DASAR-DASAR KONTROL DENGAN PLC 

Untuk Sekolah Menengah Kejuruan
 Bidang Keahlian : Teknik Elektro
Program Keahlian : Teknik Listrik Instalasi
Berdasarkan Kurikulum SMK yang Disempurnakan (Kurikulum SMK Edisi 1999) 
Penyusun : Dpl. TS Jaka Kiryanta, ST
 Editor : Drs. Sudaryono DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH PUSAT PENGEMBANGAN PENATARAN GURU TEKNOLOGI VOCATIONAL EDUCATION DEVELOPMENT CENTER JL. Teluk Mandar, Arjosari, Tromol Pos 5 Malang, 65102, Telp. (0341) 491239, Fax. (0341) 491342 KATA PENGANTAR Modul ini diterbitkan untuk menjadi bahan ajar pada SMK Bidang Keahlian Teknik Elektro, memenuhi tuntutan pelaksanaan Kurikulum SMK yang disempurnakan (Kurikulum SMK edisi 1999). Nilai kegunaan modul ini terletak pada pemakaiannya, karena itu kepada semua organisasi dan manajemen Pendidikan Menengah Kejuruan, diharapkan dapat berusahan untuk mengoptimalkan pemakaian modul ini. Dalam pemakaian modul ini, tetap diharapkan berpegang kepada asas keluwesan, asas kesesuaian dan asas keterlaksanaan sesuai dengan karakteristik kurikulum SMK yang disempurnakan. Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan menyampaikan terima kasih dan penghargaan kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penulisan naskah bahan ajar ini. Jakarta, Agustus 2000 Direktur Pendidikan Menengah Kejuruan Dr. Ir. Gatot Hari Priowiryanto NIP 130675814 PROFIL KOMPETENSI TAMATAN PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK INSTALASI LISTRIK Kompetensi Sub Kompetensi A. Menguasai gambar teknik elektro A1. Menguasai jenis peralatan dan standarisasi gambar teknik A2. Menguasai dasar-dasar proyeksi gambar teknik A3. Menggambar rangkaian listrik dan elektronika A4. Menginterpretasikan gambar teknik B. Menguasai penggunaan peralatan tangan dan peralatan mesin untuk membuat bahan bantu listrik dan elektronika B1. Menguasai peraturan, norma, standar dan sistem keselamatan kerja B2. Menggunakan dan merawat peralatan tangan dan mesin B3. Menggunakan peralatan tangan dan mesin untuk membuat alat dari bahan logam dan non logam untuk keperluan teknik elektro C. Menguasai dasar-dasar perakitan pesawat elektronika C1. Merencanakan tata letak komponen dan membuat jalur sambungan C2. Menguasai Teknik Pembuatan PRT C3. Merakit komponen dan menguji coba hasil rakitan C4. Memahami penanggulangan dan daur ulang limbah C5. Memahami cara-cara melindungi alam sekitar D. Menguasai alat ukur listrik dan elektronika D1. Mengidentifikasi dan mengklasifikasi peralatan ukur listrik D2. Menguasai karakteristik macam-macam alat ukur listrik D3. Menginterpretasikan buku petunjuk pemakaian alat ukur listrik D4. Menggunakan Alat Ukur Listrik dan Elektronika D5. Merawat dan memperbaiki alat ukur listrik E. Menguasai konsep dasar teknik listrik dan elektronika E1. Menguasai dasar elektrostatika dan kemagnetan E2. Menguasai dasar akumulator E3. Menguasai komponen pasif E4. Menguasai hukum kelistrikan/rangkaian DC dan AC E5. Menguasai dasar-dasar mesin listrik AC/DC E6. Menguasai teori atom dan molekul E7. Menguasai sifat dan macam bahan penghantar dan isolator E8. Menguasai karakteristik dan penggunaan komponen semi konduktor F. Menguasai dasar teknik digital dan aplikasi sederhana F1. Menguasai Konversi bilangan F2. Menguasai gerbang-gerbang dasar F3. Menguasai Flip-Flop F4. Menguasai aritmatika logik G. Menguasai instalasi listrik sederhana sesuai peraturan dan keselamatan kerja G1. Menguasai dasar-dasar peraturan umum dan keselamatan kerja G2. Memasang instalasi listrik sederhana H. Melaksanakan pekerjaan listrik penerangan dan tenaga H1. Menggambar instalasi listrik penerangan H2. Menggambar instalasi tenaga/motor arus putar H3. Menggambar instalasi dengan menggunakan komputer H4. Mengidentifikasi kebutuhan komponen H5. Memasang instalasi penerangan dan tenaga sederhana H6. Mengujicoba instalasi penerangan dan tenaga sederhana I. Merawat dan memperbaiki instalasi penerangan dan tenaga I1. Membaca gambar instalasi penerangan dan tenaga I2. Mengidentifikasi kesalahan instalasi penerangan dan tenaga I3. Memperbaiki kerusakan instalasi penerangan dan tenaga J. Mengoperasikan dan menguji mesin-mesin listrik AC/DC dan transformator J1. Mengoperasikan mesin-mesin listrik AC/DC dan transformator J2. Menguji mesin-mesin listrik AC/DC dan transformator K. Mengukur energi, frekuensi, daya dan faktor daya listrik K1. Memilih alat ukur yang sesuai untuk mengukur energi, frekuensi, daya dan faktor daya listrik K2. Menjelaskan prinsip kerja alat ukur yang digunakan K3. Melaksanakan pengukuran energi, frekuensi, daya dan faktor daya listrik secara sistematis L. Merangkai rangkaian mesin pengendali listrik dan rangkaian dasar pneumatik L1. Menguasai prinsip pengaturan dan pengontrolan otomatis pada sistem tenaga listrik L2. Menguasai peralatan kontrol otomatis pada sistem tenaga listrik L3. Memasang rangkaian kontrol otomatis pada sistem tenaga listrik L4. Memahami pendistribusian udara dan minyak sebagai pembangkit pneumatik L5. Mengidentifikasi macam-macam katup pneumatik L6. Membuat rangkaian pneumatik sederhana dengan satu silinder dan dua silinder M. Menerapkan komponen-komponen elektronika dan dasar-dasar PLC dalam rangkaian kontrol M1. Mengidentifikasi kegunaan komponen elektronika daya untuk alat kontrol (triac, diac,fet, mosfet) M2. Memahami karakteristik komponen elektronik daya M3. Mengaplikasikan komponen elektronika daya kedalam sistim kontrol sederhana M4. Mengidentifikasi keuntungan dan kerugian PLC M5. Mengenal hardware dan software PLC M6. Mengoperasikan hardware dan software sederhana. N. Mengidentifikasi bentuk energi alternatif sebagai sumber tenaga listrik N1. Mengklasifikasikan macam-macam bentuk energi alternatif N2. Menjelaskan prinsip kerja dan bentuk-bentuk energi alternatif N3. Mengidentifikasi keuntungan dan kerugian macam-macam bentuk energi alternatif O. Merencana, memasang, memperbaiki dan merevisi serta mengembangkan instalasi rumah tinggal O1. Merencanakan dan memasang instalasi rumah tinggal O2. Merencanakan dan memasang panel PHB 1 fasa/1grup O3. Melakukan ujicoba instalasi rumah tinggal O4. Mencari kesalahan dan memperbaiki instalasi rumah tinggal O5. Melakukan revisi dan pengembangan instalasi rumah tinggal P. Merencana, memasang, memperbaiki dan merevisi serta mengembangkan instalasi bangunan bertingkat P1. Merencanakan dan memasang instalasi bangunan bertingkat P2. Merencanakan dan memasang panel PHB untuk bangunan bertingkat P3. Merencana dan memasang instalasi alarm P4. Merencana dan memasang instalasi penangkal petir P5. Melakukan ujicoba instalasi bangunan bertingkat P6. Melakukan pencarian kesalahan/kerusakan dan memperbaiki instalasi bangunan bertingkat Q. Merencana, memasang, memperbaiki dan merevisi serta mengembangkan instalasi listrik industri Q1. Merencanakan dan memasang instalasi tenaga 1 fasa dan 3 fasa Q2. Merencanakan dan memasang panel tenaga 1 fasa dan 3 fasa Q3. Merencana dan memasang instalasi alarm Q4. Merencana dan memasang instalasi penangkal petir Q5. Melakukan ujicoba instalasi listrik industri Q6. Melakukan pencarian kesalahan/kerusakan dan memperbaiki instalasi listrik industri DAFTAR ISI Kata Pengantar…………………………………………………………………. i Profil Kompetensi………………………………………………………………. ii Daftar Isi…………………………………………………………………………. iv Pendahuluan……………………………………………………………………. vi Tujuan Umum Pembelajaran…………………………………………………. vii Petunjuk Penggunaan Modul…………………………………………………. viii Kegiatan Belajar 1 Pengenalan PLC………………………………………………………………… 1 Lembar latihan…………………………………………………………………… 4 Lembar Jawaban…………………………………………………………..……. 5 Kegiatan Belajar 2 Daerah Penggunaan PLC……………………………………………………… 7 Lembar latihan…………………………………………………………………… 11 Lembar Jawaban………………………………………………………………... 12 Kegiatan Belajar 3 Model / Bentuk Dasar PLC…………………………………………………….. 13 Lembar latihan…………………………………………………………………… 19 Lembar Jawaban………………………………………………………………... 20 Kegiatan Belajar 4 Struktur PLC……………………………………………………………..……… 22 Lembar latihan………………………………………………………………….. 24 Lembar Jawaban……………………………………………………………….. 25 Kegiatan Belajar 5 Unit Pusat Kontrol Pada PLC………………………………………………… 26 Lembar latihan…………………………………………………………………. 29 Lembar Jawaban………………………………………………………………. 30 Kegiatan Belajar 6 Metode Fungsi Pada PLC………………………………………………….…. 31 Lembar Latihan………………………………………………………………… 35 Lembar Jawaban………………………………………………………………. 36 Kegiatan Belajar 7 Piranti pemrograman / Personal Computer ( PC )…………………………. 38 Lembar Latihan………………………………………………………………… 41 Lembar Jawaban……………………………………………………………… 42 Kegiatan Belajar 8 Bahasa Pemrograman……………………………………………………….. 43 Lembar Latihan……………………………………………………………….. 47 Lembar Jawaban……………………………………………………………… 48 Kegitan belajar 9 Fungsi-Fungsi Logika Dasar………………………………………………… 50 Lembar Latihan………………………………………………………………. 58 Lembar Jawaban…………………………………………………………….. 59 Kegiatan Belajar 10 Flag ( Bendera )……………………………………………………………… 62 Lembar Latihan………………………………………………………………. 66 Lembar Jawaban……………………………………………………………. 67 Kegiatan Belajar 11 Pembentukan Hubungan Fungsi………………………………………….. 68 Lembar Latihan……………………………………………………………… 73 Lembar Jawaban……………………………………………………………. 75 Kegiatan Belajar 12 Penyederhanaan Fungsi Logika………………………………………….. 77 Lembar Latihan……………………………………………………………… 80 Lembar Jawaban…………………………………………………………… 81 Soal-Soal……………………………………………………………………. 82 Umpan Balik………………………………………………………………… 83 Daftar Pustaka……………………………………………………………… 84 PENDAHULUAN Dalam dunia modern ini kemajuan teknologi demikian pesat terutama dalam bidang otomatisasi, dimana PLC merupakan salah satu dari sekian banyak inti dari perangkat otomasi. Sekarang dipasaran banyak sekali macam produk PLC yang telah beredar namun demikian tetap memiliki teknologi dasar dan kemampuan yang sama. Perbedaannya hanya terletak pada software sehingga membedakan dalam cara penulisan / cara menggambarkan program ke dalam PLC. PLC sebagai alat otomasi, disamping dapat melaksankan operasi biner dengan logika dasar seperti AND, OR, Set / Riset dari flag, Output maupun Output timer harus dapat melaksanakan fungsi aritmatika seperti menjumlah, mengurangi, mengalikan, membagi, membandingkan (sama dengan= ; lebih besar >; lebihkecil <) dll. Sehingga dengan PLC dapat dilaksanakan : • Pengendalian • Pengaturan dan perhitungan • Pelayanan dan pengamatan • Pelaporan (pemberian sinyal) • Sesuai dengan kebutuhan konsumen. TUJUAN UMUM PEMBELAJARAN Dengan mengunakan PLC maka dengan Perangkat yang sama dapat dilaksanakan untuk berbagai macam sistim otomatisasi tergantung dari program yang diberikan pada PLC. Adapun secara umum modul ini bertujuan untuk mengenalkan dan penambahan wawasan kepada para pembaca mengenai PLC tentang: • Prinsip dasar dan struktur • Daerah penggunaan • Keuntungan kerugian • Pembentukan logika dasar • Metode penyelesaian permasalahan kontrol dengan PLC PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL Modul ini berisikan tentang teori penunjang untuk praktek PLC. Sedangkan produk PLC sendiri dewasa ini sangat banyak sekali ragamnya, sehingga dalam pemakaian modul ini harus ditunjang dengan buku manual dari PLC yang akan digunakan oleh pembaca dan petunjuk penggunaan software yang sesuai. Sebagai contoh untuk menentukan alamat input/output yang akan digunakan dan cara menuliskan program. Kegiatan Belajar 1 PENGENALAN PLC 1.1. Tujuan Khusus Pembelajaran Pembaca dapat:  menyebutkan macam-macam pengendali terprogram dengan pengawatan dengan benar.  menyebutkan macam-macam pengendali terprogram yang tersimpan dengan PLC dengan benar.  menjelaskan elemen-elemen pengendali terprogram dengan benar  Membedakan pengendali terprogram dengan pengawatan dan tersimpan dengan PLC, dilihat dari sambungannya dengan benar.  menyebutkan keuntungan PLC dengan benar. 1.2. PENGENALAN PLC Di dalam teknik pengendali dibedakan menjadi dua jenis pengendali : 1. Pengendali terprogram dengan pengawatan: a. program tetap melalui pengawatan b. program tidak tetap melalui sakelar pilih 2. Pengendali terprogram yang tersimpan dengan PLC : a. program tersimpan yang dapat diprogram bebas melalui RAM (Random Access Memory). b. program tersimpan yang programnya tidak dapat diubah-ubah melalui ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable Read Only Memory), EPROM (Eraseable Programmable Read Only Memory). Pengendali terprogram tetap dengan pengawatan dapat dioperasikan melalui komponen-komponen relai, magnetik kontaktor dan rangkaian elektronik. Kontak hubung-tutup dari komponen-komponen tersebut yang melakukan kerja rangkaian pengendali. Melalui kontak-kontak relai hubungan seri - paralel rangkaian pengendali dibuat. Fungsi pengendali dapat dihasilkan melalui pengawatan dari komponen-komponen tersebut. Elemen Input : Tombol tekan S1, S2, S3, S4 Elemen Proses : Relai K1 Elemen Output : Lampu H1 Sambungan antara elemen-elemen tersebut melalui pengawatan. Gambar 1.1 Pengendali Dengan Pengawatan Pada pengendali terprogram dengan PLC , fungsi pengendali tidak tergantung dari pengawatannya. Elemen input ( tombol tekan, sensor ) dan elemen output dihubungkan ke peralatan PLC. Hubungan elemen input dan output tidak dilakukan dengan pengawatan tetapi melalui pemrograman dengan peralatan pemrogram ( Personal Komputer atau peralatan khusus ). Elemen Input : Tombol tekan S1, S2, S3, S4 Elemen Proses : PLC Elemen Output : Lampu H1 Sambungan antara elemen-elemen input dan output tidak melalui pengawatan, tetapi melalui program. Gambar 1.2 Pengendali Dengan PLC Programmable logic controller (PLC) yang pertama telah dikembangkan oleh para insinyur General Motor pada tahun 1968, saat mana perusahaan menemukan jalan buntu untuk mencari pengganti sistem kontrol relai yang sangat komplek Sehingga ditetapkan bahwa sistem kontrol baru ini (PLC) harus memenuhi beberapa persyaratan yang sekaligus merupakan keuntungannya, yaitu sebagai berikut: 1. Pemrograman sederhana 2. Perubahan program tanpa harus merubah sistem (tidak ada perubahan instalasi di dalamnya) 3. Lebih kecil, lebih murah dan lebih stabil dari pada hubungan sistem kontrol relai 4. Sederhana, biaya perawatan murah Perkembangan berikutnya difokuskan di dalam sistem yang memungkinkan sambungan dilakukan secara sederhana untuk sinyal-sinyal biner. Ketentuan-ketentuan seperti bagaimana sinyal-sinyal dihubungkan adalah menjadi bagian tugas di dalam program kontrol. Dengan sistem kontrol baru ini menjadi mungkin untuk pertama kali merencanakan sinyal-sinyal pada layar dan menyimpan di dalam penyimpan elektronik. Sejak itu, tiga dekade telah dilewati, hingga kemajuan yang sangat pesat telah dilakukan di dalam pengembangan elektronik mikro, seperti halnya pada PLC. Misalnya, bagaimana mengoptimalkan program tanpa harus kuawatir dengan kapasitas memori yang terbatas. Sekarang hal ini menjadi sesuatu yang sangat mudah untuk diatasi. Selain itu jangkauan fungsinya telah berkembang sangat pesat. Limabelas tahun yang lalu, visualisasi proses, dan proses analog dengan menggunakan PLC sebagai kontrol dianggap sebagai suatu impian. Sekarang, pendukung dari fungsi-fungsi ini telah menyatu dengan banyak PLC. 1.3. Lembar Evaluasi Soal : 1. Sebutkan jenis-jenis pengendali yang Anda ketahui ! 2. Apa kepanjangan dari PLC? Dan apa pula artinya ? 3. Apa perbedaan antara pengendali terprogram dengan pengawatan dan pengendali yang tersimpan dengan PLC dari segi penyambungannya ? 4. Ada berapa macam elemen dalam pengendali terprogram? Sebutkan ! 5. Apa keuntungan menggunakan PLC 6. Perhatikan gambar berikut! Tandai dan kelompokkan setiap komponen rangkaian, termasuk dalam elemen yang mana ? 1.4. Lembar Jawaban 1. Sebutkan jenis-jenis pengendali yang Anda ketahui ! Jawab : A. Pengendali terprogram dengan pengawatan : 1) program tetap melalui pengawatan 2) program tidak tetap melalui sakelar pilih B. Pengendali terprogram yang tersimpan dengan PLC : 1. program tersimpan yang dapat diprogram bebas melalui RAM. 2. program tersimpan yang programnya tidak dapat diubah-ubah melalui ROM, PROM, EPROM. 2. Apa kepanjangan dari PLC? Dan apa pula artinya ? Jawab : Programmable Logic Controller, artinya Pengontrol yang dapat diprogram. 3. Apa perbedaan antara pengendali terprogram dengan pengawatan dan pengendali yang tersimpan dengan PLC dari segi penyambungannya ? Jawab : Pada pengendali terprogram dengan pengawatan sambungan antar elemen-elemennya dilakukan melalui pengawatan dengan kabel, sedangkan pada pengendali tersimpan dengan PLC sambungan antara elemen-elemennya dilakukan melalui program. 4. Ada berapa macam elemen dalam pengendali terprogram? Sebutkan! Jawab : Ada tiga macam, yaitu: elemen input, elemen proses, dan elemen output 5. Apa keuntungan menggunakan PLC ? Jawab : a. Pemrograman sederhana b. Perubahan program tanpa harus merubah sistem (tidak ada perubahan instalasi di dalamnya) c. Lebih kecil, lebih murah dan lebih stabil dari pada hubungan sistem kontrol relai d. Sederhana, biaya perawatan murah 6. Perhatikan gambar berikut! Tandai dan kelompokkan setiap komponen rangkaian, termasuk dalam elemen yang mana ?