Leonardo VHS Mechatronic Engineering Education

Hallo kawan-kawan,, Shallom... Saya ingin berbagi ilmu sedikit mengenai PLC. Yaps,, Programmable Logic Controller atau yang akrab dipanggil PLC ini merupakan salah satu mata pelajaran yang akan dipelajari saat kalian naik ke kelas XII untuk jurusan Teknik Mekatronika di SMK Leonardo Klaten. Sebelum masuk kelas XII tidak ada salahnya juga kan jika ingin mempelajarinya terlebih dahulu, biar waktu pelajaran besok kalian tidak kebingungan mengenai alat yang satu ini. Yuk kita simak bersama-sama.... ^^

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

Sebuah programmable logic controller, PLC, atau pengontrol yang dapat diprogram adalah komputer digital yang digunakan untuk otomatisasi proses elektromekanis biasanya industri, seperti kontrol mesin di lini pabrik perakitan, wahana hiburan, atau lampu. PLC digunakan di banyak mesin, di banyak industri. PLC dirancang untuk beberapa pengaturan input digital dan analog dan output, suhu berkisar diperpanjang, kekebalan terhadap gangguan listrik, dan ketahanan terhadap getaran dan dampak. Program untuk mengendalikan operasi komputer biasanya disimpan dalam baterai yang didukung-up atau memori non-volatile. Sebuah PLC adalah contoh dari "keras" sistem real-time sejak hasil output yang dihasilkan harus dalam menanggapi masukan dalam kondisi waktu yang terbatas, jika tidak akan menghasilkan operasi.

Sebelum PLC, kontrol, sequencing, dan keselamatan interlock logika untuk pembuatan mobil terutama terdiri dari relay, cam timer, sequencer gendang, dan berdedikasi pengendali loop tertutup. Karena ini bisa berjumlah ratusan atau bahkan ribuan, proses untuk memperbarui fasilitas untuk tahunan model perubahan-atas sangat memakan waktu dan mahal, karena listrik diperlukan untuk individual rewire relay untuk mengubah karakteristik operasional mereka.

Komputer digital, menjadi tujuan umum perangkat diprogram, segera diterapkan untuk mengontrol proses industri. Awal komputer diperlukan programmer spesialis, dan ketat operasi pengendalian lingkungan untuk suhu, kebersihan, dan kualitas daya. Menggunakan komputer untuk keperluan umum untuk kontrol proses diperlukan melindungi komputer dari kondisi lantai pabrik. Komputer kontrol industri akan memiliki beberapa atribut: itu akan mentolerir lingkungan toko-lantai, akan mendukung diskrit (bit-bentuk) input dan output dengan cara yang mudah extensible, tidak akan memerlukan tahun pelatihan untuk menggunakan, dan itu akan mengizinkan operasinya dipantau. Waktu respon dari setiap sistem komputer harus cukup cepat untuk menjadi berguna untuk kontrol; kecepatan yang dibutuhkan bervariasi sesuai dengan sifat dari proses. Karena banyak proses industri telah rentang waktu dengan mudah ditangani oleh waktu respon milidetik, modern (cepat, kecil, terpercaya) elektronik sangat memudahkan membangun pengendali terpercaya, terutama karena kinerja dapat diperdagangkan off untuk keandalan.

Pada tahun 1968 GM Hydra-Matic (divisi transmisi otomatis dari General Motors) mengeluarkan permintaan proposal untuk pengganti elektronik untuk sistem relay terprogram berdasarkan kertas putih yang ditulis oleh insinyur Edward R. Clark. Proposal yang unggul berasal dari Bedford Associates dari Bedford, Massachusetts. PLC pertama, ditunjuk proyek Eighty-fourth yang 084 karena itu Bedford Associates ', adalah hasilnya. Bedford Associates memulai sebuah perusahaan baru yang didedikasikan untuk pengembangan, manufaktur, penjualan, dan melayani produk baru ini: Modicon, yang berdiri untuk Modular Digital Controller. Salah satu orang yang bekerja pada proyek itu Dick Morley, yang dianggap sebagai "ayah" dari PLC tersebut. Merek Modicon dijual pada tahun 1977 untuk Gould Elektronik, kemudian diakuisisi oleh perusahaan Jerman AEG, dan kemudian oleh Perancis Schneider Electric, pemilik saat ini.

Salah satu model pertama 084 dibangun sekarang dipajang di markas Modicon di North Andover, Massachusetts. Itu disampaikan ke Modicon oleh GM, ketika unit sudah pensiun setelah hampir dua puluh tahun tanpa gangguan layanan. Modicon menggunakan 84 moniker pada akhir rentang produk sampai 984 dibuat penampilannya.

Industri otomotif masih salah satu pengguna terbesar PLC. Awal PLC dirancang untuk menggantikan sistem logika relay. PLC tersebut diprogram dalam "logika tangga", yang sangat menyerupai diagram skematik logika relay. Notasi program ini telah dipilih untuk mengurangi tuntutan pelatihan untuk teknisi yang ada. PLC awal lainnya menggunakan bentuk daftar instruksi pemrograman, berdasarkan logika solver berbasis stack.

PLC modern dapat diprogram dalam berbagai cara, dari tangga logika relay diturunkan dengan bahasa pemrograman seperti dialek khusus diadaptasi dari BASIC dan C. Cara lain adalah logika negara, bahasa pemrograman tingkat tinggi yang sangat dirancang untuk program PLC berdasarkan diagram transisi.

Banyak PLC awal tidak memiliki menyertai terminal pemrograman yang mampu representasi grafis dari logika, dan logika itu bukan direpresentasikan sebagai serangkaian ekspresi logika dalam beberapa versi format Boolean, mirip dengan aljabar Boolean. Sebagai terminal pemrograman berkembang, menjadi lebih umum untuk logika tangga yang akan digunakan, untuk alasan tersebut dan karena itu format akrab digunakan untuk panel kontrol elektromekanis. format baru seperti logika negara dan Fungsi Blok (yang mirip dengan cara logika digambarkan ketika menggunakan sirkuit logika digital terpadu) ada, tetapi mereka masih tidak sepopuler tangga logika. Alasan utama untuk ini adalah bahwa PLC memecahkan logika dalam urutan diprediksi dan mengulangi, dan logika tangga memungkinkan programmer (orang yang menulis logika) untuk melihat masalah dengan waktu urutan logika lebih mudah daripada yang mungkin di lain format.

PEMROGRAMAN

Awal PLC, hingga pertengahan 1990-an, yang diprogram dengan milik pemrograman panel atau terminal pemrograman tujuan khusus, yang sering memiliki tombol fungsi khusus yang mewakili berbagai elemen logis dari PLC programs.Some terminal milik pemrograman ditampilkan unsur program PLC sebagai grafis simbol, tetapi representasi karakter ASCII polos kontak, koil, dan kabel yang umum. Program yang tersimpan di kaset. Fasilitas untuk pencetakan dan dokumentasi yang minim karena kurangnya kapasitas memori. PLC tertua yang digunakan non-volatile memori inti magnetik.

Baru-baru ini, PLC diprogram menggunakan software aplikasi pada komputer pribadi, yang kini mewakili logika dalam bentuk grafis bukan simbol karakter. komputer terhubung ke PLC melalui Ethernet, RS-232, RS-485, atau RS-422 kabel. Perangkat lunak pemrograman memungkinkan masuk dan pengeditan tangga-gaya logika. Umumnya perangkat lunak menyediakan fungsi untuk debugging dan pemecahan masalah perangkat lunak PLC, misalnya, dengan menyoroti bagian dari logika untuk menunjukkan status saat ini selama operasi atau melalui simulasi. Perangkat lunak ini akan meng-upload dan men-download program PLC, untuk backup dan pemulihan tujuan. Dalam beberapa model pengontrol yang dapat diprogram, program ini ditransfer dari komputer pribadi ke PLC melalui papan pemrograman yang menulis program ke chip removable seperti EPROM.

FUNGSIONAL

Fungsionalitas dari PLC telah berkembang selama bertahun-tahun untuk menyertakan kontrol sekuensial relay, kontrol gerakan, kontrol proses, sistem kontrol terdistribusi, dan jaringan. Penanganan data, penyimpanan, pengolahan daya, dan kemampuan komunikasi modern beberapa PLCs adalah kira-kira setara dengan komputer desktop. PLC-seperti pemrograman dikombinasikan dengan hardware I / O jarak jauh, memungkinkan komputer desktop untuk keperluan umum tumpang tindih beberapa PLC dalam aplikasi tertentu. pengendali komputer desktop belum berlaku umum di industri berat karena komputer desktop berjalan pada sistem operasi kurang stabil dibandingkan PLC, dan karena hardware komputer desktop biasanya tidak dirancang untuk tingkat yang sama toleransi terhadap suhu, kelembaban, getaran, dan umur panjang sebagai prosesor yang digunakan dalam PLC. sistem operasi seperti Windows tidak meminjamkan diri untuk deterministik eksekusi logika, dengan hasil bahwa controller tidak selalu menanggapi perubahan status input dengan konsistensi dalam waktu yang diharapkan dari PLC. aplikasi desktop logika menemukan digunakan dalam situasi kurang kritis, seperti otomatisasi laboratorium dan digunakan dalam fasilitas kecil di mana aplikasi yang kurang menuntut dan kritis, karena mereka umumnya jauh lebih murah daripada PLC.

TOPIK PLC

1. Fitur
• Dengan PLC (unsur abu-abu di tengah). Unit ini terdiri dari unsur-unsur yang terpisah, dari kiri ke kanan; power supply, controller, menyampaikan unit untuk di- dan output. Perbedaan utama dari komputer lain adalah bahwa PLC lapis baja untuk kondisi parah (seperti debu, kelembaban, panas, dingin), dan memiliki fasilitas untuk luas input / output (I / O) pengaturan. Ini menghubungkan PLC ke sensor dan aktuator. Membaca batas aktif, variabel proses analog (seperti suhu dan tekanan), dan posisi posisi sistem kompleks. Beberapa visi menggunakan mesin. Di sisi aktuator, PLC mengoperasikan motor listrik, silinder pneumatik atau hidrolik, relay magnetik, solenoid, atau output analog. Pengaturan input / output dapat dibangun ke dalam PLC sederhana, atau PLC mungkin memiliki eksternal I / O modul terpasang ke jaringan komputer yang dihubungkan ke PLC.
2. Waktu pemindaian
• Sebuah program PLC umumnya dilakukan berulang kali selama sistem dikendalikan berjalan. Status poin masukan fisik disalin ke area memori diakses prosesor, kadang-kadang disebut "I / O Gambar Table". Program ini kemudian jalankan dari instruksi pertama dibunyikan ke anak tangga terakhir. Butuh beberapa waktu untuk prosesor dari PLC untuk mengevaluasi semua anak tangga dan memperbarui tabel gambar I / O dengan status output. time scan ini mungkin beberapa milidetik untuk program kecil atau prosesor yang cepat, tetapi PLC tua menjalankan program yang sangat besar bisa memakan waktu lebih lama (katakanlah, hingga 100 ms) untuk mengeksekusi program. Jika waktu pemindaian yang terlalu lama, respon dari PLC memproses kondisi akan terlalu lambat untuk menjadi berguna.
• Sebagai PLCs menjadi lebih maju, metode yang dikembangkan untuk mengubah urutan eksekusi tangga, dan subrutin dilaksanakan. pemrograman yang disederhanakan ini dapat digunakan untuk menyimpan waktu scan untuk proses kecepatan tinggi; misalnya, bagian dari program yang digunakan hanya untuk menyiapkan mesin dapat dipisahkan dari bagian-bagian yang diperlukan untuk beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi.
• Tujuan khusus I / O modul dapat digunakan di mana waktu scan dari PLC terlalu panjang untuk memungkinkan kinerja diprediksi. Ketepatan waktu modul, atau modul kontra untuk digunakan dengan encoders poros, digunakan di mana waktu scan akan terlalu lama untuk andal menghitung pulsa atau mendeteksi rasa rotasi encoder. PLC relatif lambat masih bisa menafsirkan nilai-nilai dihitung untuk mengendalikan mesin, tetapi akumulasi pulsa dilakukan dengan modul khusus yang tidak terpengaruh oleh kecepatan eksekusi program.
3. Skala sistem
• Sebuah PLC kecil akan tetap memiliki jumlah koneksi yang dibangun untuk input dan output. Biasanya, ekspansi yang tersedia jika telah mencukupi dasar I / O.
• PLC modular memiliki chassis (juga disebut rak) yang ditempatkan ke modul dengan fungsi yang berbeda. Prosesor dan pemilihan I / O modul yang disesuaikan untuk aplikasi tertentu. Beberapa rak dapat diberikan oleh prosesor tunggal, dan mungkin memiliki ribuan input dan output. Entah kecepatan tinggi serial I / O link khusus atau metode komunikasi sebanding digunakan sehingga rak dapat didistribusikan dari prosesor, mengurangi biaya kabel untuk tanaman besar. Pilihan juga tersedia untuk me-mount I / O poin langsung ke mesin dan memanfaatkan kabel disconnecting cepat untuk sensor dan katup, menghemat waktu untuk jaringan kabel dan mengganti komponen.
4. Antarmuka pengguna
• Lihat juga: User interface dan Daftar topik interaksi manusia-komputer
• PLC mungkin perlu berinteraksi dengan orang-orang untuk tujuan konfigurasi, pelaporan alarm, atau kontrol sehari-hari. Sebuah antarmuka manusia-mesin (HMI) yang digunakan untuk tujuan ini. HMIs juga disebut sebagai antarmuka manusia-mesin (MMIs) dan antarmuka pengguna grafis (GUI). Sebuah sistem yang sederhana dapat menggunakan tombol dan lampu untuk berinteraksi dengan pengguna. Menampilkan teks tersedia serta grafis layar sentuh. sistem yang lebih kompleks menggunakan pemrograman dan pemantauan perangkat lunak yang diinstal pada komputer, dengan PLC terhubung melalui komunikasi antarmuka.
5. Komunikasi
• PLC memiliki built-in port komunikasi, biasanya 9-pin RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet. Berbagai protokol yang biasanya disertakan. Banyak protokol ini vendor tertentu.
• Kebanyakan PLC modern dapat berkomunikasi melalui jaringan untuk beberapa sistem lainnya, seperti komputer menjalankan SCADA (Supervisory Pengendalian dan Data Acquisition) sistem atau web browser. PLC digunakan dalam sistem I / O yang lebih besar mungkin memiliki (P2P) komunikasi peer-to-peer antara prosesor. Hal ini memungkinkan bagian terpisah dari proses yang rumit untuk memiliki kontrol individu sementara mengizinkan subsistem untuk mengkoordinasikan melalui komunikasi. komunikasi ini juga sering digunakan untuk perangkat HMI seperti keypad atau PC-jenis workstation.
• Sebelumnya, beberapa produsen menawarkan modul komunikasi khusus sebagai fungsi add-on mana prosesor tidak memiliki koneksi jaringan built-in.
6. Pemrograman
• program PLC biasanya ditulis dalam aplikasi khusus di komputer pribadi, kemudian didownload oleh kabel langsung atau melalui sambungan jaringan ke PLC. Program ini disimpan dalam PLC baik dalam RAM yang didukung baterai-up atau volatile flash memory non lainnya. Seringkali, satu PLC dapat diprogram untuk menggantikan ribuan relay
•  Di bawah IEC 61131-3 standar, PLC dapat diprogram menggunakan bahasa pemrograman berbasis standar. bahasa pemrograman yang paling umum digunakan adalah diagram Ladder (LD) juga dikenal sebagai logika Tangga. Menggunakan kontak-Coil logika untuk membuat program-program seperti diagram kontrol listrik. Sebuah notasi pemrograman grafis yang disebut berurut Fungsi Charts tersedia pada beberapa Programmable pengendali. Sebuah model yang ditiru perangkat panel kontrol elektromekanis (seperti kontak dan koil relay) yang menggantikan PLC. Model ini masih umum hari ini.
• IEC 61131-3 saat ini mendefinisikan lima bahasa pemrograman untuk sistem kontrol Programmable: fungsi blok diagram (FBD), diagram tangga (LD), teks terstruktur (ST; mirip dengan bahasa pemrograman Pascal), daftar instruksi (IL; mirip dengan bahasa assembly) , dan grafik fungsi sekuensial (SFC). Teknik ini menekankan organisasi logis dari operasi.
• Sementara konsep dasar pemrograman PLC yang umum untuk semua produsen, perbedaan I / O menangani, organisasi memori, dan instruksi set berarti bahwa program PLC tidak pernah sempurna dpt berbeda antara keputusan. Bahkan di dalam lini produk yang sama dari produsen tunggal, model yang berbeda mungkin tidak langsung kompatibel.
7. Keamanan
• Sebelum penemuan cacing komputer Stuxnet pada bulan Juni 2010, keamanan PLC mendapat sedikit perhatian. PLC umumnya mengandung sistem operasi real-time seperti OS-9 atau VxWorks, dan eksploitasi untuk sistem ini ada sebanyak yang mereka lakukan untuk sistem operasi komputer desktop seperti Microsoft Windows. PLC juga dapat diserang oleh mendapatkan kontrol dari komputer mereka berkomunikasi dengan.
8. Simulasi
• Dalam rangka untuk benar memahami operasi dari PLC, perlu untuk menghabiskan cukup waktu pemrograman, pengujian, dan program PLC debugging. sistem PLC secara inheren mahal, dan down-time sering sangat mahal. Selain itu, jika PLC diprogram secara tidak benar dapat mengakibatkan kehilangan produktivitas dan kondisi berbahaya. PLC simulasi software seperti PLCLogix dapat menghemat waktu dalam desain aplikasi kontrol otomatis dan juga dapat meningkatkan tingkat keselamatan yang berhubungan dengan peralatan sejak berbagai "bagaimana jika" skenario bisa dicoba dan diuji sebelum sistem diaktifkan.
9. Redundansi
• Beberapa proses khusus harus bekerja secara permanen dengan waktu minimal down yang tidak diinginkan. Oleh karena itu, perlu untuk merancang sistem yang toleran dan mampu menangani proses dengan modul yang rusak. Dalam kasus tersebut untuk meningkatkan ketersediaan sistem dalam hal kegagalan komponen perangkat keras, CPU berlebihan atau I / O modul dengan fungsi yang sama dapat ditambahkan ke konfigurasi hardware untuk mencegah total atau sebagian proses shutdown karena kegagalan hardware

SINYAL DISKRIT DAN ANALOG