Tutorial PLC : Penyambungan Sensor Digital Pada PLC

Pada artikel sebelumnya telah dibahas mengenai penyambungan perangkat input pada PLC, namun masih terbatas pada Push Button. Kali ini akan kita bahas tentang penyambungan sensor sebagai perangkat input PLC. Sebelum menyambungkan sensor pada PLC, yang penting yang perlu diketahui adalah konsep sourcing dan sinking pada modul input. Sourcing and Sinking hanya berlaku pada besaran listrik DC (searah).

Modul input sourcing memiliki common positive sedangkan modul input sinking memiliki common negative.

Input sink and source

Pada gambar di atas, penyambungan input pada Group 0 (atas) adalah menggunakan Tipe Modul Input Sourcing, yaitu input dengan menggunakan Common Positive. Sedangkan penyambungan input pada Group 1 (bawah) adalah Tipe Modul Input Sinking, yaitu input dengan menggunakan Common Negative.

Seperti halnya modul input, sensor memiliki 2 jenis utama yaitu input sourcing (PNP) dan input sinking (NPN). Sensor dengan tipe sinking (NPN) hanya bisa diterapkan pada modul input sourcing, sedangkan sensor dengan tipe sourcing (PNP) hanya bisa diterapkan pada modul input sinking. Beberapa PLC saat ini memiliki lebih dari 1 common untuk input, sehingga memungkinkan penyambungan baik sourcing maupun sinking dalam 1 sistem yang sama. Namun lebih baik dipilih salah satu antara sourcing atau sinking untuk meminimalisir terjadinya kesalahan dalam penyambungan.

Sensor 3 Kabel

Umumnya sensor yang dipakai sebagai input PLC memiliki 3 kabel. Sensor dengan 3 kabel terdiri atas 2 kabel sebagai sumber yaitu positive (Brown) dan negative (Blue) dan 1 kabel signal (Black).

Sensor 3 kabel

Gambar di bawah adalah contoh rangkaian dari sensor. Pada sensor NPN, setelah tegangan diberikan pada kaki Brown dan Blue, maka Output pada kaki Black ke Blue adalah 24V walaupun sensor belum mendeteksi apa pun (lingkaran merah) lalu akan berubah menjadi 0 (Nol) saat mendeteksi objek. Sedangkan pada sensor jenis PNP berlaku sebaliknya (lengkaran biru).

Sensor NPN dan PNP

Load/beban adalah pin terminal input yang akan diaktifkan. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa sensor sinking (NPN) rangkaian sensor mendapatkan aliran arus dari Load, sedangkan sensor source rangkaian sensor lah yang memberikan arus kepada Load. Secara lebih lengkap, sensor singking memiliki prinsip kerja menyerupai transistor NPN, yaitu saat sensor mendeteksi objek maka Switch main circuit memberikan arus Basis, sehingga arus listrik akan mengalir dari sisi positive sumber tegangan melewati Load kemudian melalui transistor untuk menuju sisi negative sumber tegangan. Pada sensor sourcing (PNP), arus dari sumber tegangan positive melalui transistor lebih dulu, kemudian melewati Load untuk sampai di sisi negative sumber tegangan.

3 wire sensor

Dengan prinsip di atas, pada penyambungan sensor NPN dibutuhkan Common positive pada input PLC, sehingga saat sensor mendeteksi maka arus mengalir dari catu daya positive menuju Common yang akan melalui rangkaian optocoupler input kemudian keluar melalui port modul input dan selanjutnya melalui kabel Black masuk ke rangkaian sensor hingga berakhir di negative catu daya melalui kabel Blue.

3 wire sensor NPN

Pada sensor PNP dibutuhkan Common negative pada input PLC, sehingga saat sensor mendeteksi maka arus mengalir dari catu daya positive melalui kabel Brown ke rangkaian sensor. Selanjutnya arus keluar dari sensor melalui kabel Black ke input PLC yang dituju. Arus dari baterai menuju Common yang akan melalui rangkaian optocoupler input kemudian keluar melalui port Common dan selanjutnya melalui kabel Black masuk ke rangkaian sensor hingga berakhir di negative catu daya melalui kabel Blue.

3 wire sensor PNP

Sensor 2 Kabel

Selain memiliki 3 kabel, beberapa jenis sensor juga ada yang memiliki 2 kabel yaitu Brown dan Blue. Sensor dengan 2 kabel memiliki nilai ekonomis atau harganya lebih murah dibanding sensor dengan 3 kabel.

sensor 2 kabel

Saat menggunakan modul input sinking (common negative), Brown akan dihubungkan dengan positive sumber tegangan, sedangkan Blue pada terminal pin modul input PLC (Load). Sedangkan saat menggunakan modul input sourcing (common positive), Blue akan dihubungkan dengan negative sumber tegangan, Brown sedangkan pada terminal pin modul input PLC (Load). Penyambungan sensor 2 kabel pada modul input PLC ditunjukkan pada gambar berikut :

2 wire sensor

Reed Switch

Reed switch adalah sakelar yang akan aktiv saat berada di sekitar medan magnet. Sensor ini memiliki komponen utama berupa lembaran daun tembaga sebagai sakelar yang sensitive terhadap medan magnet dengan 2 kaki, Brown dan Blue. Saat terpengaruh oleh medan magnet, daun reed switch akan tersambung sehingga mampu menghantarkan arus dari kaki Brown ke kaki Blue.

Reed switch SMC

Reed Switch banyak dipakai sebagai indicator batas depan dan batas belakang pada silinder pneumatic. Penyambungan Reed switch pada PLC memiliki cara yang serupa dengan sensor 2 kabel, gambar bagian atas adalah penyambungan dengan Common Input Negative sedangkan gambar bagian bawah adalah Common Input Positive, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Wiring reed switch

Jika kita perhatikan gambar di atas, kita dapat melihat reed switch memiliki 2 jenis hambatan, yaitu hambatan rangkaian modul input PLC (Load) dan hambatan pada rangkaian internal sensor (r).

Jangan pernah menyambungkan 2 kaki sensor 2 kabel atau reed switch langsung ke sumber tegangan 24 V tanpa melalui beban (modul input). Hal ini akan menyebabkan kerusakan pada sensor karena arus yang berlebihan mengalir pada rangkaian internal sensor. Penyambungan yang benar akan menghasilkan arus (I1) senilai 24V/(Load+r), sedangkan penyambungan seperti pada di bawah ini menghasilkan arus (I2) sebesar 24V/r. Dengan r cukup kecil, maka arus I2 akan naik secara signifikan dibanding I1.