Memahami Ladder Diagram dalam PLC Programming: Panduan Lengkap dan Praktis

Apakah Anda pernah penasaran tentang apa itu Ladder Diagram dalam PLC Programming? Jika Anda tertarik dalam dunia otomatisasi dan kontrol sistem, maka pemahaman tentang Ladder Diagram adalah suatu keharusan.

Seiring dengan perkembangan teknologi, Programmable Logic Controller (PLC) telah menjadi tulang punggung dalam mengendalikan berbagai sistem otomatis. PLC menggunakan bahasa pemrograman yang unik, di antaranya adalah Ladder Diagram, yang merupakan salah satu standar utama dalam PLC Programming.

Apa Itu Ladder Diagram?

Ladder Diagram atau Diagram Tangga adalah salah satu jenis notasi atau bahasa pemrograman yang digunakan dalam bidang otomasi dan kontrol industri. Ladder Diagram digunakan untuk merancang dan memprogram sistem kontrol logika dalam rangkaian elektronik, khususnya pada PLC (Programmable Logic Controller).

Ladder Diagram menggunakan simbol-simbol grafis yang mirip dengan tangga, sehingga diberi nama “Ladder Diagram“. Setiap tangga pada diagram tersebut merepresentasikan suatu program atau satu rangkaian kontrol logika. Simbol-simbol yang digunakan antara lain kontak (kontak NO dan NC), bobot (coil atau solenoid), relay, timer, counter, dan operator lainnya.

Dalam Ladder Diagram, aliran listrik diwakili oleh jalur horizontal yang disebut rung. Pada setiap rung, simbol-simbol tersebut digunakan untuk membentuk logika kontrol seperti fungsi logika AND, OR, NOT, dan sebagainya. Sekumpulan rung ini dihubungkan secara vertikal dengan menggunakan garis-garis yang disebut vertikal power rails yang menyediakan pasokan listrik.

Ladder Diagram sangat populer dan banyak digunakan dalam industri karena notasi ini mudah dipahami dan memudahkan perancangan serta pemrograman sistem kontrol logika. Dengan menggunakan Ladder Diagram, teknisi dan insinyur dapat dengan mudah mengatur dan mengendalikan berbagai peralatan dan proses di dalam pabrik atau sistem otomatisasi lainnya.

Bagian Penting Dasar dari Ladder Diagram dalam Pemrograman PLC

Dalam pemrograman PLC menggunakan Ladder Diagram, terdapat beberapa bagian penting yang harus dipahami. Berikut adalah beberapa bagian dasar yang menjadi inti dalam Ladder Diagram:

1. Rung

Rung dalam Ladder Diagram merujuk pada garis horizontal. Dalam Ladder Diagram, kita dapat memasukkan sejumlah rung sesuai dengan kebutuhan proyek yang sedang dibuat. Garis vertikal menunjukkan catu daya atau aliran listrik. 

2. Branch

Terdapat tiga jenis cabang (branch) pada Ladder Diagram, yaitu:

• Cabang Seri (Series Branch): Pada cabang seri, input atau output dihubungkan secara seri.
• Cabang Paralel (Parallel Branch): Pada cabang paralel, input atau output dihubungkan secara paralel.
• Nest Branch: Kombinasi cabang seri dan paralel dalam satu rung atau rung yang berbeda, disebut sebagai Nest Branch.

3. Input dan Output untuk Pemrograman PLC

Input dan output memegang peran krusial dalam pemrograman PLC. Input mengacu pada saklar atau tombol tekan (Push Button/PB). Sedangkan output mengacu pada kumparan (Coil), lampu, atau beban (Load). Input dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu dengan kontak Normally Open (NO) dan kontak Normally Closed (NC).

Selanjutnya, hal yang penting dalam pemrograman PLC adalah memberikan alamat (addressing) pada input dan output saat menulis program. Berbagai skema pengalamatan digunakan untuk berbagai merek PLC, dan setiap merek memiliki alamat yang berbeda-beda.

4. Pengalamatan (Addressing) Input dan Output PLC

Pengalamatan (addressing) input dan output pada PLC merupakan langkah penting dalam pemrograman. Dengan memberikan alamat yang tepat, PLC dapat mengenali dan berinteraksi dengan input dan output yang terhubung. Berikut adalah beberapa metode pengalamatan yang umum digunakan dalam PLC:

• Metode Pengalamatan Byte
• Metode Pengalamatan Kata (Word)
• Metode Pengalamatan Desimal

5. Instruksi

Instruksi pada pemrograman PLC digunakan untuk mengatur dan mengontrol operasi perangkat-perangkat terhubung. Beberapa instruksi umum yang digunakan dalam pemrograman PLC antara lain:

• Instruksi Kontak (Contact Instruction)
• Instruksi Kumparan (Coil Instruction)
• Instruksi Timer
• Instruksi Counter

Kenapa Harus Pakai Ladder Diagram?

Penggunaan Ladder Diagram (LD) memiliki beberapa alasan yang mendasarinya. Berikut adalah beberapa alasan mengapa Ladder Diagram menjadi pilihan yang baik dalam pemrograman PLC:

• Konstruksi Logika Sederhana: Ladder Diagram menggunakan konstruksi logika sederhana yang mudah dipahami. Simbol-simbol grafis yang digunakan dalam LD memungkinkan pemrogram dan teknisi untuk dengan cepat memahami alur logika program dan mengidentifikasi hubungan antara input dan output.
• Kemudahan Pembelajaran: Ladder Diagram relatif mudah dipelajari dan dipahami oleh pemula. Bahkan bagi mereka yang tidak memiliki latar belakang pemrograman yang kuat, LD dapat dipelajari dengan cepat karena mirip dengan diagram rangkaian elektronik konvensional yang sudah dikenal. 
• Tindakan yang Dijalankan oleh Setiap Simbol: Setiap simbol pemrograman dalam Ladder Diagram memiliki tindakan tertentu yang dijalankan. Hal ini memungkinkan pemrogram untuk dengan jelas mengatur langkah-langkah yang harus diambil oleh PLC berdasarkan kondisi input yang diberikan. 
• Representasi yang Baik untuk Logika Diskrit: Ladder Diagram memiliki representasi yang baik untuk logika diskrit, seperti saklar on/off atau kondisi biner. Ini membuatnya cocok untuk mengontrol sistem-sistem yang bekerja dengan logika diskrit, seperti pengendalian saklar, pemrosesan sinyal digital, atau logika Boolean.
• Kemudahan dalam Memecahkan Masalah: Ladder Diagram memudahkan dalam memecahkan masalah dan melakukan pemeliharaan. Alur logika program dalam LD dapat dipecah menjadi bagian-bagian yang terpisah, yang memudahkan dalam mencari kesalahan atau perubahan yang diperlukan. Pemrogram dapat dengan mudah menganalisis setiap bagian rung secara terpisah untuk mengidentifikasi dan memperbaiki masalah.

Dasar-dasar Ladder Diagram

Berikut ini adalah dasar-dasar mengenai Ladder Diagram:

• Simbol-Simbol Grafis: Seperti NO, NC, coil, timer, counter, dan simbol-simbol lain yang memungkinkan pemrogram untuk membuat alur logika yang diinginkan.
• Rung: Diinterpretasikan dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah, menggambarkan alur eksekusi program secara berurutan.
• Input dan Output: Dapat berupa sinyal-sinyal masukan dari perangkat fisik seperti saklar, tombol tekan, sensor, atau data dari sistem lain. Output mengontrol perangkat keluaran, seperti relay, motor, atau lampu.
• Instruksi Kontak: Seperti Normally Open (NO) dan Normally Closed (NC), digunakan untuk memeriksa status input dan mengambil keputusan berdasarkan kondisi masukan.
• Instruksi Kumparan: Mengontrol output atau perangkat keluaran. Ketika rung yang berisi instruksi kumparan aktif, PLC akan mengaktifkan perangkat keluaran yang terhubung, seperti menghidupkan lampu atau menggerakkan motor.
• Instruksi Timer dan Counter: Digunakan untuk mengatur waktu dan menghitung jumlah peristiwa tertentu dalam program. Timer dapat digunakan untuk menunda aktivasi output, sementara counter dapat digunakan untuk menghitung jumlah kali suatu peristiwa terjadi.

Struktur Ladder Diagram

Struktur Ladder Diagram adalah salah satu bentuk pemrograman dalam bidang otomasi industri yang digunakan untuk mengontrol dan mengatur kerja peralatan elektronik atau mesin. Struktur tersebut dirancang dengan menggunakan simbol-simbol grafis yang merepresentasikan fungsi logika dan elemen-elemen peralatan elektronik. Diagram ini terdiri dari dua garis vertikal yang mewakili jalur kelistrikan utama, yaitu rung atau tangga. Simbol-simbol logika seperti kontak, relay, coil, dan instruksi logika lainnya ditempatkan pada tangga-tangga ini.

Kontak dalam Ladder Diagram digunakan untuk mewakili status peralatan atau kondisi input. Relay digunakan untuk mengendalikan aliran arus listrik berdasarkan instruksi yang diberikan. Coil digunakan untuk mengontrol peralatan atau elemen output. Instruksi logika seperti AND, OR, NOT, dan lainnya digunakan untuk mengatur urutan operasi dan pengambilan keputusan dalam sistem kontrol.

Simbol-simbol dalam Ladder Diagram

Dalam Ladder Diagram, terdapat beberapa simbol grafis yang digunakan untuk merepresentasikan fungsi logika dan elemen-elemen peralatan elektronik. Berikut adalah di antaranya:

• Kontak (Contact): Simbol ini menunjukkan status input dalam sistem. 
• Coil: Simbol ini mewakili output atau peralatan yang akan dikendalikan. 
• Relay: Simbol ini mewakili saklar elektromagnetik yang digunakan untuk mengendalikan arus listrik. 
• Instruksi Logika: Simbol-simbol ini mencakup instruksi logika seperti AND, OR, NOT, XOR, dan sebagainya.
• Timer: Simbol timer digunakan untuk memperkenalkan fungsi waktu dalam Ladder Diagram. 
• Counter: Simbol ini mewakili fungsi penghitung dalam Ladder Diagram. 
• Comparator: Simbol ini digunakan untuk membandingkan nilai input dengan nilai tertentu atau variabel lain dalam sistem.
• Move: Simbol ini menunjukkan operasi pemindahan data dari satu lokasi ke lokasi lain dalam sistem.

Prinsip Kerja Ladder Diagram

Prinsip kerja Ladder Diagram adalah dengan menggunakan rung yang berisi kombinasi dari kontak (input) dan fungsi-fungsi logika (output). Kontak-kontak ini dapat berupa perangkat keras seperti saklar, sensor, atau tombol, atau dapat juga berasal dari perangkat lunak yang menghasilkan sinyal logika. Fungsi-fungsi logika seperti AND, OR, NOT, dan sebagainya digunakan untuk mengolah sinyal-sinyal input dan menghasilkan sinyal output yang kemudian mengendalikan perangkat-perangkat di lapangan.

Sekali dijalankan, Ladder Diagram akan bekerja secara berulang-ulang dan terus menerus, mengambil input baru pada setiap siklusnya dan menghasilkan output yang sesuai dengan program yang telah ditentukan. Metode pemrograman ini sangat populer dalam dunia industri karena mudah dipahami dan diimplementasikan oleh teknisi dan insinyur. Selain itu, Ladder Diagram juga memungkinkan penggunaan sistem kontrol yang handal dan efisien dalam mengendalikan berbagai macam proses otomatis.

Menulis dan Membaca Ladder Diagram

Berikut adalah beberapa tips untuk menulis dan membaca Ladder Diagram:

Menulis Ladder Diagram:

• Pahami persyaratan operasional: Sebelum mulai menulis Ladder Diagram, pastikan Anda benar-benar memahami kebutuhan dan persyaratan sistem yang akan dikendalikan. Ini akan membantu Anda merencanakan instruksi logika yang tepat.
• Gunakan simbol dengan benar: Ketahui dan pahami simbol-simbol Ladder Diagram yang umum digunakan. Pastikan Anda menggunakan simbol yang tepat dan sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Menggunakan simbol yang salah dapat menyebabkan kesalahan dalam operasi sistem. 
• Rancang dengan kerapian: Usahakan untuk merancang Ladder Diagram dengan tata letak yang teratur dan rapi. Ini akan memudahkan dalam membaca dan memahami program tersebut. Gunakan jalur vertikal dan horizontal dengan jelas sehingga instruksi logika mudah diikuti.
• Beri nama yang jelas: Berikan nama yang jelas untuk setiap instruksi dan komponen dalam Ladder Diagram. Ini akan mempermudah dalam pemeliharaan dan pemecahan masalah di masa depan.

Membaca Ladder Diagram:

• Mulailah dari rung paling kiri: Ketika membaca Ladder Diagram, mulailah dari rung paling kiri dan lanjutkan ke kanan. Ini akan membantu Anda mengikuti aliran logika program dengan benar.
• Perhatikan arus logika: Ketahui arus logika pada setiap rung. Perhatikan simbol-simbol kontak NO dan kontak NC. Pastikan Anda memahami bagaimana sinyal dan informasi dikendalikan dan dialirkan melalui kumpulan rung tersebut.
• Gunakan referensi dan dokumentasi: Jika Anda kesulitan dalam membaca Ladder Diagram, gunakan referensi dan dokumentasi yang tersedia. Panduan PLC dan manual perangkat keras umumnya menyediakan informasi tentang simbol-simbol yang digunakan dan cara membaca diagram tersebut. 
• Praktik secara aktif: Praktik membaca Ladder Diagram secara aktif untuk meningkatkan pemahaman Anda. Cobalah menganalisis program yang ada dan berlatih membuat asosiasi antara simbol-simbol dan fungsi-fungsinya.

Jika Anda sedang mencari PLC, temukan di Distributor PLC Semarang, Delta Mitra Solusindo. Kami merupakan Authorized Distributor dan System Integrator DELTA Industrial Automation di Indonesia. Kami menyediakan berbagai produk DELTA, termasuk PLC. Segera hubungi admin untuk mendapatkan penawaran harga terbaik.