Konversi Input Analog

1. Judul : Konversi Input Analog

2. Tujuan Eksperimen :

1. Memahami bagaimana konversi input analog menjadi digital input dengan PLC
2. Memahami proses scaling pada PLC

3. Dasar Teori :

Beberapa konversi input analog dalam PLC, dapat dikonversikan dalam beberapa tipe data, antara lain sebagai berikut :

Konversi data biner menjadi BCD.

Instruksi BCD (024) mengkonversi data biner sumber menjadi BCD serta menampilkannya pada Result word.

Untuk mengkonversi data BCD menjadi data biner dilakukan perintah BIN (023).

BIN (023) mengkonversi data BCD pada sumber dan ditampilkan pada Result word.

Konversi data biner menjadi data float menggunakan instruksi FLT (452).

FLT (452) mengkonversi sumber data yang berupa 16 bit signed binary  menjadi 32 bit data float serta menampilkan hasilnya pada Result word.

Konversi data float menjadi data biner menggunakan instruksi FIX (450).

Instruksi FIX (450) mengkonversi 32 bit data float pada source menjadi data 16 bit signed binary dan menampilkan hasilnya pada Result word.

Scaling merupakan instruksi yang mengkonversikan input analog menjadi keluaran berupa data digital. Scaling diperlukan karena PLC hanya dapat mengolah data dalam bentuk digital sehingga input analog harus dikonversikan terlebih dahulu ke dalam bentuk data digital.

Perintah SCL (194), merupakan intruksi konversi unsigned binary menjadi data unsigned BCD.

Instruksi SCL (194) mengkonversi data unsigned binary  menjadi data unsigned BCD dan menampilkan hasilnya pada R atau result. First parameter word (P1) memuat 2 titik koordinat yaitu (As,Ad) dan (Bs,BD). A berarti nilai inputan sebelum di konversi sedangkan B adalah nilai setelah dikonversi, digit kedua “s” dan “D”, s merupakan nilai inputan minimum sedangkan D merupakan nilai maksimum, sehingga dapat diartikan As adalah nilai minimum inputan sebelum konversi, begitu pula Ad (input max, belum konversi) , Bs (input min, sudah konversi), dan BD (input max, sudah konversi).

Instruksi SCL2 (486) merubah data signed binary menjadi data signed BCD berdasar fungsi linear.

Dalam menentukan fungsi linear (first parameter word) parameter pertama P1 merupakan wadah untuk menentukan nilai offset, parameter kedua P1+1 merupakan wadah rentang nilai input , dan parameter ketiga P1+2 merupakan wadah rentang nilai output.

P1 = offset, P1+1 = input, P1+2 = output

Instruksi SCL3 (487) merubah data signed BCD menjadi data signed binary berdasar fungsi linear.

Dalam menentukan fungsi linear (first parameter word) parameter pertama P1, parameter kedua P1+1, parameter ketiga P1+2 bernilai mirip dengan SCL2 beda input dan output saja. Disisi lain SCL3 ditambahkan parameter keempat dan kelima yaitu P1+3 dan P1+4. Parameter ke empat untuk mencari nilai maksimum konversi dan parameter kelima untuk menentukan nilai maksimum konversi.

Instruksi MOV.

Instruksi MOV (021) berperan untuk memindahkan data pada source ke alamat tujuan.

4. Ladder Diagram :

 

5. Hasil dan Pembahasan :

Eksperimen ini dibuat program PLC yang mampu membaca inputan dari sensor analog (dengan contoh eksperimennya menggunakan potensio) yang divariasikan kemudian diubah dalam bentuk data digital BCD, setelah itu akan dikonversikan kembali dari BCD ke dalam bentuk tegangan/voltase.

Pada kasus tersebut, bacaan analog dari potensio dikonversi menggunakan instruksi SCL2. Kemudian keluarannya akan ditampilkan pada alamat D200 dalam bentuk  Outputnya akan ditampilkan pada alamat D200 dalam bentuk data signed BCD. Alamat parameternya dimulai dari D30. Kemudian dibuat dari scaling dibuat fungsi linear. Parameter 1 digunakan untuk menentukan offset yang terletak pada alamat D30. Pada alamat D30 dimasukkan nilai nol sebagai nilai offsetnya. Parameter kedua untuk menentukan rentang nilai input. Parameter kedua terletak secara otomatis pada alamat D31. Alamat D31 pada percobaan ini didapatkan nilainya 6000 dalam bentuk data signed biner. Sebab tadi nilai offset disetting nol, maka nilai maksimum data biner inputnya dapat diketahui 6000 (dari menghitung selisih nilai input maksimum terhadap nilai input minimum). Kemudian parameter ketiga untuk menentukan rentang nilai output. Parameter ketiga ini juga secara otomatis terletak pada alamat D32. Alamat D32 didapatkan nilainya 10 dalam bentuk data signed BCD. Sama seperti tadi, karena nilai offsetnya tadi berada di n0l maka nilai output maksimalnya bernilai 10. SCL2 menghasilkan output yang menjadi data input untuk SCL3 yang tersimpan dengan alamat D200. SCL3 ini tugasnya akan mengubah/mengkonversikan data yang awalnya signed BCD menjadi data signed binary dengan nilai fungsi linear scaling yang berbeda. Scaling pada SCL3 berwujud dalam nilai output yang memiliki rentang 0 hingga 5 dengan output berupa voltase. Keluarannya ditampilkan pada alamat D201 dalam data signed binary. Pada SCL3 terdapat 5 parameter yang bisa diubah dan divariasikan. Parameter 1 sampai 3 hampir sama seperti SCL2. Parameter 4 terletak pada alamat D103. Pada alamat D103 ditentukan nilai maksimum konversinya yaitu 10. Parameter 5 terletak pada alamat D104. Alamat D104 ditentukan nilai minimum konversinya yaitu 0. Parameter 1 untuk menentukan offset dan terletak pada alamat D100. Pada alamat D100 dimasukkan nilai 0 sebagai nilai offset. Parameter kedua untuk menentukan rentang nilai input. Parameter kedua ini otomatis terletak pada alamat D101. Pada alamat D101 ditentukan nilainya 10 dalam bentuk data signed BCD. Karena tadi nilai offset di masukkan n0l maka nilai maksimum dari inputan signed BCD adalah 10 (10-0). Parameter ketiga untuk menentukan rentang nilai output. Parameter ketiga otomatis terletak pada alamat D102. Pada alamat D102 ditentukan nilainya 5 dalam bentuk data signed binary. Offset berada di n0l maka nilai output maksimalnya adalah 5 (5-0). Nilai ini akan merujuk ke nilai maksimum 5 volt dan nilai 0 akan merujuk ke nilai minimum 0 volt. Nilai ini masih dalam bentuk signed biner. Kemudian digunakan perintah FLT untuk mengubah nilai signed binary menjadi data real (float). Output SCL3 pada alamat D201 menjadi input source dengan alamat yang sama pada FLT. Hasil output dari proses konversi ini ditampilkan pada alamat D202. Hasil simulasinya sebagai berikut.

1. Ketika berada di nilai minimum

2. Ketika berada di nilai maksimum

Kesimpulan :

Pada PLC terdapat berbagai macam tipe data biner, BCD, float, yang masing-masing memiliki instruksi konversi tersendiri baik yang signed maupun unsigned.

Sistem scaling pada PLC terdapat tiga yaitu SCL1, SCL2, dan SCL3. Masing-masing memiliki parameter-parameter tersendiri.

Untuk penggunaan data floating, tidak ada scaling yang memproses data berupa floating, sehingga harus dikonversikan terlebih dahulu pada tipe data yang dapat dilakukan proses scaling, sedangkan float hanya dapat digunakan untuk proses konversi antar tipe data saja, misal dari BCD ke float.