arsitektur plc

Arsitektur PLC (Seri Belajar PLC)

Programmable logic controller (PLC) adalah sebuah pengontrol berbasis mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi, seperti sekunsial, logika,pewaktuan, pencacahan, dan aritmatika untuk mengontrol mesin-mesin atau suatu proses.

PLC dirancang untuk bisa dioperasikan oleh para operator/pengguna dengan sedikit pengetahuan mengenai komputer dan bahasa pemrograman.

PLC di dalamnya telah dilengkapi dengan program awal, sehingga memungkinkan program-program kontrol dimasukan dengan menggunakan suatu bahasa pemrograman yang sederhana dan intuitif.

PLC hampir sama dengan komputer, yang membedakannya komputer dioptimalkan untuk tugas-tugas yang berhubungan dengan perhitungan dan penyajian data, sedangkan PLC dioptimalkan untuk tugas-tugas yang berhubungan dengan pengontrolan dan pengoperasian di dalam lingkungan industri.

Sebuah PLC dirancang dengan memiliki karakteristik sebagai berikut :

  1. Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran, suhu, kelembaban, dan kebisingan;
  2. Antarmuka untuk masukan dan keluaran built-in di dalamnya;
  3. Mudah diprogram dan menggunakan bahasa pemrograman yang mudah dipahami, yang sebagian besar berhubungan dengan operasi-operasi logika dan penyambungan.

Perangkat Keras

Sistem PLC

Pada umumnya, sebuah PLC mempunyai lima komponen dasar yaitu :

1) Unit prosesor atau central processing unit (CPU) yang di dalamnya berisi mikroprosesor yang mampu menginterpretasikan sinyal-sinyal masukan dan melakukan tindakantindakan pengontrolan, sesuai dengan program yang tersimpan di dalam memori, lalu meng komunikasikan keputusan-keputusan yang diambilnya sebagai sinyal-sinyal kontrol ke antarmuka keluaran;

2) Unit catu daya yang diperlukan untuk mengubah tegangan arus bolak-balik (ac) dari sumber menjadi tegangan arus searah(dc) yang dibutuhkan oleh prosesor dan rangkaian-rangkaian di dalam modul-modul antarmuka masukan dan keluaran;

3) Perangkat Pemrograman digunakan untuk memasukan program yang dibutuhkan ke dalam memori. Program-program
tersebut dibuat dengan menggunakan perangkat pemograman dan selanjutnya dipindahkan ke dalam unit memori PLC;

4) Unit memori  merupakan tempat menyimpan program yang akan digunakan untuk melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan yang disimpan mikroprosesor;

5) Bagian masukan dan keluaran merupakan antarmuka dimana prosesor menerima informasi dari dan mengkomunikasikan informasi kontrol ke perangkat-perangkat diluar. Sinyal-sinyal masukan dapat berasal dari saklar-saklar, sensor-sensor, dan sebagainya. Sinyal-sinyal keluaran bisa diberikan pada alat pengasut motor, katup, lampu, dan sebagainya.

Arsitektur Internal

Arsitektur PLC

Gambar di atas memperlihatkan arsitektur internal sebuah PLC. Arsitektur ini terdiri dari sebuah central processing unit (CPU) yang berisi sistem mikroprosesor, memori, dan rangkaian masukan/keluaran. CPU bertugas mengontrol dan menjalankan semua operasi di dalam  PLC. Perangkat ini dihubungkan ke sebuah piranti pewaktu(clock) dengan frekuensi antara 1 s.d 8 MHz. Frekuensi ini menentukan kecepatan operasi PLC. Informasi di dalam PLC disalurkan melalui sinyal-sinyal digital. Jalur-jalur internal yang dilalui sinyal-sinyal digital tersebut disebut bus. Secara fisik sebuah bus merupakan sejumlah konduktor yang dapat dilalui sinyal-sinyal listrik. CPU menggunakan bus data untuk mengirimkan data ke elemen-elemen PLC, bus alamat  untuk mengirimkan alamatke lokasi–lokasi penyimpanan data, sedangkan bus kontrol untuk sinyal-sinyal yang berhubungan dengan proses kontrol internal. Bus sistem digunakan untuk komunikasi antara port-port masukan/keluaran dengan unit masukan/keluaran.

Komponen Utama CPU

Memori

Ada beberapa elemen memori di dalam PLC, yaitu :

  • Random Access Memory (RAM)

RAM adalah memori internal CPU, dimana isinya dapat dimodifikasi dengan cepat dan secara berulang-ulang. Ukuran memori dapat dispesifikasikan dalam Kilobytes, 1 Kilobytes sama dengan 1024 bytes sedangkan 1 byte sama dengan 8 bit. Sebuah memori yang besarnya 10 Kilobytes sama dengan sebuah memori.
RAM sering disebut juga read-write memory karena data secara konstan dapat ditulis ke dalam memori atau dapat dibaca dari memori.

1. Memory Program

Program kontrol disimpan pada tempat cadangan di dalam RAM.

2. Proses Image I/O

Proses image keluaran berfungsi untuk menerima informasi dari masukan dan meneruskannya ke modul keluaran dan mengembalikan informasi dari alat keluaran ke CPU. Keadaan-keadaan masukan tersimpan dalam masukan
image tabel. RAM biasanya dilengkapi battery backup agar isi memori
dapat dipertahankan selama PLC tidak dicatu oleh sistem daya utama.

  • Read Only Memory (ROM)

Informasi yang ada di dalam ROM hanya dapat dibaca saja. Informasi dimasukkan ke dalam ROM oleh pabrik pembuat untuk digunakan oleh CPU. Salah satu jenis dari ROM adalah PROM (Programmable Read Only Memory), PROM adalah merupakan cara yang sederhana untuk menyimpan kumpulan program. Untuk melakukan pemrograman PROM membutuhkan suatu unit khusus yang menerima program hasil pengembangan CPU,yang kemudian dipanggil ke dalam programmer PROM.

  • Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM)

EPROM menyimpan data secara permanen seperti ROM, tetapi ROM tidak membutuhkan battery backup. Isi memori EPROM bisa dihapus dengan penyinaran sinar Ultraviolet. Sebuah PROM writer diperlukan untuk memprogram kembali memori.

  • Electrically Erasable Programmable  Read-Only Memory (EEPROM)

EEPROM merupakan kombinasi fleksibilitas akses dari RAM dan non-volatility dari EEPROM.  Isi memorinya bisa dihapus dan diprogram ulang secara elektris, tetapi tetap mempunyai batas dalam jumlah program ulang.

Unit masukan/keluaran
merupakan sistem mikroelektronika dengan transduser dan aktuator yang erhubungan dengan peralatan-perlatan industri. Unit masukan PLC terdiri dari unit yang mampu mempresentasikan dua level sinyal (masukan level logika) atau mempresentasikan sejumlah level sinyal (level sinyal analog). Unit keluara yang umumnya digunakan untuk menggerakkan aktuator berfungsi sebagai saklar ON/OFF (keluaran level logika) atau sebagai penggerak yang level keluarannya dapat diatur dalam jangkauan (range) dan langkah (step) tertentu (keluaran level analog).

Selain Unit masukan/keluaran seperti dijelaskan diatas ada juga unit masukan/keluaran yang mempunyai fungsi khusus seperti PID controller, control motor, high speed counter, dll. Unit masukan/keluaran yang  memerlukan proses relatif banyak lebih sering dilengkapi prosesor sendiri agar penggunaannya tidak menyita waktu CPU PLC. Setiap jenis masukan/keluaran mempunyai rangkaian penyesuaian sinyal dan rangkaian isolasi.

Hubungan CPU dengan proses masukan/keluaran terbatas pada pengiriman parameter operasi dan informasi status. Berdasarkan parameter dari CPU, prosesor masukan/keluaran akan melakukan tugas atau sejumlah tugas. Informasi status  atau data hasil operasi diberikan CPU agar dapat digunakan dalam program utama PLC.

Jumlah masukan/keluaran yang diidentifikasikan pada suatu PLC umumnya bukan merupakan jumlah unit masukan/keluaran yang terpasang, tetapi jumlah unit masukan/keluaran maksimum yang dapat ditangani oleh CPU.  Unit masukan/keluaran umumnya dirancang modular agar penggunaannya dapat disesuaikan terhadap kebutuhan industri yang dikontrol.

oleh : Prih Sumardjati, dkk

Tinggalkan Balasan