diperlukan adalah Power supply (sumber tegangan) sebagai penyedian arus listrik, beberapa Push Button sebagai alat untuk mengatur buka atau tutup rangkaian dan Lampu yang berperan sebagai beban yang sedang dikendalikan. Di sini akan diperkenalkan rangkaian – rangkaian yang umum digunakan pada Otomasi Industri. 5.2 Rangkaian Logika Kendali Rangkaian yang pertama adalah mengendalikan beban dengan menggunakan 1 tombol. Rangkaian ini dapat dibuat dengan memanfaatkan Kontak NO yang ada pada Push Button. Gambar di bawah menunjukkan gambar rangkaian On/Off beban dengan 1 tombol. Gambar 5.1 Rangkaian Pengendali Menggunakan 1 Tombol Modul PLC OMRON | 20

Ketika tombol belum ditekan, belum terdapat arus listrik yang mengalir sehingga lampu masih mati. Ketika tombol ditekan, maka rangkaian akan membentuk loop tertutup sehingga arus dapat mengalir dan menyalakan lampu, namun lampu akan kembali mati saat tombol tidak ditekan lagi. Rangkaian ini sangat umum digunakan untuk menyambung aliran arus listrik pada sebuah sistem kendali. Rangkaian berikutnya adalah NOT, yaitu kebalikan dari rangkaian di atas. dengan memanfaatkan Push Button yang memiliki sakelar NC. Perhatikan gambar 4.2 : Gambar 5.2 Rangkaian NOT Kebalikan dari rangkaian yang pertama, rangkaian NOT menghasilkan Logika Keluaran yang berkebalikan dengan rangkaian pertama. Lampu sudah menyala sebelum Push Button ditekan dan saat Push Button ditekan lampu justru padam. Rangkaian ini biasa digunakan untuk memutus aliran arus pada sebuah sistem kendali. Rangkaian selanjutnya dalah kombinasi 2 tombol untuk mengendalikan 1 beban. Kombinasi yang pertama adalah dengan Logika AND atau DAN. Perhatikan gambar 4.3 dan 4.4: Modul PLC OMRON| 21

Gambar 5.3 Rangkaian AND saat Kedua Tombol Tidak diTekan dan Satu Tombol Ditekan Gambar 5.4 Rangkaian AND Saat Dua Tombol Ditekan dan Kombinasi 2 Tombol Dengan memperhatikan gambar dari kiri atas hingga kanan bawah, kita dapat mengerti bahwa pada rangkaian dengan Logika AND atau DAN mensyaratkan bahwa semua Push Button harus ditekan atau aktif agar lampu dapat menyala. Kedua Push Button harus ditekan bersamaan untuk dapat menyalakan lampu. Rangkaian ini disebut juga dengan hubungan seri pada kontak sehingga jika terdapat salah satu atau lebih tombol tidak ditekan/tidak aktif maka lampu tidak akan menyala. Modul PLC OMRON | 22

Kombinasi yang ke dua adalah rangkaian dengan Logika OR atau ATAU. Perhatikan gambar di 4.5.: Gambar 5.5 Rangkaian OR Saat Dua Tombol Tidak Ditekan dan 1 Tombol diTekan Gambar 5.6 Rangkaian OR Saat Dua Tombol Ditekan dan Kombinasi 2 Tombol Dengan memperhatikan gambar dari kiri atas hingga kanan bawah, kita dapat mengerti bahwa pada rangkaian dengan Logika OR atau ATAU mensyaratkan bahwa salah satu Push Button saja yang ditekan, maka lampu sudah dapat dinyalakan. Jika pun kedua Push Button ditekan, maka lampu tetap akan menyala. Sehingga, rangkaian 2 kontak ini berperan sebagai alternatif, satu sama lain dapat saling menggantikan untuk dapat menyalakan lampu. Rangkaian ini disebut juga dengan hubungan paralel pada kontak sehingga jika terdapat salah satu atau lebih tombol tidak ditekan/tidak aktif maka lampu tidak akan menyala. Modul PLC OMRON| 23

6 BAB V PEMROGRAMAN PLC OMRON DENGAN CX- PROGRAMMER 6.1 Pendahuluan Artikel ini membahas tentang tahap – tahap membuat project PLC Omron dengan menggunakan Software CX Programmer. Berikut ini adalah langkah – langkah pembuatan project baru: 6.2 Membuat Project Baru pada CX-Programmer Membuat Project baru pada PLC Omron hampir mirip dengan membuat file baru pada MS Word, bedanya pada program PLC kita harus memilih PLC yang sesuai dengan yang kita miliki mulai dari tipe PLC hingga CPU nya. Gambar 6.1 Membuat Project Baru pada PLC Omron Pilih Tipe PLC Omron sesuai dengan yang anda miliki pada Device Type, kemudian pilih CPU yang sesuai pada Setting. Setelah itu, anda akan memiliki halaman pemrograman sebagai berikut. Modul PLC OMRON | 24

Gambar 6.2 Halaman Utama Pemrograman • Menu Bar adalah pilihan untuk membuat program baru, mengedit program, mentransfer Program (PLC) atau pun Help. • Work Online PLC pada Toolbar adalah shortcut untuk menghubungkan PLC dengan PC secara Online. Dalam Kondisi Online ini program dapat ditransfer ke PLC atau diambil dari PLC dan Monitoring PLC secara Realtime. • Transfer PLC pada Toolbar adalah Shortcut untuk mentrasfer program ke PLC atau mengambil program dari PLC. • Mode PLC pada Toolbar adalah Shortcut untuk memilih mode operasi PLC. Mode Program dipakai untuk proses transfer program PLC. Mode Run dipakai untuk menjalankan atau mengeksekusi program yang telah dimasukkan ke dalam PLC. Mode Monitoring dipakai untuk memonitor kondisi program PLC saat Running, dengan kemungkinan untuk merubah kondisi kontak atau memori. • Instruksi pada toolbar adalah shortcut untuk memasukkan Kontak, Coil, dan Instruksi lain seperti Timer, Counter, Set/Reset dan lainnya. • Work Online Simulator berfungsi untuk menjalankan simulasi program pada internal CX Programmer. • Project Tree adalah informasi mengenai project yang sedang kita kerjakan meliputi spesifikasi PLC, Input Output, Memori PLC dan Data program kita (pada Section). Modul PLC OMRON| 25

• Halaman Utama Program adalah tempat kita membuat program ladder diagram 6.3 Membuat Program PLC Anda dapat membuat program PLC sederhana yang berisi 1 kontak dan 1 coil sebagai langkah awal. Klik toolbar kontak pada Instruksi, kemudian masukkan alamat kontak tersebut. Gambar 6.3 Program PLC Sederhana yang Berisi 1 Kotak dan 1 Coil Anda juga dapat memasukkan Comment untuk menandai kontak tersebut. Kemudian masukkan Coil Output dengan Klik Coil lalu masukkan alamatnya. Gambar 6.4 Memasukkan Comment Untuk Menandai Kontak Modul PLC OMRON | 26

6.4 Online dan Mode PLC Saat telah selesai, anda dapat menyambungkan PC ke PLC Omron dengan memilih pada Menu bar PLC-Work Online atau pada toolbar Work Online, lalu pilih Yes. Gambar 6.5 Menu Bar PLC- Work Online 6.5 Transfer Program dari dan ke PLC atau PLC ke PC Untuk mentrasfer program, Pilih PLC-Transfer-to PLC atau Klik pada PLC Transfer. Modul PLC OMRON| 27

Gambar 6.6 Transfer PC to PLC Kemudian akan muncul dialog box ini, pilih item yang akan ditransfer, salah satunya adalah IO Table yang telah dikonfigurasi jika PLC anda modular. Modul PLC OMRON | 28

Gambar 6.7 Item yang di Transfer IO Tabel Setelah selesai klik OK, jika transfer tidak terdapat kendala maka download yang sukses akan menampilkan seperti ini. Gambar 6.8 Tampilan Saat Progress Download yang Sukses Selanjutnya jangan lupa untuk memastikan PLC dalam Mode Run agar program yang telah dimasukkan dapat dieksekusi. Demikian tahapan pembuatan program PLC Omron dengan Software CX Programmer. Modul PLC OMRON| 29

6.6 CONVEYOR PENGISIAN BOX Gambar 6.9 Contoh Project Conveyor Pengisian Box Sistem ini berfungsi untuk mengisikan barang ke box/kotak barang, kemudian box yang sudah terisi akan dipindahkan ke tempat pemnyimpanan melalui dua buah Conveyor. Sistem ini dilengkapi dengan sensor dan aktuator sebagai berikut: 1. Gate : pintu box penyimpan barang yang akan dipindahkan ke box. 2. Sensor-1 : mendeteksi aliran barang dari box penyimpan ke box yang diisi. 3. Sensor-2 : mendeteksi box sudah pada posisi pengisian 4. Sensor-3 : mendeteksi Box sudah pada posisi ujung Conveyor-1 5. Motor-1 dan Motor-2 sebagai penggerak Conveyor 6. Selenoid : untuk mendorong/memindahkan Box dari Conveyor-1 ke Conveyor-2 7. Tombol Start, Stop dan Emergency. Langkah-langkah yang harus dijalankan • Tombol start diaktifkan maka Motor 1 dan Motor2 berputar (Conveyor-1 dan Conveyor2 berjalan) • Jika sensor 2 mendetekksi ada box maka o Motor1 berhenti o Counter direset o Gate dibuka, barang mulai masuk ke box. Modul PLC OMRON | 30

• Sensor-1 mendeteksi aliran barang. Setelah box terisi 10 barang, o Gate ditutup o Motor1 berputar, Conveyor1 berjalan • Jika sensor3 mendetekasi ada box maka o Motor1 dan motor 2 berhenti o Selenoid mendorong box masuk ke Conveyor 2 o Motor 1 dan motor 2 berputar lagi • Muncul box baru di tempat pengisian, dan siklus akan terluang terus, sampai tombol stop ditekan. • Jika tombol stop ditekan maka o Jika masih ada proses pengisian maka proses berjalan terus sampai box terisi penuh. o Gate ditutup, tidak bisa dibuka lagi • Motor1 dan Motor2 tetap berputar sampai semua Box dipindah ke Conveyor2. Semua Motor berhenti. o Sistem bisa distart lagi setelah tombol Reset diaktifkan. I/O Input : START (STR) 0.00 0.01 STOP (STP) 0.02 0.03 RESET (RST) 0.04 0.05 SENSOR 1 (S1) SENSOR 2 (S2) SENSOR 3 (S3) Output : MOTOR 1 (M1) 100.00 MOTOR 2 (M2) 100.01 GATE (GT) 100.02 SELENOID (SL) 100.03 Catatan : - Waktu kerja selenoid 2 detik Modul PLC OMRON| 31

7 BAB VI CARA SIMULASI PLC OMRON DENGAN CX PROGRAMMER DAN CX DESIGNER 7.1 Pendahuluan Artikel ini membahas tentang cara membuat simulasi PLC yang telah dibuat pada CX Programmer atau dengan mengunakan CX Designer. Tidak sedikit mahasiswa atau orang yang baru belajar PLC penasaran dengan program yang telah dibuatnya, apakah bekerja sesuai dengan diharapkan atau tidak? Sedangkan dia tidak memiliki PLC untuk diuji coba. Oleh karena itu, adanya fitur simulasi PLC akan sangat membantu. Perhatikan gambar 6.1. Gambar 7.1 Contoh Membuat Simulasi PLC Gambar 6.1 adalah contoh pengendalian motor Forward/Reverse dengan menggunakan tombol PB_Forward, PB_Reverse dan PB_Stop. Setelah anda membuat program pada CX Programmer seperti pada gambar di di atas, anda dapat mendemokan simulasi PLC anda dengan memilih pada Menu Simulation, lalu klik Work Online Simulator, atau dengan Shortcut CTRL+SHIFT+W. Salah satu fitur yang dimiliki oleh paket software CX One adalah software CX Designer. Kita dapat memrogram layar HMI Omron menggunakan software ini. Sehingga kita dapat melakukan pengendalian dan pemantauan alamat bit – bit pada PLC (kecuali bit Channel Input Modul PLC OMRON | 32

hanya aktif dengan Force ON atau diberi tegangan 24V). ON/OFF Button dapat digunakan untuk mengaktifkan alamat tertentu dan Bitlamp dapat digunakan dengan untuk memantau kondisi bit yang sedang aktif atau non aktif. Selain itu, CX Designer dapat digunakan sebagai simulator yang dikombinasikan dengan CX Programmer untuk menguji kerja program PLC sebelum ditransfer ke dalam PLC. Berikut ini langkah – langkah yang perlu dilakukan: 7.2 Membuat Program yang akan disimulasikan pada CX Programmer Program PLC yang dibuat tidak hanya harus benar, tetapi juga harus sesuai prinsip kerja CX Designer. Kita tidak dapat mengendalikan Channel input seperti I:0.00 dan sejenisnya dari layar HMI, sehingga perlu dibuatkan perwakilan dari alamat tersebut. Perhatikan gambar 6.2. Gambar 7.2 Membuat Program Pada CX Programmer Gambar 6.2 memiliki prinsip kerja yang sama dengan gambar pertama, hanya diganti internal relay W10.00, W10.01 dan W10.02. Modul PLC OMRON| 33

7.3 Membuat Layar Simulasi di CX Designer 7.3.1 Buat Tombol Push Button Gambar 7.3 Membuat Tombol Push Button Klik pada Button PB yang bertanda merah di atas, buat menjadi 3 buah. 7.3.2 Pengaturan Alamat Kontak Gambar 7.4 Pengaturan Alamat Kontak Double Klik pada button, kemudian sesuaikan jenis Kontak dan pengalamatannya. Jika yang anda kehendaki adalah prinsip Push Button, maka pilih Momentary. Untuk pengalamatan, pada Write Address Klik Modul PLC OMRON | 34

bagian Set1 kemudian isi Address Setting seperti di atas. Sesuaikan dengan kontak pada CX Programmer, misalnya W10.01. 7.3.3 Buat Lampu Indikator Gambar 7.5 Membuat Lampu Indikator Buat 2 buah bit lamp dengan memilih seperti tanda merah pada gambar di atas. Buat menjadi 2 buah sebagai indicator Forward dan Reverse. 7.3.4 Pengaturan alamat Output Gambar 7.6 Pengaturan Alamat Output Double Klik pada Bit lamp, kemudian atur Label nama dan pengalamatan lampu. Seperti saat pengaturan kontak. Pilih alamat Output yang sesuai Modul PLC OMRON| 35

dengan CX Programmer, misalnya 100.00. 7.3.5 Koneksi dengan CX Programmer Gambar 7.7 Koneksi Dengan CX Programmer Mulai simulasi dengan memilih Tools – Test. Pastikan anda membuka program PLC yang sesuai pada CX Programmer dan dalam kondisi Work Online Simulator. Pilih Connect to CX Simulator, lalu Klik Start Gambar 7.8 Tampilan Connect to CX Simulator Atau cara yang lebih singkat dengan memilih PLC-PT Integerated Modul PLC OMRON | 36

Simulation, ada di sebelah Work Online Simulator pada CX Programmer atau di sebelah Test pada CX Designer. Selanjutnya akan tampil layar HMI sesuai yang anda desain, dan simulasi dapat dilakukan. Gambar 7.9 Tampilan HMI sesuai Desain Anda bisa mulai menggunakan Simulasi PLC tersebut dengan menekan tombol, dan perhatikan apa yang akan terjadi pada lampu indikator tersebut? jika urutan yang anda kerjakan benar, maka nyala lampu akan sesuai dengan alamat Output yang ada di CX Programmer. Pada simulator ini memiliki kekurangan pada respon time yang masih lambat. 7.4 Contoh Soal Buatlah desain program menggunakan CX Programmer untuk pengaturan putaran motor AC 3 fasa dan pengatur lampu lalu lintas. Dikumpulkan di Spada paling lambat hari sabtu tanggal 24 Oktober dengan upload di Spada. Yang harus dikumpulkan: video pendek hasil dan program. Modul PLC OMRON| 37

TIM PENULIS DENNY IRAWAN PENGAJAR RINI PUJI ASTUTIK PENGAJAR HENDRA ARIWINARNO PENGAJAR AFAKHRUL MASUB B. PENGAJAR UMG PRESS KJT aeallbapun.p:aS+tue6mn2a3Gt1er er3as9iNk5o16.4111104211, K e c a m a t a n K e b o m a s ,