Pengenalan SCADA. Jaringan Ethernet

Transkripsi

1 Pengenalan SCADA Jaringan Ethernet Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng. Jurusan Teknik Elektro FTI ITS Telp Fax

2 Objektif: Perangkat Keras yang dibutuhkan HUB Kabel Aturan di Jaringan Setting pada Window XP Ethernet di Industri 2

3 Perangkat Keras Jaringan yang dibutuhkan Network Interface Card (NIC)/LAN Card HUB/SWITCH Media Penghubung 3

4 Network Interface Card (NIC) Kartu jaringan (Network Interface Card NIC) merupakan komponen utama dari sebuah komputer yang berfungsi sebagai media pertukaran data antar komputer melalui suatu jaringan yang terintegrasi. 4

5 HUB/Switch Untuk menyambung komputer, biasanya menggunakan HUB/Switch 5

6 HUB VS Switch Hub lambat karena terjadinya domain collision, HUB juga akan membagi bandwidth keseluruhan dalam jumlah port Switch juga mempertahankan semua port dengan kecepatan yang sama Switch bekerja dengan metode mengakses tabel MAC Address, jadi kalau sinyal berasal dari port satu ke port lainnya, tidak akan di broadcast ke port yang tidak dituju 6

7 Media Penghubung UTP (Unshielded Twisted Pair), yaitu satu kabel dengan isi delapan, masing-masing pasang di pelintir untuk mengurangi induksi Kabel UTP hanya bisa bekerja pada jarak maksimum 100 meter (328 feet) Menggunakan konektor RJ-45 Menggunakan standar CAT 5, yaitu kabel dengan kemampuan transfer sampai 100Mbps 7

8 Konektor RJ 45 8

9 Kabel UTP bisa dipasang silang, untuk menghubungkan perangkat yang sama 9

10 Kabel UTP bisa dipasang langsung, untuk menghubungkan perangkat yang berbeda 10

11 TCP/IP IP address adalah alamat yang diberikan pada jaringan komputer dan peralatan jaringan yang menggunakan protokol TCP/IP. IP address terdiri atas 32 bit angka biner yang dapat dituliskan sebagai empat kelompok angka desimal yang dipisahkan oleh tanda titik seperti IP address terdiri atas dua bagian yaitu network ID dan host ID, dimana network ID menentukan alamat jaringan komputer, sedangkan host ID menentukan alamat host (komputer, router, switch). Oleh sebab itu IP address memberikan alamat lengkap suatu host beserta alamat jaringan di mana host itu berada. 11

12 Aturan Penentuan ID Host dan ID Jaringan Network ID dan Host ID tidak boleh 0 (nol), karena diartikan sebagai penunjuk suatu jaringan dan tidak menunjuk suatu host. Network ID dan Host ID tidak boleh 255 karena sebagai alamat broadcast. ID broadcast merupakan alamat yang mewakili seluruh jaringan. Host ID harus unik / tidak sama dengan host ID yang lainnya. 12

13 Pembagian IP Address IP Address dibagi menjadi 5 kelas Kelas A Kelas B Kelas C Kelas D Kelas E 13

14 IP address kelas A IP address kelas A diberikan untuk jaringan dengan jumlah host yang sangat besar. Range IP 1.xxx.xxx.xxx. 126.xxx.xxx.xxx, terdapat (16 juta) IP address pada tiap kelas A. IP address kelas A diberikan untuk jaringan dengan jumlah host yang sangat besar. Pada IP address kelas A, network ID ialah 8 bit pertama, sedangkan host ID ialah 24 bit berikutnya. Dengan demikian, cara membaca IP address kelas A, misalnya ialah: Network ID = 113 Host ID = Sehingga IP address diatas berarti host nomor pada network nomor

15 IP address kelas B IP address kelas B biasanya dialokasikan untuk jaringan berukuran sedang dan besar. Range IP xxx.xxx xxx.xxx Sehingga network dengan IP address kelas B dapat menampung sekitar host. Pada IP address kelas B, network ID ialah 16 bit pertama, sedangkan host ID ialah 16 bit berikutnya. IP address di atas berarti host nomor pada network nomor dengan panjang host ID 16 bit. Dengan demikian, cara membaca IP address kelas B, misalnya Network ID = Host ID =

16 IP address kelas C IP address kelas C awalnya digunakan untuk jaringan berukuran kecil (LAN). Host ID ialah 8 bit terakhir. Dengan konfigurasi ini, bisa dibentuk sekitar 2 juta network dengan masing-masing network memiliki 256 IP address. Range IP xxx xxx. Pengalokasian IP address pada dasarnya ialah proses memilih network Id dan host ID yang tepat untuk suatu jaringan. Tepat atau tidaknya konfigurasi ini tergantung dari tujuan yang hendak dicapai, yaitu mengalokasikan IP address seefisien mungkin. 16

17 IP address kelas D Range IP to IP address kelas D awalnya digunakan untuk disiapkan sebagai jaringan multicasing. In multicasting data is not destined for a particular host, that is why there is no need to extract host address from the IP address, and Class D does not have any subnet mask 17

18 IP address kelas E IP addresses in this class ranges from to This IP Class is reserved for experimental purposes only for R&D or Study. Class E does not have any subnet mask 18

19 Sistem Operasi Jaringan Untuk mengelola suatu jaringan diperlukan adanya sistem operasi jaringan. Sistem operasi jaringan dibedakan menjadi dua berdasarkan tipe jaringannnya, yaitu sistem operasi client-server dan sistem operasi jaringan peer to peer. 19

20 Jaringan Client-Server Keunggulan 1. Kecepatan akses lebih tinggi karena penyediaan fasilitas jaringan dan pengelolaannya dilakukan secara khusus oleh satu komputer (server) yang tidak dibebani dengan tugas lain sebagai workstation. 2. Sistem keamanan dan administrasi jaringan lebih baik, karena terdapat seorang pemakai yang bertugas sebagai administrator jaringan, yang mengelola administrasi dan sistem keamanan jaringan. 3. Sistem backup data lebih baik, karena pada jaringan clientserver backup dilakukan terpusat di server, yang akan membackup seluruh data yang digunakan di dalam jaringan. 20

21 Jaringan Client-Server Kelemahan 1. Biaya operasional relatif lebih mahal. 2. Diperlukan adanya satu komputer khusus yang berkemampuan lebih untuk ditugaskan sebagai server. 3. Kelangsungan jaringan sangat tergantung pada server. Bila server mengalami gangguan maka secara keseluruhan jaringan akan terganggu. 21

22 Jaringan Peer To Peer Keunggulan 1. Antar komputer dalam jaringan dapat saling berbagi-pakai fasilitas yang dimilikinya seperti: harddisk, drive, fax/modem, printer. 2. Biaya operasional relatif lebih murah dibandingkan dengan tipe jaringan client-server, salah satunya karena tidak memerlukan adanya server yang memiliki kemampuan khusus untuk mengorganisasikan dan menyediakan fasilitas jaringan. 3. Kelangsungan kerja jaringan tidak tergantung pada satu server. Sehingga bila salah satu komputer/peer mati atau rusak, jaringan secara keseluruhan tidak akan mengalami gangguan. 22

23 Jaringan Peer To Peer Kelemahan 1. Troubleshooting jaringan relatif lebih sulit, karena pada jaringan tipe peer to peer setiap komputer dimungkinkan untuk terlibat dalam komunikasi yang ada. Di jaringan clientserver, komunikasi adalah antara server dengan workstation. 2. Unjuk kerja lebih rendah dibandingkan dengan jaringan clientserver, karena setiap komputer/peer disamping harus mengelola pemakaian fasilitas jaringan juga harus mengelola pekerjaan atau aplikasi sendiri. 3. Sistem keamanan jaringan ditentukan oleh masing-masing user dengan mengatur keamanan masing-masing fasilitas yang dimiliki. 4. Karena data jaringan tersebar di masing-masing komputer dalam jaringan, maka backup harus dilakukan oleh masingmasing komputer tersebut. 23

24 Membangun Jaringan Peer to Peer pada Windows XP 24

25 Pemilihan UTP Straight atau Cross Buat media jaringan menggunakan kabel UTP dengan konektor RJ 45 Jika menggunakan HUB maka model yang digunakan adalah STRAIGHT. Jika hanya dua komputer tanpa hub/switch maka menggunakan CROSS 25

26 Setting IP pada Windows XP 26

27 Pengujian Jaringan Lakukan tes PING untuk mengetahui status koneksi dan kualitas dari jaringan yang dibuat Jika menghasilkan reply maka jaringan berhasil dibuat Jika request timed out maka ada masalah pada jaringan 27

28 Konsorsium Ethernet Ethernet/IP ( Internet Protocol), Rockwell Automation IAONA Europe (Industrial Automation Open Networking Alliance, ( ODVA (Open DeviceNet Vendors Association, CIP (Control and Information Protocol) DeviceNet, ControlNet ProfiNet Siemens ( PNO ( «Industrial Ethernet» new cabling: 9-pin D-shell connectors «direct connection to Internet (!?)» Hirschmann ( M12 round IP67 connector Fieldbus Foundation ( HSE FS 1.0 Schneider Electric, Rockwell, Yokogawa, Fisher Rosemount, ABB IDA (Interface for Distributed Automation, - Jetter, Kuka, AG.E, Phoenix Contact, RTI, Lenze, Schneider Electric, Sick

29 Ethernet - another philosophy Ethernet + Fieldbus (classical) cheap field devices decentralized I/O cyclic operation Ethernet Fieldbus SCADA switch PLC PLC PLC simple devices Ethernet as Fieldbus (trendy) costly field devices Soft-PLC as concentrators Event-driven operation SCADA Ethernet Soft-PLC Soft-PLC switch Soft-PLC Soft-PLC This is a different wiring philosophy. The bus must suit the control system structure, not the reverse

30 The "real-time Ethernet" The non-determinism of Ethernet makes it little suitable for the real-time world. Several improvement have been made, but this is not anymore a standard solution. Method 1: Common clock synchronisation: return to cyclic. Master clock Method 2: IEEE 1588 (Agilent) PTP precision time protocol Method 3: Powerlink B&R, Kuka, Lenze, Technikum Winterthur Method 4: Siemens Profinet V3, synchronization is in the switches

31 Ethernet and fieldbus rules Ethernet is used for the communication among the PLCs and for communication of the PLCs with the supervisory level and with the engineering tools Fieldbus is in charge of the connection with the decentralized I/O and for time-critical communication among the PLCs. local I/O CPU fieldbus Ethernet