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