Sumber :
https://automation.or.id/2020/01/07/plc-basic-8-merancang-program-plc/
Langkah pertama membutuhkan identifikasi kondisi dari mesin tersebut. Kondisi utama adalah kondisi menunggu/idle. Ada kondisi masukan koin dimana jumlah nya dapat ditampilkan. Ketika jumlah koin yang dimasukan sudah cukup pemakai dapat memilih minuman pilihannya. Setelah itu kemudian akan menuju ke kondisi membuat kopi. Jika terjadi kesalahan, kondisi butuh perbaikan akan diaktifkan.
KONDISI
Menunggu (idle) – Tidak ada koin dimesin dan tidak melakukan apapun.
Masukan koin (inserting coins) – Koin telah dimasukan dan menampilkan jumlahnya.
Pemakai memilih (user choose) – Jumlah uang sudah cukup dan pemakai memilih kopi.
Membuat Kopi (make coffee) – Kopi yang dipilih sedang dibuat.
Butuh perbaikan (service needed) – Mesin kehabisan kopi, gelas atau kesalahan lain telah terjadi
Kondisi kemudian digambar dalam state diagram seperti yang ditunjukan pada gambar 8-17. Transisi ditambahkan antara kondisi. Kita bisa lihat ketika mesin dinyalakan akan mulai dengan kondisi menunggu. Transisi disini berdasarkan input dan sensor pada mesin kopi tersebut. State diagram cukup objektif dan diagram yang kompleks akan berbeda dari setiap rancangan. Diagram tersebut juga menampakan perilaku controller.
Gambar 8-17 State diagram untuk mesin kopi
Contoh State Diagram
Perhatikan system conveyor pada gambar 8.18, permasalahan pengendalian beberapa conveyor biasanya melibatkan interlocking conveyor sehingga permasalahan pada produk tidak terjadi. Contoh dibawah menggunakan level switch untuk menyalakan dan mematikan conveyor jika tingkat ketinggian yang diinginkan tercapai pada setiap hopper.
Gambar 8.18 Sistem Conveyor
Conveyor membawa batu bara melalui conveyor dengan jarak yang jauh. State diagram dapat membantu untuk menjelaskan proses. Gambar 8.19 adalah state diagram untuk system conveyor.
Gambar 8.19 State diagram system conveyor
Merubah ke Blok Logika
State diagram dapat diubah langsung ke ladder diagram menggunakan blok logika. Teknik ini akan menghasilkan program yang besar tapi mudah untuk dimengerti dan mudah untuk di debug. Contoh system conveyor harus diimplementasikan ke dalam ladder diagram. Input dan output di definisikan, asumsikan sistem ini akan diimplementasikan menggunakan MicroLogix.
KONDISI
State 1 : Initial
State 2 : C3 ON
State 3 : C2 & C3 ON
State 4 : C1, C2 dan C3 ON
INPUT
Bin 1 L1 High Level Swith – I:0/0
Bin 1 L2 Low Level Switch – I:0/1
Hopper L4 High Level Switch – I:0/2
Hopper L3 High Level Switch – I:0/3
C1 Fault – I:0/5
C2 Fault – I:0/6
C3 Fault – I:0/7
OUTPUT
C1 – O:0/0
C2 – O:0/1
C3 – O:0/2
Ladder diagram inisialisasi di tunjukan pada gambar 8-20 akan menginisialisasi status PLC, maka hanya state 1 saja yang aktif. First scan akan mengeksekusi blok MCR ketika PLC dinyalakan dan akan mengaktifkan state 1 dan mematikan state yang lainnya.
Gambar 8.20 Ladder diagram untuk inisialisasi system conveyor
Kondisi pertama di implementasikan pada gambar 8-21. Transisi nya adalah Bin 1 Low Level yang akan mengakhiri state 1 dan memulai state 2.
Gambar 8.21 Ladder diagram untuk transisi pertama
Pada state 2 mempunyai dua transisi yaitu transisi dimana Hopper L4 High Level tidak aktif dan C3 tidak fault akan mengakhiri state 2 dan memulai state 3 dan transisi dimana ketika C3 fault akan mengakhiri state 2 dan kembali ke state 1. Gambar 8.22 menunjukan ladder diagram untuk transisi kedua dan ketiga.
Gambar 8.22 Lader diagram untuk transisi kedua dan ketiga
Pada state 3 mirip dengan state 2 yang mempunyai dua transisi yaitu transisi dimana Hopper L3 High Level tidak aktif dan C2 tidak fault akan mengakhiri state 3 dan memulai state 4 dan transisi dimana Hopper L4 High Level aktif atau C2 fault akan mengakhiri state 3 dan kembali ke state 2. Gambar 8.23 menunjukan ladder diagram untuk transisi keempat dan kelima.
Gambar 8.23 Ladder diagram untuk transisi keempat dan kelima
Pada state 4 mempunyai tiga transisi yaitu transisi dimana Bin 1 High Level aktif akan mengakhiri state 4 dan kembali ke state 1 kemudian transisi dimana Hopper L3 High Level aktif atau C1 fault akan mengakhiri state 4 dan kembali ke state 3 dan terakhir transisi dimana Hopper L4 High Level aktif atau C2 fault akan mengakhiri state 4 dan kembali ke state 2. Gambar 8.24 menunjukan ladder diagram untuk tranisi keenam, ketujuh dan kedelapan.
Gambar 8.25 Ladder diagram untuk transisi keenam, ketujuh dan kedelapan
Ladder diagram terakhir hanya menulis outputnya saja. Menempatkan output diluar blok MCR sangat penting. Jika output diletakan didalam blok MCR hanya bisa menyala ketika blok MCR aktif, selain itu akan di force off.
Gambar 8.26 Output sistem conveyor
Persamaan Kondisi
State diagram dapat diubah ke persamaan Boolean dan kemudian diubah ke ladder diagram. Teknik pertama yang akan dijelaskan adalah persamaan kondisi. Persamaan tersebut memiliki 3 bagian utama. Untuk menjelaskannya sangat mudah, kondisi akan on jika kondisi sudah on atau jika kondisi diaktifkan oleh transisi dari kondisi lainnya tapi kondisi akan nonaktif jika ada transisi ke kondisi lain. Persamaan dibutuhkan untuk setiap kondisi dalam state diagram.
Secara informal,
State X = (State X + transisi dari kondisi lain) dan transisi ke kondisi lain
Secara formal,
Dimana :
= Variabel yang akan merefleksikan jika state i on
n = Jumlah transisi untuk ke state i
m = Jumlah transisi keluar dari state i
= Kondisi logika transisi dari state j ke i
= Kondisi logika transisi keluar dari state i ke k
Metode persamaan kondisi dapat diaplikasikan ke sistem conveyor pada gambar 8-19 sebelumnya. Langkah pertama dalam proses ini yaitu mendefinisikan nama variabel. Kemudian state diagram diperiksa setiap kondisinya.
KONDISI
ST1 = State 1 : Initial
ST2 = State 2 : C3 ON
ST3 = State 3 : C2 & C3 ON
ST4 = State 4 : C1, C2 dan C3 ON
Persamaan kondisinya sebagai berikut :
Persamaan tersebut kemudian diubah ke ladder diagram yang ditunjukan pada gambar 8-27. Untuk ladder diagram output sama seperti gambar 8.26
Gambar 8-27 Ladder diagram untuk persamaan kondisi
Metode ini akan menghasilkan kode yang pendek dari semua teknik tapi ada potensial masalah. Perhatikan contoh pada gambar 8-27, ketika L2 (Bin Low Level Switch) aktif maka ST1 akan mati dan ST2 akan menyala. Tapi ST2 tergantung nilai ST1 yang telah mati. Ini akan menyebabkan masalah jika nilai ST1 mati setelah rung ST1 telah discan. Akibatnya PLC akan kehilangan dan tidak ada satupun status yang akan aktif. masalah ini muncul karena persamaan secara normal dikalkulasi paralel dan kemudian semua nilai diperbaharui secara simultan. Untuk mengatasi masalah ini ladder diagram harus dimodifikasi ke format yang ditunjukan pada gambar 8-28. Disini menggunakan beberapa variabel sementara untuk menyimpan nilai status baru.
Gambar 8-28 Ladder diagram menggunakan variabel sementara
State diagram juga dapat diubah ke persamaan dengan menulis persamaan untuk setiap kondisi dan transisi. Setiap persamaan kondisi dan transisi harus ditetapkan dengan nama variabel yang berbeda-beda. Persamaan transisi dituis dengan melihat pada setiap kondisi dan kemudian menentukan transisi mana yang akan mengakhiri kondisi. Sebagai contoh, jika ST1 true dan L2 aktif dan maka transisi T1 akan true. Persamaan kondisi sama dengan metode persamaan kondisi sebelumnya, sekarang hanya mengacu ke persamaan transisi. Untuk mengingatkan, format dasar untuk persamaan kondisi yaitu kondisi akan on jika kondisi sudah on atau diaktifkan oleh transisi. Kondisi akan dimatikan jika terjadi transisi keluar. Pada contoh ini first scan mempunyai transisi sendiri. Contoh persamaan dibawah ini untuk system conveyor pada gambar 8-19.
Menentukan variabel kondisi dan transisi :
ST1 = Inisialisasi
ST2 = C3 ON
ST3 = C2, C3 ON
ST4 = C1, C2, C3 ON
T1 = Transisi dari ST1 ke ST2
T2 = Transisi dari ST2 ke ST3
T3 = Transisi dari ST2 ke ST1
T4 = Transisi dari ST3 ke ST4
T5 = Transisi dari ST3 ke ST2
T6 = Transisi dari ST4 ke ST1
T7 = Transisi dari ST4 ke ST3
T8 = Transisi dari ST4 ke ST2
T9 = First Scan
Persamaan kondisi dan transisi :
Persamaan tersebut dapat diubah ke ladder diagram pada gambar 8-29, gambar 8-30 dan untuk ladder diagram output nya sesuai dengan gambar 8-26. Dalam merubah ke ladder diagram sangat penting bahwasanya persamaan transisi dikerjakan terlebih dahulu sebelum persamaan kondisi. Dengan memperbaharui persamaan transisi terlebih dahulu dan kemudian persamaan kondisi, permasalahan perubahan nilai status variabel dapat dihindarkan.
Gambar 8-29 Ladder diagram untuk persamaan transisi
Gambar 8-30 Ladder diagram untuk persamaan kondisi
Kesimpulan
Merancang logika terstruktur :
- Diagram waktu dapat menunjukan bagaimana sistem berubah terhadap waktu.
- Proses bit berurutan dapat digunakan untuk merancang proses yang berubah terhadap waktu.
- Diagram waktu dapat digunakan untuk sistem dengan kinerja berdasarkan waktu.
Merancang berbasis flowchart :
- Flowchart cocok untuk proses dengan aliran eksekusi tunggal.
- Flowchart cocok untuk proses dengan urutan operasi yang jelas.
Merancang berbasis kondisi
- State diagram cocok untuk proses dengan aliran eksekusi tunggal.
- State diagram cocok untuk permasalahan yang mendefinisikan mode eksekusi secara jelas.
- State diagram dapat juga diubah ke ladder diagram menggunakan persamaan.
- Urutan operasi sangat penting ketika merubah state diagram ke ladder diagram.
Referensi :
- Automating Manufacturing System with PLCs, Hugh Jack
Leave a Comment