Wednesday, March 10, 2010

CHP 3: SISTEM KAWALAN JUJUKAN




3.1 PENGENALAN

Takrifan:
-Pelaksanaan proses-proses secara berturut-turut atau serentak dalam sesebuah sistem automasi menggunakan pengawal stesenkerja.
-Dilakukan oleh PENGAWAL SELKERJA





Fungsi Pengawal selkerja:






  • Pengawal jujukan aktiviti dalam selkerja

  • Pengawal aktiviti yang dijalankan serentak

  • Pembuat keputusan samada untuk meneruskan atau tidak kitaran berdasarkan pada peristiwa yang berlaku dalam selkerja

  • Pembuat keputusan samada memberhentikan atau melengahkan kitaran kerja berdasarkan pada peristiwa yang berlaku.

  • Memastikan berbagai kitaran bermula pada masa yang tertentu.

  • Berhubung dengan pelbagai peralatan dalam selkerja




Tujuan Pengawalan:






  • Mengawal kelancaran pelaksanaan proses-proses supaya tidak berlaku percanggahan (conflict) atau pelagaan ( overlapping) dalam pelaksanaan proses-proses tersebut.

  • Mempastikan keselamatan pengendali proses.




Mod Kawalan Jujukan:






  • Satu persatu

  • Serentak




Contoh Mod Kawalan Jujukan Satu Persatu:





Contoh Mod Kawalan Jujukan Serentak:












PENGGUNAAN ROBOT DALAM SISTEM KAWALAN JUJUKAN





Tiga Kaedah Susunatur Robot Dalam Kawalan Jujukan:






  • Tengah

  • Dalam garisan

  • Atas landasan





1. Susunatur Robot di Tengah











2. Susunatur Robot dalam Garis







3. Susunatur Robot Atas Landasan







Contoh Penggunaan susunatur robot dalam penghasilan kawalan jujukan







AKTIVITI JUJUKAN


  1. Robot mengangkut bahan mentah dari palet di titik angkut dan menghantar komponen tersebut ke mesin 1(MESIN 1 dan MESIN 2 melahu (idle)).
  2. Robot memunggah komponen ke dalam lekapan (jig) pada pusat pemesinan 1 (MESIN 1 dan MESIN 2 melahu).
  3. Pusat pemesinan 1 memulakan kitaran mesin automatik (robot dan MESIN 2 melahu).
  4. Kitaran automatic mesin 1 berhenti. Robot memunggah keluar komponen dari mesin dan meletakkannya ke lekapan mesin 2 (MESIN 1 dan MESIN 2 melahu).
  5. Mesin 2 memulakan kitarannya (MESIN 1 dan robot melahu).
  6. Kitaran mesin 2 dihentikan dan robot memunggah komponen dan meletakkannya ke atas palet di titik punggah (MESIN 1 dan MESIN 2 melahu).
  7. Robot kembali semula ke titik angkut untuk pemprosesan komponen berikutnya. (MESIN 1 dan MESIN 2 melahu).

TIPS PENTING:

  • Pengawal bertugas bertanggungjawab menentukan segala aktiviti dalam jujukan berlaku dengan betul.
  • Setiap langkah dalam jujukan mesti diselesaikan sebelum aktiviti yang berikutnya bermula.

CONTOH 2- JUJUKAN SERENTAK
Kendalian/pengawal selkerja akan menentukan supaya mesin memproses bahan DAN pada masa yang sama robot bergerak untuk melakukan aktivitinya.

Kebaikan: Masa kitaran pembuatan dapat dikurangkan
Keburukan: Menjadikan program pengawalan lebih kompleks



Fungsi-fungsi Tambahan Pengawal Selkerja (khusus untuk selkerja yg canggih)
 Kerja-kerja pengiraan
 Pengurusan dengan peristiwa tertentu umpamanya kerosakan peralatan
 Pelaksanaan kitaran tak tentu umpamanya pertukaran mata pada masa-masa tertentu

3.2 SALING KUNCI (INTERLOCKING)

Definisi :
Kaedah mencegah jujukan kitaran kerja dari terus bekerja atau berfungsi kecuali satu atau satu set keadaan telah dipenuhi.

Contoh:
Saling kunci masukan dalam sistem pemunggahan mesin memberi isyarat ke PENGAWAL stesenkerja bahawa bahan mentah telah diletakkan dengan sempurna dalam lekapan. Isyarat dikeluarkan oleh suis had yang mengesan kehadiran dan orientasi bahan mentah atas lekapan. Oleh itu, aktiviti/jujukan seterusnya boleh dilaksanakan.

Objektif;

  1. Mengatur jujukan untuk menjalankan berbagai elemen kitaran.
  2. Membina antaramuka di antara peralatan-peralatan selkerja untuk menghasilkan koordinasi kerja jujukan yang sempurna yang boleh mengimbangi gerakerja jujukan mengikut pemasaan mengikut keperluan proses pada keadaan-keadaan tertentu.

    Contoh:

    Jika berlaku kerosakan kepada mesin atau matalat, mesin akan menghantar isyarat kerosakan kepada pengawal dan proses pemesinan akan dihentikan serta-merta sehingga isyarat pembaikpulihan siap dihantar ke pengawal.


Proses-proses yang menggunakan saling kunci;

  1. Menentukan yang bahan mentah berada pada titik mengangkut sebelum robot cuba memegangnya.
  2. Menentukan kitaran pemesinan telah disempurnakan sebelum robot mula memunggah masuk bahan mentah pada lekapan.
  3. Menunjukkan bahan mentah tadi telah sempurna dipunggah masuk supaya kitaran pemesinan automatik dapat dimulakan.

Peralatan Saling Kunci;

Suis had dan lain-lain penderia ( untuk pengukuran orientasi, pemasangan dsb.)


3.3 PENGAWAL SELKERJA

Fungsi:

Menghasilkan koordinasi bagi aktiviti pelbagai peralatan dalam selkerja.

Jenis-jenis;

  • Geganti elektromekanikal
  • Pengawal Logik Boleh Aturcara (PLC)
  • Komputer Mini atau Mikro

Faktor Pemilihan:

  1. Bilangan jujukan proses. How complex the cell is .
  2. Bilangan peralatan terpisah yang hendak dikawal.
  3. Bilangan kawalan terpisah yang hendak dihendak dikawal.

3.31 Geganti Elektromekanikal (Electromechanical Relay)

Takrifan:

Satu kumpulan suis mekanikal.

Fungsi :

Peranti kawalan untuk menggiatkan (activate) kitar elektrik hasil dari perubahan sambutan dalam isyarat.

Kebaikan:

Boleh mengendalikan arus yang tinggi ( ~ 400 V).
Lebih daripada satu di”ON”kan dengan hanya menekan satu butang suis.

Keburukan:

  1. Memerlukan ruang pemasangan yang luas.
  2. Penggunaan terhad kepada kelajuan kendalian, hayat penggunaan dan kebolehpercayaan tertentu.
  3. Fungsi sesuatu kawalan sukar diubahsuai kerana perlu pendawaian semula.
  4. Kos tinggi kerana perlu banyak geganti untuk menggiatkan litar yang mudah.
  5. Kesukaran untuk di antaramuka dengan komputer.
  6. Cepat haus secara mekanikal.

Binaan Geganti elecktromagnet


Lain-lain binaan:





Contoh Aplikasi:

1. Kawalan peranti pembetulan akhir - Mengawal injap solenoid





2. Proses ‘Pungut dan Letak’ robot
3. Kawalan keselamatan - Apabila suis had untuk mengaktifkan proses penutupan pintu keselamatan dalam sel kerja, geganti diset untuk memutuskan power supply dan seterusnya menghentikan gerakan robot .

3.32 Pengawal Logik Boleh Atur Cara (PLC)

Takrifan:
Peranti digital yang mengawal proses berdasarkan ingatan (memory) yang diprogram berdasarkan operasi logik proses dan juga fungsi-fungsi lain sebagai isyarat masukan.

Ciri-ciri:

1. Menggantikan fungsi geganti
2. Mempunyai input port untuk masukan isyarat dan output untuk isyarat keluaran.

Fungsi:
1. Memberi dan menerima arahan logik dalam pelbagai bentuk bahasa arahan

Contoh bahasa arahan
 Ladder Diagram
 Statement List
 Mneumonic  Function charts,
 Basic,
 Matrix dsb.

1. Pemasa (timer, Cth. 5saat, 0.2s dsb )
2. Pengira (counter , Cth. 1,2,3 …. ATAU 10,9,8 …..0)
3. Pengiraan Arithmatik (Cth. Tambah, Tolak , Darab & Bahagi)
4. Lain-lain
Contoh:
 Multitasking
 Flags
 Register  Constant
 Compare dsb.

Gerakerja:
1. PLC memeriksa isyarat masukan dari proses
Contoh: Isyarat masuk dari penderia kehampiran yang memberitahu proses pergerakan bahan kerja ke titik A telah dicapai.
2. Melaksana arahan logik seterusnya
Contoh: Penggenggam robot bergerak ke titik A untuk pungut bahan kerja untuk dihantar ke atas mesin.

Kebaikan:
1. Harga murah ( merujuk kepada keseluruhan keperluan proses)
2. Kebolehsuaian dan kebolehharapan yang tinggi
3. Sambungan pemasangan mudah dan fleksibel (tidak memerlukan pendawaian semula)
4. Boleh di ‘interface’ dengan peralatan lain spt. komputer
5. Saiz kecil (compact) berbanding geganti.

Keburukan:
1. Tidak berupaya memproses data yang terlalu banyak disebabkan kekangan dari segi kapasiti memori sesebuah PLC
2. Bahasa pengaturcaraan yang digunakan terhad kepada yang dibekalkan oleh pengeluar sahaja.

3.33 Komputer Mini atau Mikro
Takrifan:
Kaedah penggunaan computer secara bersendirian menggantikan geganti dan PLC ATAU
Kaedah penggunaan computer beserta PLC dan geganti dalam mengawal selkerja






1.8 CONTOH-CONTOH PENDERIA

CHAPTER 1: PENDERIA & PENGGUNAANNYA



1.8.1 PENDERIA KEDUDUKAN - PENGEKOD (encoder)



Prosedur kerja Pengekod Kod Gray :
  • Disk pengekod akan berputar mengikut putaran aci motor.
  • Phototransistors akan mengesan sector-sektor gelap (opaque) dan cerah (clear) yang dipancarkan oleh 4 LED.
  • Bits kod yang dibaca dari output phototransistor mewakili 16 kedudukan aci pada satu pusingan aci. ( 5 bits -> 2 pusingan, 6 bits -> 3 pusingan.




1.8.2 PENJANA PUTARAN (PENDERIA HALAJU BERSUDUT) - VELOCITY SENSOR

Contoh : Takometer

Penjana arus terus yang membekalkan suatu keluaran voltan yang berkadaran dengan halaju sudut angker.

Fungsi:

- Memberikan nilai halaju kepada system pengawal untuk kelajuan dan kestabilan system pergerakan kenderaan atau mesin.

- Pengukuran berkelajuan tinggi : Merekodkan masa diperlukan bagi objek bergerak dari satu point tetap ke point tetap yang lain

Bentuk isyarat : analog

Jenis-jenis takometer :

1. Takometer cawan seret (Drag cup tachometer)

2. Takometer optikal ( Optical tachometer)

3. Takometer optik digital ( Digital optical tachometer)

4. Takometer magnetik digital

5. Direct current tachometer

6. Alternative current tachometer




Komponen & Fungsi:
 Mesin arus terus 2 kutub - Menjana medan magnet tetap untuk memberi keluaran 5 V bagi 1000 psm.
 Penukar tertib mudah - Menukarkan perubahan ketumpatan flux kepada nilai volt berkadaran.
 Sumber pengaktifan (
Excitation source) -Memulakan pergerakan stator.
Phase-detector circuitry - Memberi maklumat arah pergerakan aci



 Sumber cahaya (
light source)- Memberi input cahaya untuk pengesanan
 Kanta (
lens)- Fokuskan cahaya pada aci.
 Aci yang diletakkan
contrasting - stripe - Stripe memantulkan cahaya ke pengesan cahaya dalam bentuk terang dan gelap.
 Pengesan cahaya (
photo-detector)- Menukarkan cahaya gelap dan terang dalam bentuk pulse. ( 1 pulse per rev.).
Counter dan timer - Menukarkan pulses kepada nilai halaju angular. ( rad/s) atau rpm.

1.8.3 PENDERIA CAHAYA (PELBAGAI)


Jenis-jenis Penderia Cahaya:
1. Penderia infra merah aktif (
Active infrared sensor)
2. Penderia infra merah pasif (
Passive infrared sensor)
3. Penderia alur kolimat (
Colimate ray sensor)
4. Pirometer (
Pyrometer)


FIG 1.8.3: Pirometer

Fungsi:
Menentukan ada/tiada sesuatu objek dan kedudukan objek.





Tuesday, March 9, 2010

CHAPTER 1: PENDERIA & PENGGUNAANNYA
1.7 PENDERIA SEBAGAI PENGALATAN PENGUKURAN



Pengalatan secara umumnya, boleh ditakrifkan sebagai penggunaan alatan-alatan untuk mengawas dan mengawal, mengesan dan mengukur.
Pengalatan proses pula adalah alatan-alatan pengukuran berhubung dengan nilai-nilai pembolehubah proses yang berterusan.

1.7.1 PERHUBUNGAN DI ANTARA PENDERIA DAN PENGALATAN PENGUKURAN
Pada umumnya, suatu sistem pengukuran terdiri dari tiga unsur-unsur asas iaitu;¬
1. Suatu unsur penderia dan pengukur yang mengesan pembolehubah fizikal yang hendak diukur seperti tekanan, suhu, kadaralir dan sebagainya dan menukarkan isyarat tersebut kepada isyarat lain yang boleb digunakan. Selalunya isyarat pembolehubah itu ditukar kepada isyarat-isyarat mekanik atau elektrik. Unsur yang boleh melakukan fungsi ini dipanggil PEMINDAHARUH.

2. Suatu peringkat yang menyesuaikan isyarat daripada pemindaharuh supaya keluaran yang dikehendaki diperolehi. Contohnya, untuk isyarat keluaran elektrik, penguatan isyarat mungkin diperlukan sebelum boleh ditunjukkan oleh penunjuk atau perakam. Fungsi ini dilakukan oleh PENYESUAI ISYARAT.

3. Peringkat PENUNJUKAN atau PERAKAMAN. DI peringkat ini tunjukan atau rakaman dilakukan.

Rajah 1.7.1 menunjukkan perhubungan antara unsur-unsur tersebut;




Jenis-jenis pengukuran yang utama boleh dibahagikan kepada beberapa kategori seperti:¬
• Anjakan atau keadaan sesuatu bahagian mesin samada berbanding dengan bahagian lain secara mutlak atau daripada terbitan seperti halaju dan pecutan.

• Daya atau kesan-kesan disebabkan oleh daya seperti tegasan dan keterikan dalam pepejal atau tekanan bendalir.

• Suhu
• Halaju atau kadaralir cecair atau gas
• Kuantiti kemagnetan dan elektrik
• Sifat-sifat dan rencaman bahan termasuk bendalir

1.7.2 OBJEKTIF DAN TUJUAN PENGALATAN

Tujuan-tujuan pengalatan ialah untuk;
1. Menentukan sesuatu mesin atau suatu sistem bekerja mengikut spesifikasi.
2. Membekalkan data-data yang berkenaan tentang sebab-sebab kegagalan berlaku dalam komponen-komponen atau mengapa komponen-komponen tidak berfungsi mengikut spesifikasi.
3. Dengan pengambilan data-data, perubahan-perubahan dari segi rekabentuk boleh dibuat untuk membetulkan kesilapan.
4. Memberikan isyarat yang diperlukan sebagai masukan kepada sistem-sistem kawalan.
5. Memperolehi maklumat untuk kajian dan penyelidikan serta pembangunan.
6. Mendapatkan maklumat mengenai sifat-sifat bahan.
7. Mengawas operasi loji dan proses-proses pengeluaran. Ini boleh melicinkan penyenggaraan kualiti barangan keluaran dan memberi amaran tentang kemerosotan loji. Pengawasan juga perlu kerana kepentingan kesihatan, keselamatan dan harga.

1.7.3 KELEBIHAN-KELEBIHAN PENGALATAN ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

Sungguhpun alatan-alatan mekanikal masih banyak digunakan, penggunaan alatan-alatan elektronik telah meningkat dengan begitu pesat. Ini adalah kerana;
1. Kelajuan sambutan alatan elektronik adalah tinggi.
2. Alatan elektronik lebih mudah digunakan.
3. Dalam alatan elektronik, kadang-kadang sambungan-sambungan fizikal tidak diperlukan di antara unsur pengukuran dan perakam.
4. Kemudahan isyarat elektrik yang boleh ditingkatkan amplitudnya dan dihantar isyarat itu ke jarak yang lebih jauh.
5. Kemudahan antaramuka peralatan dengan sistem komputer.

1.7.4 1.7.4 ISTILAH-ISTILAH PENGUKURAN

PENENTUKURAN (CALIBRATION)
Proses pemeriksaan berjadual untuk menentukan ketepatan mutlak suatu peralatan dengan membandingkannya dengan suatu piawai. Jika ralat didapati semasa penentukuran, pembetulan mestilah dilakukan ke atas sistem pcngukuran tersebut.

Penentukuran lazim adalah satu proses pemeriksaan alatan untuk menentukan perkhidmatan yang cekap lagi tepat.
Prosedur-prosedur sebenar untuk memeriksa alatan bagi perkhidmatan cekap dan tepat ialah :¬
• Pemeriksaan dengan melihat untuk mencari sebarang kekurangan fizikal.
• Pemeriksaan dengan melihat untuk memastikan bahawa pemasangan dan kegunaan peralatan adalah mengikut spesifikasi yang telah ditetapkan oleh pengilang.
• Penunjuk untuk peralatan telah disetkan ke nilai sifar.
• Peralatan kesemuanya telah dipastikan di dalam keadaan aras.
• Ujian pengendalian dilakukan untuk mengesan sebarang kerosakan yang teruk.

Nota :- Pastikan sijil penentukuran telah dikeluarkan oleh , SIRIM untuk mengesahkan bahawa sesuatu peralatan yang berkenaan telah ditentukur, diuji dan disahkan mengikut kuantiti atau unit piawai yang tertentu.
RENTANG (RANGE)
Perbezaan nilai bacaan tertinggi dengan nilai bacaan terendah.


JULAT (TOLERANCE)
Nilai tertinggi sesuatu pembolehubah yang boleh diukur daripada nilai terendah.

KEJITUAN (ACCURACY)
• Pendekatan nilai yang ditunjukkan oleh sesuatu alatan kepada nilai sebenar pembolehubah atau kuantiti yang diukur.
• Sebagai darjah ralat atau selisih pengukuran akhir.
• Boleh dinyatakan sebagai campur atau tolak sesuatu nilai (±1.0°C)

Kejituan dalam bentuk peratus ralat:
¬Peratus ralat = (Nilai tertuniuk - Nilai sebenar) X 100 %
(Nilai Sebenar )

Kejituan dalam bentuk peratus julat suatu alatan:
¬Peratus ralat =(Nilai tertunjuk - Nilai sebenar) X 100 %
( Nilai Maksimum Skala )

RALAT (ERROR)

RALAT PERIBADI
Berlaku disebabkan oleh kccuaian, kurang pengalaman atau kepincangan pemerhati/pengkaji. '

RALAT RAWAK
Pengukuran kuantiti atau pembolehubah yang sama yang dilakukan berulang-ulang memberikan nilai-nilai yang berlainan.


RALAT SISTEM @ ALATAN
Ralat terbina yang berlaku disebabkan oleh ciri-ciri bahan yang digunakan untuk membina sistem pengukuran yang disebabkan oleh histerisis, geseran, renggangan dalam gear-gear, dsb.nya.

RALAT PENGGUNAAN
Disebabkan oleh penggunaan yang tidak betul dan salah pemasangan.
(Selalunya berlaku jika tidak mengikut spesifikasi rekabentuk peralatan dan syor pengilang)

KEPERSISAN (PRECISION)
Darjah persetujuan suatu set atau kumpulan pengukuran dengan nilai pengukuran masing-masing.
Suatu pengukuran yang persis tidak semestinya jitu.

Jika sesebuah alatan diberi masukan yang sama beberapa kali dan keputusan yang diperolehi berdekatan (sama), maka alatan tersebut berkepersisan tinggi. Perbezaan di antara KEJITUAN dan KEPERSISAN .
KEPEKAAN (SENSITIVITY)
Nisbah perubahan keluaran sistem berbanding dengan masukan pembolehubah.
• Kepekaan Statik: ralat yang berlaku adalah tetap pada nilai pembolehubah yang ditetapkan pada suatu nilai.¬
• Kepekaan Dinamik: ralat yang diperolehi pada dua keadaan pembolehubah yang berbeza.


HISTERISIS
Ketidakjituan adalah disebabkan oleh geseran semasa statik dan dinamik, kelegaan dalam galas dan gear dan penuaan bahan.

HANYUT (DRIFT)
Hanyut ialah pemisahan secara beransur nilai yang diukur daripada nilai yang telah ditentukur.
Terdapat dua jenis hanyut iaitu hanyut sifar dan hanyut rentang.
(a) Hanyut Sifar
Keseluruhan nilai tentukur beranjak pada nilai yang sama sepanjang julat pengukuran.
(b) Hanyut Rentang
Ralatnya bertambah secara beransur dari sifar dan meningkat secara berkadararan sepanjang julat pengukuran.