MODUL PELAT PLC

1.1 Pengertian Sistem Kendali

          Kendali (control) adalah suatu operasi pengaturan untuk tujuan tertentu dengan hasil yang dapat diperkirakan. Sedangkan sistem (system) merupakan kombinasi beberapa komponen yang bekerja bersama-sama. Sistem Kendali (Control System) dapat didefenisikan sebagai suatu operasi pengaturan dari kombinasi beberapa komponen yang bekerja bersama-sama untuk tujuan tertentu dengan hasil yang dapat diperkirakan.

            Peranan sistem kendali sangat besar dalam proses pabrikasi dan industri moderen, diantaranya untuk mempertinggi kualitas dan menurunkan biaya produksi, mempertinggi laju produksi, dan mepermudah atau meniadakan pekerjaan-pekerjaan rutin yang harus dilakukan oleh manusia. Sistem kendali terus dikembangkan untuk menangani makin meningkatnya kerumitan sistem dan adanya kebutuhan yang kuat akan ketepatan, kecepatan, bobot, keandalan dan keekonomisan dalam bidang rekayasa industri.

        Penerapan sistem kendali dalam proses di industri dirancang untuk memenuhi kebutuhan dan keadaan sistem dalam melaksanakan aksi pengendalian dengan menggunakan beberapa sumber daya diantaranya :
a. Pengendalian secara Elektronik; menggunakan sumber daya listrik.
b. Pengendalian secara Pneumatik; menggunakan sumber daya udara atau gas.
c. Pengendalian secara Hidrolik; menggunakan sumber daya fluida.
       Pengendalian secara elektronik saat ini banyak memberi keuntungan dalam memenuhi kebutuhan sistem, seperti; kecepatan, ketepatan, cukup untuk tempat yang tidak terlalu luas dan dapat dikembangkan. Perkembangan yang sangat pesat dalam bahan semikonduktor untuk komponen elektronik dengan operasi analog dan digital menghasilkan komponen dan perangkat kendali(controller) yang dapat diprogram (programmable) maupun terhubung secarakon line antar pengendali ke pusat kendali sehingga aksi pengendalian dapat dikomunikasikan dan dimonitor untuk pengawasan.Berdasarkan dari kategori aksi pengendalian yang diterapkan, sistem kendali dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu : sistem kendali loop terbuka (open-loop control system) dan sistem kendali loop tertutup (closed loop control system). Diagram blok dari sistem kendali loop terbuka dan loop tertutup digambarkan pada gambar 1.1.

     Sistem kendali loop terbuka adalah sistem kendali yang keluarannya tidak berpengaruh pada aksi pengendalian. Pada sistem kendali loop terbuka, keluarannya tidak diukur atau tidak diumpan-balikkan untuk dibandingkan dengan masukan. Dalam penerapan di industri, beberapa kendali loop terbuka dimanfaatkan menjadi suatu sistem kendali dengan operasi pengaturan secara berurutan (sequence), dikenal sebagai kendali sequensial.

       Sedangkan sistem kendali loop tertutup merupakan sistem kendali yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengendalian. Jadi sistem kendali loop tertutup adalah sistem kendali yang memiliki umpan balik (feedback), disebut sebagai kendali umpan balik. Peralatan umpan balik dapat berupa elemen ukur atau perangkat yang dapat merubah suatu besaran menjadi besaran yang lain (transducer).

         Penerapan sistem kendali di industri dengan sistem pengendalian yang rumit (kompleks) dapat memanfaatkan kombinasi dari sistem kendali sequensial dan sistem kendali umpan balik.

        1.2 Kendali Sequensial

        Kendali sequensial adalah suatu operasi pengaturan yang dilakukan langkah demi langkah sesuai dengan urutan (sequence) yang telah ditentukan. Kendali squensial digunakan untuk mengatur suatu objek dan operasi pengaturan yang saling terkait, terhubung dan terencana (terjadwal).
    Kendali sequensial hanya melaksanakan operasi dua keadaan secara berurutan, misalnya berjalan/berhenti, hidup/padam, atas/bawah, buka/tutup, isyarat terhubung/terputus dan lain-lain. Berdasarkan operasi ini maka kendali squensial dapat dinyatakan sebagai kendali kualitas (kualitatif) karena tidak membutuhkan keadaan ukuran (kuantitatif) yang tepat dari variable yang diatur dan referensi masukan.
      Operasi kendali squensial menggunakan komponen kontak dari rele kontaktor elektromagnetik atau rele elektronik (solid state) sebagai komponennya. Komponen yang memiliki kesamaan fungsi operasi (on dan off) dengan kontak dari kontaktor atau rele adalah rangkaian logika atau gerbang (1 dan 0). Saat ini dengan perkembangan teknologi bahan khususnya semikonduktor yang begitu pesat telah dihasilkan komponen elektronik miniatur dalam bentuk rangkaian terpadu (Integrated Circuit) yang mengandung ribuan gerbang digital yang dapat melakukan operasi logika, aritmatika dan kendali disebut sebagai mikroprosesor. Mikroprosesor melakukan seluruh operasi penanganan data (data handling), aritmatik dan diagnosa. Konfigurasi mikroprosesor terhadap rangkaian eksternal masukan-keluaran (input/output) serta dilengkapi dengan memori untuk menyimpan data dan instruksi menghasilkan suatu perangkat pengendali yang dapat diprogram (Progammable Controller).
Kebanyakan proses operasi dari suatu sistem pengendalian memerlukan langkah dan prosedur dengan arah dan urutan yang tepat, oleh karena itu kendali squensial sangat dibutuhkan dalam proses operasi pada suatu sistem. Berdasarkan proses operasinya, kendali squensial dapat dikategorikan sebagai berikut :

a. Urutan Kondisi (conditional control); sistem melaksanakan operasi berikutnya jika kondisi yang ditentukan sebelumnya terpenuhi.
b. Urutan Waktu (timeschedule control); sistem melaksanakan urutan berikutnya jika telah mencapai waktu yang ditentukan.
c. Urutan Eksekusi (execution control); sistem hanya melaksanakan urutan operasi yang telah ditetapkan.

a. Kendali Urutan Kondisi
      Proses operasi sistem pompa cairan seperti ditunjukkan pada gambar 1.2 dapat dijelaskan sebagai berikut :
 Jika kondisi cairan dalam tangki penampungan pada level 1 maka kedua pompa (P1 dan P2) bekerja secara bersamaan yang dioperasikan melalui saklar pelampung (float switch) FS1 dan FS2.
 Saat cairan naik sampai ke level 2 akibat dari pemakaian yang lebih kecil dari pemasukan, pompa 1 berhenti beroperasi sedangkan pompa 2 tetap beroperasi.
 Pada saat cairan hanya berada diantara level 2 dan level 3 maka hanya satu pompa yang akan bekerja secara bergantian.
 Jika cairan dalam tangki penampungan terus bertambah sampai mencapai level 4 maka secara otomatis kedua pompa akan berhenti bekerja dan pada kondisi ini ditandai dengan beroperasinya alarm yang menandakan tangki penuh.
    Berdasarkan proses operasi di atas, sistem pompa cairan dapat dikategorikan sebagai kendali urutan kondisi, karena untuk kondisi level cairan rendah kedua pompa bekerja, untuk kondisi level menengah hanya satu pompa bekerja sedangkan pada kondisi level cairan penuh kedua pompa berhenti bekerja.

b. Kendali Urutan Waktu Proses operasi sistem traffic light seperti ditunjukkan pada gambar 1.3
dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Pada saat awal lampu hijau menyala pada salah satu jalan, misalkanpada jalan J1, secara bersamaan lampu merah pada jalan J2, J3, dan J4 juga menyala.

2. Beberapa waktu kemudian pada jalan J1 lampu kuning menyala dan lampu hijau padam sedangkan pada jalan J2, J3 dan J4 lampu merah tetap menyala.

3.Setelah selang waktu, lampu kuning pada J1 padam dan lampu hijau pada J2 menyala, lampu merah pada jalan J1, J3 dan J4 menyala.

4.Demikian selanjutnya operasi perpindahan lampu pada tiap jalan menyala dan padam secara berurutan berdasarkan selang waktu. J1

        Berdasarkan proses operasi di atas, sistem traffic light dapat dikategorikan sebagai kendali urutan waktu, karena untuk perpindahan menyalanya lampu hijau pada jalan J2 memerlukan selang waktu menyalanya lampu kuning dan merah pada jalan J1.
c. Kendali Urutan Eksekusi
Sistem penggilingan yang ditampilkan pada gambar 1.4 dapat dijelaskansebagai berikut : 

1.Material yang masuk ke silo sampai mencapai ketinggian maksimum dapat mengoperasikan mesin penggetar melalui saklar pembatas (LS1) dan mempersiapkan pengoperasian mesin conveyer 1.

2.Mesin conveyer 1 dapat beroperasi setelah sensor 1 (SR1) medeteksi material yang jatuh dari silo ke conveyor 1, pada saat yang sama mengoperasikan mesin pencuci dan mempersiapkan operasi mesin conveyor 2.

3 Mesin conveyor 2 dan mesin penggiling beroperasi untuk melaksanakan penggilingan material setelah sensor 2 (SR2) mendeteksi material yang telah dicuci.
          Berdasarkan proses operasi di atas, operasi sistem penggilingan dapat dikategorikan sebagai kendali urutan eksekusi, karena beroperasinya mesin conveyor 1 setelah mesin penggetar beroperasi dan mesin penggiling dapat beroperasi setelah mesin pencuci berkerja terlebih dahulu.