Tinjauan tentang plc dan berbagai papan plc berbasis arduino

Arduino pertama kali diperkenalkan pada tahun 2005 yang bertujuan untuk menyediakan cara yang murah dan mudah bagi pemula dan profesional untuk membuat perangkat yang berinteraksi dengan lingkungan mereka menggunakan sensor dan aktuator.

Sebelum Arduino diperkenalkan, desain tertanam dipandang sebagai subjek yang kompleks dan penghobi (atau insinyur) harus mencari seorang profesional untuk mendapatkan model kerja untuk masalah mereka. Seperti jika Anda menginginkan printer 3D sederhana maka Anda harus mendapatkan bantuan profesional karena ada ribuan pengontrol dengan IDE yang kompatibel. Dan penghobi tidak dapat mempelajari semua mikrokontroler dan cara pemrograman mereka. Situasi ini berakhir ketika ARDUINO yang diterima secara universal diperkenalkan. Dan dengan ini, para penghobi atau insinyur dapat merancang dan mengembangkan proyek mereka sendiri tanpa banyak bantuan profesional.

Dan alasan untuk itu menjadi begitu diterima secara universal karena ini adalah platform elektronik sumber terbuka berdasarkan perangkat keras dan perangkat lunak yang mudah digunakan. Papan Arduino dapat membaca input seperti cahaya pada sensor, jari pada tombol dan mengubahnya menjadi output yang dapat diprogram seperti mengaktifkan motor, menyalakan LED dan menerbitkan sesuatu secara online.

Selama bertahun-tahun Arduino menjadi lebih populer dan dengan begitu banyak papan canggih dengan tujuan serupa dikembangkan seperti Raspberry PI, Panda, dll. Arduino digunakan sebagai otak dalam ribuan proyek, dari objek sehari-hari hingga instrumen ilmiah yang kompleks. Pelajar, penghobi, seniman, pemrogram, dan profesional di seluruh dunia telah berkumpul di sekitar platform sumber terbuka ini dan mengembangkan banyak proyek sehingga mengumpulkan sejumlah besar pengetahuan yang dapat sangat membantu bagi pemula dan ahli.

Dengan pengetahuan yang terkumpul dan pengenalan IoT baru-baru ini, hype di Arduino mengambil langkah maju lainnya sehingga menjadi alat pembelajaran yang diperlukan bagi para insinyur dan penghobi. Sekarang papan Arduino mulai berubah untuk beradaptasi dengan kebutuhan dan tantangan baru seperti aplikasi IoT, perangkat wearable, pencetakan 3D, lingkungan tertanam dan terakhir PLC (Programmable Logic Controller). Di sini, di artikel ini, kita akan belajar tentang Apa itu PLC dan bagaimana Arduino dapat digunakan sebagai PLC.

Pengantar PLC (Programmable Logic Controller)

Pertama, mari kita pahami istilah Otomasi Industri sebelum beralih ke PLC. Seperti kita ketahui menggunakan mesin untuk bekerja di industri lebih hemat biaya daripada menggunakan manusia karena mesin tidak membutuhkan uang, liburan atau istirahat jadi jika mesin digunakan menggantikan manusia maka industri dapat menghasilkan produknya 24 * 7 tanpa masalah. Sekarang, pengaturan penggantian manusia dengan mesin atau lengan robotik ini disebut Otomasi Industri.

PLC adalah unit pengontrol yang dirancang khusus untuk mengoperasikan mesin yang digunakan untuk Otomasi Industri. Mereka dirancang untuk dapat diandalkan di bawah lingkungan industri yang keras (seperti suhu ekstrim, lembab, basah, kondisi berdebu). Aplikasi PLC dapat dilihat di jalur perakitan pabrik manufaktur, pabrik pemrosesan bijih, pengelasan robotik, ukiran CNC, dll. Karena peralatan ini dirancang untuk efisiensi tinggi dan lingkungan yang keras, peralatan ini mahal untuk pemasangan dan perbaikan.

PLC (Programmable Logic Controller) memiliki banyak fitur yang mirip dengan komputer pribadi kita di rumah. Keduanya memiliki unit catu daya, CPU (Central Processing Unit), port Input & Output (I / O), memori RAM dan ROM, dan perangkat lunak kontrol. Perbedaan terbesar antara keduanya adalah PLC dapat melakukan fungsi diskrit dan kontinu di lingkungan yang keras yang tidak dapat dilakukan PC. Anda juga dapat membaca perbedaan antara PLC dan mikrokontroler untuk mendapatkan gambaran umum tentang perbandingannya dengan mikrokontroler.

Ada banyak jenis PLC di pasaran sesuai dengan kebutuhan pelanggan. Meskipun ada banyak jenis PLC yang ada, mereka mengikuti standar tertentu agar pengguna dapat memilih dengan mudah.

Fungsi Dasar PLC

Untuk memahami kerja PLC dasar, mari kita asumsikan contoh sederhana seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Katakanlah dalam pengaturan ini kita harus MENGHIDUPKAN bohlam selama lima puluh detik pertama dan mematikan bohlam selama dua puluh detik berikutnya, lalu kita harus menggunakan sakelar di sirkuit untuk menutup dan membuka loop terus menerus. Ini adalah tugas yang sederhana namun sangat melelahkan bagi manusia dan tidak produktif untuk membeli relai pengatur waktu untuk jenis masalah ini setiap saat. Dalam semua kasus tersebut, kita dapat menggunakan satu PLC untuk menyelesaikan masalah.

Di sini Anda dapat melihat PLC terhubung dalam loop penyiapan sambil tetap menutup sakelar. Kita bisa menggunakan program ini untuk mengatur timer untuk PLC di sirkuit. Setelah selesai, PLC dapat menutup dan membuka loop terus menerus yang menggantikan kebutuhan akan intervensi manusia. Setelah PLC mulai menjalankan program itu tidak akan berhenti sampai interupsi diberikan.

Ini hanyalah pengaturan sederhana dan PLC memiliki kemampuan untuk mengontrol proses yang jauh lebih besar dan lebih kompleks seperti kontrol PWM, Sensing, dll. Sebuah PLC biasanya dirancang sedemikian rupa untuk pelanggan sehingga dia akan dapat menyesuaikan Fungsi PLC tergantung dari aplikasi dan kebutuhan.

Diagram Blok PLC

Sekarang mari kita lihat modul penting yang ada di PLC.

Modul Catu Daya: Modul ini kadang-kadang ditempatkan sebagai pengaturan terpisah seperti adaptor dan dalam kasus lain, modul ini akan dirancang langsung pada PCB utama. Fungsi modul ini adalah menyediakan daya yang diperlukan untuk seluruh penyiapan PLC (Programmable Logic Controller). Modul adalah konverter yang mengubah daya AC yang tersedia menjadi daya DC yang dibutuhkan oleh CPU dan modul lainnya. Biasanya, PLC bekerja pada power rail 12V dan 24V.

Central Processing Unit: Modul ini paling terlindungi karena merupakan inti dari fungsi seluruh PLC. Modul CPU terdiri dari mikroprosesor atau mikrokontroler, memori program, memori flash & memori RAMS. Memori flash atau memori ROM menyimpan sistem operasi, driver dan program aplikasi. RAM digunakan oleh mikroprosesor untuk mengakses data dan informasi.

Fungsi CPU adalah untuk mengeksekusi program yang tersimpan di memori dan bertindak sesuai dengan instruksi tertulis. Jadi pada dasarnya CPU membaca data masukan dari sensor untuk diproses dan akhirnya mengirimkan respons yang sesuai berdasarkan program.

Modul Input dan Output: Modul input digunakan untuk membuat hubungan antara berbagai sensor dan keypad ke CPU dan modul Output digunakan oleh prosesor untuk memberikan respons ke dunia luar.

Modul Perangkat Pemrograman: Modul ini digunakan untuk membangun komunikasi antara PC dan PLC. Fungsi dasarnya adalah memprogram ulang mikroprosesor PLC.

Jenis PLC (Programmable Logic Controller)

PLC dibagi menjadi dua jenis yaitu tetap (atau PLC kompak) dan PLC modular.

1. PLC Kompak atau Tetap: Biasanya merupakan PLC kelas bawah yang populer di banyak industri. Compact PLC memiliki jumlah tetap modul I / O dan kartu I / O eksternal dan tidak dapat diperpanjang nanti untuk membuat pengaturan yang lebih kompleks. Anda dapat melihat PLC tetap pada gambar di bawah ini.

2. Modular PLC: Modular PLC memungkinkan beberapa ekspansi dengan menumpuk paralel 'Modul'. Port I / O dari PLC modular dapat ditingkatkan untuk operasi yang lebih kompleks di industri. Modular PLC juga lebih mudah digunakan karena masing-masing komponen tidak bergantung satu sama lain. Jenis PLC ini populer di banyak industri

Arduino vs PLC (Pengontrol Logika Terprogram)

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, modul penting PLC mirip dengan PC (Personal Computer) dan bahkan lebih mirip dengan komputer papan tunggal seperti Arduino. Jadi secara internal pada level tertentu kerja PLC dan Arduino sama dan kita dapat menggunakan Arduino ini untuk mendesain PLC (Programmable Logic Controller). The PLC Arduino sudah hadir di pasar dan tersedia lebih murah dibandingkan dengan PLC konvensional. Jadi Arduino-PLC menjadi populer akhir-akhir ini dan aplikasinya akan meningkat lebih banyak di masa depan. Ini adalah perbedaan tertentu antara Arduino PLC & PLC konvensional dan beberapa di antaranya disebutkan di bawah ini.

Arduino PLC	PLC (Pengontrol Logika Terprogram)
Komponen Eksternal yang Dibutuhkan untuk Bekerja sebagai PLC	Tidak membutuhkan komponen eksternal tambahan
Diterima secara universal	Dipromosikan terutama di Industri
Biaya rendah	Harga tinggi
Perlu mempelajari pemrograman dasar untuk menulis ulang program Arduino	Hanya diperlukan teknik pengoperasian dasar untuk memprogram ulang PLC
Pemrograman ulang relatif sulit	Pemrograman ulang relatif mudah
Performa memuaskan	Performa tinggi
Tidak dapat bekerja dalam kondisi yang sulit	Dapat bekerja pada kondisi yang sulit
Kompak dan Kecil	Besar dan berat
Penumpukan tidak dapat digunakan untuk melanjutkan pengoperasian PLC Arduino PLC	Penumpukan dapat digunakan untuk memajukan operasi PLC dari PLC normal
Opsi komunikasi lainnya	Pilihan komunikasi yang lebih sedikit
Mudah diganti dan diperbaiki	Sulit untuk diganti dan diperbaiki
Opsi yang lebih sedikit untuk memilih	Banyak pilihan untuk dipilih

Sekarang mari kita bahas secara singkat tentang PLC populer berbasis Arduino yang saat ini ada di pasaran.

1. Industrial Shields Arduino PLC

Industrial Shields adalah perusahaan populer yang menyediakan perisai PLC berbasis Arduino untuk banyak aplikasi industri. Perisai yang populer digunakan dibahas secara singkat di bawah ini.

Industrial Shields ARDBOX:

ARDBOX adalah PLC berbasis Arduino yang dirancang untuk aplikasi industri skala kecil dan menengah. Gambar ARDBOX ditunjukkan di bawah ini.

ARDBOX didesain berdasarkan ARDUINO LEONARO jadi pada dasarnya, semua spesifikasi teknis ARDBOX adalah spesifikasi LEONARO. Fitur dasar dan spesifikasi teknis ARDBOX diberikan di bawah ini.

Tegangan Input	12V atau 24V
Nilai daya	30Watt
Arus Maksimum	1.5A
Kecepatan jam	16MHz
Ukuran	100x45x115 mm
Bahasa pemrograman	IDE Arduino.
Memori Flash	32 KB di mana 4KB digunakan oleh bootloader
SRAM	2.5KB
EEPROM	1 KB
Komunikasi	I2C - USB - RS232 - RS485 - SPI - TTL
TOTAL poin masukan	10
TOTAL Output poin	10
Output Terisolasi PWM	ke 24Vdc Saya maks: 70 mA Isolasi Galvanik Diode Dilindungi untuk Relai Nilai Tegangan: 24Vdc

Perisai Industri M-Duino:

M-DUINO adalah PLC berbasis Arduino yang dirancang untuk aplikasi industri skala kecil dan menengah. Gambar PLC ditunjukkan di bawah ini.

M-DUINO dirancang berdasarkan papan ARDUINO MEGA, jadi semua spesifikasi teknis papan MEGA adalah spesifikasi M-DUINO. Fitur dasar dan spesifikasi teknis M-DUINO diberikan di bawah ini.

Tegangan Input	12V atau 24V
Nilai daya	40Watt
Arus Keluaran Maksimum	0,5A
Kecepatan jam	16MHz
Ukuran	101x119x70mm
Bahasa pemrograman	IDE Arduino.
Memori Flash	32 KB yang 0,5 KB digunakan oleh boot loader
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Komunikasi	I2C1 - Port Ethernet - USB - RS485 - SPI - (3x) Rx, Tx (pin Arduino)
TOTAL poin masukan	13,26,36
TOTAL Output poin	8,16,22
Output Terisolasi PWM	24Vdc (3,6,8) Saya maks: 70 mA

2. PLDuino Arduino PLC

PLDuino adalah Programmable Logic Controller (PLC) berbasis Open Source Arduino dari Digital Loggers yang tersedia di pasar dengan harga sekitar $ 150. PLC ini menggabungkan Arduino Mega (ATmega2560) dengan modul Wi-Fi ESP8266 dan Layar Sentuh TFT 2,4 ”, agar sesuai untuk Aplikasi IoT Industri dan aplikasi robotika pabrik lainnya.

PLDuino dapat dengan mudah diprogram dengan menggunakan kabel USB sederhana, bersama dengan Arduino IDE yang populer, PLDuino juga dapat diprogram menggunakan Lua, GNU atau bahkan AVR Studio. PLDuino juga menyediakan kode demonstrasi dan perpustakaan untuk membantu pemula memulai pengembangan dengan cepat. Untuk pengguna tingkat lanjut, PLDuino juga memungkinkan untuk membuka sampul dan menjelajahi bagian dalam PLC untuk menyesuaikan perangkat keras yang diperlukan untuk aplikasi mereka, skema lengkap dan spesifikasi komponen juga tersedia secara online. Spesifikasi lengkap PLDuino terlihat pada gambar di bawah ini

3. Controllino Arduino PLC

Controllino tidak lain adalah Arduino industri. Ini menggabungkan fleksibilitas dan sifat sumber terbuka ekosistem Arduino dengan keamanan dan keandalan PLC tingkat industri.

Perusahaan menyediakan tiga modul yang dirancang berdasarkan tiga papan Arduino.

Controllino MINI:

Ini dirancang pada papan Arduino Uno.

Tegangan Input	12V atau 24V
Suhu Operasional	5ºC sampai 55ºC
Arus Relai Maksimum	6A
Kecepatan jam	16MHz
Ukuran	36x90x60 mm
Bahasa pemrograman	IDE Arduino.
Memori Flash	32 KB yang 0,5 KB digunakan oleh boot loader
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Komunikasi	I2C1– USB - SPI
TOTAL poin masukan	8
TOTAL Output poin	8

Controllino MAXI:

Ini dirancang pada mikrokontroler ATMEGA2560 Atmel atau pada papan Arduino Mega.

Tegangan Input	12V atau 24V
Suhu Operasional	0ºC sampai 55ºC
Arus Relai Output Maksimum	6A
Kecepatan jam	16MHz
Ukuran	72x90x62mm
Bahasa pemrograman	IDE Arduino
Memori Flash	256 KB
SRAM	8 KB
EEPROM	4KB
Komunikasi	I2C1, Port Ethernet, USB, SPI
TOTAL poin masukan	12
TOTAL Output poin	12, menyampaikan keluaran-10

Controllino Mega:

Mega PLC dirancang pada mikrokontroler ATMEGA2560 Atmel atau pada papan Arduino Mega.

Tegangan Input	12V atau 24V
Suhu Operasional	0ºC sampai 55ºC
Arus Relai Output Maksimum	6A
Kecepatan jam	16MHz
Ukuran	107x90x62mm
Bahasa pemrograman	IDE Arduino
Memori Flash	256 KB
SRAM	8 KB
EEPROM	4KB
Komunikasi	I2C1, Port Ethernet, USB, SPI
TOTAL poin masukan	21
TOTAL Output poin	24, relai keluaran-16

Keuntungan dari Arduino PLC

• Bisa dibeli dengan harga murah.
• Dapat diprogram menggunakan software Arduino IDE.
• Kompatibilitas tinggi.
• Ruang tinggi untuk penyesuaian.
• Mudah diganti dibandingkan dengan PLC konvensional.

Kekurangan dari Arduino PLC

• Sangat sedikit pilihan yang tersedia untuk dipilih.
• Tidak cocok untuk aplikasi skala tinggi.
• Sensitif dibandingkan dengan PLC konvensional.
• Membutuhkan lebih banyak perawatan.
• Kurang profesional.