Abstrak
Matematika dikenal sebagai ilmu
dasar dari berbagai bidang lainnya. Pembelajaran matematika melatih kita untuk
berpikir kritis, logis, analitis, dan sistematis. Peran matematika tidak hanya
sebatas hal tersebut. Perkembangan bidang ilmu lain, seperti fisika, biologi,
ekonomi ataupun berbagai bidang ilmu sosial, tidak terlepas dari peran
matematika. Matematika juga sangat pantas disebut sebagai jembatan ilmu
pengetahuan dan teknologi. Sebagai contoh, kemajuan teknologi luar angkasa yang
sangat pesat di jaman sekarang karena kemajuan bidang ilmu fisika. Banyak ilmu yang
berkembang atas dasar penerapan konsep dari matematika. Salah satunya
perkembangan ilmu komputer yang sedang berkembang pesat dalam era informasi
sekarang ini. Jaringan komputer, komputer grafis, aplikasi dari berbagai
softwere diambil dari penerapan konsep dan pemikiran dari para ahli yang telah
dirangkum dalam ilmu matematika. Teori grup, struktur aljabar, statistika dan
peluang, kalkulus semua itu sangat aplikatif dalam dunia science dan teknologi
.
Programmable Logic Controller (PLC)
merupakan suatu piranti yang dibuat sebagai pengganti kumpulan relay-relay
mekanik yang digunakan dalam sistem kontrol.
PLC bekerja dengan cara membaca status (kondisi) yang dialami oleh
inputnya, untuk kemudian digunakan dalam pengubahan status output-nya. Sedangkan bentuk dan jumlah pengubahan yang
terjadi pada output PLC, tergantung pada program yang diberikan oleh user dalam
bentuk diagram ladder yang disebut dengan program aplikasi kendali. Sistem Operasi PLC yang berbasis pada
mikrokontroller ATMEL AT89S8252 ini, ketika diaktifkan akan melakukan pembacaan
modul modul masukan, mengeksekusi program aplikasi kendali dan mengupdate modul
modul keluarannya. Rangkaian satu siklus proses tersebut disebut siklus scan.
Instruksi yang dapat dieksekusi oleh sistem operasi PLC ini dapat berupa fungsi
kombinasional, sekuensial, pewaktu dan pencacah. Selain itu PLC harus dapat berkomunkasi
dengan divais lain (komputer) melalui RS232 secara asinkron. Komunikasi ini
meliputi dowload, upload dan monitor PLC.
I.
Pendahuluan
1.1.
Latar Belakang
Dengan semakin
pesatnya perkembangan teknologi pada saat sekarang
ini. Berbagai macam teknologi banyak bemunculan mulai dari teknologi yang baru
ditemukan, sampai teknologi yang merupakan perkembangan dari teknologi-teknologi sebelumnya. Khususnya pada bidang kontrol, teknologi-teknologi yang diterapkan berkembang dengan pesat pula dimana pada saat ini proses didalam sistem kontrol tidak hanya
berupa suatu rangkaian kontrol dengan menggunakan peralatan kontrol yang
dirangkai secara listrik. Tetapi sudah menggunakan peralatan kontrol dengan
sistem pemograman yang dapat diperbaharui atau lebih populer disebut dengan
nama PLC ( Programmable Logic Controller) selain itu juga pada saat ini di industri-industri sistem pengontrolan tidak hanya
menggunakan PLC saja tetapi sudah dipadukan dalam penerapannya dengan HMI ( Human Machine Inteface) sehingga dalam
pengontrolannya sudah dapat dilakukan dari depan monitor komputer saja dengan
tampilan simulasi yang menarik.
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan
masalahnya adalah sebagai berikut:
1.
Apa itu PLC?
2.
Apa Penerapan Logika
matematika dalam bidang Komputer?
1.3. Tujuan
·
Manfaat belajar kalkulus bagi
mahasiswa teknik informatika
·
Untuk mengetahui penggunaan
kalkulus dalam teknik informatika
·
Untuk mengetahui penerapan
Logika Matematika khususnya dalam bidang Programmable Logic Controller (PLC)
II.
Pembahasan
1.
Programmable Logic Controllers (PLC)
Programmable
Logic Controllers (PLC) adalah komputer elektronik yang mudah digunakan (user
friendly) yang memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat
kesulitan yang beraneka ragam.
Definisi
Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah :sistem elektronik
yang beroperasi secara dijital dan didisain untuk pemakaian di lingkungan
industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk
penyimpanan secara internal instruksi-instruksi yang mengimplementasikan
fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan
operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O
digital maupun analog.
Berdasarkan namanya konsep PLC
adalah sebagai berikut :
1.
Programmable, menunjukkan
kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yang
dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.
2.
Logic, menunjukkan kemampuan
dalam memproses input secara aritmatik dan logic (ALU), yakni melakukan operasi
membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR,
dan lain sebagainya.
3.
Controller, menunjukkan
kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output
yang diinginkan.
PLC ini
dirancang untuk menggantikan suatu rangkaian relay sequensial dalam suatu
sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat dikendalikan, dan
dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki pengetahuan di bidang pengoperasian
komputer secara khusus. PLC ini memiliki bahasa pemrograman yang mudah dipahami
dan dapat dioperasikan bila program yang telah dibuat dengan menggunakan
software yang sesuai dengan jenis PLC yang digunakan sudah dimasukkan.Alat ini
bekerja berdasarkan input-input yang ada dan tergantung dari keadaan pada suatu
waktu tertentu yang kemudian akan meng-ON atau meng-OFF kan output-output. 1
menunjukkan bahwa keadaan yang diharapkan terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan
yang diharapkan tidak terpenuhi. PLC juga dapat diterapkan untuk pengendalian
sistem yang memiliki output banyak.
Fungsi dan
kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus. Secara
umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:
1.
Sekuensial Control.
PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk
keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga
agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan
yang tepat.
2.
Monitoring Plant.
PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya
temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan
sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas)
atau menampilkan pesan tersebut pada operator.
Sedangkan
fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke CNC (Computerized
Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan input ke CNC untuk
kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai
ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai
untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan sebagainya. Prinsip
kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses yang dikendalikan lalu
melakukan serangkaian instruksi logika terhadap sinyal masukan tersebut sesuai
dengan program yang tersimpan dalam memori lalu menghasilkan sinyal keluaran
untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya.
2.
Tipe-tipe PLC
Pada masa
kini PLC dibagi menjadi beberapa tipe yang dibedakan berdasarkan ukuran dan
kemampuannya. Dan PLC dapat dibagi menjadi jenis-jenis berikut
·
Tipe compact
Ciri
– ciri PLC jenis ini ialah :
a.
Seluruh
komponen (power supply, CPU, modul input – output, modul komunikasi) menjadi
satu
b.
Umumnya
berukuran kecil (compact)
c.
Mempunyai
jumlah input/output relatif sedikit dan tidak dapat diexpand
d.
Tidak
dapat ditambah modul – modul khusus
·
Tipe modular
Ciri
– ciri PLC jenis ini ialah :
a.
Komponen
– komponennya terpisah ke dalam modul – modul
b.
Berukuran
besar
c.
Memungkinkan
untuk ekspansi jumlah input /output (sehingga jumlah lebih banyak)
d.
Memungkinkan
penambahan modul – modul khusus
3.
Tipe
PLC berdasarkan cara operasinya dapat dibedakan menjadi 3 tipe yaitu :
a.
Berbasis
Rak atau sistem berbasis alamat
PLC dengan susunan rak-rak disebut juga
sistem berbasis alamat, karena modul-modul input dan output (I/O) dalam rak
merupakan jalan lalu lintas sinyal input atau output melalui alamat yang sesuai
dengan tempat dimana rak tersebut terpasang. Modul
input atau output pada umumnya berfungsi sebagai terminal antarmuka (interface)
dimana perangkat luar dapat dipasangkan, sebagai rangkaian pengkondisi sinyal
yang menjembatani sinyal PLC dengan sinyal yang didapat dari perangkat luar.
b.
Sistem Berbasis Tag
Beberpa vendor
menggunakan tipe ini karena dapat digunakan untuk perangkat lunak berbahasa
tingkat tinggi (bukan bahasa mesin), seperti BASIC dan C. Pada PLC tipe ini, sistem
pengalamatan, pemberian nama variabel perangkat input dan output dapat
dibuat/dirancang pada sistem. Setiap variabel adalah sebuah Tag dan
masing-masing diberi nama. Jika sebuah Tag atau variabel didefinisikan, maka
tipe data yang ditunjukan oleh Tag atau variabel tersebut akan dideklarasikan.
c.
Soft PLC atau Kontrol Berbasis Personal Computer (PC)
Personal computer
(PC) dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi program sekaligus menjalankan
perangkat yang dikontrol PLC. Di Industri, kartu I/O sebuah PC dapat digunakan
antarmuka (interface) bagi perangkat-perangkat luar diluar PLC dan PC juga
dapat difungsikan sebagai PLC. Soft PLC sangat efektif digunakan untuk kontrol
ON/OFF atau sebuah proses kontrol yang berurutan dan kontrol lain yang hanya sedikit
memerlukan perhitungan numerik.
4.
Prinsip
Kerja PLC
Prinsip kerja
sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses yang dikendalikan lalu
melakukan serangkaian instruksi logika terhadap sinyal masukan tersebut sesuai
dengan program yang tersimpan dalam memori lalu menghasilkan sinyal keluaran
untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya.
PLC memiliki dua
bagian dasar, yaitu : Input/Output interface system dan Central Processing
unit.
·
Input
Input yang akan
masuk ke dalam CPU berupa signal dari sensor atau tranducer. Signal sensor ini
terdapat dua jenis, yaitu: discrete signal dan analog signal. Discrete signal
berupa saklar biner dimana hanya sebuah ON atau OFF signal ( 1 atau 0, Benar
atau salah), Contoh nya : push button, limit switch dan level sensor. Sedangkan
analog signal menggunakan prinsip rentang suatu nilai antara nol hingga skala
penuh. Contoh nya dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika anda sedang memutar
volume speaker atau radio anda. Rentang nilai dari sensor ini akan
diinterpretasikan sebagai nilai-nilai integer oleh CPU PLC. CPU PLC pada saat
ini sering menggunakan 16 bit processor sehingga nilai integer nya memiliki
rentang -32768 hingga 32767. Contoh dari analog signal ini adalah sensor
tekanan, sensor temperature, dan sensor aliran. Analog signal dapat berupa
tegangan atau arus listrik dan nilai ini akan diproposionalkan dengan nilai
integer CPU, contohnya: sebuah analog 0
– 5 V atau 4 – 20 mA akan dikonversikan menjadi nilai integer 0 – 32767.
·
CPU
Semua aktivitas
atau pemprosesan data yang diambil dari sensor (data input) terjadi pada
Central Processing Unit (CPU). CPU ini memiliki tiga bagian utama, yaitu :
Processor, Memory System, dan System Power Supply.
Processor akan
memproses signal input secara aritmatik dan logic, yaitu melakukan operasi
logika, sequential, timer, counter dan mengolah fungsi-fungsi yang diinginkan
berdasarkan program yang telah ditentukan. Selain itu, processor juga mengolah
program yang ada di dalam memori, serta mengatur komunikasi antara input-output, memori dengan processor
itu sendiri.
·
Output
Hasil pemrosesan
data yang diolah pada CPU akan berupa signal keluaran digital yang dikirim ke
modul output untuk menjalankan actuator. Actuator ini dapat berupa motor
listrik, solenoid, heater, led display, injector, heater, pompa, dan lain-lain.
Actuator ini akan berfungsi sesuai instruksi dari CPU, jika pada CPU telah
diprogram timer ON dari lampu selama dua detik maka lampu pada aktuator akan menyala
selama dua detik dan kemudian setelah dua detik lampu akan OFF.
III.
Kesimpulan
Dari penjabaran
diatas diatas bisa disimpulkan mengenai peran penting logika matematika dalam
informatika dan ilmu komputer. Jika seseorang ingin mempelajari ilmu komputer,
maka ia tidak bisa terlepas dari penerapan ilmu logika matematika..Selain itu
penggunaan kalkulus dalam Teknik Informatika juga bisa ditemukan dalam beberapa
contoh berikut :
·
Logika
Metematika memiliki peran penting dalam bidang elektronika dan computer semisal
dalam pembuatan PLC (Programmable Logic Controller) yang merupakan suatu unit
khusus dibuat untuk pengontrol berbasis mikroprosesor yang memanfaatkan memori
yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi – instruksi dan untuk
mengimplementasikan fungsi–fungsi semisal logika, sequencing, pewaktu (Timing),
pencacahan (counting) dan aritmatika guna untuk mengontrol mesin – mesin dalam
industry
·
Penerapan pada
sistem digital yang didasari oleh logika matematika untuk membuat gerbang
logika (logic gates) dan arsitektur komputer sebagai inti mikroprosesor, otak
komputer atau central processing unit. Logika matematika (mathematical logic)
adalah cabang ilmu di bidang matematika yang memperdalam masalah logika, atau
lebih tepatnya memperjelas logika dengan kaidah-kaidah matematika.
·
Penerapan
logika matematika dalam ilmu komputer digunakan sebagai dasar dalam belajar
bahasa pemrograman, struktur data, kecerdasan buatan, teknik/sistem digital,
basis data, teori komputasi, rekayasa perangkat lunak, sistem pakar, jaringan
syaraf tiruan, dan lainlainnya yang mempergunakan logika secara intensif. Salah
satu contoh yang populer adalah sistem digital, yaitu bidang ilmu yang didasari
oleh logika untuk membuat gerbang logika (logic gates) dan arsitektur komputer
sebagai inti mikroprosesor, otak komputer atau central processing unit. Logika
Informatika didalam ilmu teknologi informasi berperan sangan penting dan hampir
selalu kita temui dalam pengembangan Hardware maupun Software. Contohnya Dalam
pengembangan di bidang software, Hampir setiap bahasa pemrograman menggunakan
dan menerapkan prinsip-prinsip logika. Oleh karena itu logika informatika bagi
dunia Teknologi Informasi merupakan dasar-dasar bagaimana sebuah Hardware atau
Software itu dibuat.
·
Perkembangan
terakhir ilmu logika adalah logika fuzzy, atau di Indonesia disebut logika
kabur atau logika samar. Implementasi logika fuzzy dapat ditemui pada pengatur
suhu udara (AC), mesin pencuci, kulkas, lainnya.
EmoticonEmoticon