Internet via Kabel Listrik / PLN (part.3)

• Disturbansi
Keanehan sistem PLC penting lainnya adalah sering terjadi berbagai macam disturbansi dari jaringan. Jaringan tegangan rendah tidak dapat membangun transmisi data dan ada beberapa kerugian untuk pemakaian dalam telekomunikasi. Karena itu jaringan PLC kelihatan menjadi lebih terganggu dari pada jaringan komunikasi kawat lainnya. Karena aturan regulasi yang ketat untuk radiasi elektromagnetik dari jaringan PLC terhadap lingkungan, sistem PLC harus bekerja dengan PLC sebagai teknologi yang memanfaatkan saluran listrik untuk menumpangkan sinyal suara dan data, tentunya dihadapkan kendala-kendala yang cukup rumit. Hal ini disebabkan berbagai kenyataan bahwa PLC mengambil tempat secara langsung pada pada jaringan dimana kebanyakan dari peralatan listrik rumah tangga dioperasikan, akibatnya level noise pada jaringan akan
menjadi tinggi. Level noise bergantung pada sejumlah keadaan, seperti alam dan sumber-sumber buatan dari radiasi elektromagnetik, struktur fisik dan parameter jaringan. Beberapa kendala aplikasi yang terkait dengan jaringan listrik adalah noise, distorsi, disturbansi dan atenuasi, tentunya hal ini akan mempengaruhi kualitas dari pengiriman suara dan data, sehingga diperlukan suatu metode modulasi yang mampu memberikan solusi pemecahannya. daya sinyal yang sangat rendah. Hal itu membuat sistem PLC lebih sensitif terhadap disturbansi dan sistem transmisi PLC harus menghadapi problem ini. Sampai kini SNR cukup untuk menghindari disturbansi dalam jaringan, namun tidak ada pemakaian metode khusus untuk melawan disturbansi.

• Metode Modulasi
Secara konseptual sistem transmisi PLC cukup sederhana, yaitu dengan cara "menitipkan" sinyal data telekomunikasi pada noise yang ada pada energi listrik. Namun, secara teknis untuk menumpangkan sinyal data diperlukan frekuensi rendah dengan kisaran 1-50 Hz dan membutuhkan kondisi tegangan listrik yang stabil. Disisi lain, kualitas kirim suara dan data dipengaruhi oleh bandwidth, frekuensi yang digunakan, dan SNR. Bandwidth tinggi dicapai dengan menggunakan kisaran frekuensi yang tinggi atau dengan menaikkan level SNR. Untuk menaikkan level SNR, dibutuhkan injeksi sinyal yang lebih tinggi. Sementara standar frekuensi yang dialokasikan untuk PLC berada sekitar 1-50 hz. PLC harus bekerja dengan daya sinyal/frekuensi yang rendah. Karena pada frekuensi tinggi bisa terjadi radiasi dari kabel listrik yang dapat mengganggu frekuensi lainnya. Ketentuan ini berlawanan dengan kebutuhan SNR yang tinggi karena beragam gangguan bisa muncul. Proses mencapai nilai SNR yang bagus dihadapkan kendala munculnya efek radiasi oleh kabel listrik. Padahal nilai SNR yang dibutuhkan harus mampu mengatasi noise background yang mungkin muncul.
Masalah tersebut dapat diatasi dengan cara menggunakan dua buah metode modulasi. Yang pertama adalah Teknik Modulasi CDM (Code Division Multiplexing) atau Spread Spectrum. Dalam menggunakan metode ini, sinyal informasi dapat tersebar dalam kisaran frekuensi yang lebar. Tingkat sinyal informasi dibuat sangat rendah dengan harapan tidak akan terganggu tingkat noise yang sangat tinggi di PLC.
Kedua, dengan menggunakan Teknik Modulasi OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiflexing). Metode modulasi ini dipergunakan banyak vendor karena dinilai cukup stabil. Efisiensi modulasinya dapat mencapai 5 bit per hz yang lebih tinggi dari metode modulasi lainnya.

Piranti Penyususnan PLC
PLC yang diproduksi oleh berbagai perusahaan sistem kontrol terkemuka saat ini biasanya mempunyai ciri-ciri sendiri yg menawarkan keunggulan sistemnya, baik dari segi aplikasi (perangkat tambahan) maupun modul utama sistemnya. Meskipun demikian pada umumnya setiap PLC (sebagaimana komputer pribadi Anda yang cenderung mengalami standarisasi dan kompatibel satu sama lain) mengandung empat bagian (piranti) berikut ini:
• Modul Catu daya.
• Modul CPU.
• Modul Perangkat Lunak.
• Modul I/O.

Modul Catu Daya (Power Supply: PS)
PS memberikan tegangan DC ke berbagai modul PLC lainnya selain modul tambahan dengan kemampuan arus total sekitar 20A sampai 50A, yang sama dengan battery lithium integral (yang digunakan sebagai memory backup). Seandainya PS ini gagal atau tegangan bolak balik masukannya turun dari nilai spesifiknya, isi memori akan tetap terjaga. PLC buatan Triconex, USA, yakni Trisen TS3000 bahkan mempunyai double power supply yang berarti apabila satu PS-nya gagal, PS kedua otomatis akan mengambil alih fungsi catu daya sistem.

Modul CPU
Modul CPU yang disebut juga modul kontroler atau prosesor terdiri dari dua bagian:
• Prosesor
• Memori

1. Prosesor berfungsi:
• Mengoperasikan dan mengkomunikasikan modul-modul PLC melalui bus-bus serial atau paralel yang ada.
• Mengeksekusi program kontrol.

2. Memori, yang berfungsi:
• Menyimpan informasi digital yang bisa diubah dan berbentuk tabel data, register citra, atau RLL (Relay Ladder Logic), yg merupakan program pengendali proses. Pada PLC tertentu kadang kita jumpai pula beberapa prosesor sekaligus dalam satu modul, yang ditujukan untuk mendukung keandalan sistem. Beberapa prosesor tersebut bekerja sama dengan suatu prosedur tertentu untuk meningkatkan kinerja pengendalian. Contoh PLC jenis ini ialah Trisen TS3000 mempunyai tiga buah prosesor dengan sistem yang disebut Tripple Redundancy Modular. Kapasitas memori pada PLC juga bervariasi. Trisen TS3000, misalnya, mempunyai memori 384 Kbyte (SRAM) untuk program pengguna dan 256 Kbyte (EPROM) untuk sistem operasinya. Simatic S5 buatan Siemens mempunyai memori EPROM 16Kbyte dan RAM 8 Kbyte. PLC FA-3S Series mempunyai memori total sekitar 16 Kbyte. Kapasitas memori ini tergantung penggunaannya dan seberapa jauh Anda sebagai mengoptimalisasikan ruang memori PLC yg Anda miliki, yang berarti pula tergantung seberapa banyak lokasi yang diperlukan program kontrol untuk mengendalikan plant tertentu. Program kontrol untuk pengaliran bahan bakar dalam turbin gas tentu membutuhkan lokasi memori yang lebih banyak dibandingkan dengan program kontrol untuk menggerakkan putaran mekanik robot pemasang bodi mobil pada industri otomotif. Suatu modul memori tambahan bisa juga diberikan ke sistem utama apabila kebutuhan memori memang meningkat.

Modul Program Perangkat Lunak
PLC mengenal berbagai macam perangkat lunak, termasuk State Language, SFC, dan bahkan C. Yg paling populer digunakan ialah RLL (Relay Ladder Logic). Semua bahasa pemrograman tersebut dibuat berdasarkan proses sekuensial yang terjadi dalam plant (sistem yang dikendalikan). Semua instruksi dalam program akan dieksekusi oleh modul CPU, dan penulisan program itu bisa dilakukan pada keadan on line maupun offline. Jadi PLC dapat bisa ditulisi program kontrol pada saat ia mengendalikan proses tanpa mengganggu pengendalian yang sedang dilakukan. Eksekusi perangkat lunak tidak akan mempengaruhi operasi I/O yg tengah berlangsung.

Modul I/O
Modul I/O merupakan modul masukan dan modul keluaran yang bertugas mengatur hubungan PLC dengan piranti eksternal atau periferal yang bisa berupa suatu komputer host, saklar-saklar, unit penggerak motor, dan berbagai macam sumber sinyal yang terdapat dalam plant.
1. Modul masukan
Modul masukan berfungsi untuk menerima sinyal dari unit pengindera periferal, dan memberikan pengaturan sinyal, terminasi, isolasi, maupun indikator keadaan sinyal masukan.
Sinyal-sinyal dari piranti periferal akan di-scan dan keadaannya akan dikomunikasikan melalui modul antarmuka dalam PLC.
Beberapa jenis modul masukan di antaranya:
- Tegangan masukan DC (110, 220, 14, 24, 48, 15-30V) atau arus C(4-20mA).
- Tegangan AC ((110, 240, 24, 48V) atau arus AC (4-20mA).
- Masukan TTL (3-15V).
- Masukan analog (12 bit).
- Masukan word (16-bit/paralel).
- Masukan termokopel.
- Detektor suhu resistansi (RTD).
- Relay arus tinggi.
- Relay arus rendah.
- Masukan latching (24VDC/110VAC).
- Masukan terisolasi (24VDC/85-132VAC).
- Masukan cerdas (mengandung mikroprosesor).
- Masukan pemosisian (positioning).
- Masukan PID (proporsional, turunan, dan integral).
- Pulsa kecepatan tinggi.
- Dll.

2. Modul keluaran
Modul keluaran mengaktivasi berbagai macam piranti seperti aktuator hidrolik, pneumatik, solenoid, starter motor, dan tampilan status titik-titik periferal yang terhubung dalam sistem. Fungsi modul keluaran lainnya mencakup conditioning, terminasi dan juga pengisolasian sinyal-sinyal yang ada. Proses aktivasi itu tentu saja dilakukan dengan pengiriman sinyal-sinyal diskret dan analog yang relevan, berdasarkan watak PLC sendiri yang merupakan piranti digital. Beberapa modul keluaran yang lazim saat ini di antaranya:
- Tegangan DC (24, 48, 110V) atau arus DC (4-20mA
- Tegangan AC (110, 240V) atau arus AC (4-20mA).
- Keluaran analog (12-bit).
- Keluaran word (16-bit/paralel)
- Keluaran cerdas.
- Keluaran ASCII.
- Port komunikasi ganda.

Dengan berbagai modul di atas PLC bekerja mengendalikan berbagai plant yang kita miliki. Mengingat sinyal-sinyal yang ditanganinya bervariasi dan merupakan informasi yang memerlukan pemrosesan saat itu juga, maka sistem yang kita miliki tentu memiliki perangkat pendukung yang mampu mengolah secara real time dan bersifat multi tasking,. Anda bayangkan bahwa pada suatu unit pembangkit tenaga listrik misalnya, PLC Anda harus bekerja 24 jam untuk mengukur suhu buang dan kecepatan turbin, dan kemudian mengatur bukaan katup yang menentukan aliran bahan bakar berdasarkan informasi suhu buang dan kecepatan di atas., agar didapatkan putaran generator yang diinginkan! Pada saat yang sama sistem pelumasan turbin dan sistem alarm harus bekerja baik baik di bawah pengendalian PLC! Suatu piranti sistem operasi dan komunikasi data yang andal tentu harus kita gunakan. Teknologi cabling, pemanfaatan serat optik, sistem operasi berbasis real time dan multi tasking semacam Unix, dan fasilitas ekspansi yang memadai untuk jaringan komputer merupakan hal yang lazim dalam instalasi PLC saat ini.