DASAR PLC SIEMENS S5 PDF

Preview

Summary

Fernando Sihombing PLC - SIEMENS DASAR PLC SIEMENS S5 Programmable Logic Controller merupakan suatu sistem pengendalian yang memberikan kemudahan dan keluwesan pengendalian berdasarkan pada pemograman dan pelaksanaan instruksi-instruksi logika sederhana. PLC mempunyai fungsi-fungsi internal seperti ...

Description

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

DASAR PLC SIEMENS S5 Programmable Logic Controller merupakan suatu sistem pengendalian yang memberikan kemudahan dan keluwesan pengendalian berdasarkan pada pemograman dan pelaksanaan instruksi-instruksi logika sederhana. PLC mempunyai fungsi-fungsi internal seperti timer, counter dan shift register yang menggantikan rangkaian secara fisik dangan fungsi yang sama, sehingga pengendalian tersebut bekerja dengan lebih baik, dan mempunyai ukuran yang relatif lebih kecil dari sistem pengendali sebelumnya. Dengan otomatisasi ini, memberikan efisiensi dan hasil produksi yang lebih baik. PLC adalah bagian dari sistem kendali fleksibel dan terintegrasi, dan biasa digunakan untuk proses yang dikerjakan secara berulang-ulang. Pada dasarnya PLC adalah sebuah komputer yang mempunyai fungsi khusus. PLC memiliki Central Processing Unit, Memori, dan I/O. PLC dapat diprogram sesuai dengan keinginan melalui device pemrograman, seperti komputer dan handheld programmer. PLC digunakan untuk menggantikan rele-rele dan papan elektronik yang programnya tidak diubah. Dalam suatu industri kompleks seperti di Indah Kiat, dibutuhkan banyak sekali rele dan papan elekronik yang emnghasilkan suatu fungsi logika dan urutan kerja yang tertentu. Karenanya sistem yang lama akan membutuhkan ruang yang sangat besar. Selain itu bila ada perubahan pola produksi maka susunan rele dan papan elektronik juga berubah, sehingga perlu biaya dan waktu yang lumayan banyak. Dengan menggunakan PLC, tidak perlu merubah hardware yang menunjukkan fungsi kerja dan urutan kerja. Kita cukup mengganti fungsi logika dan urutan kerja itu yang kita simpan didalam PLC. Keuntungan penggunaan PLC antara lain : - Kemudahan dalam memprogram dan mengubahnya - Kemudahan dalam pemeliharaan dan perbaikan - Penggunaan pada berbagai macam alat besar dan kecil daripada rele pada umumnya - Harga yang bersaing dengan rele panel yang umum digunakan Bila dilihat dari cara kerja PLC, apabila semakin cepat mikropocesor, maka akan semakin cepat pula respon PLC terhadap sistem yang dikendalikannya. Program Operasi Program operasi terdiri dari :  Gerbang Logika  Flip-Flop  Bilangan Dasar Gerbang logika Gerbang logika pada dasarnya ada 3 macam : a. Gerbang logika OR A

Q

B

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

Q 0 1 1 1

Ladder diagram :

1

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

A Q B

b. Gerbang logika AND A 0 0 1 1

A Q B Ladder diagram : A B

B 0 1 0 1

Q 0 0 0 1

Q

c. Gerbang logika NOT

A

A 0 1

Q

Q 1 0

Ladder diagram : A

Q

d. Gerbang logika NOR A

Q

B

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

Q 1 0 0 0

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

Q 1 1 1 0

Ladder diagram :

A

B

Q

e. Gerbang logika NAND A Q B Ladder diagram : A Q B

2

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

Flip flop Jenis-jenis flip-flop antara lain : RS flip-flop, JK Flip-flop, D Flip-flop. Didalam PLC, yang biasa digunakan adalah RS Flip-flop. R RS Flip-flop

Q

S

R 0 0 1 1

S 0 1 0 0

Q 0 0 1 TOGLE

Bilangan Dasar Sistem bilangan yang biasa digunakan :  Sistem Bilangan Biner (Basis 2) Pada sistem bilangan ini hanya mengenal 2 macam angka saja yaitu ‘0’ dan ‘1’.  Sistem bilangan oktal ( Basis 8 ) Pada sistem bilangan ini mengenal 8 angka yaitu 0,1,2,3,4,5,6,7.  Sistem bilangan desimal (Basis 10) Pada basis 10 adalah bilangan yang biasa kita gunakan, yaitu 10 angka dasar : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.  Sistem bilangan hexa desimal (Basis 16) Pada sistem bilangan Hexadesimal mengenal 16 angka dasar antara lain : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E dan F. Konversi Bilangan Masing-masing sistem bilangan diatas dapat dikonversikan satu sama lain misalnya : a. Bilangan Biner ke desimal : (1101) = (1X23) + (1X22) + (0X21) + (1X20) = 8+4+0+1 = 13 b. Bilangan Oktal ke desimal : (137) = (1X82) + (3X81) + (7x80) = 64 + 24 + 7 = 95 c. Bilangan hexadesimal ke desimal : (1A5) = (1X162) + (10X161) + (5X160) = 256 + 160 + 5 = 421 Dasar PLC siemens PLC Siemens S5 menggunakan logic control yang sederhana dengan sinyal biner (0 dan 1 atau low dan high) dan dapat bekerja dengan kompleks dalam suatu proses otomatisasi. PLC Siemens terdiri dari beberapa komponen utama :  Modul Power Supply  Central Processing Unit (CPU)  Modul Input dan Output (I/O)  Modul Intelligent input/output (IPs)  Communication Processor (CPs) Perencanaan pemograman dilakukan dengan bahasa step 5 (S5D), yaitu : 3

Fernando Sihombing

1. 2. 3. 4. 5.

PLC - SIEMENS

Organization Blok (OB) Program Blok (PB) Sequence Blok (SQ) Function Blok (FB) Data Blok (DB)

Media input dan output yang digunakan adalah : a. Analog input b. Digital input c. Analog output d. Digital Output Metoda program yang dimengerti oleh PLC adalah :  STL (Statement List)  CSF (Control Sistem Flowchart )  LAD (Ladder Diagram) Operand yang dimengerti oleh Step 5 program :  I (Input) Perantara dari proses ke PLC  Q (Output) Perantara dari PLC ke proses  F (Flags) Memory yang dihasilkan dari operasi biner  D (Data) Memory yang dihasilkan dari drait operasi  T (Timer) Memory dari peralatan timer  C (Counter) Memory dari peralatan counter  OP (Blok) Program Steveture  PB (Blok) Program Steveture  SB (Blok) Program Steveture  FB (Blok) Program Steveture  DB (Blok) Program Steveture Metoda Penulisan Metoda penulisan yang digunakan dalam pemograman STEP 5: - Statement List (STL) - Control System Flowchart (CSF) - Ladder Diagram (LAD) - GRAPH 5, untuk CPU 103 keatas Masing-masing metoda penulisan tersebut memiliki karakteristik tersendiri. Sebuah program blok yang telah diprogram dalam bentuk STL belum tentu dapat dirubah dalam CSF atau LAD. Aakan tetapi program dalam CSF atau LAD dapat dikonversikan kedalam bentuk STL, sesuai dengan ilustrasi sebagai berikut :

CSF

LAD

STL

4

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

Bahasa Pemograman STEP 5 memiliki tiga macam type operasi : - Basic - Supplementary - System Tabel berikut menjelaskan ketiga type operasi tersebut : PEMOGRAMAM BAHASA STEP 5 Operasi Basic Application Metode penulisan

Dalam semua Blok STL, CSF, LAD

Operasi Supplementary Hanya dalam Function Blok STL

Feature khusus

Operasi System Hanya dalam Function Blok STL Hanya untuk pemakai dengan pengetahuan System yang baik

Operand Area Pemrograman STEP 5 memiliki area operasi : I (input) Interface dari proses ke Programmable Controller Q (Output) Interface dari Programmable Controller ke proses F (Flags) Memory untuk hasil dari operasi biner D (data) Memory untuk hasil dari operasi digital T (Timer) Memory untuk implementasi timer C (Counter) Memory untuk implementasi Counters P (Peripherals) Interface dari proses ke Programmable Controller K (Constants) Mendefinisikan numeric value OB,PB,SB, FB,DB (Blok) Struktur Program Konversi Sirkuit diagram Jika otomatisasi yang dibuat dalam bentuk sebuah sirkuit diagram, apabila akan dibuat dalam pemrograman STEP 5 harus dikonversikan terlebih dahulu kedalam bentuk STL, CSF atau LAD. Contoh konversi penulisan dari Circuit diagram ke bentuk STL, CSF, dan LAD misalnya : Operasi AND Contoh : Output Q 3.5 bernilai ‘1’ ketika ketiga inputnya adalah ‘1’. Output akan berlogika ‘0’ jika ada salah satu inputnya ‘0’. Circuit Diagram

STL

I1.1 I1.3 I1.7

A A A =

I I I Q

1.1 1.3 1.7 3.5

Q3.5

5

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

CSF

LAD

I1.1 I1.1 I1.3 I1.3

I1.7

Q3.5

&

I1.7

Q3.5

Operasi OR Output Q3.2 akan ‘1’ ketika setidaknya salah satu input adalah ‘1’. Output Q3.2 adalah ‘0’ ketika semua input adalah ‘0’

Circuit Diagram

I1.2

I1.7

STL

1.5

O O O =

Q3.2

I I I Q

1.2 1.7 1.5 3.2

CSF

LAD I1.2

Q3.2

I1.2 I1.7

>/ 1

I1.7

I1.5

Q3.2

I1.5

Operasi AND sebelum OR Contoh : Output Q3.1 adalah ‘1’ ketika setidaknya salah satu kondisi AND bernilai ‘1’ . Output Q3.1 adalah ‘0’ ketika kedua kondisi AND adalah ‘0’.

Circuit Diagram I1.5

I1.4

I1.6

I1.3 Q3.1

STL A A O A A =

I 1.5 I 1.6 I 1.4 I 1.3 Q 3.1

6

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

CSF I1.5

&

I1.5

I1.6

I1.4

I1.3

Q3.1

>=1

I1.6 I1.4

LAD

&

I1.3

Q3.1

Operasi OR sebelum AND Contoh : Output Q2.1 adalah ‘1’ ketika salah satu kondisi terjadi :  Input I6.0 adalah ‘1’  Input I6.1 dan salah satu input I6.2 atau I6.3 adalah ‘1’ Output Q2.1 adalah ‘0’ ketika tidak ada kondisi AND yang terpenuhi. Circuit Diagram STL O I 6.0 I6.0 I6.2 I6.3 O A I 6.1 A( I6.1 O I 6.2 O I 6.3 Q2.1 ) = Q 2.1 CSF LAD >=1

I6.0 I6.1 I6.2

I6.0

&

Q2.1

I6.2

I6.1

&

I6.3

Q2.1

I6.3

RS FLIP-FLOP Contoh : Sebuah input ‘1’ pada I2.7 menjadikan output flip-flop Q3.5 adalah ‘1’. Jika status sinyal pada input I2.7 dirubah menjadi ‘0’ maka status Q3.5 akan tetap dipertahankan (terkunci). Sebuah input ‘1’ pada I1.4 akan mereset flip-flop (status sinyalnya ‘0’). Circuit Diagram I1.4

I2.7

STL A S 1 R

I Q I Q

2.7 3.5 1.4 3.5

Q3.5

7

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

CSF

LAD

Q3.5

Q3.5 I2.7

I2.7

S

S I1.4

I1.4

R

Q

R

Q

Pulsa Contoh : Output Q4.0 akan diset apabila status siyal pada input I 3.0 berubah dari ‘0’ ke ‘1’. Tetapi output tidak boleh diset lebih dari 5 detik. Timing Diagram

Circuit Diagram

Signal state 1 I3.0 0

I3.0

1

T1

0

Q4.0 Q4.0 time in sec 5 STL

CSF

LAD

T1

I3.0

T1

BI

KT 50.1 TV

BI

R

DE Q

I3.0 A L SP A =

I KT T T Q

3.0 50.1 1 1 4.0

KT 50.1 TV

R

DE Q

Q4.0

Q4.0

8

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

Extended Pulsa Contoh ; Output Q4.1 diset untuk sebuah waktu tertentu ketika sinyal pada input I3.1 berubah menjadi ‘1’. Waktu ditentukan pada IW 15.

Timing Diagram

Circuit Diagram

Signal state 1 I3.1 1

I3.1 T2

1 0

Q4.1

T2

time in sec t

t

Q4.1

STL

CSF

LAD

T2

T2

I3.1 A L SE A =

I IW T T Q

3.1 15 2 2 4.1

I3.1

IW 15 TV

BI

IW 15

TV

DE

BI DE Q4.1

R

Q

Q4.1

R

Q

On Delay Contoh : Output Q4.2 akan diset 9 detik setelah input I3.5. selama waktu itu input harus bernilai ‘1’. Timing Diagram

Circuit Diagram

Signal state 1 I3.5 2

I3.5

1 T3 0

Q4.2 time in sec 9

Q4.2

9

9

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

STL

CSF

LAD

T3 I3.5 A L SP A =

I KT T T Q

3.3 9.2 3 3 4.2

T3

T

I3.5

KT9.2 TV

BI DE

T

KT 9.2 TV

BI DE

R

Q

Q4.2

Q4.2 R

Q

Stored on Delay and Reset. Contoh : Output Q4.3 diset selama 5 detik. Setelah I3.3 Perubahan yang ada pada status sinyal input I3.3 tidak mempengaruhi output. Input I3.2 mereset timer T4 ke ‘inisial value’-nya dan menset output Q4.3 ke nol. Timing Diagram

Circuit Diagram

Signal state 1 I3.2 0

I3.3

H1

1 0

I3.2 T4

I3.3

H1

1 0

Q4.3

H1 Q4.3

5

5

time in sec

STL

CSF

LAD

T4 A L SS A R A =

I KT T I T T Q

3.3 50.1 4 3.2 4 4 4.3

I3.3

T4

T

KT 50.1 TV

I3.3 BI

T

KT 50.1 TV

DE

BI DE Q4.3

I3.2

R

Q

Q4.3

I3.2

R

Q

Off Delay Contoh : Ketika input I3.4 direset, output Q4.4 akan diset ke nol setelah ada delay (t). Value pada spesifikasi waktu delaynya ada pada FW 13.

10

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

Timing Diagram

Circuit Diagram

Signal state 1 I3.4 0

I3.4

I3.4

1 0

t

Q4.4

T5

time in sec

Q4.4

t

STL

CSF

LAD

T5

T5

I3.4 A L SF A =

I FW T T Q

3.4 13 5 5 4.4

I3.4

FW13 TV

BI

R

DE Q

FW13

TV

BI DE

Q4.4

Q4.4 R

Q

Struktur Program Sebuah program STEP 5 dapat dibuat dalam dua macam bentuk : - Linear - Terstruktur Pemograman Linear Pemrograman operasi tersendiri didalam satu seksi (blok) sudah cukup untuk menangani pekerjaan-pekerjaan otomatisasi. Untuk STEP 5 –100U ia akan men-scan organization Blok (OB) secara berkala. Setelah scaning mencapai statement terakhir, ia akan kembali ke statement pertama dan memulai scanning kembali. Beberapa Hal yang perlu diingat : - Ketika OB1 Dipanggil, 5 words dimasukkan ke block header dalam program memory. - Umumnya sebuah statement memakai 1 word dalam program memory. Dua word statement termasuk yang telah ada (mis dengan operasi “Load Constant”) statement ini akan dihitung dua kali ketika sedang mengkalkukasi panjang program. - Seperti semua blok, OB1 harus diakhiri dengan sebuah Blok End Statement (BE). Pemrograman Terstruktur Untuk memecahkan task yang kompleks, disarankan untuk memecah sebuah program menjadi beberapa program dengan isi program tersendiri (blok). Prosedur ini memiliki keuntungan : - Sederhana dan pemrograman yang mudah, sekalipun untuk program yang besar - Bagian-bagian program dapat distandarisasikan - Mudah dalam pengubahan - Pengetesannya mudah 11

Fernando Sihombing

-

PLC - SIEMENS

Start-ups-nya mudah Teknik subrutin (Blok dipanggil dari lokasi yang berbeda)

Bahasa pemrograman STEP 5 memiliki 5 type blok : - Organization Blok (OB) Organization sebagai pengatur control program - Program Blok (PB) Program Blok menempatkan control program sesuai dengan fungsi atau aspek teknikalnya. - Sequence Blok (SB) Sequence Blok adalah blok khusus untuk memprogram rangkaian kontrol. Sequence Blok berkedudukan seperti program blok. - Function Blok (FB) Function Blok adalah blok khusus untuk programming yang sering/berulang atau terutama bagian program yang kompleks. (seperti laporan dan fungsi aritmatika). - Data Blok (DB) Data blok menyimpan data yan dibutuhkan dalam sebuah proses kontrol program. aktual values, limiting values dan teks adalah contoh dari data.

Sebuah program menggunakan blok pemanggil untuk keluar dari satu blok dan lompat ke blok yang lain. Oleh karena itu Kita dapat menggunakan sekumpulan program, fungsi, dan sequence blok secara acak sampai dengan 16 level. Kumpulan program ini dapat sampai mencapai 32 level untuk CPU 103 versi 8MA03. Total kedalaman kumpulan (Nesting depth) program adalah jumlah dari kedalaman kumpulan dari call yang diprogramkan pada organization block. Jika kumpulan melebihi dari 16 level, CPU akan berubah ke STOP mode dengan pesan error “STUEB”, blok stack over flow. Gambar berikut menjelaskan prinsip nesting.

OB 1

…………………

…………………

Level 1

Level 2

Level 3

………………………

Level 16

12

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

Struktur Blok Setiap Blok berisi bagian-bagian sebagai berikut : - Blok Header yang menjelaskan type blok, nomor dan panjang. Dibuat oleh pemrogram ketika dirubah kedalam blok - Badan blok sebagai STEP 5 program atau data. Pemrograman Dalam membuat suatu program, blok program (kecuali untuk data blok) yang dibuat harus: - Menjelaskan Type bloknya (contoh PB) - Menjelaskan nomor bloknya (contoh 27) - Memasukkan Statement Control Program - Mengakhiri blok dengan “BE” statement.

A. Organization Blok Organization Blok (OB) adalah sebagai penghubung antara Operating system dan control program. Organization Blok ditangani dengan cara : - Organization Blok OB1 dipanggil secara berkala oleh operating system. - Beberapa Organization blok adalah event-driven atau pengontrolan waktu. Mereka dapat dipanggil untuk merespon ke keadaan atau waktu tertentu: - Dengan sebuah switch dari STOP ke RUN (OB21) - Dengan sebuah switch dari power OFF ke power ON (OB22) - Dengan interupts (OB2 dan OB13) - Beberapa Organization Blok lain memperlihatkan fungsi operasi (sama dengan function Blok integral). Mereka dapat dipanggil oleh control program. OB No.

Fungsi

OB yang harus diprogram. Operating system memangiil OB OB 1

Memproses program secara berkala (cycle)

OB Pemroses program interrupt driven OB2 OB13

Memproses program interrupt driven Memproses program pengontrol waktu

OB Yang menagani prosedur start up OB21

Ketika start secara manual (STOP ke RUN)

OB22

Ketika power kembali

OB34

Battery failure

OB yang telah diprogram. Kita harus memanggil OB OB31 OB251

Pemicu Scan time (reset scan time monitor) PID control Algorithm

13

Fernando Sihombing

PLC - SIEMENS

Gambar berikut memperlihatkan bagaimana cara mempersiapkan sebuah contol program terstruktur. OB21/OB22

OB1

System program

PB1

SB1

FB2

FB61

Control Program

B. Program Blok Isi dari bagian program itu sendiri diprogram pada program blok (PB). Keuntungannya: Fungsi kontrol dapat diperlihatkan secara grafik di program blok . Call Blok Call JU dan JC sebagai pengaktif program blok. Kita dapat memprogram operasi ini dalam semua type blok kecuali data blok. Blok call dan blok end menyebabkan RLO dimuat kembali. Akan tetapi RLO dapat saja termasuk dalam blok ‘baru’ dan dievaluasi disana. C. Sequence Blok (untuk CPU 103 keatas) Sequence Block (SB) adalah program blok khusus yang memproses kontrol sequens. Sequence blok d...