Komunikasi Data Visual Basic - PLC Omron

Saat ini penggunaan bahasa pemrograman berbasis objek sedang menjadi trend yang tak terhindarkan. Vendor perangkat lunak menawarkan bahasa dengan karakter tersebut dengan sebuah kosa kata yang cantik, yakni Visual, sehingga kita kenal Delphi milik Borland, Visual C++, Visual Basic, atau Oracle, PowerBuilder, Visual dBase, Visual Foxpro, untuk aplikasi database. Tak terkecuali dalam aplikasi sistem kontrol industri, perangkat yang ditawarkan para vendornya juga semakin mendukung penggunaan pemrograman visual. Seperti Visual Basic, misalnya, kalangan industri sistem kontrol memberikan peluang untuk pengembangan sistem mereka dengan bahasa ini, terutama di kalangan pengguna sistem berbasis Windows. Yokogawa, ABB, Wonderware, adalah nama yang bisa disebutkan untuk hal ini.
Dalam artikel ini, kita akan mengetengahkan bagaimana Visual Basic digunakan mengakses data yang terdapat dalam memori sebuah PLC. Bahasa yang kita gunakan ialah Visual Basic 4.0 dan PLC-nya dari keluarga Omron. Komunikasi dilakukan melalui port serial. Aplikasi ini dibangun sebagai implementasi konsep dasar pertukaran data antara PLC dengan PC, dan membuka jalan bagi eksplorasi permasalahan komunikasi data lebih jauh dalam sistem kontrol industri. Pengesetan nilai setpoint parameter proses merupakan contoh utama penerapan program ini.
Rancangan Aplikasi
Pada aplikasi ini, kita mengisikan sebuah data diskret ke PLC. Masukan yang kita berikan dari antarmuka Visual Basic ini akan ditunjukkan dalam bit indicator pada card I/O PLC . Apabila data adalah bit 1, maka indicator akan menyala. Apabila data nol indicator-nya tidak menyala.
RS 232
  ----Host Link Unit----  Omron Sysmac C200HS + I/O card
  PC
Gambar 1 : Konfigurasi sistem hardware.

Persiapan Setting Sistem

• Pengesetan Host Link Units

Host link Unit berfungsi untuk menjembatani PC dalam memonitor status pengoperasian dan lokasi data dari PLC. Dalam hal ini kita menggunakan OMRON CQM1-CIF02. Parameter komunikasinya sudah ter-setting standar yaitu : 1. Kecepatan Transmisi.
Baud-rate = 9.600 bps 2. Format data untuk sebuah karakter.
Nomor start bits = 1
Panjang data = 7 bits
Event (vertical) parity = 1 bits
Nomor stop bits = 2

• Pengesetan PC/Komputer

PC diset melalui pemrograman / penulisan kode, yaitu dengan men-set properti kontrol komunikasi. Pengesetan parameter kecepatan transmisi dan format data pada properti harus benar-benar sama dengan pengesetan pada Host link Unit.

Alokasi Data dan Memori CPU PLC

Sebelum melangkah ke pemrograman kita harus mengetahui alokasi data di dalam CPU PLC ini, yang mempunyai nama seri Omron Sysmac C200HS. Di sini alokasi data diatur dalam bagian-bagian dengan nama yang relevan dengan kegunaan data. Misalnya data untuk timer dan pencacah, disimpan dalam Timer Counter Area, atau disingkat TC. Detailnya dapat dilihat pada tabel 1.

Area		Kapasitas		Jangkau	Keterangan
I/O Area		480 bits		IR 000 s.d. IR 029	Word I/O dialokasikan untuk rak CPU berdasarkan posisi slot.1
Group-2 High-density I/O Unit Area		320 bits		IR 030 s.d. IR 049	Dialokasikan untuk Group-2 High-density I/O unit 0 s.d. 9.1
SYSMAC BUS Area		800 bits		IR 050 s.d. IR 099	Dialokasikan untuk Remote I/O Slave Racks 0 s.d. 4.1
Special I/O Unit Area		1,600 bits		IR 100 s.d. IR 199	Dialokasikan untuk Special I/O Unit 0 s.d. 9.1
Optical Unit Area		512 bits		IR 200 s.d. IR 231	Dialokasikan untuk Unit I/O Optis.1
Work Area 1		64 bits		IR 232 s.d. IR 235	Untuk penggunaan bit-bit pada program (work bit).
Special Relay Area 1		312 bits		SR 23600 s.d. SR 25507	Mengandung jam sistem, flag, bit kontrol, dan informasi status
Special Relay Area 2		704 bits		SR 256 s.d. SR 299 (298 s.d. 299 reserved by system)	Mengandung flag, bit kontrol,dan informasi status
	Macro Area	64 bits		SR 290 s.d. SR 293	Input
		64 bits		SR 294 s.d. SR 299	Output
Work Area 2		3,392 bits		IR 300 s.d. IR 511	Sebagai work bit dalam program.
Temporary Relay Area		8 bits		TR 00 s.d. TR 07	Digunakan untuk menyimpan dan mengambil kondisi eksekusi ketika memprogram tipe tertentu dari diagran ladder.
Holding Relay Area		1,600 bits		HR 00 s.d. HR 99	Digunakan untuk menyimpan data dan menjaga nilai data ketika catu daya PLC off.
Auxiliary Relay Area		448 bits		AR 00 s.d. AR 27	Mengandung flag dan bit untuk fungsi khusus, dan menjaga status selama catu daya gagal.
Link Relay Area		1,024 bits		LR 00 s.d. LR 63	Digunakan untuk link data pada Sistem Link PLC.1
Timer / Counter Area		512 counters / timers		TC 000 s.d. TC 511	Digunakan untuk menentukan timer, dan pencacah, serta flag selesai, PV dan SV. Timer interval timer 0 sampai 2 and pencacah kecepatan tinggi 0 sampai 2 diberikan di area terpisah. TIM 000 s.d. TIM 015 dapat di-refresh refreshed via proses interrupt sebagai timer kecepatan tinggi..
Data Memory Area		6,144 word		DM 000 s.d. DM 6143	Baca/Tulis
Holding Relay Area			1,000 word	DM 000 s.d. DM 0999	Normal DM.
			1,000 word	DM 1000 s.d. DM 1999	Special I/O Unit Area.2
			4,000 word	DM 2000 s.d. DM 5999	Normal DM
			31 word	DM 6000 s.d. DM 6030	History log
			(44) word	DM 6100 s.d. DM 6143	Link test area (reserved)
Fixed DM Area		512 word		DM 6144 s.d. DM 6599	Fixed DM Area (read only)
			56 word	DM 6600 s.d. DM 6655	PLC Setup
Expansion DM Area		3,000 word max.		DM 7000 s.d. DM 9999	Read only

  Note 1. Dapat digunakan sebagai work word dan work bit ketika tidak digunakan untuk tujuan alokasi mereka.
2. Setup PC dapat diset untuk penggunaan DM 7000 sampai DM 7999 sebagai Area I/O Spesial.
Tabel 1 Alokasi tempat data dan memory data pada CPU OMRON C-200HS.

Pemaketan Data

Agar dapat membaca ataupun menulis, satu rangkaian data harus dikirim dengan bentuk paket terstruktur yang disebut frame. Masing-masing lokasi data atau memori data mempunyai bentuk frame yang berbeda. Dalam contoh disini kita menuliskan data pada lokasi data IR (Internal Relay). Frame penulisannya:

Pemrograman Visual Basic

Berdasarkan data resource dan rancangan sistem kita, maka kita bisa memulai pembuatan program yang kita butuhkan. Dalam aplikasi ini window yang kita buat sebagai antarmuka aplikasi merupakan window sederhana dengan jumlah objek minimum yang mencukupi. Objek ini kita butuhkan sebagai bagian dari perangkat komunikasi serial dalam perangkat lunak. Untuk ini kita buat ambil sebuah objek komunikasi dengan nama default Comm1, dan tiga buah text box dan label yang sesuai. Algoritma program meliputi pengaktifan port, pembacaan isi port, pembuatan frame data yang memenuhi syarat bisa dibaca PLC, yakni dengan frame yang telah kita sebutkan di atas, pengiriman data, dan pembacaan respon dari PLC. Pengecekan isi buffer merupakan opsional (tambahan saja).

Kode Program

Pengaktifan Port Private Sub Form_Load()
Comm1.CommPort = 2
Comm1.Settings = "9600,E,7,2"
Comm1.PortOpen = True
End Sub Properti CommPort bertugas men-set nomor serial port yang digunakan oleh PC. Karena kita menggunakan port COM 2 dan nama kontrol komunikasinya adalah Comm1, maka kodenya Comm1.CommPort = 2. Properti Settings bertugas men-set baud rate, parity, data bits dan stop bits COM2. Dalam hal ini baud-rate = 9.600 bps, nilai parity = even, panjang data 7 bits dan stop bit =2.
Properti PortOpen bertugas men-set keadaan COM 2, terbuka atau tertutup. Karena kelompok kode di atas dieksekusi pada saat awal program komunikasi di run, maka isinya Comm1.PortOpen = True.
Perhitungan FCS dan Pengiriman data.
FCS (Frame Check Sequence) adalah hasil konversi 8-bit data ke 2 digit karakter ASCII. Ke 8-bit data merupakan hasil dari exclusive OR secara berurut (sequence) karakter pertama hingga karakter terakhir pada sebuah frame. Perhitungan FCS ini kita letakkan dalam event kotak perintah (command box).

Private Sub Command1_Click()
Dat$ = Text1.Text
L = Len(Dat$)
A = 0
For I = 1 Sd L
Opo$ = Mid$(Dat$, I, 1)
A = Asc(Opo$) Xor A
Next I
FCS$ = Hex$(A)
If Len(FCS$) = 1 Then
FCS$ = "0" + FCS$
End If
DatTX$ = Dat$ + FCS$ + "*" + Chr$(13)
Comm1.Output = DatTX$
End Sub

Paket data akan yang dikirim diletakan dalam variabel DatTX$. Pengambilan Respons PLC dari Buffer
Setiap kejadian pembacaan data ataupun penulisan harus melibatkan 2 perintah, yaitu kirim data dan terima respon. Perintah terima respon bertujuan agar buffer tetap bersih/kosong pada saat awal dan akhir kejadian, sehingga data yang terbaca tidak tercampur oleh sisa data (respon) dari kejadian sebelumnya.
Private Sub Command2_Click()
Text2.Text = Comm1.Input
End Sub Hasil pembacaan diletakkan pada Text2. Pengecekan isi buffer
Private Sub Command3_Click()
Text3.Text = Comm1.InBufferCount
End Sub Properti InBuffercount bertugas untuk mengetahui jumlah karakter di dalam buffer. Jadi dalam hal ini Text3 berguna untuk memonitor jumlah karakter dalam buffer.
Sebelum program dijalankan, kita pastikan dulu bahwa semua peralatan telah dihubungkan secara benar, dan masing-masing telah di-set sesuai dengan ketentuan di atas. CPU dan I/O Card kita tempatkan pada panelnya dan koneksi kabel Host Link pada port serial dihubungkan dengan benar. Setelah dipastikan siap, barulah program kita jalankan. Dalam hal ini kita bisa melakukannya melalui lingkungan dalam Visual Basic, maupun program kompilasi .EXE.

Antarmuka aplikasi akan tampak seperti window pada gambar 2. Pada antarmuka ini, data yang kita kirim harus sudah diketik oleh pengguna dalam bentuk frame tanpa "*" dan "|" (karena keduanya sudah kita tuliskan dalam kode program). Setelah diketikkan isi datanya, baru kita tekan tombol Transmit.
Tampak bahwa isiannya ialah @00WR0110FFFF, yang berarti:
Channel : 110 atau 0110 dalam 4 digit desimal
Data: FFFF dalam heksa Setelah kita tekan Transmit kita tekan Response, untuk mendapatkan data respon dari PLC (yang merupakan pengecekan apakah data yang kita kirim telah diterima PLC). Dengan method Input PLC akan memberi respon dengan frame @00WR0045*|, yang berarti data telah diterima PLC. Dengan menekan tombol Buffer, isi buffer diketahui kosong, karena telah didahului proses pengambilan isinya melalui penekanan tombol Response.
Dengan proses di atas kita telah berhasil membuat sebuah antarmuka komunikasi dasar antara komputer dengan mesin PLC kita. Dengan kemudahan pemrograman visual, aplikasi ini tentu amat potensial dikembangkan agar semakin baik dan memudahkan pengguna. Fasilitas penulisan data dalam desimal (misalnya setpoin suhu pada boiler), atau pengesetan alamat secara otomatis dari database yang memuat alokasi memori PLC merupakan contoh pengembangan dalam hal ini.