Instrumentasi mencakup berbagai macam alat ukur yang digunakan untuk menunjukkan, mengukur, dan mencatat kuantitas fisik. Ini merupakan bidang studi yang mempelajari seni dan ilmu pengetahuan dalam membuat instrumen pengukuran, yang mencakup disiplin ilmu seperti metrologi, otomasi, dan teori kontrol. Istilah "instrumentasi" berakar dari keahlian dan prinsip-prinsip ilmiah di balik pembuatan instrumen ilmiah.

Bidang ini mencakup spektrum perangkat, mulai dari termometer pembacaan langsung hingga komponen multi-sensor yang rumit yang terintegrasi ke dalam sistem kontrol industri. Instrumen ini dapat ditemukan di berbagai tempat, termasuk laboratorium, kilang minyak, pabrik, kendaraan, dan bahkan pada barang rumah tangga biasa seperti detektor asap dan termostat.

Berbagai Parameter Pengukuran:

• Tekanan: Ini dapat berupa tekanan diferensial atau statis dan sangat penting untuk berbagai aplikasi yang memerlukan pemantauan tekanan.
• Aliran: Pengukuran laju aliran fluida, yang sangat penting dalam industri seperti manufaktur dan utilitas.
• Suhu: Memantau tingkat suhu secara akurat sangat penting untuk mengendalikan proses dan memastikan kualitas produk.
• Tingkat Cairan: Mengukur tingkat cairan dalam tangki atau wadah diperlukan untuk manajemen inventaris dan pengendalian proses.
• Kelembapan/Kelembaban: Menentukan kadar air atau tingkat kelembapan di udara penting dalam industri seperti pertanian, farmasi, dan sistem HVAC.
• Massa jenis: Pengukuran massa jenis sangat penting dalam industri seperti minyak dan gas, di mana massa jenis fluida menentukan sifat-sifatnya.
• Viskositas: Pemantauan viskositas sangat penting dalam industri seperti pengolahan makanan dan otomotif, dimana konsistensi cairan sangat penting.
• Radiasi Pengion: Mendeteksi dan mengukur tingkat radiasi pengion sangat penting untuk memastikan keselamatan di lingkungan di mana paparan radiasi menjadi perhatian.
• Frekuensi: Mengukur frekuensi penting dalam berbagai aplikasi, termasuk telekomunikasi dan elektronik.
• Arus: Pemantauan aliran arus listrik merupakan hal mendasar dalam sistem kelistrikan dan distribusi daya.
• Tegangan: Pengukuran tingkat tegangan membantu memastikan berfungsinya sirkuit dan peralatan listrik.
• Induktansi: Mengukur induktansi sangat penting dalam elektronik dan teknik elektro untuk merancang dan menganalisis rangkaian.
• Kapasitansi: Pemantauan kapasitansi sangat penting dalam sirkuit dan sistem elektronik untuk menyimpan energi listrik.
• Resistivitas: Pengukuran resistivitas penting dalam ilmu material dan teknik elektro untuk memahami konduktivitas material.
• Komposisi Kimia: Menentukan komposisi kimia suatu zat sangat penting dalam berbagai industri, termasuk farmasi, manufaktur, dan pemantauan lingkungan.
• Sifat Kimia: Mengukur sifat kimia seperti pH, keasaman, dan alkalinitas sangat penting dalam industri seperti pengolahan air, pengolahan makanan, dan manufaktur bahan kimia.
• Gas Beracun: Mendeteksi dan mengukur tingkat gas beracun sangat penting untuk memastikan keselamatan tempat kerja dan perlindungan lingkungan.
• Posisi: Posisi pemantauan penting dalam industri seperti otomotif, dirgantara, dan robotika untuk navigasi dan kontrol.
• Getaran: Mengukur tingkat getaran sangat penting dalam industri seperti manufaktur dan transportasi untuk mendeteksi kesalahan peralatan dan memastikan kelancaran pengoperasian.
• Berat: Pemantauan berat atau massa sangat penting dalam industri seperti logistik, pertanian, dan manufaktur untuk manajemen inventaris dan pengendalian kualitas.

Evolusi Teknik Instrumentasi dan Kontrol

• Asal Usul Pra-Industri

Akar instrumentasi industri berasal dari zaman kuno, di mana alat ukur dasar seperti timbangan dan penunjuk digunakan. Pengukuran awal terutama terfokus pada waktu, dibuktikan dengan penemuan seperti jam air yang ditemukan di makam firaun Mesir kuno. Pada tahun 270 SM, perangkat sistem kendali otomatis yang belum sempurna mulai bermunculan, menunjukkan kemajuan awal di bidang ini.

• Era Industri Awal

Pada tahun 1663, Christopher Wren mengusulkan desain "jam cuaca" kepada Royal Society, menandai langkah signifikan dalam instrumentasi meteorologi. Namun, dibutuhkan waktu hampir dua abad sebelum perangkat tersebut menjadi standar dalam meteorologi. Integrasi pemancar pneumatik dan pengontrol otomatis pada awal tahun 1930an merevolusi instrumentasi industri, memungkinkan kontrol dan indikasi yang lebih tepat dalam proses manufaktur.

• Transisi ke Instrumen Elektronik

Munculnya elektronik transistor pada pertengahan abad ke-20 membuka jalan bagi kemajuan signifikan dalam instrumentasi. Perangkat berbasis transistor menggantikan sistem pneumatik, menawarkan akurasi dan keandalan yang lebih baik. Upaya standardisasi menghasilkan pembentukan sinyal instrumentasi umum seperti rentang 4–20 mA, menyederhanakan komunikasi dan mengurangi biaya pemeliharaan.

• Otomatisasi dan Kontrol Proses

Seiring kemajuan teknologi, pengontrol pneumatik digantikan oleh sistem kontrol yang lebih canggih, sehingga mengurangi kebutuhan akan intervensi manual dalam proses industri. Ruang kontrol terpusat memungkinkan operator memantau dan menyesuaikan proses dari jarak jauh, sehingga meningkatkan efisiensi dan keselamatan. Pengenalan sistem kontrol terdistribusi (DCS) dan sistem kontrol pengawasan dan akuisisi data (SCADA) semakin mengoptimalkan operasi pabrik, sehingga memudahkan interkoneksi dan konfigurasi ulang kontrol.

• Penerapan di Berbagai Sektor

Instrumentasi dapat diterapkan di berbagai sektor, mulai dari peralatan rumah tangga hingga industri otomotif dan dirgantara. Di rumah tangga, sistem instrumentasi mengatur suhu, memantau keamanan, dan mengontrol peralatan dapur. Pada kendaraan otomotif, instrumentasi kompleks memberikan informasi penting kepada pengemudi dan memastikan kinerja optimal. Demikian pula, pesawat modern mengandalkan instrumentasi canggih untuk navigasi, pemantauan, dan keselamatan.

• Instrumentasi Laboratorium

Dalam lingkungan laboratorium, instrumentasi mencakup berbagai peralatan uji yang dikendalikan oleh komputer. Instrumen ini sangat penting untuk mengukur besaran listrik dan kimia, memudahkan penelitian dan analisis di berbagai bidang.

• Kesimpulan

Dari awal yang sederhana hingga kecanggihannya saat ini, teknik instrumentasi dan kontrol telah memainkan peran penting dalam memajukan teknologi dan meningkatkan proses industri. Seiring dengan terus berkembangnya teknologi, bidang ini pasti akan mengalami transformasi lebih lanjut, membentuk masa depan sistem otomasi dan kontrol.

Memahami Rekayasa Instrumentasi: Meningkatkan Kinerja dan Keandalan Sistem

Rekayasa instrumentasi berada di garis depan dalam merancang dan mengimplementasikan instrumen pengukuran yang penting untuk sistem otomatis di berbagai bidang, termasuk bidang kelistrikan dan pneumatik. Insinyur dalam spesialisasi ini terutama berfokus pada pengoptimalan produktivitas, keandalan, keamanan, dan stabilitas sistem di industri dengan proses otomatis seperti pabrik kimia atau manufaktur.

Peran insinyur instrumentasi sangat bervariasi tergantung pada domain spesifik tempat mereka beroperasi. Misalnya, seorang ahli instrumentasi biomedis untuk tikus laboratorium memiliki prioritas yang sangat berbeda dibandingkan dengan spesialis instrumentasi roket. Namun, keduanya memiliki perhatian yang sama seperti memilih sensor yang sesuai berdasarkan faktor-faktor seperti ukuran, biaya, akurasi, dan daya tahan lingkungan.

Salah satu tugas penting insinyur instrumentasi adalah mengintegrasikan sensor dengan sistem perekaman, transmisi, tampilan, atau kontrol. Hal ini melibatkan perancangan dan pembuatan diagram pemipaan dan instrumentasi untuk proses, menentukan persyaratan pemasangan dan pengkabelan, serta memastikan pengkondisian sinyal yang tepat. Selain itu, mereka juga mengawasi komisioning, kalibrasi, pengujian, dan pemeliharaan sistem instrumentasi.

Dalam lingkungan penelitian, ahli materi pelajaran sering kali memiliki keahlian yang signifikan dalam sistem instrumentasi. Sebagai contoh, astronom tidak hanya memahami seluk-beluk teleskop, tetapi juga memiliki pengetahuan yang mendalam tentang prosedur operasional untuk mengoptimalkan hasil. Mereka juga berpengalaman dalam teknik untuk mengurangi faktor-faktor seperti gradien suhu yang dapat mempengaruhi kinerja teleskop.

Selain insinyur, ahli teknik instrumentasi, teknisi, dan mekanik memainkan peran penting dalam memecahkan masalah, memperbaiki, dan memelihara instrumen dan sistem instrumentasi, untuk memastikan keberlangsungan fungsinya. Rekayasa instrumentasi adalah bidang dinamis yang terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi, memainkan peran penting dalam meningkatkan efisiensi, keandalan, dan keamanan sistem otomatis di berbagai industri.
 

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Fisika terapan adalah penerapan hukum fisika yang berguna untuk menyelesaikan masalah ilmiah atau teknik. Penerapan ini biasanya dianggap sebagai jembatan antara fisika dan teknik. Definisi lain dari fisika Terapan yaitu perang ide untuk menjelas fenomena-fenomena alam yang diamati dan dan memformulasikan idenya kemudian diaplikasikan kedalam kehidupan. Fisika terapan tidak akan bisa berkembang tanpa adanya fisika murni, dan sebaliknya fisika atau ilmu pengetahuan murni membutuhkan ilmu terapan untuk menyediakan fasilitas dan peralatan penelitian yang akurat. Fisika terapan membantu manusia menyelesaikan masalah yang terkait.

Perbedaan ilmu Fisika Terapan dengan fisika terdapat pada keluasan dan fleksibelnya bidang. Fisika murni terdapat studi fisika penting, kekuatan, dan energi, serta interaksi mereka dengan dunia. Fisika murni menjelaskan mengenai semua tentang alam, fenomena alam, dan pemahaman manusia tentang semua hubungan. Karakterisitk fisika murni yaitu pemahaman hukum fisika, pemahaman cara kerja dunia, studi tentang alam semesta, dan pemahaman mengenai apa yang membuat alam semesta dan bagaimana alam semesta beroperasi. Fisika terapan menjelaskan mengenai penggunaan fisika dalam aplikasi dunia nyata untuk mengembangkan teknologi baru dan meningkatkan teknologi saat ini. Karakteristik fisika terapan yaitu mengenai pengaplikasian fisika ke dunia nyata, pengembangan teknologi baru, dan fisika terapan dimaksudkan untuk penggunaan praktis fisika.

Hal-hal yang dibicarakan di dalam fisika terapan, selalu didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran yang bersifat kuantitatif. Ahli fisika terapan menggunakan konsep ilmu fisika untuk meneliti dan membuat teknologi baru serta menyelesaikan masalah yang dialami oleh seorang insinyur. Fisikawan cenderung menggunakan terapan sebagai penelitian untuk mengembangkan teknologi baru atau memecahkan masalah teknik. Jika ada perbedaan antara teori dengan hasil eksperimen, maka teori baru dan eksperimen baru akan muncul untuk dapat diperoleh kesesuaian.

Fisika terapan telah mendasari pada kebenaran dan konsep dasar ilmu fisika. Fisika terapan juga berkaitan dengan pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dalam perangkat dan sistem praktis, dan dalam penerapan fisika di bidang ilmu pengetahuan lainnya. Studi mengenai fisika terapan telah memungkinkan terobosan revolusioner di sejumlah teknik seperti transistor, laser berbasis semikonduktor, dan perangkat komunikasi serat optik.

Ada berbagai topik penelitian yang mungkin dianggap sebagai fisika terapan. Misalnya untuk optik terapan, disini akan adanya penggabungan antara pengetahuan dari serat optik, laser, LED, dengan alat-alat listrik, pengendali, dan sistem komunikasi. Tujuannya adalah meneliti cara meningkatkan kecepatan transmisi data. Selain itu material terapan, disini akan adanya penggabungan ilmu fisika untuk elektronik, magnetik, dan bahan optik dengan ilmu teknik yang mendorong proses material untuk memeriksa kemungkinan penerapan Nanoteknologi.

Contoh lainnya adalah pengembangan superkonduktor. Superkonduktor adalah bahan yang akan menghantarkan listrik tanpa ketahanan di bawah suhu tertentu. Magnet superkonduktor sangat penting untuk fungsi mesin magnetic resonance imaging (MRI), akselerator partikel, dan nuclear magentic resonance (NMR). Penelitian tentang sifat fisika dan teori di balik magnet superkonduktor akan dianggap sebagai fisika murni. Upaya untuk meeningkatkan superkonduktor, dan untuk menemukan aplikasi baru yang akan dianggap sebagai fisika terapan. Contoh lain yang terkenal dari jenis penelitian fotovoltaik and nanoteknologi.

Contoh bidang penelitian dan pengembangan:

• Fisika akselerator
• Akustik
• Fisika atmosfer
• Biofisika
• Antarmuka otak-komputer
• Kimia
• Fisika kimia
• Pemrograman yang dapat dibedakan
• Kecerdasan buatan
• Komputasi ilmiah
• Fisika teknik
• Teknik kimia
• Teknik elektro
• Elektronik
• Sensor
• Transistor
• Ilmu dan teknik material
• Metamaterial
• Nanoteknologi
• Semikonduktor
• Film tipis
• Teknik mesin
• Teknik kedirgantaraan
• Astrodinamika
• Propulsi elektromagnetik
• Mekanika fluida
• Teknik militer
• Lidar
• Radar
• Sonar
• Teknologi siluman
• Teknik nuklir
• Reaktor fisi
• Reaktor fusi
• Teknik optik
• Fotonik
• Optomekanika rongga
• Laser
• Kristal fotonik
• Geofisika
• Fisika material
• Fisika medis
• Fisika kesehatan
• Dosimetri radiasi
• Pencitraan medis
• Pencitraan resonansi magnetik
• Terapi radiasi
• Mikroskopi
• Mikroskopi probe pemindaian
• Mikroskopi gaya atom
• Memindai mikroskop terowongan
• Pemindaian mikroskop elektron
• Mikroskopi elektron transmisi
• Fisika nuklir
• Fisi
• Fusi
• Fisika optik
• Optik nonlinier
• Optik kuantum
• Fisika plasma
• Teknologi kuantum
• Komputasi kuantum
• Kriptografi kuantum
• Energi terbarukan
• Fisika ruang angkasa
• Spektroskopi

Sumber: id.wikipedia.org

Pengolahan sinyal adalah subbidang teknik elektro yang berfokus pada analisis, modifikasi, dan sintesis sinyal, seperti suara, gambar, medan potensial, sinyal seismik, pemrosesan altimetri, dan pengukuran ilmiah. Teknik pengolahan sinyal digunakan untuk mengoptimalkan transmisi, efisiensi penyimpanan digital, koreksi sinyal yang distorsi, kualitas video subjektif, serta untuk mendeteksi atau menyoroti komponen-komponen penting dalam suatu sinyal yang diukur.

Sejarah

Menurut Alan V. Oppenheim dan Ronald W. Schafer, prinsip-prinsip pengolahan sinyal dapat ditemukan dalam teknik-teknik analisis numerik klasik abad ke-17. Mereka lebih lanjut menyatakan bahwa penyempurnaan digital dari teknik-teknik ini dapat ditemukan dalam sistem kontrol digital pada tahun 1940-an dan 1950-an. Pada tahun 1948, Claude Shannon menulis makalah berpengaruh "A Mathematical Theory of Communication" yang diterbitkan dalam Bell System Technical Journal. Makalah tersebut meletakkan dasar untuk pengembangan sistem komunikasi informasi dan pengolahan sinyal untuk transmisi. Pengolahan sinyal berkembang dan berkembang pesat pada tahun 1960-an dan 1970-an, dan pengolahan sinyal digital menjadi sangat umum digunakan dengan chip prosesor sinyal digital khusus pada tahun 1980-an.

Definisi sinyal

Sinyal adalah suatu fungsi , dimana fungsi ini adalah salah satu
• deterministik (kemudian disebut sinyal deterministik) atau
• sebuah jalur , realisasi dari proses stokastik 

Pengolahan sinyal dapat dibagi menjadi beberapa kategori utama:

1. Analog: Merupakan pengolahan sinyal untuk sinyal-sinyal yang belum didigitalkan, seperti pada sistem radio, telepon, dan televisi pada abad ke-20. Ini melibatkan rangkaian elektronik linier serta non-linier, termasuk filter pasif, filter aktif, mixer aditif, integrator, dan lainnya.

2. Waktu Kontinu: Mengolah sinyal yang bervariasi dalam domain kontinu, tanpa mempertimbangkan beberapa titik terputus secara individual. Metode pengolahan sinyal meliputi domain waktu, domain frekuensi, dan domain frekuensi kompleks. Ini membahas pemodelan sistem kontinu linier invarian waktu, integral respons nol sistem, dan filtering waktu kontinu sinyal deterministik.

3. Waktu Diskret: Merupakan pengolahan sinyal sampel, yang hanya didefinisikan pada titik-titik diskrit dalam waktu, dan sebagai hasilnya dikuantisasi dalam waktu, tetapi tidak dalam magnitudo. Ini adalah teknologi berbasis perangkat elektronik seperti sirkuit tangkap dan simpan, multiplexer waktu-division analog, dan lainnya.

4. Digital: Pengolahan sinyal digitized diskrit dalam waktu. Ini dilakukan oleh komputer umum atau melalui sirkuit digital seperti ASICs, FPGA, atau chip prosesor sinyal digital (DSP). Operasi aritmatika tipikal meliputi perkalian dan penambahan berbasis titik tetap dan titik mengambang.

5. Nonlinear: Melibatkan analisis dan pengolahan sinyal yang dihasilkan dari sistem non-linear, yang dapat berada dalam domain waktu, frekuensi, atau spasial-waktu. Sistem non-linear dapat menghasilkan perilaku yang sangat kompleks yang tidak dapat dihasilkan atau dianalisis menggunakan metode linear.

6. Polinomial: Jenis pengolahan sinyal non-linear, di mana sistem polinomial dapat diinterpretasikan sebagai ekstensi konseptual dari sistem linear ke kasus non-linear.

7. Statistik: Pendekatan yang memperlakukan sinyal sebagai proses stokastik, memanfaatkan properti statistik mereka untuk melakukan tugas pengolahan sinyal. Teknik statistik banyak digunakan dalam aplikasi pengolahan sinyal, seperti untuk memodelkan distribusi probabilitas dari noise dalam fotografi gambar.

Pengolahan sinyal memiliki aplikasi luas dalam berbagai bidang, termasuk:

1. Pengolahan sinyal audio - untuk sinyal listrik yang mewakili suara, seperti pidato atau musik.
2. Pengolahan gambar - dalam kamera digital, komputer, dan berbagai sistem pengindraan.
3. Pengolahan video - untuk menafsirkan gambar bergerak.
4. Komunikasi nirkabel - pembangkitan gelombang, demodulasi, penyaringan, dan ekualisasi.
5. Sistem kontrol.
6. Pengolahan array - untuk memproses sinyal dari berbagai sensor.
7. Kontrol proses - berbagai sinyal digunakan, termasuk loop arus saat ini standar industri 4-20 mA.
8. Seismologi.
9. Pengolahan sinyal keuangan - menganalisis data keuangan menggunakan teknik pengolahan sinyal, terutama untuk tujuan prediksi.
10. Ekstraksi fitur, seperti pemahaman gambar dan pengenalan ucapan.
11. Peningkatan kualitas, seperti pengurangan noise, peningkatan gambar, dan pembatalan gema.
12. Pemrosesan sumber termasuk kompresi audio, kompresi gambar, dan kompresi video.
13. Pengolahan sinyal genomik.
14. Dalam geofisika, pengolahan sinyal digunakan untuk memperkuat sinyal vs. kebisingan dalam pengukuran seri waktu data geofisika. Pengolahan dilakukan dalam domain waktu atau domain frekuensi, atau keduanya.

Dalam sistem komunikasi, pengolahan sinyal dapat terjadi di:

• Layer fisik dalam model OSI tujuh lapis, yaitu lapisan fisik (modulasi, ekualisasi, multiplexing, dll.).
• Lapisan data OSI, yaitu lapisan penghubung data (koreksi kesalahan maju).
• Lapisan presentasi OSI, yaitu lapisan presentasi (pemrosesan sumber, termasuk konversi analog-digital dan kompresi data).

Disadur dari: en.wikipedia.org

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) merupakan arsitektur sistem kontrol yang terdiri dari komputer, komunikasi data terkoneksi jaringan, dan antarmuka pengguna grafis untuk pengawasan tingkat tinggi terhadap mesin dan proses. Sistem ini juga mencakup sensor dan perangkat lainnya, seperti kontroler logika terprogram (PLC), yang berinteraksi dengan pabrik atau peralatan mesin.

Konsep SCADA dikembangkan sebagai sarana universal untuk akses jarak jauh ke berbagai modul kontrol lokal, yang dapat berasal dari produsen yang berbeda dan memungkinkan akses melalui protokol otomasi standar. Secara praktis, sistem SCADA besar telah berkembang menjadi mirip dengan sistem kontrol terdistribusi dalam fungsi, sambil menggunakan berbagai cara untuk berinteraksi dengan pabrik. Mereka dapat mengendalikan proses berskala besar yang meliputi beberapa lokasi, dan bekerja dalam jarak yang jauh. Meskipun demikian, sistem SCADA sering menjadi target kekhawatiran tentang kerentanan terhadap serangan siber.[citation needed]

Operasi kontrol Fitur utama dari sistem SCADA adalah kemampuannya untuk melakukan operasi pengawasan atas berbagai perangkat properti lainnya.

• Level 0 berisi perangkat lapangan seperti sensor aliran dan suhu, dan elemen kontrol akhir, seperti katup kontrol.
• Level 1 berisi modul input/output (I/O) industrial, dan prosesor elektronik terdistribusi yang terkait.
• Level 2 berisi komputer pengawas, yang mengumpulkan informasi dari node prosesor pada sistem, dan menyediakan layar kontrol operator.
• Level 3 adalah level kontrol produksi, yang tidak langsung mengendalikan proses, tetapi berkaitan dengan pemantauan produksi dan target.
• Level 4 adalah level penjadwalan produksi.

Level 1 berisi kontroler logika terprogram (PLC) atau unit terminal jarak jauh (RTU). Level 2 berisi SCADA untuk pembacaan dan laporan status peralatan yang dikomunikasikan ke SCADA level 2 sesuai kebutuhan. Data kemudian disusun dan diformat sedemikian rupa sehingga operator ruang kontrol menggunakan antarmuka manusia mesin (HMI) dapat membuat keputusan pengawasan untuk menyesuaikan atau mengganti kontrol RTU (PLC) normal. Data juga dapat dimasukkan ke dalam sejarawan, sering kali dibangun di atas sistem manajemen database komoditas, untuk memungkinkan trending dan audit analitis lainnya. Sistem SCADA umumnya menggunakan database tag, yang berisi elemen data yang disebut tag atau poin, yang terkait dengan instrumen tertentu atau aktuator dalam sistem proses. Data diakumulasikan terhadap referensi tag peralatan kontrol proses yang unik ini.

Komponen

• Komputer pengawas: Ini adalah inti dari sistem SCADA, mengumpulkan data tentang proses dan mengirim perintah kontrol ke perangkat yang terhubung ke lapangan. Ini merujuk pada komputer dan perangkat lunak yang bertanggung jawab untuk berkomunikasi dengan kontroler koneksi lapangan, yang merupakan RTU dan PLC, dan termasuk perangkat lunak HMI yang berjalan pada workstation operator. Dalam sistem SCADA yang lebih kecil, komputer pengawas mungkin terdiri dari satu PC, dalam hal ini HMI adalah bagian dari komputer ini. Dalam sistem SCADA yang lebih besar, stasiun master mungkin termasuk beberapa HMI yang dihosting pada komputer klien, beberapa server untuk akuisisi data, aplikasi perangkat lunak terdistribusi, dan situs pemulihan bencana. Untuk meningkatkan integritas sistem, beberapa server sering dikonfigurasi dalam formasi ganda redundan atau hot standby yang memberikan kontrol dan pemantauan yang berkelanjutan dalam hal kerusakan atau kerusakan server.
• Unit terminal jarak jauh: RTU[1] terhubung ke sensor dan aktuator dalam proses, dan dihubungkan ke sistem komputer pengawas. RTU memiliki kemampuan kontrol tertanam dan sering sesuai dengan standar IEC 61131-3 untuk pemrograman dan mendukung otomatisasi melalui logika tangga, diagram blok fungsi, atau berbagai bahasa lainnya. Lokasi terpencil seringkali memiliki infrastruktur lokal yang sedikit atau tidak ada sehingga tidak jarang ditemukan RTU yang berjalan dengan sistem daya surya kecil, menggunakan radio, GSM, atau satelit untuk komunikasi, dan diperkuat untuk bertahan dari -20C hingga +70C atau bahkan -40C hingga +85C tanpa pemanas atau pendingin eksternal.
• Kontroler logika terprogram: PLC terhubung ke sensor dan aktuator dalam proses, dan dihubungkan ke sistem pengawas. Dalam otomatisasi pabrik, PLC biasanya memiliki koneksi berkecepatan tinggi ke sistem SCADA. Dalam aplikasi jarak jauh, seperti pabrik pengolahan air besar, PLC dapat terhubung langsung ke SCADA melalui tautan nirkabel, atau lebih umum, menggunakan RTU untuk manajemen komunikasi. PLC dirancang khusus untuk kontrol dan merupakan platform pendiri untuk bahasa pemrograman IEC 61131-3. Karena alasan ekonomi, PLC sering digunakan untuk situs jarak jauh di mana ada jumlah I/O yang besar, daripada menggunakan RTU saja.
• Infrastruktur komunikasi: Ini menghubungkan sistem komputer pengawas ke RTU dan PLC, dan dapat menggunakan protokol standar industri atau properti produsen. Baik RTU maupun PLC beroperasi secara otonom pada kontrol waktu nyata dari proses, menggunakan perintah terakhir yang diberikan dari sistem pengawas. Kegagalan jaringan komunikasi tidak selalu menghentikan kontrol proses pabrik, dan setelah komunikasi kembali, operator dapat melanjutkan pemantauan dan kontrol. Beberapa sistem kritis akan memiliki jalan data ganda yang redundan, sering kali dikabeli melalui rute yang berbeda.
• Antarmuka manusia mesin: HMI adalah jendela operator dari sistem pengawas. Ini menyajikan informasi pabrik

Pengembangan Arsitektur

Pada awalnya, komputasi sistem SCADA dilakukan oleh komputer mini besar. Layanan jaringan umum tidak ada pada saat SCADA dikembangkan. Oleh karena itu, sistem SCADA adalah sistem independen tanpa konektivitas ke sistem lain. Protokol komunikasi yang digunakan pada saat itu sangatlah properti. Redundansi sistem SCADA generasi pertama dicapai dengan menggunakan sistem mainframe cadangan yang terhubung ke semua situs Unit Terminal Jarak Jauh dan digunakan dalam keadaan sistem mainframe utama mengalami kegagalan. Beberapa sistem SCADA generasi pertama dikembangkan sebagai operasi "turn key" yang berjalan pada komputer mini seperti seri PDP-11.

Informasi dan pemrosesan perintah SCADA didistribusikan di sejumlah stasiun yang terhubung melalui LAN. Informasi dibagikan secara mendekati waktu nyata. Setiap stasiun bertanggung jawab atas tugas tertentu, yang mengurangi biaya dibandingkan dengan SCADA Generasi Pertama. Protokol jaringan yang digunakan masih belum distandardisasi. Karena protokol tersebut properti, sangat sedikit orang di luar pengembang yang mengetahui cukup banyak untuk menentukan seberapa amannya instalasi SCADA. Keamanan instalasi SCADA biasanya diabaikan.

Seperti arsitektur terdistribusi, setiap SCADA yang kompleks dapat direduksi menjadi komponen-komponen sederhana dan dihubungkan melalui protokol komunikasi. Dalam desain berjejaring, sistem dapat tersebar di lebih dari satu jaringan LAN yang disebut jaringan kontrol proses (PCN) dan terpisah secara geografis. Beberapa SCADA arsitektur terdistribusi yang berjalan secara paralel, dengan satu pengawas dan sejarawan, dapat dianggap sebagai arsitektur jaringan. Ini memungkinkan solusi yang lebih hemat biaya dalam sistem berskala sangat besar.

Pertumbuhan internet telah mengarah pada implementasi teknologi web dalam sistem SCADA yang memungkinkan pengguna untuk melihat data, bertukar informasi, dan mengontrol proses dari mana saja di dunia melalui koneksi web SOCKET. Awal tahun 2000-an melihat penyebaran sistem SCADA web. Sistem SCADA web menggunakan browser internet seperti Google Chrome dan Mozilla Firefox sebagai antarmuka pengguna grafis (GUI) untuk HMI operator. Ini menyederhanakan instalasi sisi klien dan memungkinkan pengguna mengakses sistem dari berbagai platform dengan browser web seperti server, komputer pribadi, laptop, tablet, dan ponsel.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Robotika adalah studi dan praktik lintas disiplin ilmu tentang desain, konstruksi, pengoperasian, dan penggunaan robot. Di dalam bidang teknik mesin, robotika merupakan desain dan konstruksi struktur fisik dari robot, sementara di dalam ilmu komputer, robotika berfokus pada algoritma otomatisasi robotik. Disiplin lain yang berkontribusi pada robotika meliputi teknik elektro, kontrol, perangkat lunak, informasi, elektronika, telekomunikasi, komputer, mekatronika, material, dan rekayasa biomedis.

Tujuan utama dari sebagian besar robotika adalah untuk merancang mesin-mesin yang dapat membantu dan mendukung manusia. Banyak robot dibangun untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan yang berbahaya bagi manusia, seperti mencari korban selamat di reruntuhan yang tidak stabil, dan menjelajahi ruang angkasa, tambang, dan reruntuhan kapal. Yang lain menggantikan manusia dalam pekerjaan-pekerjaan yang membosankan, berulang, atau tidak menyenangkan, seperti membersihkan, memantau, mengangkut, dan merakit. Saat ini, robotika merupakan bidang yang berkembang pesat, seiring dengan terus berlanjutnya kemajuan teknologi; penelitian, desain, dan pembangunan robot baru melayani berbagai tujuan praktis.

Aspek Penting dalam Desain dan Konstruksi Robot

Robotik merupakan bidang yang sangat luas dan melibatkan banyak jenis robot yang digunakan dalam berbagai lingkungan dan untuk berbagai keperluan. Meskipun beragam dalam aplikasi dan bentuknya, semua robot memiliki tiga aspek dasar yang sama ketika membahas desain dan konstruksi mereka:

1. Konstruksi mekanis: Merupakan rangka, bentuk, atau struktur yang dirancang untuk mencapai tugas tertentu. Sebagai contoh, robot yang dirancang untuk bergerak melintasi tanah berat atau lumpur mungkin menggunakan trek kaki caterpillar. Robot yang terinspirasi oleh origami dapat merasakan dan menganalisis di lingkungan ekstrim. Aspek mekanis dari robot sebagian besar merupakan solusi pencipta untuk menyelesaikan tugas yang diberikan dan mengatasi fisika lingkungan di sekitarnya. Form follows function.

2. Komponen listrik yang memberi daya dan mengendalikan mesin. Sebagai contoh, robot dengan trek kaki caterpillar akan membutuhkan beberapa jenis daya untuk menggerakkan roda trekkernya. Daya tersebut datang dalam bentuk listrik, yang akan harus melalui kabel dan berasal dari baterai, rangkaian listrik dasar. Meskipun mesin yang ditenagai bensin utamanya mendapatkan dayanya dari bensin, mereka tetap memerlukan arus listrik untuk memulai proses pembakaran, itulah mengapa sebagian besar mesin yang ditenagai bensin seperti mobil, dilengkapi dengan baterai. Aspek listrik dari robot digunakan untuk pergerakan (melalui motor), sensor (di mana sinyal listrik digunakan untuk mengukur hal-hal seperti panas, suara, posisi, dan status energi), dan operasi (robot membutuhkan sejumlah energi listrik yang disuplai ke motor dan sensor mereka untuk mengaktifkan dan melakukan operasi dasar).

3. Perangkat lunak. Sebuah program adalah cara sebuah robot memutuskan kapan atau bagaimana melakukan sesuatu. Dalam contoh trek kaki caterpillar, sebuah robot yang perlu bergerak melintasi jalan berlumpur mungkin memiliki konstruksi mekanis yang benar dan menerima jumlah daya yang tepat dari baterainya, tetapi tidak akan bisa bergerak tanpa program yang memberi tahu untuk bergerak. Program-program merupakan inti dari sebuah robot, bisa jadi memiliki konstruksi mekanis dan listrik yang sangat baik, tetapi jika programnya strukturnya buruk, kinerjanya akan sangat buruk (atau mungkin tidak berfungsi sama sekali). Ada tiga jenis program robotik yang berbeda: kontrol jarak jauh, kecerdasan buatan, dan hibrida. Robot dengan pemrograman kontrol jarak jauh memiliki set perintah yang telah ada sebelumnya dan hanya akan melakukan jika dan ketika menerima sinyal dari sumber kontrol, biasanya manusia dengan kendali jarak jauh. Mungkin lebih tepat untuk melihat perangkat yang dikendalikan terutama oleh perintah manusia sebagai jatuh dalam disiplin otomatisasi daripada robotika. Robot yang menggunakan kecerdasan buatan berinteraksi dengan lingkungan mereka sendiri tanpa sumber kontrol, dan dapat menentukan reaksi terhadap objek dan masalah yang mereka temui menggunakan pemrograman yang telah ada sebelumnya. Hibrida adalah bentuk pemrograman yang mencakup fungsi AI dan RC di dalamnya.

Komponen-komponen Utama dalam Desain Robot

Sumber Daya Pada saat ini, baterai (terutama baterai timbal-asam) umumnya digunakan sebagai sumber daya utama. Ada banyak jenis baterai yang dapat digunakan sebagai sumber daya untuk robot. Mulai dari baterai timbal-asam yang aman dan memiliki umur simpan yang relatif lama namun cukup berat dibandingkan dengan baterai perak–kadmiyum yang jauh lebih kecil dalam volume dan saat ini lebih mahal. Mendesain robot yang ditenagai baterai harus mempertimbangkan faktor-faktor seperti keamanan, siklus hidup, dan berat. Generator, seringkali jenis mesin pembakaran internal, juga dapat digunakan. Namun, desain seperti itu sering kali kompleks secara mekanis, memerlukan bahan bakar, membutuhkan pelepasan panas, dan relatif berat. Sebuah kabel yang menghubungkan robot ke sumber daya akan menghilangkan sumber daya dari robot secara keseluruhan. Ini memiliki keuntungan untuk menghemat berat dan ruang dengan memindahkan semua komponen pembangkitan dan penyimpanan daya ke tempat lain. Namun, desain ini juga memiliki kelemahan berupa selalu ada kabel yang terhubung ke robot, yang dapat sulit dikelola. Sumber daya potensial bisa berupa:

• Pneumatik (gas bertekanan)
• Tenaga surya (menggunakan energi matahari dan mengkonversinya menjadi daya listrik)
• Hidrolik (cairan)
• Penyimpanan energi roda terbang
• Sampah organik (melalui pencernaan anaerobik)
• Nuklir

Aktuasi Aktuator adalah "otot" dari sebuah robot, bagian yang mengubah energi yang tersimpan menjadi gerakan. Secara jauh, aktuator paling populer adalah motor listrik yang memutar roda atau gigi, dan aktuator linear yang mengontrol robot industri di pabrik-pabrik. Ada beberapa kemajuan terbaru dalam jenis-jenis aktuator alternatif, yang ditenagai oleh listrik, bahan kimia, atau udara bertekanan.

Sensor Sensor memungkinkan robot untuk menerima informasi tentang pengukuran tertentu dari lingkungan, atau komponen internal. Ini sangat penting bagi robot untuk melakukan tugas mereka, dan bertindak atas perubahan apa pun di lingkungan untuk menghitung tanggapan yang tepat. Mereka digunakan untuk berbagai bentuk pengukuran, untuk memberi peringatan kepada robot tentang keamanan atau kerusakan, dan untuk memberikan informasi waktu nyata tentang tugas yang sedang dilakukan.

Manipulasi Matt Mason memberikan definisi manipulasi robotik sebagai: "manipulasi merujuk pada kontrol agen terhadap lingkungannya melalui kontak selektif". Robot perlu memanipulasi objek; mengambil, memodifikasi, menghancurkan, memindahkan, atau sebaliknya memiliki efek. Oleh karena itu, ujung fungsional dari lengan robot yang dimaksudkan untuk membuat efek (baik itu tangan, atau alat) sering disebut sebagai end effector, sementara "lengan" disebut sebagai manipulator. Sebagian besar lengan robot memiliki end-effector yang dapat diganti, masing-masing memungkinkan mereka untuk melakukan beberapa rentang tugas. Beberapa memiliki manipulator tetap yang tidak dapat diganti, sementara beberapa memiliki satu manipulator yang sangat umum, misalnya, tangan humanoid.

Pergerakan

Penerapan Robotika di Berbagai Bidang

Seiring dengan perkembangan teknologi, semakin banyak robot yang dirancang untuk tugas-tugas khusus, membuat metode klasifikasi ini semakin relevan. Sebagai contoh, banyak robot yang dirancang untuk pekerjaan perakitan, yang mungkin tidak mudah disesuaikan untuk aplikasi lain. Mereka disebut "robot perakitan". Untuk pengelasan jahitan, beberapa pemasok menyediakan sistem pengelasan lengkap dengan robot, yaitu peralatan pengelasan bersama dengan fasilitas penanganan material lainnya seperti meja putar, dll. sebagai unit terintegrasi. Sistem robotik terintegrasi seperti itu disebut "robot pengelasan" meskipun unit manipulator diskretnya dapat diadaptasi untuk berbagai tugas. Beberapa robot dirancang khusus untuk manipulasi beban berat, dan disebut sebagai "robot tugas berat".

Aplikasi saat ini dan potensial termasuk:

1. Manufaktur: Robot telah semakin digunakan dalam manufaktur sejak tahun 1960-an. Menurut data Asosiasi Industri Robotik AS, pada tahun 2016 industri otomotif adalah pelanggan utama robot industri dengan 52% dari total penjualan. Di industri otomotif, robot dapat mencapai lebih dari setengah dari "tenaga kerja". Bahkan ada pabrik "lights off" seperti pabrik pembuatan keyboard IBM di Texas yang sepenuhnya otomatis sejak tahun 2003.

2. Transportasi otonom, termasuk mobil otonom dan autopilot pesawat terbang.

3. Robot rumah tangga, termasuk pembersih vakum robotik.

4. Robot konstruksi. Robot konstruksi dapat dibagi menjadi tiga jenis: robot tradisional, lengan robotik, dan eksoskeleton robotik.

5. Robot pertanian. Penggunaan robot dalam pertanian erat kaitannya dengan konsep pertanian presisi yang dibantu oleh kecerdasan buatan dan penggunaan drone.

6. Robot medis berbagai jenis (seperti Sistem Bedah da Vinci dan Hospi); dan bedah yang dibantu oleh robot yang dirancang dan digunakan di klinik.

7. Pengolahan makanan. Contoh komersial dari otomatisasi dapur adalah Flippy (burger), Zume Pizza (pizza), Cafe X (kopi), Makr Shakr (koktail), Frobot (froyo), Sally (salad), dan sistem perakitan mangkuk makanan terintegrasi. oleh Spyce Kitchen dan startup Silicon Valley Hyphen.

8. Penambangan otomatis.

9. Eksplorasi ruang, termasuk rover Mars.

10. Pembersihan daerah terkontaminasi, seperti limbah beracun atau fasilitas nuklir.

11. Pemotong rumput otomatis dan penandaan garis lapangan olahraga.

12. Olahraga robot untuk hiburan dan pendidikan, termasuk pertarungan robot, balap otonom, balap drone, dan FIRST Robotics.

13. Robot militer.

Pengendalian Robot

Pengendalian robot melibatkan tiga tahap: persepsi, pemrosesan, dan tindakan. Sensor memberikan informasi, diproses untuk menghasilkan sinyal ke aktuator (motor), yang menggerakkan robot. Pada tingkat reaktif, sensor langsung menghasilkan perintah untuk gerakan. Pada tingkat yang lebih canggih, robot membangun model "kognitif" untuk merencanakan tindakan. Sistem pengendalian robot modern kompleks, menggunakan berbagai sensor dan effectors, dan sering terhubung ke jaringan komunikasi. Pengendali arsitektur terbuka memungkinkan integrasi IoT dan teknik kontrol canggih, meningkatkan kinerja robot dalam lingkungan yang tidak pasti.

Pengendalian sistem dapat memiliki tingkat otonomi yang berbeda

Interaksi langsung digunakan untuk perangkat haptik atau teleoperasi, di mana manusia memiliki kendali hampir sepenuhnya atas gerakan robot. Mode bantu operator memungkinkan operator untuk mengarahkan tugas-tugas tingkat menengah hingga tinggi, sementara robot secara otomatis mencari cara untuk menyelesaikannya. Sebuah robot otonom dapat beroperasi tanpa interaksi manusia untuk jangka waktu yang lama. Tingkat otonomi yang lebih tinggi tidak selalu memerlukan kemampuan kognitif yang lebih kompleks. Sebagai contoh, robot di pabrik perakitan sepenuhnya otonom tetapi beroperasi dalam pola yang tetap. Klasifikasi lain memperhitungkan interaksi antara kendali manusia dan gerakan mesin.

Teleoperasi. Manusia mengontrol setiap gerakan, setiap perubahan aktuator mesin ditentukan oleh operator. Supervisi. Manusia menentukan gerakan umum atau perubahan posisi dan mesin memutuskan gerakan spesifik dari aktuator-aktuator nya. Otonomi pada tingkat tugas. Operator hanya menentukan tugasnya dan robot mengatur dirinya sendiri untuk menyelesaikannya. Otonomi penuh. Mesin akan membuat dan menyelesaikan semua tugasnya tanpa interaksi manusia.

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Programmable Logic Controller (PLC), atau yang sering disebut sebagai pengendali logika terprogram, merupakan sebuah komputer industri yang telah diruggedkan dan disesuaikan untuk mengontrol proses manufaktur, seperti garis perakitan, mesin, perangkat robotik, atau aktivitas lain yang membutuhkan kehandalan tinggi, kemudahan pemrograman, dan diagnosis gangguan proses.

PLC dapat bervariasi mulai dari perangkat modular kecil dengan puluhan input dan output (I/O), dalam sebuah housing yang terintegrasi dengan prosesor, hingga perangkat modular besar yang dipasang di rak dengan ribuan I/O, dan sering terhubung ke sistem PLC dan SCADA lainnya. Mereka dapat dirancang untuk berbagai susunan I/O digital dan analog, rentang suhu yang luas, kekebalan terhadap noise listrik, dan ketahanan terhadap getaran dan dampak.

Awal mula PLC berasal dari industri otomotif di Amerika Serikat pada akhir tahun 1960-an dan dirancang untuk menggantikan sistem logika relay yang telah ada sebelumnya. Dick Morley, yang menciptakan PLC pertama, Modicon 084, untuk General Motors pada tahun 1968, dianggap sebagai bapak PLC.

PLC merupakan contoh dari sistem real-time keras karena hasil output harus diproduksi sebagai respons terhadap kondisi input dalam waktu terbatas, jika tidak operasi yang tidak diinginkan dapat terjadi. Program untuk mengontrol operasi mesin biasanya disimpan dalam memori yang dilengkapi dengan baterai atau non-volatile.

PLC menyediakan beberapa keuntungan dibandingkan dengan sistem otomasi sebelumnya. Ini lebih tahan terhadap lingkungan industri dibandingkan sistem sebelumnya dan lebih dapat diandalkan, ringkas, serta membutuhkan perawatan yang lebih sedikit daripada sistem relay. Dengan bahasa pemrograman sederhana yang terfokus pada logika dan operasi switching, PLC lebih mudah digunakan oleh pengguna dibandingkan komputer dengan bahasa pemrograman umum.

Salah satu perusahaan yang memainkan peran penting dalam pengembangan PLC adalah Modicon, yang pada akhirnya diakuisisi oleh Schneider Electric. Di samping itu, Allen-Bradley, yang sekarang menjadi merek milik Rockwell Automation, juga menjadi salah satu produsen PLC utama di Amerika Serikat.

Metode pemrograman awal untuk PLC berkembang dari representasi logika dalam bentuk ekspresi logika Boolean menjadi lebih umum digunakan, seperti logika tangga, karena format ini lebih dikenal digunakan dalam panel kontrol elektromekanis.

Hingga pertengahan tahun 1990-an, PLC diprogram menggunakan panel pemrograman khusus yang sering kali memiliki tombol fungsi yang didedikasikan untuk berbagai elemen logis program PLC. Beberapa terminal pemrograman khusus menampilkan elemen-elemen program PLC sebagai simbol grafis, tetapi representasi karakter ASCII plain dari kontak, koil, dan kawat juga umum. Program disimpan pada kartu pita kaset. Fasilitas untuk pencetakan dan dokumentasi minimal karena keterbatasan kapasitas memori. PLC tertua menggunakan memori non-volatile berbasis inti magnetik.

Dengan terus berkembangnya teknologi, PLC tetap menjadi bagian integral dari otomasi industri dan terus mengalami inovasi untuk memenuhi kebutuhan yang semakin kompleks dalam lingkungan manufaktur modern.

Arsitektur

PLC (Programmable Logic Controller) merupakan sebuah kontroler mikroprosesor yang digunakan dalam industri dengan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi program dan berbagai fungsi lainnya. Komponen utama dari PLC meliputi:

- Unit pemrosesan (CPU) yang menginterpretasi masukan, menjalankan program kontrol yang tersimpan dalam memori, dan mengirimkan sinyal keluaran.
- Unit sumber daya yang mengonversi tegangan AC menjadi DC.
- Unit memori yang menyimpan data dari masukan dan program yang akan dieksekusi oleh CPU.
- Antarmuka masukan dan keluaran, tempat kontroler menerima dan mengirimkan data dari/ke perangkat eksternal.
- Antarmuka komunikasi untuk menerima dan mengirimkan data melalui jaringan komunikasi dari/ke PLC jarak jauh.

PLC memerlukan perangkat pemrograman yang digunakan untuk mengembangkan program dan kemudian mengunduhnya ke memori kontroler. Umumnya, PLC modern mengandung sistem operasi real-time seperti OS-9 atau VxWorks.

Dalam desain mekanik, terdapat dua jenis desain untuk sistem PLC. Pertama, kotak tunggal atau brick adalah kontroler terprogram kecil yang menampung semua unit dan antarmuka ke dalam satu casing kompak, meskipun biasanya, modul ekspansi tambahan untuk masukan dan keluaran tersedia. Jenis desain kedua adalah PLC modular yang memiliki rangka (juga disebut rak) yang menyediakan ruang untuk modul dengan berbagai fungsi, seperti sumber daya, prosesor, pemilihan modul I/O, dan antarmuka komunikasi - yang semua dapat disesuaikan untuk aplikasi tertentu. Beberapa rak dapat dikelola oleh satu prosesor dan dapat memiliki ribuan masukan dan keluaran. Metode komunikasi khusus yang cepat atau metode komunikasi yang serupa digunakan agar rak dapat didistribusikan jauh dari prosesor, mengurangi biaya pengkabelan untuk pabrik-pabrik besar. Opsi juga tersedia untuk memasang titik-titik I/O langsung ke mesin dan menggunakan kabel putus cepat ke sensor dan katup, menghemat waktu dalam pengkabelan dan penggantian komponen.

Sinyal diskrit (digital) hanya dapat memiliki nilai on atau off (1 atau 0, benar atau salah). Contoh perangkat yang menyediakan sinyal diskrit meliputi sakelar batas, sensor fotoelektrik, dan enkoder. Sementara itu, sinyal analog dapat menggunakan tegangan atau arus yang berbanding lurus dengan ukuran variabel yang dimonitor dan dapat mengambil nilai apa pun dalam skala mereka. Tekanan, suhu, aliran, dan berat sering kali direpresentasikan oleh sinyal analog. Ini biasanya diinterpretasikan sebagai nilai integer dengan berbagai rentang ketepatan tergantung pada perangkat dan jumlah bit yang tersedia untuk menyimpan data. Sebagai contoh, sinyal loop arus 0 hingga 10 V atau 4-20 mA akan dikonversi menjadi nilai integer 0 hingga 32.767. PLC akan mengambil nilai ini dan mengubahnya ke unit proses yang diinginkan sehingga operator atau program dapat membacanya.

Untuk meningkatkan ketersediaan sistem dalam kasus kegagalan komponen perangkat keras, modul CPU atau I/O yang redundan dengan fungsionalitas yang sama dapat ditambahkan ke konfigurasi perangkat keras. Ini membantu mencegah shutdown total atau sebagian dari proses karena kegagalan perangkat keras. Skenario redundansi lainnya bisa terkait dengan proses yang kritis untuk keamanan, misalnya, pres hidrolik besar bisa membutuhkan agar kedua PLC menyala keluaran sebelum pres bisa turun jika salah satu keluaran tidak mati dengan benar.

Pemrograman PLC

Pengontrol Logika yang Dapat Diprogram (PLC) telah merevolusi otomasi industri dengan menyediakan sarana yang mudah digunakan bagi para insinyur untuk mengendalikan proses manufaktur. Awalnya dikembangkan sebagai pengganti sistem logika relai di industri otomotif, PLC telah berkembang menjadi pengontrol canggih yang mampu menangani berbagai tugas dengan mudah.

PLC dirancang untuk tahan terhadap lingkungan industri yang keras, menawarkan kemampuan input / output (I / O) yang luas untuk terhubung dengan sensor dan aktuator. Mereka dapat menangani input digital sederhana seperti sakelar batas, serta sinyal analog kompleks dari sensor yang memantau variabel seperti suhu dan tekanan. PLC juga mengontrol output ke perangkat seperti lampu indikator, motor listrik, dan silinder hidrolik.

Salah satu fitur utama PLC adalah fleksibilitas pemrogramannya. Awalnya diprogram menggunakan bahasa grafis seperti Ladder Diagram (LD), PLC modern mematuhi standar IEC 61131-3, menawarkan berbagai bahasa pemrograman tekstual dan grafis seperti Teks Terstruktur (ST), Daftar Instruksi (IL), Diagram Blok Fungsi (FBD), dan Diagram Fungsi Sekuensial (SFC).

Pemrograman PLC biasanya dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak khusus pada komputer pribadi atau perangkat pemrograman genggam. Hal ini memungkinkan para insinyur untuk mengembangkan, men-debug, dan mensimulasikan program PLC sebelum mengunduhnya ke dalam memori pengontrol. Simulasi adalah langkah penting dalam pemrograman PLC, karena membantu mengidentifikasi dan memperbaiki kesalahan di awal proses pengembangan, mencegah waktu henti yang mahal dan memastikan keamanan sistem otomatis.

Selama bertahun-tahun, PLC telah berevolusi untuk menggabungkan fungsi-fungsi canggih seperti kontrol relai berurutan, kontrol gerak, kontrol proses, dan jaringan. Beberapa PLC modern bahkan menyaingi komputer desktop dalam hal penanganan data, daya pemrosesan, dan kemampuan komunikasi. Namun, pengontrol komputer desktop belum mendapatkan penerimaan luas di industri berat karena sistem operasinya yang kurang stabil dan perangkat keras yang tidak dirancang untuk kondisi industri.

Kesimpulannya, PLC memainkan peran penting dalam otomasi industri, menawarkan kepada para insinyur sarana yang andal dan serbaguna untuk mengendalikan proses manufaktur. Dengan desain yang kuat, kemampuan I / O yang luas, dan opsi pemrograman yang fleksibel, PLC terus mendorong inovasi dan efisiensi di berbagai industri di seluruh dunia.

Disadur dari: en.wikipedia.org