Oleh: Yohan Indrawijaya
Saya menulis artikel ini untuk menjawab beberapa pertanyaan teman-teman programer pemula dan hobbyist PLC OMRON.
Sinyal analog yang berasal dari Luar PLC yang masuk ke dalam modul Analog PLC akan masuk proses digitalisasi.
Yakni angka tegangan dan arus yang masuk dari luar ini akan kita ubah menjadi isyarat digital.
Misalnya ada tegangan 10Volt DC, maka PLC akan mengubah menjadi angka digital ( contoh ) 1111 1010 0000 secara biner atau menjadi #FA0 secara Heksa Desimal.
Selanjutnya angka digital ini akan masuk ke sebuah proses untuk kepentingan lainnya, misalnya scaling, alarming, switching, PID dan kepentingan lainnya.
Tetapi, ketika sinyal yang masuk adalah terlalu besar, akan mengakibatkan salah kalkulasi dalam PLC maupun error lainnya yang tidak kita kehendaki.
Karena itu, kita mencoba membuat sebuah ladder untuk membatasi angka sinyal masuk pada sebuah analog input.
BESARAN SINYAL PADA PLC OMRON
Analog to Digital Converter pada Modul Analaog PLC Omron memiliki macam-macam resolusi. Ada yang 8 bit, 10 bit, 12 bit.
Pada artikel ini, saya memperkenalkan kenapa pembaca sekalian bahwa PLC OMRON type CJ2 memiliki resolusi 0 hingga 4000. ( mendekati 12 bit ).
Artinya adalah ketika ada sinyal masuk sebesar 0 atau sinyal terendah, maka PLC akan membaca sebagai angka 0. Demikian pula jika ada masukan sebesar angka maksimal ( misalnya 10V ), maka PLC akan menganggap ada sinyal masuk sebesar 4000.
Dengan modal angka ini, maka jika ada sinyal sebesar 5Volt, maka PLC akan membaca sebagai 2000.
Asal hitungan adalah sebagai berikut:
0=0
10 =4000
Jika 5, maka= ( 5*4000 )/10 = 2000
rumus sinyal analog
Dengan rumus ini maka kita bisa membayangkan sebuah tegangan masuk dari kontroller adalah sebesar 6 Volt, maka PLC akan membaca sebagai angka = ( 6*400)/10 = 2400.
Permasalahan akan terjadi apabila sinyal yang masuk adalah “kebablasan” atau over range. Seharusnya 0 ternyata yang masuk adalah -0,2 Volt. Atau seharusnya 10 V, ternyata sinyal yang masuk adalah 10,7 Volt.
Kedua kasus ini akan mengakibatkan kalkulasi pada PLC bermasalah. Jika kita membiarkan masalah ini, maka terkadang akan ada istilah salah baca, salah logika dan salah sangka pada sistim monitoring maupun sistim kontrol PLC.
Terkadang orang akan menganggap PLC nya jelek, padahal programmer yang yang kurang teliti.
LIMITER ANGKA MASUK
Berikut ini adalah ilustrasi gambar ladder untuk scaling sinyal input yang masuk ke PLC OMRON.
Penjelasan:
Instruksi <S (312) adalah untuk membatasi angka dengan tanda minus.
Pada gambar atas menjelaskan bahwa apabila ada angka yang lebih kecil dari 0 ( misalkan -1,-10,-23, -400 dan sebagainya ), maka instruksi ini akan meneruskan sinyal untuk menyalakan CIO 50.00.
Demikian pula dengan instruksi >S (322).
Instruksi ini adalah perintah untuk membatasi angka yang lebih besar dari batas angka bilangan Integer. Integer sendiri adalah bilangan bulat mulai dari -32565 hingga +32565.
RESOLUSI PLC OMRON = 4000.
Resolusi adalah kemampuan mengkonversi isyarat Analog yang masuk ke Terminal Analog PLC menjadi angka tercacah sebesar 4000. Dalam dunia ADC, ini hampir mirip pencacah 12 bit ( 4096 ).
Ketika ada isyarat tegangan sekitar 10,1 Volt, maka PLC akan membaca 4040. Akan tetapi apabila ada isyarat tegangan yang berasala dari luar PLC adalah sebesar 10,6 Volt, maka PLC akan membaca angka sebesar (10,4/10) *4000= 4160.
Ketika ada isyarat sebesar ( contoh ) 4160, maka CIO 50.01 akan menyala. Karena menganggap sinyal yang berasal dari alamat input 2011 lebih besar dari setting, yakni 4100.
Sebaliknya apabila ada sinyal yang lebih kecil dari 0 Volt , maka PLC akan membaca sebagai angka minus.
Pada contoh dibawah ini adalah ketika ada tegangan yang kecil dan cenderung terbalik, yakni ( contoh ) sebesar -0,1 Volt, maka PLC akan membaca masukan tersebut sebagai -40.
Jika demikian, maka CIO 50.00 akan menyala.
MELENGKAPI LIMITER SINYAL MASUK
Selanjutnya kita buatkan semacam limiter untuk sinyal ini dengan anggapan sebagai berikut:
- Jika sinyal masuk adalah lebih kecil dari 0, maka masukkan saja angka 0 ke output.
- Lebih besar dari 4100, maka masukkan saja angka 4000 ke output.
- Normal, maka pindahkanlah isyarat masuk itu ke output.
Untuk membuat logika tersebut, maka bisa kita buatkan ladder sebagai berikut:
Kita dapat menerangkan gambar atas sebagai berikut:
Ketika ada sinyal yang membikin 50.00 menyala, maka angka 0 akan berpindah ke alamat D0. Ketika ada sinyal yang menyalakan 50.01, maka angka 4000 akan berpindah ke alamat D0. Apabila tidak ada sinyal yang menyalakan kedua coil ini, maka isi alamat CIO 2011 akan berpindah ke alamat D0.
MEMBUAT SCALER SEDERHANA
PLC OMRON menyediakan ladder untuk menskala sinyal masuk yang berasal dari isyarat input.
Maksudnya adalah: PLC menyediakan instruksi yang bernama SCL untuk menskala sinyal masuk dari luar PLC untuk diterjemahkan menjadi sinyal aslinya.
Gimana sih? He he he…bingung ya?
Oke Begini. Contoh cerita:
- Sebuah Sensor tekanan menghasilkan transmisi tegangan sebesar 0 hingga 10 Volt pada sebuah pipa bertekanan. Sensor itu sendiri memiliki range skala 0 hingga 25 bar. Artinya: Jika ada tekanan sebesar 2,5 bar, maka sensor akan mengeluarkan output sebesar 10% sinyal atau sebesar 1,0 Volt. Perhitungan secara teori adalah sebagai berikut: 2,5 bar / 25 bar * 10 Volt = 1,0 Volt.
- Sinyal 1 volt tersebut masuk ke terminal Analog Input dari PLC OMRON.
- Karena PLC OMRON ini berkemampuan Analog hanya mampu hingga 10 Volt, maka Jika ada sinyal masuk sebesar 10,0 Volt maka akan terbaca sebagai angka 4000.
- Sinyal yang telah masuk ke terminal ini ( contoh: alamat CIO 2011 ) akan terbaca sebesar 400 oleh PLC . Secara teori cara menghitungnya adalah 1,0 Volt/ 10 Volt * 4000 = 400.
- Maka isi dari alamat Analog input CIO 2011 adalah sebuah angka 400.
- Angka 400 ini berpindah ke alamat D0 seperti gambar di atas sebelumnya.
- Angka 400 ini akan masuk ke Scaling unit untuk disamakan dengan 2,5 . Seolah- olah PLC sedang membaca sebuah tekanan antara 0 hingga 25 bar sesuai dengan range sensor.
Perhatikan gambar ini :
PENJELASAN LADDER
Sinyal yang masuk dari CIO 2011 tadi berpindah ke D0.
Selanjutnya masuk ke instruksi SCL ( 194). Hasil scaling terletak pada alamat ( contoh) D6. Akan tetapi kita harus memasukkan angka resolusi dan angka range sensor ini pada parameter di dalam ladder SCL ini, yakni kita masukkan angka #25 ke D4 dan &4000 ke D5.
#25 maksudnya adalah sebuah konstanta heksa desimal BCD 25 dan &4000 adalah angka desimal binary. Mengapa begitu? Karena aturan main di Instruksi ini ya begitu.
Alamat Output D6 adalah &3. Ini berarti adalah angka 3. Kok 3? Harusnya kan 2,5!
Itulah bilangan Integer. Ia tidak mengenal koma. Akhirnya PLC melakukan pembulatan hasil kalkulasi dari 2,5 menjadi 3. Akan berbeda jika skala kita ubah menjadi 250. Maka D6 akan tepat menjawab 25. Ini berarti semakin pendek range, maka ada kemungkinan kita kehilangan akurasi kalkulasi.
TEST SINYAL MASUK
Sekarang kita coba memasukkan sinyal yang lebih rendah dari 0 volt pada alamat terminal CIO2011 dengan besar -40. Seharusnya alamat D6 menunjukkan 0.
Dan benar. D6 menunjukkan angka 0.
Selanjutnya kita coba masukkan sinyal yang lebih besar dari 10V pada terminal Analog Input CIO2011. Pada percobaan ini kita masukkan angka 10,5 Volt atau sebesar 4200. Seharusnya alamat D6 menunjukkan angka 25, walapun sebenarnya adalah lebih tinggi dari itu.
Dan benar D6 menunjukkan angka &37. Lho kok 37? mestinya kan 25?
Oke.
D6 berjenis bilangan BCD. Bukan binary, Jika memindah jenis bilangan dengan mengklik icon 16, maka akan terbaca #25
Untuk memudahkan pembacaan , maka kita buatkan sebuah instruksi BIN ( 023 ) , yang perintahnya adalah menjadikan angka yang ada pada alamat D6 berubah menjadi bilangan integer pada alamat memori D7.
Jika kita membaca dengan jenis bilangan HexaDesimal, maka alamat D7 adalah #019. Akan tetapi jika kita membacanya dengan jenis bilanganDesimal, maka D7 akan terbaca 25.
KESIMPULAN
Limiter angka bermaksud untuk membatasi angka terendah dan angka tertinggi yang masuk ke terminal Analog Input dari sebuah PLC OMRON.
Kita harus bisa membedakan antara jenis bilangan BCD dan Bilangan Integer.