Rangkaian Kontrol Motor Listrik 3 Fasa Menggunakan PLC, untuk Pemula
Ada bermacam-macam rangkaian kontrol motor listrik 3 fasa dalam aplikasinya dan sebagian telah dibahas pada artikel sebelumnya di blog ini, dengan teknik dan macam sistem starternya ataupun instalasi kontrol motor 3 phasa berdasarkan fungsinya sesuai dengan yang diinginkan suatu sistem. Tahukah anda bahwa rangkaian kontrol motor 3 fasa tersebut bisa dilakukan juga dengan teknik lain yaitu dengan PLC. Apa itu PLC dan bagaimana PLC bisa berperan dalam mengendalikan kerja motor 3 fasa? Dalam artikel ini saya akan coba membahas tentang bagaimana rangkaian kontrol motor listrik 3 fasa menggunakan PLC, untuk Pemula.
PLC merupakan singkatan dari Programmable Logic Controller, secara sederhana dapat diartikan sebagai sebuah perangkat kontrol yang dapat diprogram dengan berbasis logika. Logika apa? Mungkin bagi anda yang punya basic ilmu IPA ketika SMA atau memang bergelut di program studi elektro akan tahu apa yang dimaksud "logika" ini. Ingatkah pelajaran tentang gerbang logika? ada AND, OR, NOT serta kombinasi dari ketiganya. Inilah logika yang dimaksud. Tetapi selain basis logika tersebut, PLC juga bisa diprogram untuk sekuensial, timing,counting dan aritmatika yang sangat berguna sekali dalam merancang suatu automasi sistem.
Untuk merancang dan mengontrol objek kontrol dari PLC, maka dibutuhkan suatu perangkat / device I/O eksternal & internal dari PLC seperti : ( perhatikan tabel dibawah ini )
Ada beberapa metode dalam memprogram PLC yaitu :
- Ladder Diagram
- Function Block Diagram
- Structured Text
- Instruction List
- Sequential Function Block
Dari metode-metode tersebut, Ladder diagram lebih populer digunakan oleh para engineer PLC dan menurut saya ladder diagram memang sangat mudah untuk dipahami dan dalam menganalisa program kontrol yang kita buat bisa lebih mudah.
Berikut akan saya jelaskan step by step memahami rangkaian kontrol menggunakan PLC untuk mengontrol motor 3 phasa dengan teknik starter yang paling sederhana yaitu Direct On Line ( DOL ) starter.
Gambar diatas merupakan gambar wiring dari starter DOL motor 3 phasa yang terdiri dari diagram daya dan diagram kontrol dimana dalam penggambarannya dibuat 1 gambar lengkap. Pahami terlebih dahulu tentang konsep dan prinsip kerja dari sebuah kontaktor pada diagram kontrol konvensional / tanpa PLC, maka anda akan dapat dengan mudah memahami gambar diatas.
Ketika Start push button ditekan maka starter coil (M) akan mendapatkan tegangan sehingga kontak utama dari kontaktor M akan berubah kondisi dari Normally Open ( NO ) menjadi close. Pun demikian dengan auxiliary contact (Ma) akan berubah kondisi seiring dengan operasinya starter coil (M). Ketika auxiliary contact (Ma) sudah berubah kondisi dari NO menjadi close, maka kontak auxiliary Ma ini akan mengunci aliran arus menuju starter coil sehingga posisi start push button sudah tidak berpengaruh lagi. Berbarengan dengan bekerjanya starter coil motor maka motor 3 phasa pun bekerja. Untuk memutus aliran starter coil atau untuk mematikan motor, bisa dilakukan dengan menekan Stop push button.
Seperti yang sudah saya jelaskan sebelumnya, pada kontrol motor dengan PLC ini saya akan menjelaskan bagaimana memahami kontrol pada PLC tersebut dengan bahasa ladder diagram. Adapun proses pembuatan dari ladder diagram ini sampai terinstal kedalam CPU program dari PLC tidak saya jelaskan disini, anda cukup memahami saja bagaimana prinsip kerja dari ladder diagram yang diinputkan pada PLC tersebut.
Pada box CPU program gambar diatas, terdapat 3 kontak input ladder dan 1 kontak output ladder serta 1 output coil pada ladder diagram dengan pengalamatan nama tertentu. Kontak Input menggunakan alamat I0.0 (NO); I0.1 Normally Close (NC); I0.2 (NC). Sedangkan untuk output coil dan kontak output menggunakan alamat Q0.0 (NO). Untuk anda yang memiliki aplikasi PLC merek lain, silahkan menyesuaikan pengalamatannya, tetapi bentuk ladder diagram tetaplah sama karena sudah ada standarisasinya. Saya mengambil contoh ladder diagram dengan pengalamatan PLC siemens S7.
Dari pengalamatan ladder PLC inilah kita bisa memulai instalasi dari device I/O eksternal dihubungkan dengan PLC. Device input yang digunakan adalah push button start dan stop, serta kontak auxiliaris NC dari Thermal Over Load ( THOR ). Push button start dihubungkan ke alamat terminal input PLC I0.0; push button stop dihubungkan ke alamat terminal input PLC I0.1; dan kontak auxiliaris NC dari Thermal Over Load dihubungkan ke alamat terminal input PLC I0.2. Sedangkan device output yang terdiri dari coil kontaktor dihubungkan ke alamat terminal input PLC Q0.0.
Perhatikan gambar dibawah ini :
Pengoperasian device input push button start akan membuat kontak input I0.0 berubah dari NO menjadi close dan mengalirkan arus menuju output coil Q0.0. Output kontak Q0.0 yang aktif akan membuat kontak output Q0.0 berubah dari NO menjadi close dan mengunci aliran arus menuju kontak coil Q0.0 sehingga ketika penekanan push button start dilepas, output coil Q0.0 akan tetap aktif dan mengirimkan tegangan ke device output coil kontaktor motor.
Gambar diatas memperlihatkan ketika push button start dilepas setelah motor dioperasikan ternyata tidak membuat aliran arus ke motor terputus karena adanya kontak output Q0.0 yang terpasang paralel dengan kontak input I0.0 sehingga kontak output Q0.0 berperan sebagai pengunci aliran arus menuju output coil.
Untuk mematikan motor / memutus arus ladder PLC maka push button stop tinggal ditekan.
Ketika device output push button stop ditekan maka input 10.1 segera berubah kondisi dari close menjadi open dan memutuskan arus menuju coil motor Q0.0 sehingga kontak input I0.0 pun kembali menjadi NO.
Dari ladder yang sama seperti diatas kita akan melakukan pengembangan program dan instalasi dengan menambah device output berupa lampu indikator motor operasi ( RUN ) dan motor STOP operasi.
Pada ladder diatas posisi motor sedang stop operasi, maka lampu STOP indicator harus nyala / output coil Q0.2 harus aktif. Oleh karena itu kontak output Q0.0 harus dipasang seri dengan output coil Q0.2 via kontak output Q0.0 yang diseting bersifat NC.
Pada ladder diatas posisi motor sedang run operasi, maka lampu RUN indicator harus nyala. Oleh karena itu kontak output Q0.0 harus dipasang seri dengan output coil Q0.1 via kontak output Q0.0 yang bersifat NO agar ketika output coil Q0.0 aktif / motor operasi, kontak coil Q0.0 pun yang terpasang seri dengan kontak coil Q0.1 akan berubah kondisi menjadi close dan mengalirkan arus ke kontak coil Q0.1 sehingga lampu RUN indicator menyala. RUN dan STOP indikator bekerja saling berlawanan karena saling tersusun seri dengan kontak output Q0.0 yang saling berlainan.
Jadi, pada program ladder PLC, kemunculan alamat output kontak bisa terjadi berulang kali, sedangkan output coil hanya boleh satu kali saja. contoh diatas untuk output coil Q0.0 hanya muncul 1x sedangkan output kontak Q0.0 bisa muncul berkali-kali.
Berikutnya adalah aplikasi program PLC dengan penambahan device input berupa limit switch. Penambahan limit switch ini bisa diaplikasikan untuk berbagai macam fungsi, sebagai contoh pada motor pembuka pintu gerbang dimana ketika pintu terbuka penuh maka motor harus berhenti operasi karena aliran arus menuju motor terputus via limit switch.
Pada kondisi ladder diatas, motor dalam keadaan stop operasi. Device input berupa limit switch yang dimaksudkan terpasang serial dengan rangkaian kontak input lainnya pada ladder baris pertama dengan alamat kontak input I0.3. Motor bisa dioperasikan hanya dengan menekan device input push button start I0.0. Adapun untuk menghentikan motor tersebut maka bisa terjadi jika limit switch I0.3 berubah kondisi menjadi open atau ada yang menekan device input push button stop.
Pada kondisi ladder diatas, motor dalam keadaan stop operasi. Device input berupa limit switch yang terpasang serial dengan rangkaian kontak input lainnya pada ladder baris pertama dengan alamat kontak input I0.3 berada pada kondisi terbuka. Motor selamanya tidak akan bisa dioperasikan meskipun device input push button start I0.0 ditekan. Adapun untuk mengoperasikan motor tersebut maka bisa terjadi jika limit switch I0.3 berubah kondisi menjadi close atau kontak input ladder limit switch I0.3 dirubah kondisinya pada ladder menjadi kontak NC jika device input limit switch tetap terbuka.
Sebenarnya untuk aplikasi motor pembuka pintu, motor tersebut harus dioperasikan dengan metoda forward reverse / putaran maju mundur. Akan terpasang 2 device input limit switch sebagai pembatas pintu terbuka full ( motor maju ) dan pintu tertutup full ( motor mundur ). Ladder diagram diatas tentunya harus dimodifikasi kembali. Mudah-mudahan saya bisa membahas topik ini diartikel berikutnya.
Sekedar catatan, Sebelum merangkai rangkaian kontrol menggunakan PLC, pastikan dahulu bahwa device eksternal yang nantinya dipasang bergabung dengan PLC memang mempunyai spesifikasi baik arus atau tegangan kerja yang menyesuaikan dengan PLC atau sebaliknya pilihlah PLC yang mempunyai spek yang sesuai dengan device eksternal yang akan diinstalasi bersama.
Demikianlah artikel tentang rangkaian kontrol motor listrik 3 fasa menggunakan PLC, untuk Pemula. Saran, masukan ataupun koreksi silahkan meninggalkan jejak di kolom komentar.
Wassalam..
Refferensi Gambar : Manual & Guides Siemens Simatic S7
Sekilas Tentang Pengertian PLC
PLC merupakan singkatan dari Programmable Logic Controller, secara sederhana dapat diartikan sebagai sebuah perangkat kontrol yang dapat diprogram dengan berbasis logika. Logika apa? Mungkin bagi anda yang punya basic ilmu IPA ketika SMA atau memang bergelut di program studi elektro akan tahu apa yang dimaksud "logika" ini. Ingatkah pelajaran tentang gerbang logika? ada AND, OR, NOT serta kombinasi dari ketiganya. Inilah logika yang dimaksud. Tetapi selain basis logika tersebut, PLC juga bisa diprogram untuk sekuensial, timing,counting dan aritmatika yang sangat berguna sekali dalam merancang suatu automasi sistem.
Untuk merancang dan mengontrol objek kontrol dari PLC, maka dibutuhkan suatu perangkat / device I/O eksternal & internal dari PLC seperti : ( perhatikan tabel dibawah ini )
 |
| Tabel device I/O dan controller PLC |
Ada beberapa metode dalam memprogram PLC yaitu :
- Ladder Diagram
- Function Block Diagram
- Structured Text
- Instruction List
- Sequential Function Block
Dari metode-metode tersebut, Ladder diagram lebih populer digunakan oleh para engineer PLC dan menurut saya ladder diagram memang sangat mudah untuk dipahami dan dalam menganalisa program kontrol yang kita buat bisa lebih mudah.
Wiring dan Kontrol Motor 3 Phasa DOL Starter
Berikut akan saya jelaskan step by step memahami rangkaian kontrol menggunakan PLC untuk mengontrol motor 3 phasa dengan teknik starter yang paling sederhana yaitu Direct On Line ( DOL ) starter.
 |
| Wiring motor DOL starter |
Gambar diatas merupakan gambar wiring dari starter DOL motor 3 phasa yang terdiri dari diagram daya dan diagram kontrol dimana dalam penggambarannya dibuat 1 gambar lengkap. Pahami terlebih dahulu tentang konsep dan prinsip kerja dari sebuah kontaktor pada diagram kontrol konvensional / tanpa PLC, maka anda akan dapat dengan mudah memahami gambar diatas.
Ketika Start push button ditekan maka starter coil (M) akan mendapatkan tegangan sehingga kontak utama dari kontaktor M akan berubah kondisi dari Normally Open ( NO ) menjadi close. Pun demikian dengan auxiliary contact (Ma) akan berubah kondisi seiring dengan operasinya starter coil (M). Ketika auxiliary contact (Ma) sudah berubah kondisi dari NO menjadi close, maka kontak auxiliary Ma ini akan mengunci aliran arus menuju starter coil sehingga posisi start push button sudah tidak berpengaruh lagi. Berbarengan dengan bekerjanya starter coil motor maka motor 3 phasa pun bekerja. Untuk memutus aliran starter coil atau untuk mematikan motor, bisa dilakukan dengan menekan Stop push button.
Aplikasi Kontrol Motor 3 Pasa dengan PLC
Seperti yang sudah saya jelaskan sebelumnya, pada kontrol motor dengan PLC ini saya akan menjelaskan bagaimana memahami kontrol pada PLC tersebut dengan bahasa ladder diagram. Adapun proses pembuatan dari ladder diagram ini sampai terinstal kedalam CPU program dari PLC tidak saya jelaskan disini, anda cukup memahami saja bagaimana prinsip kerja dari ladder diagram yang diinputkan pada PLC tersebut.
 |
| Skema kontrol motor dengan PLC |
Pada box CPU program gambar diatas, terdapat 3 kontak input ladder dan 1 kontak output ladder serta 1 output coil pada ladder diagram dengan pengalamatan nama tertentu. Kontak Input menggunakan alamat I0.0 (NO); I0.1 Normally Close (NC); I0.2 (NC). Sedangkan untuk output coil dan kontak output menggunakan alamat Q0.0 (NO). Untuk anda yang memiliki aplikasi PLC merek lain, silahkan menyesuaikan pengalamatannya, tetapi bentuk ladder diagram tetaplah sama karena sudah ada standarisasinya. Saya mengambil contoh ladder diagram dengan pengalamatan PLC siemens S7.
Dari pengalamatan ladder PLC inilah kita bisa memulai instalasi dari device I/O eksternal dihubungkan dengan PLC. Device input yang digunakan adalah push button start dan stop, serta kontak auxiliaris NC dari Thermal Over Load ( THOR ). Push button start dihubungkan ke alamat terminal input PLC I0.0; push button stop dihubungkan ke alamat terminal input PLC I0.1; dan kontak auxiliaris NC dari Thermal Over Load dihubungkan ke alamat terminal input PLC I0.2. Sedangkan device output yang terdiri dari coil kontaktor dihubungkan ke alamat terminal input PLC Q0.0.
Pengoperasian Program PLC pada Motor 3 fasa
Perhatikan gambar dibawah ini :
 |
| Pengoperasian program PLC |
Pengoperasian device input push button start akan membuat kontak input I0.0 berubah dari NO menjadi close dan mengalirkan arus menuju output coil Q0.0. Output kontak Q0.0 yang aktif akan membuat kontak output Q0.0 berubah dari NO menjadi close dan mengunci aliran arus menuju kontak coil Q0.0 sehingga ketika penekanan push button start dilepas, output coil Q0.0 akan tetap aktif dan mengirimkan tegangan ke device output coil kontaktor motor.
 |
| Push button start dilepas pasca motor dioperasikan |
Gambar diatas memperlihatkan ketika push button start dilepas setelah motor dioperasikan ternyata tidak membuat aliran arus ke motor terputus karena adanya kontak output Q0.0 yang terpasang paralel dengan kontak input I0.0 sehingga kontak output Q0.0 berperan sebagai pengunci aliran arus menuju output coil.
Untuk mematikan motor / memutus arus ladder PLC maka push button stop tinggal ditekan.
 |
| Mematikan motor dengan PLC |
Ketika device output push button stop ditekan maka input 10.1 segera berubah kondisi dari close menjadi open dan memutuskan arus menuju coil motor Q0.0 sehingga kontak input I0.0 pun kembali menjadi NO.
Menambahkan Device Output Lampu Indikator Motor Run dan Stop
Dari ladder yang sama seperti diatas kita akan melakukan pengembangan program dan instalasi dengan menambah device output berupa lampu indikator motor operasi ( RUN ) dan motor STOP operasi.
 |
| Penambahan lampu indikator Run & Stop, indikator stop menyala |
Pada ladder diatas posisi motor sedang stop operasi, maka lampu STOP indicator harus nyala / output coil Q0.2 harus aktif. Oleh karena itu kontak output Q0.0 harus dipasang seri dengan output coil Q0.2 via kontak output Q0.0 yang diseting bersifat NC.
 |
| Penambahan lampu indikator Run & Stop, indikator run menyala |
Pada ladder diatas posisi motor sedang run operasi, maka lampu RUN indicator harus nyala. Oleh karena itu kontak output Q0.0 harus dipasang seri dengan output coil Q0.1 via kontak output Q0.0 yang bersifat NO agar ketika output coil Q0.0 aktif / motor operasi, kontak coil Q0.0 pun yang terpasang seri dengan kontak coil Q0.1 akan berubah kondisi menjadi close dan mengalirkan arus ke kontak coil Q0.1 sehingga lampu RUN indicator menyala. RUN dan STOP indikator bekerja saling berlawanan karena saling tersusun seri dengan kontak output Q0.0 yang saling berlainan.
Jadi, pada program ladder PLC, kemunculan alamat output kontak bisa terjadi berulang kali, sedangkan output coil hanya boleh satu kali saja. contoh diatas untuk output coil Q0.0 hanya muncul 1x sedangkan output kontak Q0.0 bisa muncul berkali-kali.
Menambahkan Device Input Limit Switch
Berikutnya adalah aplikasi program PLC dengan penambahan device input berupa limit switch. Penambahan limit switch ini bisa diaplikasikan untuk berbagai macam fungsi, sebagai contoh pada motor pembuka pintu gerbang dimana ketika pintu terbuka penuh maka motor harus berhenti operasi karena aliran arus menuju motor terputus via limit switch.
 |
| Penambahan device input limit switch ON |
 |
| Penambahan device input limit switch OFF |
Pada kondisi ladder diatas, motor dalam keadaan stop operasi. Device input berupa limit switch yang terpasang serial dengan rangkaian kontak input lainnya pada ladder baris pertama dengan alamat kontak input I0.3 berada pada kondisi terbuka. Motor selamanya tidak akan bisa dioperasikan meskipun device input push button start I0.0 ditekan. Adapun untuk mengoperasikan motor tersebut maka bisa terjadi jika limit switch I0.3 berubah kondisi menjadi close atau kontak input ladder limit switch I0.3 dirubah kondisinya pada ladder menjadi kontak NC jika device input limit switch tetap terbuka.
Sebenarnya untuk aplikasi motor pembuka pintu, motor tersebut harus dioperasikan dengan metoda forward reverse / putaran maju mundur. Akan terpasang 2 device input limit switch sebagai pembatas pintu terbuka full ( motor maju ) dan pintu tertutup full ( motor mundur ). Ladder diagram diatas tentunya harus dimodifikasi kembali. Mudah-mudahan saya bisa membahas topik ini diartikel berikutnya.
Sekedar catatan, Sebelum merangkai rangkaian kontrol menggunakan PLC, pastikan dahulu bahwa device eksternal yang nantinya dipasang bergabung dengan PLC memang mempunyai spesifikasi baik arus atau tegangan kerja yang menyesuaikan dengan PLC atau sebaliknya pilihlah PLC yang mempunyai spek yang sesuai dengan device eksternal yang akan diinstalasi bersama.
Demikianlah artikel tentang rangkaian kontrol motor listrik 3 fasa menggunakan PLC, untuk Pemula. Saran, masukan ataupun koreksi silahkan meninggalkan jejak di kolom komentar.
Refferensi Gambar : Manual & Guides Siemens Simatic S7
8 komentar untuk "Rangkaian Kontrol Motor Listrik 3 Fasa Menggunakan PLC, untuk Pemula"
mungkin teman2 pembaca yang lain bisa kasih rekomendasi...
Membantu sekali untuk sehat, tolng cara u copy boss.
maklum, penganggur berharap.
tengkyu.
Mohon maaf, semoga bermanfaat, terimakasih...
Silahkan berkomentar yang sesuai dengan topik, Mohon Maaf komentar dengan nama komentator dan isi komentar yang berbau P*RN*GRAFI, OB*T, H*CK, J*DI dan komentar yang mengandung link aktif, Tidak akan ditampilkan!