Panduan Praktikum Easy PLC Berbasis Logic Gate [PDF]

Citation preview

PANDUAN PRAKTIKUM EASY PLC BERBASIS LOGIC GATE



Kerja Praktek Laboratorium Oleh : Grace La Rosa Sihotang



14S14010



Franky Dachi



14S14013



Institut Teknologi Del 2017



Abstrak Dengan adanya tuntutan teknologi yang semakin hari semakin maju, manusia juga ingin segala sesuatunya semakin mudah dan instan. Maka, diciptakanlah berbagai produk yang dapat membantu segala pekerjaan manusia menjadi lebih mudah dan instan. Berbagai produk tersebut dapat berupa sistem, aplikasi, bahkan perangkat automasi yang semuanya bertujuan untuk mempermudah segala pekerjaan manusia. Easy PLC merupakan sebuah perangkat automasi dalam ukuran kecil yang penggunaannya harus menggunakan bantuan beberapa protokol dan driver agar komunikasi antar PLC dengan HMI-Panel berlangsung dengan baik sehingga fungsinya sebagai automasi yang akan membantu mempermudah pekerjaan manusia terlaksana sebagaimana mestinya. PLC yang digunakan terdiri atas dua PLC dimana PLC yang pertama merupakan ELC-HMI dan yang kedua merupakan x-Messenger yang masing-masing fungsinya dapat dijalankan dengan menggunakan keduanya sekaligus dengan HMI-Panel. Penggunaan seperangkat alat automasi ini terbilang cukup sulit, maka mahasiswa dituntut untuk mampu menggalinya dan menuturkan bagaimana cara penggunaanny secara rinci agar dapat digunakan dengan gampang oleh kalangan masyarakat luas. Dengan mempelajarinya secara otodidak dan dengan bantuan referensi yang sangat terbatas, maka dilakukanlah percobaan guna mempermudah penggunaan alat automasi berikut, yaitu Easy PLC.



PRAKTIKUM KOMUNIKASI PLC VIA MODBUS I.



Landasan Teori A. Protokol Modbus



Protokol Modbus dibuat oleh perusahaan PLC bernama Modicon tahun 1979 dan sampai sekarang masih menjadi salah satu protokol komunikasi standar yang dipakai dalama automatisasi pengelolaan gedung, proses industri, dll. Beberapa Jenis Type Modbus: • Modbus Serial RTU Format RTU mengikuti request perintah/transfer data dengan cyclic redundancy check checksum sebagai mekanisme pemeriksaan kesalahan (error-check) untuk memastikan keandalan data. Modbus RTU adalah implementasi yang paling umum dari semua versi Modbus yang ada. Sebuah pesan Modbus RTU harus dikirimkan secara terus menerus tanpa jeda antar karakter. Setiap pesan Modbus RTU sering dipakai dalam sistem monitoring skala kecil dimana sensor-sensor dan komputer HMI letaknya sangan jauh. • Modbus ASCII Protokol Modbus jenis ini digunakan pada komunikasi serial dan memanfaatkan karakter ASCII dalam berkomunikasi di dalam satu protokol. Format data ASCII menggunakan sebuah longitudinal redundancy check checksum di dalam memeriksa kesalahan transfer data. Pesan data pada Modbus ASCII dibingkai oleh tanda titik dua dimuka dan diikuti oleh baris baru (CR/LF). Komunikasi antar perangkat elektronik dengan komputer melalui Protokol Modbus ASCII umumnya digunakan dalam jaringan telepon atau pun Modem GSM apabila tidak tersedia infrastruktur jaringan yang memadai seperti LAN atau jaringan Fiber-Optic. • Modbus TCP/IP Protokol Modbus varian ini hanya bisa digunakan untuk komunikasi melalui jaringan TCP/IP atau umumnya dikenal dengan jaringan LAN. Modbus TCP/IP tidak memerlukan kalkulasi checksum pada layer terakhir untuk menangani kesalahan ransfer data seperti pada komunikas serial. Modbus TCP/IP lebih cepat dalam melakukan transfer data dibanding dengan Modbus RTU apalagi Modbus ASCII. Pada aplikasi sistem SCADA atau pun Automation yang



kompleks dimana digunakan perangkat IED dalam jumlah yang banyak dan beraneka ragam atau dimana tingkat traffic transfer data yang padat, saya lebih menyarankan penggunaan Modbus TCP/IP untuk mencapai tingkat real-time yang lebih tinggi. Tentu saja perangkat IED dengan Port TCP/IP itu sendiri harganya relatif lebih mahal dibanding dengan Port RS-485. • Modbus over TCP/IP atau Modbus over TCP Merupakan varian Modbus yang berbeda dari Modbus TCP dimana digunakan checksum atau kalkulasi kesalahan transfear data (error – check) yang termasuk dalam payload seperti Modbus RTU. Modul ini hanya akan membahas Modbus Serial RTU (Remote Terminal Unit). Protokol komunikasi Modbus Serial mengatur cara-cara dan format komunikasi serial (RS232/RS485) antara Master dengan Slave (master dapat berupa PC, Panel HMI, PLC, smart device, dll). Jaringan Modbus terdiri dari Master dan beberapa Slave, Master yang berinisiatif memulai komunikasi antara lain menulis data, membaca data dan mengetahui status Slave. Permintaan Master disebut juga sebagai request atau query. Slave hanya bersifat pasif/menunggu atau dengan kata lain Slave hanya merespon jika ada permintaan/query dari Master. Jumlah Slave dalam protokol Modbus bisa sebanyak 247 Slave. Slave dapat berupa PLC, peralatan elektronik, controller, sensor, dll.



B. Komunikasi pada Modbus Setiap perangkat yang diinginkan untuk berkomunikasi via protokol Modbus harus diberi alamat yang unik atau tidak boleh sama dengan alamat perangkat lainnya. Dalam komunikasi serial dan jaringan MB+ hanya node yang ditugaskan sebagai Master saja yang dapat memulai perintah, berbeda halnya dengan Ethernet, perangkat manapun dapat mengirimkan perintah Modbus, walaupun biasanya hanya satu peerangkat master yang melakukannya. Perintah Modbus berisi alamat Modbus perangkat yang ingin dituju atau yang ingin diminta berkomunikasi.. Hanya perangkat yang dimaksudkan akan bertindak atas perintah, meskipun perangkat lain mungkin juga menerima pesan/perintah tersebut (pengecualian adalah perintah broadcastable khusus dikirim ke node 0 yang bertindak tapi tidak diakui). Semua perintah pada Modbus mengandung pemeriksaan informasi, untuk memastikan bahwa perintah yang datang tidak rusak atau error. The Perintah dasar pada Modbus dapat memerintahkan sebuah RTU untuk mengubah nilai salah satu kontrol,register atau membaca sebuah port Input/Output, serta sekaligus memerintahkan perangkat untuk mengirimkan kembali satu atau lebih nilai yang terkandung dalam register yang diakses atau dirubah tersebut. Ada banyak modem dan gateway yang didukung oleh Modbus, karena memang Modbus merupakan protokol yang sangat sederhana dan sering disalin oleh pabrikan-pabrikan perangkat elektronik dan jaringan. Beberapa dari mereka, ada yang secara khusus membuat perangkat yang dirancang untuk protokol ini. Implementasi yang berbeda menggunakan kabel, komunikasi nirkabel dan bahkan SMS atau GPRS. Masalah klasik para desainer sistem monitoring dengan jaringan



nirkabel/wireless, SMS dan GPRS adalah bahwa sistem yang mereka buat harus mampu mencakup latensi tinggi dan mengatasi masalah waktu.



C. Penyimpanan data pada Modbus Pada protocol Modbus terdapat 4 buah jenis penyimpanan data dengan panjang masing-masing 16 bit.



Contoh :



1. Coil Pada mulanya jenis data ini digunakan untuk mengaktifkan coil relay. Nilai jenis data ini adalah ON atau OFF. Coil mempunyai panjang 16 bit, sehingga untuk mengaktifkaan ON dgn cara memberi nilai FF00H dan 0000H untuk OFF. data FF00 dan 00 disimpan di register 00000 sampai 09999. Pada contoh ini : Untuk mengaktifkan relay dengan cara menulis FFH00H pada register 00001 dan register 000008. Untuk mematikan relay dilakukan dengan cara menuliskan 0000H ke kedua register tersebut.Untuk mengetahui status apakah relay sedang menyala atau sedang mati kita bisa membaca register 00001 dan register 00008. 2. Input Relay/Input Biner/Input Digital/Input Diskrit Kebalikan dengan coil, input relay digunakan untuk mengetahui status relay apakah sedang ON atau OFF. Input relay bersifat read only bagi master dan hanya bisa dirubah oleh slave saja.



3. Input Register Input register digunakan untuk menyimpan data analog dengan range 0 ~ 65535 dan input register bersifat read only bagi master. Pada contoh ini : Input register digunakan untuk menyimpan data hasil konversi ADC. Hasil konversi bisa dibaca oleh master dan master tdk bisa merubah data register ini. Hasil konversi ADC chanel 0 (portA.0) disimpan di input register 30001. Hasil konversi ADC chanel 2 (PortA.1) disimpan di input register 30002. 4. Holding Register Pada contoh ini: Holsing register di gunakan untuk menyimpan input dari port B ketika port B sbg input. Holding register juga bisa digunakan untuk mengeluarkan data ke portB saat port B sebagai output.



D. Frame data modbus Master dan slave berkomunikasi dengan cara mengirim frame permintaan dan frame respon, adapun format frame modbus adalah sebagai berikut:



1. Alamat Slave Byte pertama sebagai Alamat slave terdiri dari 1byte, alamat slave ditentukan hanya 1 ~ 247. Alamat 0 digunakan master untuk ditujukan kepada semua slave. 2. Function Code Byte kedua berupa Function Code, perintah dari ,master yang harus dilakukan oleh slave berikut : Data Membaca Menulis satu Menulis No awal data banyak data register Coil FC01 FC05 FC15 00001



Input Diskrit /Digital Input Register Holding Register



FC02



10001



FC04



30001



FC03



FC06



FC16



40001



*keterangan: FC15 maksudnya adalah function code 15 desimal atau 0F dalam hexadecimal. Berikut Register Map dan Function code yang digunakan :



3. Byte Data Jumlah Byte Data bervariasi tergantung jumlah data yang akan di tuliskan ke slave. Byte data berisi alamat register, jumlah data, dan data yang akan ditulis. 4. Error Check, CRC Dua byte terakhir adalah byte CRC, byte ini digunakan untuk mendeteksi jika ada kesalahan pada frame Modbus.



Contoh : Membaca isi input register 30001. Sebuah Master meminta data isi 1 buah register input dari Slave dengan alamat 1. Fuction code 04 digunakan untuk membaca data register slave. maka master akan mengirim query : 01 04 0000 0001 31CA 01 = Alamat Slave 04 = Function Code 04 (Perintah Membaca register input) 0000 = Alamat awal Data di register yg diminta (30001-30001=0) 0001 = Jumlah register yg datanya diminta 31CA = Nilai CRC Slave dgn alamat 1 akan merespon dengan mengirim data ke master sbb: 01 04 02 0032 E4D2 artinya: 01 = Alamat dirinya / Slave 1 04 = Function Code 04 02 = jumlah byte data yg akan diberikan . 00 = data pertama 32 = data kedua E4= CRC byte 2 D2 =CRC byte 1



II.



Prosedur Praktikum A. Komponen Praktikum 1. Panel HMI (OP320-A)



2. Easy PLC • ELC-12DC-DA-R-N



• ELC-12DC-DA-TP(NPN)



3. LED Tester



4. Power Supply (24V 1,5A)



5. Kabel Programmer



B. Langkah kerja 1. Install driver untuk RS232 dan RS458 agar dapat mengupload program ke EASY PLC dan Panel HMI(OP320-A). 2. Install software OP Series Edit Tool dan xLogic Soft. 3. Rangkailah PLC, LED Tester, Power Supply, Panel HMI, PLC slave 1 dan PLC slave 2 dengan komputer secara tepat, seperti pada gambar berikut:



• Hubungkan kabel serial monitor ke panel HMI. • Hubungkan kabel extend dari PLC 1 ke PLC 2, dan juga hubungkan kabel programmer ke PLC • Hubungkan power setiap komponen, pada PLC: L+ dengan V+, M dengan V-, sehingga semua terhubung seperti gambar berikut.



4. Buka Program HMI Panel (OP Series Edit Tool), a. Setting model Panel HMI dengan benar, model yang digunakan pada praktikum adalah OP320/5-A.



b. Setting COM Port sesuai dengan yang digunakan (bisa di check di Device Manager. Jika masih menunjukkan tanda seru pada Port, lakukan prosedur Appendix A.



c. Pilih tipe PLC yang akan digunakan, settingannya sebagai berikut,



d. Buat program untuk Panel HMI, untuk mengendalikan relay di PLC 1. Klik simbol tangan & angka 3, lalu setting seperti tampilan berikut,



e. Lanjutkan dengan mengatur indicator lamp, yang akan memonitor kondisi relay pada PLC 2 dengan cara setting alamat PLC ke 2. Klik simbol persegi empat F1, lalu atur seperti berikut,



f. Download program ke Panel HMI, seperti gambar berikut,



5. Setting PLC, ada 2 PLC yang akan disetting, ELC-12DC-DA-R-N akan disetting ke address modbus 1, dan ELC-12DC-DA-TP akan disetting ke address modbus 2, kedua PLC disetting sebagai slave dan HMI panel adalah Master. a. Setting wiring pada PLC dengan kabel serial HMI.



Pinout pada Extention PLC x-Logic Hubungkan Panel HMI dengan pin 1 ke A, pin 6 ke B dan pin 4 ke GND. Kabel A dan B dapat dicek dengan menggunakan voltmeter, saat idle A akan (+) dan B akan (-).



b. Setting PLC: pada PLC 1 tekan Esc kemudian pilih Set, lalu Set COM, pilih Set COM1, Set BPS = 9600 dan Set Mode RTU, lalu pada Set Adr, Set M adr 001. Pada PLC 2 tekan Esc kemudian pilih Set, lalu Set COM, pilih Set COM1, Set BPS = 9600 dan Set Mode RTU, lalu pada Set Adr, Set M adr 002.



c. Hubungkan kabel Programmer yang terhubung dengan PLC 1 ke PC. Buka Software xLogic, pilih New FBD, dan pilih PLC pada Hardware, sesuai dengan tipe PLC 1.



d. Untuk mendownload program dari PC ke PLC, setting koneksi dengan langkah seperti gambar berikut :



Setelah menekan tombol Search maka akan muncul pemberitahuan koneksi OK, setelah itu Klik Connect to PLC.



e. Untuk PLC 1, kosongkan program dan download program ke PLC dengan menekan tombol Transfer, PC -> PLC.



f. Untuk PLC 2, buat program dan atur jenis PLC sesuai tipenya.



g. Buat program seperti dibawah ini, pasangkan kabel programmer ke PLC 2 lalu hubungkan ulang (disconnect, connect) download program seperti langkah sebelumnya. Pada PLC address ketik 2, dan lakukan download.



h. Untuk mencoba, tekan tombol 0/1/2/3 pada Panel HMI untuk mengaktifkan Relay 0/1/2/3, dan tekan tombol panah pada PLC 2 untuk melihat indikator pada Panel HMI. i. Rangkai output dari PLC 1 ke LED Tester untuk melihat apakah relay Q1/Q2/Q3/Q4 bekerja. Rangkaian LED Tester dapat dilihat pada Appendix B. Hasil akhir praktikum seperti tabel berikut:



Panel PLC 1



LED



Plc 2



Panel PLC 2



Tekan 0



LED 1: Nyala



Tekan: arah atas



F1: Nyala



Tekan 1



LED 2: Nyala



Tekan: arah bawah



F2: Nyala



Tekan 2



LED 3: Nyala



Tekan: arah kiri



F3: Nyala



Tekan 3



LED 4: Nyala



Tekan: arah kanan



F4: Nyala



APPENDIX A Apabila masih terdapat tanda seru pada port device manager, seperti pada gambar, lakukan langkah-langkah berikut: a. Pastikan PC anda terhubung ke jaringan internet. b. Pada Port tersebut klik kanan, lalu pilih Update Driver Software…



c. Lalu pilih Search automatically for updated driver software.



d. Setelah sukses, maka driver anda sudah diupdate.



APPENDIX B Skematik rangkaian LED Tester dengan Output PLC:



Keterangan: 1. L+ merupakan Sumber Tegangan, pada praktikum ini, sumber tegangan yang digunakan adalah 24 Volt. 2. M merupakan Ground. 3. R merupakan Resistor yang berfungsi untuk menurunkan arus yang akan masuk ke LED. Ketentuan nilai Resistor menggunakan rumus berikut: R=



(𝑉𝑠𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 − 2) 𝑉 0.02 𝐴



PRAKTIKUM SIMULASI APLIKASI EXTERIOR LIGHTING Prosedur Praktikum 1. Buka software x-logic, klik File-> New -> FBD



2. Tentukan perangkat hardware yang digunakan.



3. Pada bagian kiri x-logic terdapat workspace yang berisi semua komponen yang digunakan, atur sedemikian rupa semua komponen seperti, weekly timer, input, output, delay dan gerbang logika yang digunakan.



4. Setelah semua komponen siap, pertama sekali atur weekly timer sesuai ketentuan, dengan cara mengkliknya 2 kali, maka akan muncul tampilan sebagai berikut, atur seperti gambar.



5. Hubungkan setiap komponen dan atur sehingga rangkaian seperti gambar berikut.



6. Untuk simulasi, klik Tools, lalu pilih Simulation.



7. Pada tab bagian bawah akna muncul Simulasi yang sedang dijalankan, klik Input sebagai tanda diberikan nilai, maka pada wired penghubung akan dilihat perubahan warna dari biru ke merah, biru menandankan OFF dan merah menandakan ON. Untuk melihat hasil OUTPUT, pada tab bawah, klik Simulate I/0.