Perangkat Dasar Masukan pada Otomasi Industri

Di sini saya tidak akan membahas apa itu sistem otomasi industri secara harfiah. Saya akan lebih banyak mengulas penerapan dan hal – hal apa saja yang terdapat dalam sistem otomasi industri. Sebagian besar sistem otomasi industri menggunakan kendali elektrik di dalamnya yang dapat diilustrasikan seperti pada gambar berikut.

BUKA PANDUAN LENGKAP PLC DASAR OMRON

Sistem pengendalian pada otomasi industri dibagi menjadi 3 bagian besar yaitu kelompok masukan (input), kelompok logika (logic) dan kelompok keluaran output). Dalam artikel ini hanya akan dibahas tentang kelompok masukan, sedangkan kelompok yang lain dibahas pada artikel selanjutnya.

Baca Juga : Perangkat Kendali Dasar

Perangkat Masukan Dasar

Perangkat masukan adalah sebuah perangkat keras yang digunakan sebagai pemberi signal atau pemicu kepada sistem kendali. Perangkat masukan berfungsi sebagai pemberi perintah berupa signal elektrik kepada perangkat logika. Perangkat ini bekerja dengan  menyambungkan atau memutuskan aliran arus dalam sirkuit elektrik, dan mengirimkan sinyal ke perangkat kontrol. Perangkat masukan dibagi menjadi 2 bagian utama yaitu Masukan Digital dan maukan Analog. Masukan Digital adalah perangkat masukan yang memiliki kondisi On/Off, 1/0 atau High/Low. Sedangkan masukan Analog adalah perangkat yang memiliki nilai lebih rinci seperti seberapa besar, seberapa tinggi, seberapa cepat dan lainnya. Kali ini saya batasi bahwa kita hanya akan membahas perangkat masukan digital. Perangkat masukan digital yang paling umum digunakan adalah berupa Operation Switch dan Detection Switch.

1. Operation Switch

Operation Switch adalah sakelar yang dioperasikan oleh manusia seperti operator di pabrik. Sakelar ini paling umum ditemui pada perangkat semi otomatis hingga perangkat otomatis dalam sistem otomasi industri. Awalnya switch ini memiliki minimal satu kontak yang berfungsi sebagai penyambung atau pemutus arus listrik. Kontak tersebut adalah Kotak NO (Normally Open) atau Kontak NC (Normally Closed). Namun saat ini beberapa switch memiliki dua jenis kontak ini. Kontak NO memiliki kondisi awal terbuka hingga switch DIAKTIFKAN. Pada saat itu, kontak akan menutup dan menyambungkan suatu sirkuit elektrik. Kontak NC memiliki kondisi awal tertutup hingga switch DIAKTIFKAN. Pada saat itu, kontak akan terbuka dan memutus sirkuit elektrik.

Berikut ini adalah contoh dari operation switch:

> Push Button (tombol tekan)

Tombol tekan berfungsi sebagai saklar untuk menghidupkan atau  mematikan kontrol listrik. Cara pengoperasiannya dengan  menekan knop tombol tekan. Tombol tekan umumnya mempunyai dua jenis kontak yaitu kontak NO dan NC. Gambar 1 adalah symbol Push Button.

Berdasarkan cara kerjanya ada dua jenis tombol tekan :

• Momentary contact yaitu tombol tekan yang bekerja pada saat knop ditekan dan apabila knop dilepas maka tombol akan kembali normal.
• Maintain contact yaitu tombol tekan yang akan mengunci setelah knop ditekan.

> Selector Switch dan Toggle switch

Selector Switch atau tombol pemilih adalah sakelar yang dapat digunakan untuk memilih 2 kondisi atau lebih. Tombol ini memiliki 1 common yang bisa dianggap sebagai sumber signal listrik utama dan beberapa pilihan kemana signal tersebut akan diteruskan. Gambar di samping menunjukkan contoh dari selector switch.

Toggle switch adalah sakelar yang dilengkapi dengan pengunci dan memiliki 2 pilihan posisi. Gambar di bawah menunjukkan contoh sakelar toggle.

Baca Juga : Perangkat Keluaran Dasar

> Limit Switch

Limit Switch digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu. Limit switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik. Gambar di bawah menunjukkan contoh Limit switch dan pengunaanya.

2. Detection Switch

Detection Switch adalah sakelar yang dioperasikan dengan kontak langsung atau tidak baik oleh manusia, benda kerja maupun material lain pendukung proses kerja pada industry. Produk yang bergerak pada konveyor, magnet yang dipasang pada titik – titik tertentu, anggota tubuh manusia, lengan robot dan benda – benda lain adalah contoh objek yang digunakan untuk mengaktifkan detection switch. Detection Switch umumnya memiliki Kontak Changeover. Beberapa literatur komponen kontrol, Kontak changeover juga disebut sebagai kontak SPDT (Single Pole Double Throw). Kontak changeover adalah kontak yang memiliki Kontak NO dan Kontak NC secara bersamaan. Dalam satu detection switch minimal terdapat satu Kontak changeover yang mengontrol aliran arus.

3. Sensor

Sensor adalah salah satu bentuk dari detection switch. Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia. Sensor dapat mendeteksi variable berupa sentuhan, gaya, tekanan, cahaya, suhu dan lain-lain. Berbagai variabel yang dideteksi tersebut akan diubah menjadi besaran listrik berupa tegangan atau arus listrik. Sensor mengontrol aliran arus elektrik menggunakan perangkat solid state (solid state/ device) seperti transistor dan bukannya unit mekanis dalam proses kontak atau proses penyaklarannya. Karena menggunakan transistor, sensor memiliki respons berkecepatan sangat tinggi dalam melakukan proses penyambungan atau pemutusan terhadap perubahan input dan memiliki masa pakai yang sangat lama bila dibandingkan dengan unit kontak switching yang dioperasikan secara mekanis.

Switching transistor (lingkaran merah) pada gambar di atas tergantung dari signal dari Main circuit. Main circuit inilah yang berfungsi sebagai pendeteksi perubahan. Saat terjadi signal, maka transistor melakukan penyambungan dari kabel Brown (+V) melalui kabel Black, kemudian Load (modul input perangkat kendali) hingga ke Blue (0V).

Ada beberapa sensor untuk mengontrol aliran arus elektrik dan sensor-sensor tersebut diklasifikasikan berdasarkan cara yang digunakannya untuk mendeteksi perubahan masukan. Jenis sensor paling umum yang ada di sistem otomasi industry adalah sensor Photoelectric dan Proximity.

> Sensor Photoelectric

Sensor Photoelectric adalah sensor yang berfungi untuk mendeteksi objek jika intensitas cahaya yang ditangkapnya berubah. Contoh – contoh sensor berbasis fotoelektrik antara lain ditunjukkan seperti pada gambar di bawah :

Photoelectric sensor bisa berupa Diffuse Reflective, yaitu sensor memiliki transmitter (pemancar cahaya) sekaligus reciever (penerima cahaya). Objek yang akan dideteksi berfungsi sebagai pemantul cahaya, sehingga cahaya dapat diterima pada reciever dan diolah menjadi signal masukan. Bentuk lain dari Photoelectric sensor adalah Retro Reflective, secara prinsip kerja sama dengan jenis sebelumnya, namun memiliki relfektor khusus. Sensor jenis ini umunya digunakan untuk pendeteksian objek pada jarak yang relatif dekat. Dan yang terakhir adalah Trough Beam, transmitter dan reciever terpisah, objek yang akan dideteksi harus melintas di antara transmitter (sender) dan reciever. Sensor jenis ini biasa digunakan untuk jarak yang lebih jauh.

> Sensor Proximity

Sensor Proximity adalah sensor yang berfungi untuk mendeteksi keberadaan benda pada jarak tertentu. Saat benda tertentu berada didekatnya, maka proximity switch akan memmberikan signal. Terdapat 2 jenis proximity, yaitu Proximity Induktif untuk mendeteksi benda logam dan Proximity Kapasitif untuk mendeteksi benda logam maupun non logam. Gambar di bawah adalah prinsip kerja Proximity Sensor dan penggunaanya.

Gambar sebelah kanan adalah penggunaan Proximity sensor sebagai pendeteksi objek non logam (wood/kayu) maupun logam (gergaji).

Demikian pembahasan tentang perangkat input pada Sistem Otomasi Industri. Artikel selanjutnya akan mengupas tentang bagian – bagian lain dari sistem ini.

Baca juga : Penyambungan Perangkat Masukan ke PLC

Simak Materi Pemrogramman PLC di tautan gambar berikut ini