Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya

Transkripsi

1 BAB III 3.1 PLC Siemens LOGO! 0BA 7 Salah satu produk PLC yang umum dipakai di industri dan bidang automatisasi lainnya adalah PLC Siemens LOGO. PLC ini diproduksi oleh PT Siemens AG Jerman dan telah banyak digunakan pada berbagai bidang industri di tanah air. Beberapa keuntungan dalam menggunakan PLC ini antara lain bentuknya yang ramping dan dan sederhana serta bahasa pemrogramannya yang mudah untuk dipelajari. PLC Siemens LOGO ini beroperasi pada tegangan catu AC atau DC dan terdiri atas dua bagian yaitu modul utama dan modul tambahan. Modul utama memiliki delapan input dan empat output. Apabila jumlah input / output modul utama belum mencukupi maka dapat ditambahkan satu atau lebih modul tambahan sesuai dengan kebutuhan. Gambar 3.1 PLC Siemens LOGO! 0BA 7

2 Tabel 1. Spesifikasi Modul Utama PLC Siemens LOGO! Tabel 2. Spesifikasi Modul Tambahan PLC Siemens LOGO! 3.2 Human MachineInterface (HMI) Deskripsi Human MachineInterface (HMI) adalah sistem yang menghubungkan antara manusia dan teknologi mesin. HMI dapat berupa pengendali dan visualisasi status baik dengan manual maupun melalui visualisasi komputer yang bersifat real time. Sistem HMI biasanya bekerja secara online dan real time dengan membaca data yang dikirimkan melalui I/O port yang digunakan oleh sistem controller-nya. Port yang biasanya

3 digunakan untuk controller dan akan dibaca oleh HMI antara lain adalah portcom, port USB, port RS232 dan ada pula yang menggunakan port serial Fungsi HMI 1. Memberikan informasi plant yang up-to-date kepada operator melalui graphicaluserinterface 2. Menerjemahkan instruksi operator ke mesin 3. Memonitor keadaan yang ada di plant 4. Mengatur nilai pada parameter yang ada di plant 5. Mengambil tindakan yang sesuai dengan keadaan yang terjadi 6. Memunculkan tanda peringatan dengan menggunakan alarm jika terjadi sesuatu yang tidak normal 7. Menampilkan pola data kejadian yang ada di plant baik secara real time maupun historical (Trendinghistory atau real time) Bagian HMI Bagian-bagian dari Human MachineInterface (HMI) Meliputi: Tampilan Statis dan Dinamik Pada tampilan HMI terdapat dua macam tampilan yaitu Obyek statis dan Obyek dinamik. Obyek statis, yaitu obyek yang berhubungan langsung dengan peralatan atau database. Contoh : teks statis, layout unit produksi. Obyek dinamik, yaitu obyek yang memungkinkan operator berinteraksi dengan proses, peralatan atau database serta memungkinkan operator melakukan aksi kontrol. Contoh : pushbuttons, lights, charts Manajemen Alarm Suatu sistem produksi yang besar dapat memonitor sampai dengan banyak alarm. dengan banyak alarm tersebut dapat membingungkan operator. Setiap alarm harus diakui oleh operator agar dapat dilakukan aksi yang sesuai dengan jenis alarm. Oleh karena itu dibutuhkan suatu manajemen alarm dengan tujuan mengurangi alarm yang tidak berarti. Jenis-jenis alarm yaitu:

4 1. Absolute Alarm ( High dabhigh-high, Low dan Low- Low ) 2. Deviation Alarm ( Deviation High, Deviation Low ) 3. Rote of ChangeAlarms ( PositiveRate of Change, NegativeRate of Change ) Trending Perubahan dari variable proses kontinyu paling baik jika dipresentasikan menggunakan suatu grafik berwarna. Grafik yang dilaporkan tersebut dapat secara summary atau historical Reporting Dengan reporting akan memudahkan pembuatan laporan umum dengan menggunakan report generator seperti alarm summaryreports. Selain itu, reporting juga bisa dilaporkan dalam suatudatabase, messagingsystem, dan webbasedmonitoring. Pembuatan laporan yang spesifik dibuat menggunakan report generator yang spesifik pula. Laporan dapat diperoleh dari berbagai cara antara lain melalui aktivasi periodik pada selang interfal tertentu misalnya kegiatan harian ataupun bulanan dan juga melalui operator demand. 3.3 SCADA Pengenalan SCADA SCADA kependekan dari Supervisory Control and Data Acquisition merupakan sebuah sistem yang mengawasi dan mengendalikan peralatan proses yang tersebar secara geografis. Alasan digunakannya SCADA adalah karena adanya kebutuhan untuk melakukan pengawasan langsung dari penyaluran tenaga listrik, yaitu dengan melakukan pengumpulan informasi keadaan peralatan atau perangkat di lapangan dan mengambil tindakan atas informasi tersebut secara remote atau jarak jauh secara real time dan terpusat. SCADA sudah ada di PLN Distribusi Jatim sejak tahun 1987 tepatnya di APD Jatim. Awal berdirinya SCADA di APD Jatim adalah untuk memonitor Gardu Induk (GI) di wilayah Metropolis (Surabaya Selatan, Surabaya Barat, Sidoarjo, Gresik). Dalam perkembangannya dibangun juga SCADA untuk wilayah Pasuruan

5 (tahun 1998) dan Malang (tahun 2002). Sehingga sampai saat ini APD Jatim bisa memantau 34 GI yang berada di wilayah tengah, 32 GI di wilayah barat, dan 29 GI di area timur. Dengan total penyulang yang terus bertambah yang pada saat ini mencapai lebih dari 980 penyulang yang ada di Jawa Timur Fungsi Dasar SCADA Telemetering (TM) Mengirimkan informasi berupa pengukuran dari besaranbesaran listrik pada suatu saat tertentu, seperti : tegangan, arus, frekuensi. Pemantauan yang dilakukan oleh dispatcher diantaranya menampilkan daya nyata dalam MW, daya reaktif dalam Mvar, tegangan dalam KV, dan arus dalam A. Dengan demikian dispatcher dapat memantau keseluruhan informasi yang dibutuhkan secara terpusat Telesinyal (TS) Mengirimkan sinyal yang menyatakan status suatu peralatan atau perangkat. Informasi yang dikirimkan berupa status pemutus tegangan, pemisah, ada tidaknya alarm, dan sinyal-sinyal lainnya. Telesinyal dapat berupa kondisi suatu peralatan tunggal, dapat pula berupa pengelompokan dari sejumlah kondisi. Telesinyal dapat dinyatakan secara tunggal (singleindication) atau ganda (doubleindication). Status peralatan dinyatakan dengan cara indikasi ganda. Indikasi tunggal untuk menyatakan alarm Telekontrol (TC) Perintah untuk membuka atau menutup peralatan sistem tenaga listrik dapat dilakukan oleh dispatcher secara remote, yaitu hanya dengan menekan salah satu tombol perintah buka/tutup yang ada di dispatcher Fungsi Utama SCADA Untuk dapat menjalankan tugasnya, dispatcher dibantu oleh sistem SCADA yang terintegrasi yang berada di dalam suatu ruangan khusus yang disebut Control Center. Ruangan tersebut

6 adalah ruangan dimana ditempatkannya perangkat-perangkat komputer yang disebut Master Station. Sedangkan fungsi utama dari sistem SCADA adalah sebagai berikut: Akuisisi Data Informasi pengukuran dari sistem tenaga listrik seperti tegangan, daya aktif, dan frekuensi disimpan dan diproses secara real time, sehingga setiap ada perubahan nilai dari pengukuran dapat langsung dikirim ke master station Konversi Data Data pengukuran dari sistem tenaga listrik seperti tegangan, daya aktif, dan frekuensi yang diperoleh tranducer awalnya berupa data analog untuk kemudian data tersebut dikirim oleh tranduser ke RTU. Oleh RTU data yang awalnya berupa data analog diubah menjadi data digital. Sehingga data yang dikirimkan ke master station berupa data digital Pemrosesan Data Setiap data yang dikirim oleh RTU akan diolah di master station, sehingga data tersebut bisa langsung ditampilkan ke layar monitor dan dispatcher bisa membaca data-data tersebut Supervisory Data Dispatcher dapat mengawasi dan mengontrol peralatan sistem tenaga listrik. Supervisorycontrolselau menggunakan operasi dua tahap untuk meyakinkan keamanan operasi, yaitu pilihan dan tahap eksekusi Pemrosesan Event dan Alarm Event adalah setiap kejadian dari kerja suatu peralatan listrik yang dicatat oleh SCADA. Misalnya, kondisi normallyclose (N/C) dan kondisi normallyopen (N/O). Sedangkan alarm adalah indikasi yang menunjukkan adanya perubahan status di SCADA. Semua status dan alarm pada telesinyal harus diproses untuk mendeteksi setiap perubahan status lebih lanjut untuk event yang terjadi secara spontan atau setelah permintaan remotecontrol yang dikirim dari controlcenter Tagging (Penandaan)

7 Tagging adalah indikator pemberi tanda, seperti tanda masuk atau keluar. Tagging sangat bermanfaat untuk dispatcher di controlcenter. Tagging digunakan untuk menghindari beroperasinya peralatan yang diberi tanda khusus, juga untuk memberi peringatan pada kondisi yang diberi tanda khusus Post MortemReview Melakukan rekonstruksi bagian dari sistem yang dipantau setiap saat yang akan digunakan untuk menganalisa setelah kejadian. Untuk melakukan hal ini, controlcenter mencatat terus menerus dan otomatis pada bagian yang telah didefinisikan dari data yang diperoleh. Post mortemreview mencakup dua fungsi, yaitu pencatatan dan pemeriksaan Bagian-Bagian SCADA Gambar 3.2 Konfigurasi sistem SCADA Sistem SCADA tidak dapat berdiri sendiri dan memerlukan dukungan dari berbagai macam infrastruktur, yaitu: Remote Terminal Unit (RTU)

8 Remote Terminal Unit (RTU) atau Outstation Terminal Unit (OTU) atau Unit Terminal Jarak Jauh adalah suatu peralatan remotestation berupa processor yang berfungsi menerima, mengolah, dan meneruskan informasi dari master station ke sistem yang diatur dan sebaliknya, juga kemampuan loadshedding yang dilengkapi database, nama penyulang, identifikasi, beban. RTU terdiri dari beberapa modul yang ditempatkan pada suatubackplane dalam rak/cubicle. Modul-modul yang dimaksud adalah modul powersupply, modul CPU, modul communication, modul digital input (DI), modul digital output (DO), dan modul analog input (AI). Berdasarkan penggunaannya, RTU dengan kapasitas I/O kecil dipasang pada jaringan Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 20kV. Sedangkan RTU dengan kapasitas I/O sedang sampai besar dipasang di GI. Adapun fungsi utama dari RTU adalah sebagai berikut: a. Mendeteksi perubahan posisi saklar (open/close/invalid). b. Mengetahui besaran tegangan, arus, dan frekuensi di gardu induk. c. Menerima perintah remotecontrol dari pusat kontrol untuk membuka dan menutup relai. d. Mengirim data dan informasi ke pusat kontrol yang terdiri dari status sakelar, hasil eksekusi, dan nilai tegangan, arus, dan frekuensi Telekomunikasi Telekomunikasi adalah komunikasi jarak jauh antara RTU dengan master station yang merupakan media untuk saling bertukar informasi. Komunikasi data digunakan untuk sistem SCADA. Komunikasi data menggunakan media komputer yang diteruskan menjadi transmisi elektronik Master Station Master Station merupakan kumpulan perangkat keras dan lunak yang ada di controlcenter. Desain untuk sebuah

9 master station tidak akan sama, secara garis besar desain dari sebuah master station terdiri atas: a. SCADA Server b. Workstation c. Historical Data d. ProjectionMimic, dahulu mesin menggunakan Mimic Board e. Peripheral pendukung, seperti printer f. VoiceRecorder g. Global Positioning System, untuk referensi waktu h. Dispatcher Training Simulator h. Aplikasi SCADA dan energymanagementsystem i. Uninterruptable Power Supply (UPS), untuk menjaga ketersediaan daya listrik k. Automatic transfer switch (ATS) dan statictranferswitch (STS) untuk mengendalikan aliran daya listrik menuju master Peralatan Pendukung (Peripheral) Peralatan pendukung yang digunakan adalah peralatan yang mampu menunjang operasional peralatan SCADA baik yang ada di master station maupun yang ada di gardu induk (GI). Peralatan pendukung yang dimaksud adalah catu daya yang handal dan aman. Apabila catu daya di GI mati tentu akan menimbulkan berbagai kerugian, diantaranya beban daya tidak terpantau dan apabila terjadi gangguan, penanganan terhadap gangguan akan memakan waktu cukup lama. Peripheral yang terdapat di master station terdiri dari UPS, battery bank, automatic transfer switch (ATS), powersupply PLN, powersupplygenset. Sedangkan di gardu induk peralatan pendukung yang dibutuhkan rectifier/charger dan battery Perkembangan SCADA SCADA telah mengalami perubahan generasi, dimana pada awalnya desain sebuah SCADA mempunyai satu perangkat MTU yang melakukan Supervisory Control dan Data Acquisition melalui

10 satu atau banyak RTU yang berfungsi sebagai (dumb) Remote I/O melalui jalur komunikasi Radio, dedicatedline Telephone dan lainnya. Generasi berikutnya, membuat RTU yang intelligent, sehingga fungsi localcontrol dilakukan oleh RTU di lokasi masing masing, dan MTU hanya melakukansurveycontrol yang meliputi beberapa atau semua RTU. Dengan adanya localcontrol, operator harus mengoperasikan masing masinglocalplant dan membutuhkan MMI local. Banyak pabrikan yang mengalihkan komunikasi dari MTU RTU ke tingkatan MMI (Master) MMI (Remote) melalui jaringan microwave satelit. Ada juga yang mengimplementasi komunikasinya pada tingkatan RTU. Dengan majunya teknologi dan internet saat ini, konsep SCADA diatas berubah menjadi lebih sederhana dan memanfaatkan infrastruktur internet yang pada saat ini umumnya sudah dibangun oleh perusahaan perusahaan besar seperti PT PLN. (Persero). Apabila ada daerah daerah atau wilayah yang belum terpasang infrastruktur internet, saat ini dipasaran banyak bisa kita dapatkan Wireless LAN device yang bisa menjangkau jarak sampai dengan 40 km (tanpa repeater) dengan harga relatif murah. Setiap Remote Area dengan sistem kontrolnya masingmasing yang sudah dilengkapi dengan OPC (OLE for Process Control; OLE = ObjectLinking&Embedding) Server, bisa memasangkan suatu Industrial Web Server dengan Teknologi XML yang kemudian bisa dengan mudah diakses dengan WebBrowser biasa seperti yang kita gunakan untuk kegiatan browsing sehari - hari. Beberapa penelitian mengenai Mobile SCADA telah dilakukan. Lembaga penelitian High Beam Research di Chicago telah mengembangkan sistem ini untuk keperluan pengendalian sistem pengairan dan sistem pemompaan. Sistem SCADA yang dikembangkan menggunakan RTU, suatu perangkat pengendalian dengan media komunikasi radio. Pada sistem ini terdapat suatu sistem pengendalian berbasis komputer yang terletak pada sebuah Control Center. Sistem seperti ini sangat efektif digunakan untuk

11 memantau operasi-operasi secara Remote, namun pada suatu area yang terbatas. Sistem ini dilaporkan mampu menghemat biaya secara signifikan karena dapat menghemat tenaga manusia dan menghemat energi. Penelitian lain adalah yang dilakukan lembaga riset CSIRO, Canberra, Australia. Sistem Mobile SCADA yang dikembangkan menggunakan GPRS sebagai media komunikasinya dan menggunakan mikroprosesor yang murah untuk mesin SCADA, sehingga dihasilkan sistem SCADA yang murah dan fleksibel (Mayer dan Taylor, 2002). Penelitian tersebut lebih dikhususkan untuk sistem SCADA pada jaringan sensor. Jaringan sensor adalah suatu sistem yang terdiri dari banyak mikrokontroler kecil yang mempunyai alat sensor, yang bekerja bersama pada jaringan nirkabel. Penelitian tersebut dimaksudkan untuk mengembangkan suatu sistem Mobile SCADA dengan protokol atau aturan-aturan kendali yang nantinya akan menjadi landasan bagi pembuatan perangkat lunak sistem. Protokol ini nantinya harus dibuat sedemikian rupa sehingga perangkat lunak serta perangkat keras yang dibangun dalam sistem ini bersifat generik, mudah digunakan, mudah dirawat, mudah beradaptasi, dan Mobile sehingga tepat digunakan oleh industri menengah ke bawah di Indonesia. Selain itu sistem Mobile SCADA ini menggunakan media komunikasi Paket Data CDMA. 1 Kabel UTP Gambar 3.3 Kabel UTP Kabel UTP (Unshielded Twisted- Pair) adalah jenis kabel jaringan berbahan dasar tembaga yang tidak dilengkapi internal shield. UTP merupakan jenis kabel

12 yang paling umum digunakan dalam jaringan lokal (LAN) karena fleksibel, andal, dan harga yang rendah. Didalam kebel UTP terdapat insulasi satu lapis yang melindungi kabel dari ketegangan fisik atau kerusakan. Hanya saja insulasi tersebut tidak melindungi kabel dari interferensi elektromagnetis. 2 RJ 45 Gambar 3.4 Port RJ 45 dan Kabel RJ 45 RJ 45 merupakan tipe standar pengubung untuk kabel jaringan. RJ 45 sering terlihat dengan kabel jaringan dan ethernet. Konektor RJ-45 berfungsi sebagai penyambung antara kabel UTP(Unshielded Twisted-Pair) ke Transceiver. RJ-45 dikhususkan penggunaannya untuk kabel UTP saja, biasanya konektor RJ-45 dan kabel UTP ini sering digunakan untuk keperluan jaringan komputer. RJ 45 memiliki pin penghubung. Terdapat sebuah piranti penerima RJ 45 yaitu port RJ 45 yang khusus hanya menerima input RJ HUB/SWITCH Hub adalah salah satu terminal yang sering digunakan dalam jaringan. Fungsi hub adalah untuk menghubungkan setiap node atau computer yang akan terhubung dalam jaringan yang dibangun. Ilustrasi HUB ditunjukan pada gambar (Nugroho, 2005)

13 Gambar 3.5 HUB Switch memiliki fungsi yang sama seperti hub akan tetapi switch mempunyai kecepatan pengiriman lebih tinggi daripada hub. Switch memiliki collision control pada setiap port yang ada. Berbeda dengan hub yang hanya memiliki 1 collision control dari port yang ada. Ilustrasi switch ditunjukan pada gambar 3.8. (Nugroho, 2005) Gambar 3.6 SWITCH 3.4 MICROSOFT VISUAL STUDIO 2012 Microsoft Visual Studio adalah sebuah integrateddevelopmentenvironment (IDE) yang digunakan untuk mengembangkan sebuah konsol dan graphicaluserinterface yang meliputi Windows Forms, website, webapplication, dan webservice, desktopapplication dsb. untuk semua platform yang didukung oleh platform Microsoft Windows, Windows

14 Mobile, Windows CE, NET Framework, NET CompactFramework dan Microsoft Silverlight. Visual Studio mendukung beberapa macam bahasa pemrograman built-in yang diantaranya adalah C/C++ (via Visual C++), VB.NET (via Visual Basic.NET), C# (via Visual C#), dan F# (Visual Studio 2010). Bahasa pemrograman lain seperti M, Phyton dan Ruby juga didukung dengan menginstal languageservice yang diinstal secara terpisah. Visual Studio juga mendukung XML/XSLT, HTML/XHTML, JavaScript dan CSS. Gambar 3.7 Visual Studio 2012 IDE Environtment