Wiring PLC / pengkabelan PLC

Penyambungan input PLC dan Output PLC adalah salah satu kunci belajar PLC dan belajar otomasi industri. Sebagian besar orang gagal dalam belajar PLC adalah tidak mampu menerapkan dalam kondisi riil. Rata – rata dari mereka terhenti di latihan pemrograman, simulasi dengan animasi atau modul kit. Hal ini biasanya dikarenakan tidak memahami perangkat hardware secara nyata atau yang sebenarnya. Contohnya tidak pernah melakukan instalasi program PLC, tidak pernah menyambung input PLC atau output PLC secara mandiri. Sehingga pada saat diberi PLC, tombol, sensor , motor dan perangkat – perangkat lain bingung apa yang harus dilakukan. Oleh karena itu, setelah mengetahui konfigurasi hardware dan pemetaan memori dari PLC, kita harus belajar bagaimana melakukan penyambungan perangkat input dan Output yang digunakan pada Sistem Otomasi. Dari konfigurasi PLC kita dapat mengetahui posisi Modul Input dan Output, sedangkan dari pemetaan memori PLC kita dapat mengetahui pengalamatannya. Penyambungan Input PLC Perangkat input ini fungsinya memberi perintah atau signal pada PLC yang berkaitan dengan kerja sistem. Beberapa perangkat input yang paling sering digunakan adalah Push Button, Sakelar, Limit Switch, Sensor Proximity, Sensor Photoelectric dan lain – lain. Tahap penyambungan input ini sangat penting untuk dipelajari sebelum membuat program karena pemilihan jenis kontak pada program PLC akan sangat tergantung pada bagaimana input tersebut disambungkan. Perangkat – perangkat input tersebut akan disambung ke PLC melalui pin pada terminal modul input, sehingga nantinya dapat mengaktifkan alamat input yang bersesuaian pada PLC. Prinsip utama dalam penyambungan input PLC adalah memberi tegangan (umumnya 24 V, bisa jadi ada PLC dengan nilai tegangan lain) kepada pin modul input. Tegangan 24 Volt dapat tercapai jika sebuah loop tertutup telah terbentuk, lihat Gambar di bawah. Field Device adalah perangkat input yang kita gunakan (Push Button), main path dan return path adalah terminal pada modul input PLC.

Gambar di atas menunjukkan 1 loop untuk 1 buah perangkat masukkan saat Push Button ditekan, mulai dari kutub positif sumber tegangan, Push Button, pin terminal input (I/O input), rangkaian dalam modul Input PLC dan kembali ke sumber tegangan pada kutub negative melalui return path. Boleh jadi PLC menerima lebih dari 1 masukan. Oleh karena itu, Return Path umumnya digabung menjadi 1 terminal yang disebut Common, sedangkan Main Path tetap terpisah-pisah untuk memungkinkan penyambungan masing-masing Push Button, Gambar berikut. 

Dari gambar di atas bisa dilihat bahwa setiap input sudah terhubung dengan sumber tegangan dan pin modul input PLC. Contohnya, jika input 2 ditekan maka aliran arus listrik mengalir mulai dari +24V pada sumber tegangan, Input 2, pin input, modul input, Common dan kembali ke 0V catu daya. Langkah penting dalam proses penyambungan input PLC adalah menentukan sambungan catu daya pada Common. Common Input dapat dipilih pada referensi positif (24V) atau pada referensi negative (0). Penentuan ini bisa berdasarkan pertimbangan standard Common yang berlaku dalam perusahaan atau tipe sensor yang digunakan. Setiap perusahaan umumnya mengacu kepada standard tertentu dalam melakukan instalasi atau penyambungan kabel (wiring), terutama control. Jika sudah ditentukan standard yang digunakan adalah common negative, maka sebaiknya kita menyesuaikan. Hal ini akan berkaitan dengan pandangan aspek keselamatan, keseragaman dalam wiring dan ketersediaan sensor. Untuk pembahasan kaitan antara sensor dengan common akan dibahas pada artikel khusus tentang penyambungan sensor digital pada PLC. Perusahaan yang berpegang pada standard dengan common input positive berpendapat bahwa kabel memiliki kemungkinan akan terkelupas atau kontak dengan body panel. Sehingga jika kabel bertegangan 24V harus disambungkan pada sejumlah tombol dan sensor lalu ke pin – pin input, maka akan lebih meningkatkan resiko 24V short circuit terhadap body panel (ground),lihat Gambar 3 tentang kelemahan metode Sinking, bagian dengan tanda silang merah. Atau saat Push button ditekan, memungkinkan short circuit terhadap body panel pada kabel bertanda silang hijau.

Perusahaan yang berpegang pada standard dengan common input negative berpendapat akan lebih berbahaya jika kabel 0V harus disambungkan pada sejumlah tombol dan sensor dan ke pin – pin input, karena jika kabel bertanda hijau terkelupas atau kontak dengan body panel (ground) maka akan terbentuk loop semu sehingga pin input seolah – olah mendapatkan tegangan 24 V. Dengan kata lain PLC akan mendapatkan perintah yang tidak benar. Kesalahan seperti ini cenderung lebih sulit dideteksi daripada short circuit pada pemilihan common sebelumnya. Lihat Gambar 4 lihat tentang kelemahan metode sourcing. 

 Tidak ada yang sepenuhnya salah atau sepenuhnya benar, karena ini kembali kepada kebijakan masing – masing. Sebagai contoh, sebagian besar industry Jepang memilih opsi pertama (com positive) sedangkan sebagian besar industry Jerman memilih opsi ke dua (com negative). Namun saya pribadi lebih cenderung menggunakan common negative dalam penyambungan input. Alasan lain selain kemungkinan adanya signal input palsu adalah kemudahan dalam menerapkan logika High/Low saat pengajaran. Sebagai contoh, saat input 1 pada Gambar 3 ditekan, maka terminal 0 pada PLC akan memiliki logika High (24V). Hal ini akan lebih mudah dipahami dengan menganalogikan “Ditekan” dengan kondisi “High” daripada dengan kondisi “Low” seperti halnya pada common Positive. Output bisa berupa signal/kode saja seperti lampu dan buzzer. Output juga bias berupa actuator, untuk aktuator memungkinkan PLC untuk mengendalikan sebuah gerakan pada suatu proses tertentu. Berikut ini adalah output yang paling sering digunakan pada Otomasi industri: 

Solenoid Valves – output logic yang dapat mengendalikan arah aliran hidrolik atau pneumatik. Biasanya dipasangkan dengan system hidrolik atau system pneumatic. 

Lampu – output yang sering digunakan sebagai indicator, dapat dipasang langsung pada terminal output PLC. 

Relay adalah output logic yang sering dipakai untuk penyambungan pada motor listrik. Untuk menyalakan motor listrik biasanya sering menarik sejumlah arus yang besar saat pertama kali berputar, sehingga mereka membutuhkan sumber yang terpisah dengan output PLC. Sebagaimana prinsip penyambungan input PLC, signal output PLC juga memerlukan 1 loop penuh untuk dapat mengaktifkan output tertentu. Perhatikan gambar di bawah ini :

Dalam contoh ini, common digital output standard terhubung ke 0V DC dan signal output pada alamat PLC terhubung ke lampu dan kumparan relay. Pada contoh ini lampu dpaat secara langsung disambungkan karena memiliki tegangan 24V DC, dan umumnya lampu tidak terlalu besar mengonsumsi arus listrik. Ketika output 07 pada PLC aktif, maka arus dapat mengalir dari 24V DC melalui lampu ke output 07 untuk kemudian ke COM, sehingga menyelesaikan loop nya saat memasuki COM catu daya, sehingga lampu dapat menyala. Jika output 07 dimatikan (off), arus tidak dapat mengalir, dan lampu tidak akan menyala. Output 03 untuk relay dihubungkan dengan cara yang sama. Ketika output 03 aktif, maka arus akan mengalir melalui koil relay hingga COM catu daya, sehingga relay aktif. Relay akan menutup kontak dan pasokan 120V AC segera disalurkan ke motor.