Scanning Cycle PLC

Sedikit cerita tentang salah satu konsep dasar PLC
8 tahun yang lalu ketika saya pertama kali dikenalkan PLC oleh dosen kuliah. Salah satu hal yang selalu ditekankan oleh beliau adalah bagaimana kita memahami konsep scanning cycle di PLC. Kalo gak salah dulu saya seharian dijelasin hanya untuk hal sepele seperti ini 🙂

Mengapa hal ini penting sekali bagi seorang yang ingin memperdalam PLC ? Analoginya mirip seperti latihan kungfu yang dalam 1 bulan pertama hanya melatih kuda kuda saja. Konsep scanning cycle merupakan pondasi awal seorang engineer PLC sehingga dengan pondasi yang kuat tersebut akan memudahkan untuk pengembangan kemampuan ke bagian yang lebih rumit.

Berikut teori atau alur dari scanning cycle PLC :

• PLC program di eksekusi secara terus menerus selama sistem PLC tersebut tidak berhenti.
• Status dari input fisik di salin ke memori area yang biasanya disebut sebagai I/O Image Table.
• Program dijalankan dari rung atau network yang pertama sampai ke rung yang terakhir.
• CPU dari PLC meng-evaluasi semua program di rung dan merubah status dari output.

Jadi kesimpulannya ; tidak ada instruksi yang jalannya secara bersamaan, semuanya berurutan meski dengan jeda yang hitungannya mikro detik.

Beberapa hal penting yang berhubungan dengan scanning cycle PLC :

• Lamanya CPU untuk menjalankan semua alur tersebut disebut sebagai satu scan time
• Scan time bergantung dari tipe CPU dan jumlah dari I/O beserta program yang dibuat
• Setiap instruksi dalam setiap program PLC tidak ada yang dijalankan bersamaan, tetapi berurutan mulai dari kiri ke kanan kemudian kebawah.
• Eksekusi setiap instruksi dilakukan sangat cepat (dalam hitungan µs), sehingga dua output yang memiliki logika yang sama tetapi dalam rung yang berbeda akan terlihat seolah-olah aktif dalam waktu yang sama.

Contoh kasusnya :

Dari contoh kasus diatas bisa menjelaskan bagaimana cara kerja dari scan PLC. Simulasikan logika diatas dengan tombol 1 on dan tombol 2 off. Apa yang terjadi ?

Berikut analisa slow motion-nya :

Output lampu memiliki dua kondisi on dari network 1 dan off dari network 2. Dua kondisi tersebut tidak aktif secara bersamaan, tetapi berurutan dengan urutan dari kiri ke kanan kemudian ke bawah, dalam hal ini yaitu mulai dari network 1 (lampu on) kemudian ke network 2 (lampu off), waktu pergantian antara on menuju off hanya sepersekian mikro detik (tergantung jenis PLC). Apabila lampu dihubungkan ke output PLC, maka status dari output PLC tersebut akan off, karena perubahan I/O image table (output PLC) dilakukan setelah eksekusi program terakhir di network 2 yang dalam hal ini bernilai off.

Sekarang, coba anda simulasikan tombol 1 off dan tombol 2 on, hasilnya lampu akan bernilai on karena eksekusi terakhir dari program adalah lampu bernilai on atau hasil dari eksekusi logika di network 2. Tapi apakah lampu sempat bernilai off ? jawabannya ya,,, lampu sempat sesaat bernilai off saat dieksekusi di network 1, dengan waktu yang sangat sangat cepat dalam hitungan mikro detik (untuk S7-1200 satu intruksi bit sekitar 0.08 µs). Perubahan nilai lampu dari off menjadi on seperti analisa diatas tidak akan bisa dilihat apabila kita monitor status tag atau address di PLC software.

Untuk kasus interrupt logic atau task yang lebih dari satu selain main task (kalo di Siemens dikenal sebagai OB), eksekusi dari hasilnya ada peluang dilakukan di saat yang bersamaan meski peluang ini sangat kecil, hal ini biasanya diatur oleh settingan priority dari setiap interrupt atau task tersebut.

Jadi inget saat awal kerja dulu , liat contoh program dari engineer asing, dimana di rung paling atas si programmer ini bikin logic ALWAYS ON untuk meRESET semua output PLC dengan tujuan apabila di logika dibawahnya tidak ada logika SET maka output tersebut pasti akan OFF atau RESET. Bagi yang masih memahami bahwa logika scan program ini dilakukan secara bersamaan pastilah hasil dari program si programmer ini akan selalu bentrok dengan logika RESET dengan kata lain outputnya gak akan pernah on.

Akhir kata saya cantumin dikit alur scanning dari PLC Siemens S7-1200 :

status STARTUP
A. Clear semua input(I) atau memory yang tidak retentive
B. Initialisasi nilai output dari nilai terakhir atau substitute value
C. Eksekusi StartUp Organization Block (OB)
D. Copy semua status dari fisik input ke I memory (Image I/O)
E. Semua interrupt yang aktif di masukkan ke jalur antrian saat RUN mode
F. Write nilai output fisik dari memory Q (Image I/O)

status RUN
1. Write nilai output fisik dari memory Q (Image I/O)
2. Copy semua status dari fisik input ke I memory (Image I/O)
3. Eksekusi program di main OB
4. Diagnostic
5. Proses semua interrupt dan komunikasi