By Kurnia · Published September 30, 2026 · Revised October 29, 2026 · Version 3 · 24 min read
PLC lanjutan: I/O analog, penskalaan, PID, HMI, dan komunikasi
PLC membaca sinyal 4-20 mA sebagai cacah modul analog, menskalakannya ke satuan teknik, menyaringnya, dan menolak sinyal kegagalan menurut batas NAMUR NE 43 sebelum nilai itu masuk ke blok PID. Dibahas parameter blok PID pustaka PLC (bentuk algoritma, waktu cuplik tetap, aksi langsung atau balik, batas keluaran, anti-windup), HMI untuk status, alarm, resep, dan hak akses, serta Modbus RTU di atas RS-485 dan Modbus TCP: polaritas A/B, terminasi, bias, alamat, kode fungsi, dan penomoran register. Contoh kerja membaca suhu udara pengering dari transmiter 4-20 mA, menentukan kecepatan kipas dengan PID aksi langsung, dan menulis referensi frekuensi ke VFD lewat Modbus RTU, termasuk bingkai pesan dan reaksi aman saat komunikasi hilang. Alamat register, skala, dan setelan adalah ilustrasi; nilai sebenarnya diambil dari lembar data perangkat.
This chapter is still in Indonesian. Its English edition will follow.
Di ruang cuci komersial yang beroperasi sepanjang hari, pengering berkapasitas besar harus menjaga suhu udara panas dalam rentang sempit agar kain tidak rusak dan proses tetap efisien. Operator ingin melihat suhu, kelembapan, dan kecepatan kipas dari satu layar dan mengubah resep tanpa membongkar kabel, sedangkan kecepatan kipas menyesuaikan diri secara otomatis ketika suhu udara bergeser.
Suhu dan debit bersifat kontinu, tidak hanya "hidup" atau "mati", sehingga di atas logika diskret mesin itu membutuhkan tiga lapisan: sinyal analog dari transmiter proses, antarmuka operator berbasis layar sentuh, dan jaringan yang menghubungkan -K1 PLC dengan -P1 HMI serta -T1 penggerak frekuensi variabel (variable frequency drive, VFD). Setiap lapisan membawa cara gagalnya sendiri yang harus berakhir di keadaan aman.
Batas pembahasan
Bab ini membahas modul masukan analog 4-20 mA beresolusi 12 dan 16 bit, satu blok PID dari pustaka PLC, HMI, serta Modbus RTU dan Modbus TCP pada tingkat aplikasi dasar. Keamanan siber, HART, dan fieldbus lain di luar cakupan. Sinyal diskret, siklus scan, dan interlock perangkat keras ada di Bab 63 sampai Bab 65 tentang PLC, transmiter dan loop 4-20 mA di Bab 60 tentang sensor proses, kalibrasi di Bab 61, arti P, I, dan D di Bab 62, serta parameter dan pemasangan VFD di Bab 68 dan Bab 69.
Modul analog, resolusi, dan penskalaan
Modul analog mengubah sinyal 4-20 mA transmiter suhu -B1 menjadi bilangan bulat (cacah) di register -K1 PLC melalui konversi analog ke digital (A/D). Resolusi (resolution) modul adalah jumlah bit yang mewakili seluruh rentang sinyal. Modul 12 bit membagi rentangnya menjadi tingkat, dan langkah modul 16 bit 16 kali lebih halus. Setiap pabrikan menetapkan sendiri pemetaan cacah ke rentang arus; tabel berikut ilustrasi, dan lembar data modul aktual selalu menjadi acuan.
| Parameter | 12 bit | 16 bit |
|---|---|---|
| Jumlah tingkat | 4.096 | 65.536 |
| Cacah untuk 4 mA | 0 | 0 |
| Cacah untuk 20 mA | 4.095 | 65.535 |
| Resolusi arus | ≈ 0,0039 mA | ≈ 0,00024 mA |
Resolusi yang diperlukan ditentukan akurasi rantai ukur. Bab ini memakai aturan: langkah kuantisasi tidak lebih besar dari batas akurasi transmiter, sehingga galat kuantisasi (setengah langkah) hanya sedikit menambah galat transmiter. Untuk rentang 0 sampai 150 °C, langkah modul 12 bit adalah °C, jauh di bawah akurasi transmiter suhu yang lazim.
Penskalaan (scaling) adalah pengubahan cacah mentah menjadi satuan teknik untuk logika kendali dan tampilan -P1 HMI, dengan pemetaan linear dua titik dari Bab 2 tentang sensor dan sinyal:
dengan nilai dalam satuan teknik (°C), cacah mentah, dan cacah batas sinyal (0 dan 4.095 pada 12 bit), serta dan batas rentang transmiter (misalnya 0 dan 150 °C). Asumsinya hubungan arus dengan besaran fisik linear dan rentang transmiter sama dengan rentang di program; kebenarannya diperiksa dengan kalibrasi (Bab 61). Hitungan dilakukan dalam bilangan pecahan (REAL), atau bila terpaksa bilangan bulat, perkalian dikerjakan sebelum pembagian supaya pembulatan tidak memotong hasil.
Penyaringan sinyal dan deteksi sinyal putus
Interferensi dari VFD dan motor, pembumian pelindung yang keliru, dan sambungan yang memburuk menambahkan derau pada sinyal 4-20 mA (pemasangan kabelnya ada di Bab 60), sehingga tanpa penyaringan blok PID bereaksi terhadap gangguan yang tidak ada.
Filter digital
Filter rata-rata bergerak (moving average filter) adalah filter yang merata-ratakan sampel terakhir setiap kali PLC mencuplik; makin besar , makin halus tetapi makin lambat. Alternatifnya filter orde pertama digital (PT1):
dengan selang cuplik (s), konstanta waktu filter pilihan teknisi (s), sampel terbaru, dan keluaran sebelumnya. Rumus ini mengandaikan tetap, padahal waktu scan PLC berubah menurut panjang program dan beban komunikasi (Bab 63), sehingga filter, dan juga blok PID, dijalankan di tugas siklik berselang tetap, yaitu tugas periodik IEC 61131-3 seperti di Bab 64, atau memakai selang waktu terukur sebenarnya. Konstanta waktu filter dipilih jauh lebih kecil dari konstanta waktu proses supaya filter tidak menambah keterlambatan berarti pada loop.
Batas sinyal NE 43
Keunggulan sinyal 4-20 mA dibandingkan sinyal tegangan adalah deteksi kegagalan: arus di bawah 4 mA tidak pernah berarti nilai proses (PV) yang sah. Batasnya sama dengan Bab 60 tentang sensor proses, yaitu rekomendasi NAMUR NE 43:
| Arus | Arti menurut NE 43 | Perlakuan di program |
|---|---|---|
| ≤ 3,6 mA | kegagalan arah bawah; 0 mA berarti loop terbuka atau catu hilang | PV tidak sah, alarm alat ukur |
| 3,6 sampai 3,8 mA | celah antara kegagalan dan pengukuran | alarm di luar rentang, tunda singkat |
| 3,8 sampai 4,0 mA | di bawah rentang, sinyal jenuh | PV dibatasi ke batas bawah dan ditandai di bawah rentang |
| 4,0 sampai 20,0 mA | rentang pengukuran | PV normal |
| 20,0 sampai 20,5 mA | di atas rentang, sinyal jenuh | PV dibatasi ke batas atas rentang |
| 20,5 sampai 21 mA | celah antara pengukuran dan kegagalan | alarm di luar rentang, tunda singkat |
| ≥ 21 mA | kegagalan arah atas, atau kabel loop terhubung singkat | PV tidak sah, alarm alat ukur |
Pemeriksaan ini hanya mungkin bila modul dapat melaporkan arus di luar 4-20 mA. Modul ilustrasi 12 bit di atas membaca 0 mA dan 3,9 mA sebagai cacah 0, sehingga program bersandar pada bit diagnostik modul yang ambangnya dicek di lembar data terhadap NE 43. Modul ilustrasi kedua memetakan 0 sampai 24 mA ke cacah 0 sampai 24.000, sehingga satu cacah 1 µA dan batas NE 43 menjadi cacah 3.600, 3.800, 20.500, dan 21.000.
Ketika sinyal kegagalan terdeteksi, -K1 PLC memicu alarm di -P1 HMI, menandai PV tidak sah, dan menempatkan proses pada kondisi aman, misalnya mematikan pemanas. Nilai terakhir yang sah boleh dibekukan untuk tampilan, tetapi blok PID tidak boleh terus menghitung dari nilai beku itu; blok dipindah ke mode manual dengan keluaran aman. Pemeriksaan dilakukan setiap kali mencuplik, sebelum nilai masuk ke blok penskala maupun blok PID. Pembatas suhu reset manual tetap berupa perangkat keras terpisah yang tidak bergantung pada sinyal analog ini (Bab 58).
Blok PID di PLC
Blok kendali proporsional-integral-derivatif (PID) di PLC menerima nilai proses (PV) dan nilai acuan (setpoint, SP), menghitung galat, lalu menghasilkan keluaran (MV) ke aktuator; arti fisik ketiga bagiannya ada di Bab 62. IEC 61131-3 menetapkan bahasa pemrograman dan blok fungsi dasar seperti pewaktu, pencacah, dan deteksi tepi, tetapi tidak menetapkan blok PID baku. Blok PID berasal dari pustaka pabrikan, sehingga bentuk algoritma, satuan, dan nama parameternya dibaca dari dokumentasinya.
Satuan setelan. Blok yang menormalkan PV dan MV ke persen memakai tak berdimensi, sedangkan blok bersatuan teknik memakai persen per °C atau sejenisnya, sehingga angka setelan tidak dapat dipindahkan antarblok tanpa mengetahui normalisasinya; dan dalam detik. Dalam bentuk standar integral mati bila menuju tak hingga, tetapi sebagian blok membaca sebagai "integral mati" dan blok lain menolaknya. Pada sinyal berderau atau beresolusi kasar, aksi derivatif diperkecil atau dimatikan ().
Aksi langsung atau balik. Pada aksi balik (reverse acting), keluaran naik bila PV turun di bawah SP, seperti pemanas; pada aksi langsung (direct acting), keluaran naik bila PV naik di atas SP, seperti kipas pendingin. Arah yang salah membuat loop mendorong proses menjauh dari acuan, sehingga arah aksi ditetapkan dari fisika prosesnya sebelum setelan lain disentuh.
Batas keluaran dan waktu cuplik. MV dibatasi antara dan , misalnya 0% sampai 100% rentang referensi frekuensi VFD. Pembatasan ini wajib dikonfigurasi supaya aktuator tidak menerima sinyal di luar rentang operasinya, dan dikonfigurasi dalam blok PID, bukan program logika tangga terpisah, supaya anti-windup mengetahui batasnya. Blok dijalankan dengan waktu cuplik tetap, seperti filter, karena dan dihitung dari selang cuplik itu.
Windup integral (integral windup) adalah keadaan ketika MV sudah di batasnya tetapi galat masih bertanda sama, sehingga integrator terus menjumlahkan galat dan MV berbalik terlambat setelah acuan tercapai. Anti-windup yang paling umum adalah penjepitan (clamping): ketika MV menyentuh batas, akumulasi integral dihentikan. Parameter anti-windup blok pustaka dipastikan aktif saat komisioning, dan setelan akhirnya dicatat sebagai bukti komisioning seperti di Bab 52.
HMI: layar status, alarm, resep, dan hak akses
-P1 HMI (human-machine interface, antarmuka manusia-mesin) adalah jendela operator ke dalam sistem kendali: layar status menampilkan nilai proses terpenting tanpa menggulir, dan halaman lain berhierarki untuk teknisi dan pemilik usaha.
Manajemen alarm. Fungsi utama sistem alarm menurut IEC 62682:2022 adalah memberi tahu operator tentang kondisi proses tidak normal atau kerusakan peralatan dan mendukung tanggapannya. Setiap alarm karena itu menuntut tindakan operator dan diberi prioritas menurut akibat dan waktu tanggap yang tersedia; pemberitahuan tanpa tindakan dicatat sebagai kejadian supaya layar tidak dibanjiri. Penghentian otomatis proses adalah fungsi kendali atau pengaman; alarm hanya melaporkannya.
Resep (recipe) adalah kumpulan nilai acuan, seperti suhu dan waktu, untuk satu jenis produk. Operator memilih nomor resep dari layar, lalu -K1 PLC memuat parameternya setelah memeriksa bahwa nilainya di dalam batas aman mesin.
Hak akses (user level) umumnya tiga tingkat, masing-masing berkata sandi dan perubahannya dicatat: operator (melihat status, memilih resep, dan mengakui alarm), teknisi (mengubah nilai acuan), dan insinyur atau pelatih (mengubah parameter PID dan konfigurasi). HMI bukan perangkat keselamatan: stop darurat tetap tombol fisik yang memutus di luar PLC, bukan ikon di layar sentuh (Bab 49).
Komunikasi Modbus RTU dan TCP
Modbus menghubungkan -K1 PLC dengan -P1 HMI dan -T1 VFD tanpa satu kabel per sinyal, lewat RS-485 (Modbus RTU) atau Ethernet (Modbus TCP). Satu perangkat (klien) memulai semua transaksi dan perangkat lain (server) hanya menjawab ketika dipanggil; spesifikasi jalur serial menyebut keduanya master dan slave.
RS-485: polaritas, terminasi, dan bias
RS-485 (standar TIA-485-A) memakai sepasang kawat terpilin (twisted pair) untuk sinyal diferensial. Sinyal diferensial tahan terhadap derau mode bersama dari VFD dan motor, selama tegangan mode bersamanya di dalam rentang kerja penerima (−7 V sampai +12 V).
Penamaan A dan B tidak seragam: spesifikasi Modbus menamai kawat D1 (B/B′) dan D0 (A/A′), dengan D1 lebih positif untuk biner 1, keadaan diam jalur, sesuai standar yang menyatakan terminal A negatif terhadap B untuk biner 1.
Banyak pabrikan IC pemancar-penerima memakai penamaan sebaliknya, A lebih positif untuk data 1, sehingga polaritas perangkat berbeda merek dicocokkan dari lembar data masing-masing.
Terminasi (termination) adalah resistor di dekat kedua ujung kabel bus yang mencegah pantulan sinyal; perangkat di tengah bus tidak diterminasi. Kabel RS-485 umumnya berimpedansi karakteristik 120 Ω dan diterminasi 120 Ω di setiap ujung; spesifikasi Modbus menyebut 150 Ω, atau 120 Ω seri dengan kapasitor 1 nF. Supaya penerima tidak membaca data acak saat bus diam, spesifikasi itu meminta satu pasang resistor polarisasi (bias) 450 sampai 650 Ω untuk seluruh bus bila ada perangkat yang membutuhkannya. Kabel -W1 membawa D0-D1 pada satu pasangan terpilin ditambah kawat Common sebagai acuan bersama, dengan pelindung dibumikan ke PE di satu ujung.
Tanpa repeater, satu bus boleh memuat 32 perangkat; pada 9.600 baud dengan kawat AWG 26 atau lebih besar panjangnya sampai 1.000 m, dan cabang ke perangkat tidak lebih dari 20 m. Angka 20 m itu batas atas spesifikasi, bukan panjang anjuran: cabang dari jalur utama ke perangkat tetap dibuat sependek mungkin, dan perangkat baru lebih baik disisipkan pada jalur bus, seperti urutan menambah perangkat di Bab 5 · Komputasional tentang komunikasi data perangkat lapangan.
Parameter serial dan alamat
Semua perangkat dalam satu segmen RS-485 berparameter identik. Spesifikasi Modbus mewajibkan 9.600 dan 19.200 baud dengan 19.200 sebagai bawaan; kecepatan lain seperti 38.400 baud boleh dipakai bila semua perangkat mendukungnya. Satu karakter RTU berisi 11 bit: 1 bit mulai, 8 bit data, 1 bit paritas, dan 1 bit henti. Paritas genap (even) wajib didukung; tanpa paritas, bit henti menjadi 2 supaya karakter tetap 11 bit. Bingkai dipisahkan jeda senyap sekurangnya 3,5 waktu karakter (tetap 1,75 ms di atas 19.200 baud) dan diakhiri CRC 16 bit. Setiap server beralamat unik 1 sampai 247, dan alamat 0 dipakai untuk pesan siaran yang tidak dijawab.
Modbus TCP
Modbus TCP membungkus pesan Modbus dalam paket TCP/IP yang dikirim ke port terdaftar 502, tanpa baud rate, paritas, atau CRC Modbus, karena pemeriksaan galat diserahkan ke TCP/IP dan Ethernet. Jaringan mesin tetap dipisahkan dari jaringan kantor karena Modbus tidak memiliki autentikasi.
Kode fungsi dan penomoran register
Modbus mengenal empat tabel data: masukan diskret (1 bit, hanya baca), koil (1 bit, baca-tulis), input register (16 bit, hanya baca), dan holding register (16 bit, baca-tulis).
| Kode fungsi | Operasi pada tabel data |
|---|---|
| 01 | Baca koil |
| 02 | Baca masukan diskret |
| 03 | Baca holding register (1 sampai 125 register) |
| 04 | Baca input register |
| 05 | Tulis satu koil |
| 06 | Tulis satu holding register |
| 15 | Tulis banyak koil |
| 16 | Tulis banyak holding register (1 sampai 123 register) |
Menurut spesifikasi, data bernomor X dalam model data dialamatkan sebagai X − 1 di dalam pesan, karena alamat pesan dimulai dari 0. Manual perangkat sering memakai notasi lama "4xxxx", misalnya 40002 untuk holding register nomor 2 yang di pesan beralamat 1; notasi ini tidak ada di spesifikasi Modbus. Perangkat yang menolak permintaan membalas dengan kode fungsi ditambah 80 heksadesimal dan kode pengecualian, misalnya 02 untuk alamat data yang tidak diizinkan.
Kehilangan komunikasi
Klien menunggu jawaban sampai batas waktu tunggu (response time-out) yang jauh di atas waktu transaksi; spesifikasi jalur serial menyebut nilai lazim 1 s sampai beberapa detik pada 9.600 baud. Pengawas komunikasi -T1 VFD melapor gangguan bila permintaan tidak datang dalam waktu yang disetel, lalu bereaksi menurut pilihan yang ditetapkan dari analisis risiko: berhenti terkendali, memutus keluaran, atau berputar pada kecepatan tetap yang disetel untuk pendinginan. Pilihan "lanjut pada kecepatan terakhir" tidak dipakai, karena nilainya ditentukan kebetulan saat komunikasi putus. Referensi ditulis berulang dengan selang tetap, bukan hanya saat berubah, dan waktu pengawas disetel di atas selang itu ditambah ulangan; setelannya dibahas di Bab 68.
Contoh kerja
Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya. Semua angka itu, termasuk alamat, register, skala, dan setelan perangkat, tidak mewakili spesifikasi produk tertentu, dan pengukuran di panel mengikuti Kondisi berhenti 1. Contoh 1 dan 2 memakai pengering di pembuka bab: -B1 mengukur suhu udara masuk drum, pemanas -E1 berdaya tetap, dan PID mengatur kipas sirkulasi -M1 lewat -T1 dengan Modbus RTU 19.200 baud.
| Parameter | Nilai |
|---|---|
| Modul analog | 12 bit, cacah 0 sampai 4.095 untuk 4-20 mA |
| Rentang transmiter -B1 | 0 sampai 150 °C |
| Alamat Modbus -T1 VFD | 2 |
| Register referensi frekuensi | 40002 (holding register nomor 2, alamat pesan 1) |
| Skala register frekuensi | 0 = 0 Hz; 10.000 = 50 Hz |
| Batas keluaran blok PID | 15 sampai 50 Hz untuk MV 0 sampai 100% |
| Nilai acuan suhu udara (resep HMI) | 80 °C |
Contoh 1: suhu udara pengering menjadi referensi frekuensi. Untuk udara 95 °C, rumus penskalaan dibalik:
Modul melaporkan 2.593 atau 2.594, yang diskalakan kembali menjadi 94,98 atau 95,02 °C, selisih satu langkah kuantisasi 0,037 °C, lalu menjadi PV setelah lolos pemeriksaan NE 43 dan filter. Dengan daya pemanas tetap , kenaikan suhu udara melewati pemanas adalah , dengan laju aliran massa udara (kg/s) dan kalor jenis udara (J/(kg·K)). Kipas yang lebih cepat menambah dan menurunkan suhu, sehingga blok dikonfigurasi aksi langsung. Dengan SP = 80 °C dan PV = 95 °C, galat °C: proses terlalu panas. Blok aksi langsung membalik tanda galat (memakai °C), sehingga MV dan kecepatan kipas naik. Bila keluaran PID saat itu 35%:
Contoh 2: menulis referensi ke VFD dan kehilangan komunikasi. Skala 10.000 = 50 Hz memberi faktor per Hz, sehingga referensi Contoh 1 menjadi
-K1 PLC mengirim kode fungsi 06 ke alamat 2, alamat register 1 (untuk 40002), dengan nilai 5.450 atau 154A heksadesimal. Bingkainya dalam heksadesimal 02 06 00 01 15 4A, diikuti CRC 57 5E (byte rendah dulu), dan jawaban normalnya gema bingkai yang sama. -T1 VFD membagi nilai itu dengan 200 dan menjalankan motor -M1 pada 27,25 Hz; tanpa konversi skala, motor berputar pada kecepatan salah. Salah membaca 40002 sebagai alamat pesan 2 membuat nilai jatuh ke register lain atau dibalas kode pengecualian 02.
Pada 19.200 baud, satu karakter 11 bit memerlukan ms dan bingkai 8 byte 4,58 ms, sehingga permintaan dan jawaban beserta dua jeda senyap 3,5 karakter (masing-masing 2,0 ms) memerlukan sekitar 13,2 ms ditambah waktu tanggap VFD; batas waktu tunggu di -K1 dipilih jauh di atasnya. Bila jawaban tidak datang dalam batas waktu dan jumlah ulangan yang dikonfigurasi, PLC memicu alarm komunikasi, mematikan pemanas -E1 melalui keluaran dan kontaktornya sendiri, dan menghentikan tahap pemanasan; alarm itu juga meminta operator bertindak menurut Kondisi berhenti 3.
Contoh 3: tekanan uap laundry rumah sakit pada modul 0 sampai 24 mA. Transmiter tekanan -B2 0 sampai 10 bar tersambung ke modul ilustrasi kedua, sehingga 4 mA bercacah 4.000 dan 20 mA bercacah 20.000. Cacah 12.400 memberi
Cacah 20.700 (20,7 mA) jatuh di celah 20,5 sampai 21 mA, sehingga program memberi alarm di luar rentang dengan tunda singkat. Cacah 21.400 (21,4 mA) adalah sinyal kegagalan arah atas, misalnya kabel loop terhubung singkat: PV tidak sah, alarm alat ukur, dan PID ke manual dengan keluaran aman. Pemeriksaan NE 43 berjalan sebelum penskalaan.
Contoh 4: filter suhu air panas laundry hotel. Saluran suhu dicuplik di tugas siklik ms dengan s, lalu bacaannya melompat dari 60 °C ke 70 °C:
Keluaran filter baru mencapai sekitar 66,4 °C (63% lompatan) setelah 21 siklus atau 2,1 s, keterlambatan yang kecil terhadap pemanasan air yang berlangsung menit.
Contoh 5: siklus Modbus RTU empat VFD pengering hotel. -K1 menulis referensi ke empat VFD dengan kode fungsi 06 pada 9.600 baud:
Dengan waktu tanggap VFD 10 ms, satu transaksi 36,4 ms dan empat VFD sekitar 145 ms, sehingga selang tulis 250 ms cukup. Batas waktu tunggu di -K1 tetap jauh di atas 36 ms dan pengawas tiap VFD disetel di atas selang tulis ditambah waktu ulangan, sehingga satu jawaban yang hilang tidak langsung menghentikan pengering.
Contoh 6: resistansi terminasi bus RS-485 laundry hotel. Bus 300 m pada 19.200 baud memuat -K1 dan enam VFD: tujuh perangkat di bawah 32, dan , di bawah aturan praktis untuk hasil kali panjang (m) dan laju data (bit/s). Dengan semua perangkat padam, resistansi D0-D1 terukur 40 Ω. Dua terminasi 120 Ω memberi 60 Ω, sedangkan tiga memberi
sehingga satu perangkat di tengah bus masih diterminasi; terminasi itu dilepas, dan hanya kedua ujung bus yang diterminasi. Tafsir ini hanya untuk terminasi resistor murni, karena terminasi 120 Ω seri 1 nF tidak terbaca ohmmeter DC.
Kondisi berhenti
Pekerjaan atau operasi dihentikan dalam keadaan berikut, dan kelanjutannya diputuskan personel kompeten yang ditugaskan atas mesin dan panel itu.
- Pengukuran di panel yang juga berisi sirkit 230/400 V tidak dimulai kecuali oleh personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD, atau setelah panel diisolasi.
- Sinyal kegagalan NE 43 atau bit diagnostik modul aktif: blok PID tetap di mode manual dengan keluaran aman dan pemanas mati sampai penyebabnya ditemukan.
- Alarm komunikasi muncul saat tahap pemanasan pengering: operator mengeluarkan dan menyebar linen, karena linen panas yang tidak didinginkan dapat menyala sendiri (Bab 15 · Laundry).
- Pemanas dapat tetap menyala ketika kipas berhenti, bahaya terbesar pengering, atau sakelar aliran udara, pembatas suhu reset manual, atau stop darurat hanya bekerja lewat PLC, Modbus, atau ikon HMI: mesin tidak dioperasikan sampai sakelar aliran udara dan pembatas suhu memutus kontaktor pemanas secara perangkat keras (Bab 58) dan stop darurat berupa tombol fisik yang memutus di luar PLC (Bab 49).
Salah tafsir yang sering terjadi
Guess what’s wrong first, then open the explanation.
Common misconception
Resolusi tinggi selalu lebih baik.
Why is it wrong?
Resolusi modul hanya bermakna bila akurasi transmiter sebanding. Transmiter suhu ±0,5 °C pada rentang 0 sampai 150 °C, dengan aturan langkah tidak melebihi akurasi, hanya memerlukan tingkat, jauh di bawah kemampuan modul 12 bit; modul 16 bit di sini tidak memperbaiki mutu kendali.
Common misconception
Label A dan B RS-485 selalu cocok antarmerek.
Why is it wrong?
Karena standar dan banyak IC memakai penamaan berlawanan, menyambung A ke A dan B ke B antara dua merek membuat perangkat yang terbalik tidak pernah menjawab, atau seluruh bus diam bila yang terbalik adalah klien. Polaritas dicocokkan dari lembar data setiap perangkat dan ditandai jelas pada terminal -X1.
Common misconception
Satu terminasi di ujung bus sudah cukup.
Why is it wrong?
Terminasi dipasang di dekat kedua ujung fisik kabel bus dan tidak di perangkat tengah; tiga atau empat terminasi paralel membebani pemancar melampaui beban uji 54 Ω standar.
Common misconception
Anti-windup otomatis aktif.
Why is it wrong?
Tidak semua blok PID mengaktifkannya secara bawaan, sehingga parameter anti-windup dan batas keluarannya diverifikasi saat komisioning, terutama pada proses yang hanya dapat memanaskan; tanpanya, lewatan panjang muncul setelah acuan diubah atau setelah pemanasan awal.
Hubungan dengan bab lain
Bab ini bertumpu pada Bab 2 tentang sensor dan sinyal, serta Bab 60 sampai Bab 65 tentang instrumentasi proses dan PLC. Lanjutannya Bab 67 sampai Bab 69 tentang VFD, Bab 70 tentang keselamatan fungsional mesin, dan Bab 5 · Komputasional tentang komunikasi data perangkat lapangan. Pembatas suhu (Bab 58), stop darurat (Bab 49), pencatatan setelan (Bab 52), dan pendinginan linen (Bab 15 · Laundry) dirujuk di tempat pemakaiannya.
Latihan dan pembahasan
Angka dalam soal adalah data latihan; pemetaan cacah dan skala register perangkat nyata dibaca dari lembar datanya.
Try to answer first, then open the worked solution.
Modul 12 bit memetakan 4 mA ke cacah 0 dan 20 mA ke cacah 4.095, transmiter -B1 berentang 0 sampai 200 °C, dan modul melaporkan cacah 2.048. Berapakah suhunya?
See the worked solution
°C. Cacah 2.048 hampir tepat di tengah rentang 12 bit (titik tengahnya 2.047,5), sehingga hasilnya hampir setengah rentang transmiter.
-T1 VFD berskala register 0 = 0 Hz dan 20.000 = 60 Hz, dan blok PID menghasilkan 42 Hz. Bilangan bulat berapa yang ditulis -K1 ke holding register, dan apa akibatnya bila faktor skala dihitung lebih dulu dengan pembagian bilangan bulat?
See the worked solution
bila perkalian dikerjakan dulu. Pembagian bilangan bulat lebih dulu memotong menjadi 333, sehingga atau 41,96 Hz; hitung dalam REAL atau kalikan sebelum membagi supaya galat itu tidak membesar pada skala lain.
Transmiter tekanan -B2 0 sampai 10 bar berakurasi ±0,2% rentang. Dengan aturan langkah kuantisasi tidak melebihi akurasi, tentukan jumlah tingkat dan bit minimum modul analog.
See the worked solution
Langkah maksimum 0,2% rentang, jadi jumlah tingkat ; , jadi minimum 9 bit. Modul 12 bit jauh melampauinya, tetapi aturan ini anggapan bab dan resolusi efektif modul nyata dibatasi deraunya, jadi margin dianjurkan.
Filter PT1 dengan ms dijalankan di tugas siklik ms. Hitung , tuliskan persamaan filternya, dan nilai apakah filter ini lambat untuk loop suhu pengering berkonstanta waktu puluhan detik.
See the worked solution
, sehingga . Konstanta waktunya hanya 0,5 s (sekitar 50 siklus mencapai 63%), jadi terhadap proses puluhan detik filter ini ringan dan hanya meredam derau cepat dari VFD.
Saat komisioning, modul ilustrasi kedua terus melaporkan cacah 3.550 pada saluran -B1 padahal udara sekitar 60 °C, dan teknisi menyimpulkan kabel -W1 putus. Tepatkah? Apa yang diperiksa berikutnya, dan apa yang dilakukan program PLC?
See the worked solution
Tidak tepat. Cacah 3.550 berarti 3,55 mA, di bawah 3,6 mA: sinyal kegagalan arah bawah NE 43, sedangkan kabel putus memberi 0 mA; loop utuh dan transmiter melaporkan kegagalan, paling sering pada sensor atau kawatnya (tabel diagnosis Bab 60). Berikutnya diperiksa pesan diagnosis transmiter dan, setelah sirkit diisolasi, resistansi elemen sensor; pengukuran arus di panel mengikuti Kondisi berhenti 1. Program menandai PV tidak sah, memicu alarm, memindah PID ke manual dengan keluaran aman, dan mematikan pemanas.
Bus RS-485 80 m menghubungkan -K1 PLC (klien), -T1 VFD (alamat 1), dan -T2 VFD (alamat 2). Komunikasi ke -T2 sesekali gagal pada 38.400 baud tetapi selalu berhasil pada 9.600 baud. Sebutkan tiga kemungkinan penyebab dan pembedanya.
See the worked solution
Pertama, bias tidak ada atau terminasi berlebih: resistansi D0-D1 diukur dengan semua perangkat padam; dua terminasi 120 Ω memberi sekitar 60 Ω, dua 150 Ω sekitar 75 Ω, dan terminasi 120 Ω seri 1 nF tidak terbaca ohmmeter DC. Kedua, kabel bukan pasangan terpilin, berkapasitansi tinggi, atau -T2 dicabangkan panjang; panjang bus bukan penyebab karena jauh di bawah (Contoh 6). Ketiga, waktu tanggap atau jeda -T2 melampaui batas waktu tunggu klien pada kecepatan tinggi. Pada penghitung diagnosis, galat CRC dan paritas menunjuk ke sinyal, sedangkan waktu habis tanpa galat CRC ke pewaktuan atau alamat.
Referensi
External sources
- IEC 61131-3:2025 (Ed. 4.0), Programmable controllers, Part 3: Programming languageswebstore.iec.ch
- IEC 62682:2022 (Ed. 2.0), Management of alarm systems for the process industrieswebstore.iec.ch
- MODBUS over Serial Line Specification and Implementation Guide V1.02 (20 Desember 2006), organisasi Modbusmodbus.org
- MODBUS Application Protocol Specification V1.1b3 (26 April 2012), organisasi Modbusmodbus.org
- Catatan aplikasi pabrikan IC SLLA070D: RS-422 and RS-485 Standards Overview and System Configurations (sekunder)ti.com
- RS-485, polaritas terminal A/B menurut standar dan penamaan pabrikan (sekunder)en.wikipedia.org
- Catatan aplikasi pabrikan IC AN-960: RS-485/RS-422 Circuit Implementation Guide (sekunder)analog.com
- Panduan desain RS-485 pabrikan IC, SLLA272D (sekunder)ti.com
- MODBUS Messaging on TCP/IP Implementation Guide V1.0b (24 Oktober 2006), organisasi Modbusmodbus.org
Revision history
| Date | Version | Change |
|---|---|---|
| October 29, 2026 | 3 | Revised to the chapter standard |
| October 20, 2026 | 2 | Expanded in wave R10: worked examples, stop conditions, and cross-chapter references |
| September 30, 2026 | 1 | First published |
How to cite
Kurnia (2026). PLC lanjutan: I/O analog, penskalaan, PID, HMI, dan komunikasi. ARSTEMA Academy. Revised October 29, 2026. arstema.com/academy/konsep/plc-lanjutan-i-o-analog-penskalaan-pid-hmi-dan-komunikasi
Self-check · 3 questions
Check your understanding before moving on
Write your answer in your own words, then compare it with the worked solution from this chapter’s exercises. The system doesn’t judge open answers as right or wrong; you decide which parts you’ve understood.
Modul 12 bit memetakan 4 mA ke cacah 0 dan 20 mA ke cacah 4.095, transmiter -B1 berentang 0 sampai 200 °C, dan modul melaporkan cacah 2.048. Berapakah suhunya?
-T1 VFD berskala register 0 = 0 Hz dan 20.000 = 60 Hz, dan blok PID menghasilkan 42 Hz. Bilangan bulat berapa yang ditulis -K1 ke holding register, dan apa akibatnya bila faktor skala dihitung lebih dulu dengan pembagian bilangan bulat?
Transmiter tekanan -B2 0 sampai 10 bar berakurasi ±0,2% rentang. Dengan aturan langkah kuantisasi tidak melebihi akurasi, tentukan jumlah tingkat dan bit minimum modul analog.
Nearby chapters
Reading order by shelf: Electrical & Control · Chapter 65.