PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER - UGM

Modul Praktikum Instrumentasi dan Kendali __________________________________________________________________________________

Laboratorium Instrumentasi dan Kendali DTETI UGM

1

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

Suatu Programmable Logic Control (PLC) pada dasarnya adalah suatu program

yang dihubungkan dengan peralatan input output (I/O) yang berupa relay (solid state

relay). Program tersebut mengendalikan PLC, sehingga bila ada suatu peralatan input ON,

maka PLC memberikan suatu tanggapan terhadap suatu perubahan input tadi. Tanggapan

ini biasanya berupa isyarat pada terminal outputnya. Peralatan input dapat berupa sensor

photolistrik, tombol pada panel, saklar pembatas (limit switches), atau setiap peralatan

input yang bisa memberikan isyarat masukan pada PLC. Sedangkan peralatan output,

dapat berupa solenoid, saklar yang mengaktifkan lampu, relay yang memutar motor atau

setiap peralatan yang dapat digerakkan oleh isyarat output PLC.

Pada awalnya PLC adalah suatu sistem kendali yang berbasis relay. Sistem ini

merupakan untai terintegrasi yang mengambil alih tugas-tugas peralatan seperti relay,

timer dan counter. Pada operasi yang sebenarnya PLC mengikuti operasi yang serupa

dengan bila peralatan tersebut (relay dan sebagainya) masih berada ditempatnya. Tetapi

PLC juga mempunyai kapasitas seperti komputer dan mempunyai fleksibilitas dan

reliabilitas yang lebih baik dibanding dengan sistem relay. Tetapi sebagian besar istilah

untuk menjelaskan simbol dan konsep datang dari istilah komputer misalnya and, or

mnemonic dsb.

Di dalam otak (CPU=Central Processing Unit) dapat dibayangkan seperti kumpulan

ribuan relay. Akan tetapi bukan berarti didalamnya terdapat banyak relay dalam ukuran

yang sangat kecil. Di dalam PLC berisi rangkaian elektronika digital yang dapat difungsikan

seperti contact NO dan contact NC relay

Keunggulan PLC dibandingkan dengan konvensional kontrol panel

Sistem PLC:

1. Wiring lebih sedikit.

2. Spare part mudah.

3. Maintenance relatif mudah.

4. Pelacakan kesalahan sistem lebih sederhana.

5. Konsumsi daya relatif rendah.

6. Dokumentasi gambar lebih sederhana dan mudah dimengerti.

7. Modifikasi sistem lebih sederhana dan cepat.

Konvensional kontrol panel:

1. Wiring lebih komplek.

2. Spare part relatif sulit.

3. Maintenance membutuhkan waktu yang lama.

4. Pelacakan kesalahan membutuhkan waktu yang lebih lama.

5. Konsumsi daya listrik relatif tinggi.

6. Dokumentasi gambar lebih banyak.

7. Modifikasi Sistem membutuhkan waktu yang lama.



2

Keuntungan menggunakan PLC

1. Lama pengerjaan untuk sistem baru design ulang lebih singkat.

2. Modifikasi sistem mungkin tanpa tambahan biaya jika masih ada spare I/O.

3. Perkiraan biaya suatu sistem design baru lebih pasti.

4. Relatif mudah untuk dipelajari.

5. Design sistem baru mudah dimodifikasi.

6. Aplikasi PLC sangat luas.

7. Mudah dalam maintenance.

8. Sangat handal.

9. Standarisasi sistem kontrol lebih mudah diterapkan.

10. Lebih aman untuk teknisi.

Konfigurasi Sebuah PLC

1. Power Supply: Unit ini berfungsi untuk memberikan sumber daya pada PLC. Modul ini

sudah berupa Switching Power Suply.

2. CPU (Central Processing Unit): Unit ini merupakan otak dari PLC. Disinilah program

akan diolah sehingga sistem kontrol yang telah kita rancang bekerja seperti yang kita

inginkan. CPU PLC Omron sangat bervariasi macamnya tergantung pada masing-masing

tipe PLC-nya.

3. Memory Unit : RAM, EPROM, EEPROM

4. Input Unit

Digital input : Input point digital Analog Input: Input point linear

DC 24 V input 0-10V DC

AC/DC 24 V input -10V DC – +10V DC

AC 220 V input 4-20 mA DC

5. Output Unit

Digital Output : Output point digital Analog Output:

Relay Output 0-10V DC

AC 220 V Output (Solid State) -10V DC – 10V DC

DC 24 V Dynamic Output 4-20 mA DC

6. Peripheral

Handled Programming Console

LSS software for PC

Sistematika merancang suatu sistem dengan PLC

1. Mempelajari sampai mengerti betul urutan kerja (sequence) sistem tersebut.

2. Membuat flowchart dari sistem tersebut.

3. Membuat daftar semua input dan output terhadap I/O points dari PLC.

4. Menerjermahkan flowchart ke diagram ladder dan disesuaikan dengan daftar I/O yang

telah dibuat.

5. Memeriksa program jika masih ada kesalahan.

6. Mentransfer program ke memori PLC.



3

Untuk mencapai pekerjaan yang diinginkan suatu PLC memerlukan suatu urutan

perintah ladder yang biasa disebut dengan ‘Ladder Diagram Programming’.

Diagram ladder terdiri dari sebuah garis vertical kekiri dan cabang-cabang

mendatar.

Pada garis mendatar terdapat kondisi-kondisi dan diakhiri dengan instruksi diujung

kanan.

Kondisi-kondisi menentukan kapan dan bagaimana instruksi dieksekusi. Kondisi

tanpa garis diagonal disebut kondisi normal,dan kondisi dengan garis diagonal

disebut dengan kondisi invers. Angka diatas kondisi menunjukkan bit operan untuk

instruksi. Diagram ladder dapat dilambangkan sebagai berikut:

Instruksi

Instruksi

Instruksi

0000

0031

00631 2520

Normal

Inverse

1. Kondisi normal adalah ON bila bit operannya ON, dan OFF bila bit operannya

OFF.

2. Kondisi invers adalah ON bila bit operannya OFF, dan OFF bila bit operannya

ON.

3. Biasanya kondisi normal menyatakan sesuatu akan terjadi bila bitnya ON,

kondisi invers adalah sebaliknya.

Instruksi-instruksi Dasar PLC

1. Instruksi LD dan LDNOT

Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu system control

hanya membutuhkan satu kondisi logic saja dan sudah dituntut untuk mengeluarkan satu

output. Dalam bentuk diagram ladder perintah tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

A Load Instruction

A Load Not Instruction

2. Instruksi AND dan ANDNOT

lnstruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol

membutuhkan lebih dari satu kondisi logic yang harus terpenuhi semuanya untuk



4

mengeluarkan satu output, Dalam bentuk diagran ladder perintah tersebut digambarkan

sebagai berikut

AND AND NOT

00000 00000

Bila suatu instruksi terletak pada suatu garis mendatar, maka yang pertama adalah

yang berhubungan dengan perintah LD atau LDNOT dan berikutnya berhubungan dengan

perintah AND atau ANDNOT. Bila digambarkan diagramnya adalah

ANDAND NOT

00000 00100

Instruksi

LD

00008

3. Instruksi OR dan ORNOT

Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya

membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan satu output.

Bila beberapa kondisi terletak pada garis terpisah secara paralel (seperti tergambar

berikut ini) maka kondisi pertama saja yang berhubungan dengan instruksi load (LD) dan

sisanya berhubungan dengan instruksi OR atau OR NOT.

OR

0000

Instruksi

LD

0010

OR

LR 0010

Kombinasi antara AND dan OR. Kombinasi ini dapat digambarkan sbb:

0000

Instruksi

0000 0000 0000

0020

4. OUT dan OUTNOT

Instruksi ini untuk mengeluarkan output jika semua kondisi logika ladder diagram

terpenuhi (OUT,) dan tidak terpenuhi (OUTNOT). Dalam bentuk diagram ladder

digambarkan sbb



5

OUT

OUTNOT

5. SET dan RESET

Instruksi SET adalah seperti instruksi OUT. Akan tetapi pada instruksi SET, bit yang

menjadi operand-nya akan bersifat latching (mempertahankan kondisinya). Artinya bit-nya

akan tetap dalam kondisi ON walaupun kondisi inputnya sudah OFF. Untuk

mengembalikannya ke kondisi OFF harus digunakan instruksi RESET. Instruksi ini hanya

berlaku untuk PLC Sysmac C-Series tipe baru seperti CQM1, C200H, C20OHS,

C20OHX/HE/HG, CV-Series.

Dalam bentuk diagram ladder:

0000

SET XXXXX

0001

RESET XXXXX

6. ANDLOAD → ANDLD

Instruksi ini digunakan untuk kondisi logika ladder diagram khusus seperti berikut

ini:

0000

0003

0002

0001

Dalam mnemonic ditulis sbb: LD 00000

OR 00001

LD 00002

OR NOT 00003

AND LD

7. OR LOAD → OR LD

Instruksi ini digunakan untuk kondisi logika ladder diagram khusus seperti berikut ini:

0000

0003

0002

0001

Dalam mnemonic ditulis sbb LD NOT 00000

AND 00002

LD 00001

OR 00003

OR LD



6

8. Instruksi untuk Ladder diagram yang bercabang (branching instruction)

Instruksi ini bermanfaat ketika dijumpai ladder dengan banyak titik percabangan.

Dalam hal ini diperlukan tambahan instruksi untuk titik percabangan tersebut yaitu dengan

menggunakan TR bit. Instruksi ini diperlukan sebab untuk ladder diagram yang bercabang

logikanya berubah lain daripada umumnya. Logika bit-nya, telah dipindahkan kebagian

kanan titik percabangan secara semu.

0000

Instruksi 1

0002

0001

Instruksi 2

TR 0


OUT TR 0

AND 00001

Instruksi 1

LD TR 0

AND 00002

Instruksi 2

9. Interlocks IL(02) dan Interlocks Clear ILC (03)

Interlocks IL (02) dan Interlocks Clear ILC (03) merupakan satu pasang instruksi, jika ada

interlocks, maka harus ada instruksi penutupnya yaitu interlocks clear. Ladder Diagram yang

berada di dalam wilayah instruksi IL (02) dan ILC (03) tidak akan bekerja jika IL (02) belum

bekerja. Instruksi ini dapat menggantikan ladder diagram yang ada titik percabangannya

seperti pada instruksi no 8, sehingga ladder diagram menjadi lebih sederhana.

Untuk kasus sama dengan contoh pada instruksi no 8, diperoleh diagram ladder sbb:

0000Instruksi 1

0002

0001Instruksi 2

Instruksi 2

ILC (03)


IL (02)

LD 00001

Instruksi 1

LD 00002

lnstruksi 2

ILC (03)



7

10. Instruksi JUMP [JMP(04) XY] dan JUMP END [JME(05)XX]

Logika instruksi ini mirip dengan logika pada instruksi Interlocks IL (02) dan Interlocks

Clear ILC (03). Bedanya, jika kondisi logika untuk instruksi JMP (04) sudah OFF, kondisi

logika output diagram ladder yang berada di antara instruksi JMP (04) dan JME (05) yang

mempunyai logika ‘1’ (ON) akan tetap ON (latching), walaupun kondisi input logikanya

sudah OFF. Instruksi JMP (04) bisa dilakukan berulang-ulang dengan nomor BCD (Binary

Code Decimal) yang sama dan satu nomor BCD untuk JME(05). Jadi tidak boleh ada nomor

BCD yang sama untuk instruksi JME (05).

Keterangan

0000JMP (04) 05

0003

0002

0001Instruksi 1

JMP (04) 05

Instruksi 2

Instruksi 3

JME (05)

0004

0005

11. KEEP → KEEP(11)

Instruksi ini berfungsi untuk mempertahankan kondisi ouput untuk tetap ON

walaupun input dalam kondisi OFF. Logika input harus diumpankan ke titik SET dari instruksi

KEEP (11). Untuk mereset output adalah dengan titik reset dari instruksi KEEP (11). Untuk

lebih jelasnya bisa dilihat pada illustrasi di bawah ini:

KEEP (11)

BIT

0002 S

R0003

Mnemonic: LD 00002

LD 00003

KEEP(11) BIT

12. TIMER (TIM) dan COUNTER (CNT)

Timer Counter pada PLC berjumlah 512 buah yang bernomor TC 000 sampai dengan TC

511 (tergantung tipe PLC). Jika suatu nomor sudah dipakai sebagai timer /counter, maka

nomor tersebut tidak boleh dipakai lagi sebagai Counter. Jadi dalam satu program tidak

boleh ada nomer Timer/Counter yang sama.



8

Nilai Timer/Counter pada PLC bersifat countdown (menghitung mundur) dari nilai awal

yang ditetapkan oleh program. Setelah hitungan mundur tersebut mencapai angka nol,

maka contact NO Timer/Counter akan ON.

Timer mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999 dalam bentuk BCD dan dalam

orde 100 ms. Sedangkan untuk counter mempunyai orde angka BCD dan mempunyai batas

antara 0000 sampai dengan 9999.

Dalam diagram ladder dapat digambarkan sebagai berikut

CNT N

SVCP

R

TIM N

SVN= Nomer TC

SV= Set Value

CP=Pulsa

R=Reset



9

Sistem Kendali Berbasis PLC

Pengendali Traffic Light

A. Tujuan

1. Membiasakan membuat program dengan Console Programmer

2. Perancangan sistem traffic light adaptif

B. Alat

1. PLC Omron Sysmac CPM1 Training Kit

Berikut ini akan dilakukan penggunaan PLC Omron Sysmac CPMI Training Kit untuk

mengendalikan modul Traffic Light. Pemrograman dituliskan dengan menggunakan

Programming Console 027. Lampu-lampu pada modul Traffic Light disambungkan

dengan output Omron Sysmac CPMI Training Kit pada channel sbb:

Utara Timur Selatan Barat

Merah 1003 1006 1101 1000

Kuning 1004 1007 1102 1001

Hijau 1005 1100 1103 1002

Petunjuk Cara Penggunaan Console Programmer.

1. Aktifkan Console Programmer dengan mengarahkan kunci pada Console

Programmer pada posisi PROGRAM. Kemudian, buka Password, Password yang

digunakan adalah dengan menekan tombol MONTR, kemudian CLR, lalu MONTR

kembali.

2. Tuliskan Mnemonic Ladder diagram kedalam Console Programmmer, cara

mengisikannya seperti terdapat pada controh Tabel 1. Setiap baris Mnemonic yang

dituliskan akhiri dengan ENTER.

3. Setelah selesai mengisikan data Mnemonic pada Console Programmer, maka

pindahkan kunci pada Console Programmer pada posisi RUN.

4. Aktifkan saklar pemicu pada modul PLC (dalam hal ini saklar 00), dan lihat hasil

program anda.

5. Bila terjadi kesalahan, pergi ke baris yang mau diperbaiki, dan langsung tuliskan baris

program baru (timpa) pada baris program lama, kemudian tekan ENTER.

6. Jika panah atas dan panah bawah tidak bias bergerak, maka isikan Password

kembali.



10

Percobaan 1

Program Menyalakan Lampu Kuning Berkedip Pada Keempat Jalur

Program ladder berikut mendemonstrasikan cara menulis program dengan

Programming Console. Program ini membuat keempat lampu kuning yang terpasang di

output channel: 1004, 1007, 1102,1101.

Data Mnemonik untuk program ladder diatas ditunjukkan table berikut ini :

00000 00001 20000

20000

T002

20000

20000

20000

20000

20000

20000 T002

TIM 001

#0010

TIM 002

#0020

T001 01004

T001

T001

T001

01007

01102

01101

Keterangan:

00000 dan 00001 adalah saklar masukan eksternal (diaktifkan manual). Saklar 00000 adalah

saklar pemicu. Sedangkan saklar 00001 adalah saklar emergency yang digunakan untuk

menghentikan kerja traffic light sewaktu-waktu. Kerja TIM 001 dan TIM 002 diatur oleh

T002 dan saklar 2000.



11

Data Mnemonik untuk program ladder ditunjukkan tabel berikut ini:

Address Instruksi Data Keterangan

LD 00000

OR 20000

AND NOT 00001

OUT 20000

LD 20000

AND NOT TIM 002

TIM 001

# 0010

LD 20000

AND NOT TIM 002

TIM 002

# 0020

LD 20000

AND NOT TIM 001

OUT 1004

LD 20000

AND NOT TIM 001

OUT 1007

LD 20000

AND NOT TIM 001

OUT 1102

LD 20000

AND NOT TIM 001

OUT 1001

END(001)



12

Timing Diagram Percobaan 1.

2000

TIM01

TIM02

01004

01007

01104

01001

10

20

0

1

Keterangan: Daerah yang diarsir berarti lampu menyala.



13

Percobaan 2

Program Menyalakan Lampu (Merah, Kuning, Hijau) Satu Jalur

00001 20000

T002

T002

TIM 001

#0001

TIM 002

#0050

01002

01001

TIM 003

#0030

TIM 004

#0010

01002

TIM 005

#0020

01001 01002 01100

20000

20000

20000

00000

T001

T003

01002

T004

01001

T005

TUGAS :

Susun program ini dalam ladder diagram pada laporan sementara, dan gambarkan

timing diagramnya dalam laporan resmi.



14

Percobaan 3

Program Menyalakan Lampu (Merah, Kuning, Hijau) Dua Jalur

TUGAS :

Susun program ini dalam ladder diagram.

Dalam Laporan resmi, gambarkan timing diagram-nya.

Address Instruksi Data Keterangan

LD 000000

OR 200000

AND NOT 000001

OUT 200000

Percobaan 4

Program Menyalakan Lampu (Merah, Kuning, Hijau) 4 Jalur

TUGAS :

Susun program ini dalam ladder diagram pada laporan sementara, dan gambarkan

timing diagramnya dalam laporan resmi.

Percobaan 5

Buatlah Program Menyalakan Lampu (Merah, Kuning, Hijau) 4 jalur Dengan Sensor di

Setiap Jalur

TUGAS :

Jika sensor di salah satu jalur aktif, maka Lampu Hijau pada jalur bersangkutan akan

hidup 4 kali lebih lama (Modifikasi percobaan 4). Susun program ini dalam ladder diagram

pada laporan sementara, dan gambarkan timing diagramnya dalam laporan resmi.

Documents

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER - UGM