Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) DAFTAR ISI

Transkripsi

1 DAFTAR ISI DAFTAR ISI... 1 PENDAHULUAN... 3 FUNGSI SCADA Pengertian SCADA Akuisisi Data dengan RTU dan Control Center Konfigurasi Pemantauan Sub Sistem Komunikasi Data Supervisory Control Permintaan Kontrol oleh Dispatcher Pengolahan Data Pemantauan Telesinyal Sequence of Event (SOE) Pengolahan Alarm dan Event Umum Tampilan Pesan Alarm dan Event Pencatatan Kalkulasi Data Tagging (penandaan) Post Mortem Review Pelaporan Aplikasi SCADA Pengendalian Jaringan Manajemen Prosedur Switching Akuisisi Data Gangguan Analisa Topologi Pengolahan Data Akuisisi Data RTU Downloading Pertukaran Data Penggantian Nilai Secara Manual Pengecekan Ambang Batas Supervisory Control Fasilitas Pengaman Kondisi Interlocking Pengumpulan Data Gangguan Pewarnaan Topologi Jaringan Dispatcher Training Simulator Perangkat Lunak Aplikasi Non Realtime Perangkat Lunak Pemeliharaan dan Pengembangan Sistem Perangkat Lunak Keamanan Akses Jaringan Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

2 Deteksi Adanya Penyusupan Virtual Private Network (VPN) Firewall Access Control Password Program Diagnostik Database Management System Database Real Time Fasilitas Export Data Digital Voice Recorder Gambaran Umum Diagram Blok Komponen Sistem Control Unit Storage Unit Voice Interface Unit Audio Output Interface Unit Perangkat Lunak Uninterruptible Power Supply (UPS) Online UPS Offline UPS Standarisasi Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

3 PENDAHULUAN SCADA, singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition, merupakan pendukung utama dalam sistem ketenagalistrikan, baik pada sisi pembangkit, transmisi, maupun distribusi. Adanya sistem SCADA memudahkan operator untuk memantau keseluruhan jaringan tanpa harus melihat langsung ke lapangan. Ketidakadaan SCADA dapat diibaratkan seseorang yang berjalan tanpa dapat melihat. Sistem SCADA sangat dirasakan manfaatnya terutama pada saat pemeliharaan dan saat penormalan bila terjadi gangguan. Sistem SCADA tidak dapat berdiri sendiri, namun harus didukung oleh berbagai macam infrastruktur, yaitu: 1. Telekomunikasi 2. Master Station 3. Remote Terminal Unit 4. Protokol Komunikasi Media telekomunikasi yang umum digunakan adalah PLC (Power Line Communication), Fiber Optik, dan Radio link. Pada awalnya penggunaan radio link dan PLC banyak digunakan, terutama karena penggunaan PLC yang tidak memerlukan jaringan khusus namun cukup menggunakan saluran transmisi tenaga listrik yang ada. Namun pada perkembangannya penggunaan PLC mulai beralih ke Fiber Optik dikarenakan kecepatan bit per second yang jauh di atas PLC. Pada kenyataannya ketiga media tersebut di atas digunakan secara bersama-sama, sebagai main dan backup. Master station merupakan kumpulan perangkat keras dan lunak yang ada di control center. Biasanya desain untuk sebuah master station tidak akan sama, namun secara garis besar desain dari sebuah master station terdiri atas: 1. Server 2. Workstation 3. Historikal data Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

4 4. Projection mimic, dahulu masih menggunakan mimic board 5. Peripheral pendukung, seperti printer, logger 6. Recorder 7. Global Positioning System untuk referensi waktu, dahulu masih menggunakan master clock 8. Dispatcher training simulator 9. Aplikasi SCADA dan Energy Management System 10. Uninterruptable Power Supply (UPS) untuk menjaga ketersediaan daya listrik 11. Automatic Transfer Switch (ATS) dan Static Transfer Switch (STS) untuk mengendalikan aliran daya listrik menuju master station. Agar dapat melakukan akuisisi data maupun pengontrolan sebuah Gardu Induk maka dibutuhkan suatu terminal yang dapat memenuhi persyaratan tersebut, yaitu Remote Terminal Unit (RTU). Penggunaan RTU berawal dari RTU dengan 8 bit, hingga sekarang telah dikembangkan RTU dengan 16 bit, bahkan sudah hampir menyerupai sebuah komputer. RTU tersebut harus dilengkapi dengan panel, transducer, dan wiring. Pada masa lampau, RTU dikembangkan oleh pabrikan secara sendiri-sendiri, juga dengan protokol komunikasi yang tersendiri sehingga tidak ada standarisasi. Sebagai contoh ada RTU dengan protokol komunikasi HNZ, Indactic, dan sebagainya. Penggunaan protokol yang berbeda-beda ternyata menimbulkan masalah di kemudian hari ketika akan dilakukan penggantian. Hal ini dikarenakan produk lama sudah tidak diproduksi lagi, sedangkan produk baru sudah mengikuti standarisasi. Oleh karena itu dalam pembuatan maupun pengembangan sistem SCADA harus mengacu pada standarisasi tersebut. Saat ini telah disepakati standarisasi untuk protokol komunikasi antara lain sebagai berikut: 1. IEC IEC IEC IEC Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

5 5. IEC IEC (masih dalam pengembangan) Permasalahan standarisasi telah menjadi topik yang penting untuk sistem SCADA, dan akan dibicarakan lebih lanjut oleh penulis pada edisi yang akan datang. Pada edisi ini penulis mencoba menggambarkan fungsi dasar dari sistem SCADA, bagaimana seseorang dapat berinteraksi dengan SCADA hingga bagaimana SCADA itu sendiri dapat melakukan komunikasi data lengkap dengan manajemen data. Penulis mengharapkan agar buku ini bermanfaat bagi semua pembaca, terutama buat yang berkecimpung di bidang SCADA baik praktisi maupun kalangan akademis. Kritik dan saran akan sangat kami harapkan Jakarta, Agustus 2005 Penulis Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

6 FUNGSI SCADA 1. Pengertian SCADA SCADA adalah singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition. Tujuannya adalah agar seorang operator di transmisi tenaga listrik, disebut dengan dispatcher, dapat melakukan dan memanfaatkan hal-hal berikut: - Telemetering (TM) Dispatcher memanfaatkan TM untuk kebutuhan pemantauan meter, baik daya nyata dalam MW, daya reaktif dalam Mvar, tegangan dalam kv, dan arus dalam A. Dengan demikian dispatcher dapat memantau meter dari keseluruhan jaringan hanya dengan duduk di tempatnya, tentu saja dengan bantuan peralatan pendukung lainnya seperti telepon. - Telesinyal (TS) Dispatcher dapat memanfaatkan TS untuk mendapatkan indikasi dari semua alarm dan kondisi peralatan tertentu yang bisa dibuka (open) dan ditutup (close) - Telekontrol (TC) Dispatcher dapat melakukan kontrol secara remote, hanya dengan menekan satu tombol, untuk membuka atau menutup peralatan sistem tenaga listrik Untuk kepentingan dimaksud di atas, seorang dispatcher akan dibantu dengan suatu sistem SCADA yang terintegrasi yang berada di dalam ruangan khusus, dan disebut dengan Control Center. Ruangan tersebut bergabung dengan ruangan khusus untuk menempatkan komputer-komputer disebut dengan Master Station. SCADA yang dioperasikan di control center mencakup berbagai aplikasi yaitu sebagai berikut: - Akuisisi data - Supervisory control - Pemantauan data, pemrosesan event (kejadian) dan alarm - Kalkulasi data - Tagging (penandaan) - Perekaman data - Pelaporan Disamping kebutuhan akan control center, di sisi lain harus disiapkan infrastruktur pendukung serta peralatan penunjang lainnya, yaitu telekomunikasi, Remote Terminal Unit (RTU), transducer, dan lain sebagainya. Telekomunikasi digunakan sebagai jalan komunikasi data maupun suara antara control center dengan site (lokasi). RTU digunakan sebagai unit terminal untuk mengendalikan, mengakuisisi data, dan mensupervisi sebuah Gardu Induk, dan selanjutnya mengirimkan data tersebut ke control center dimaksud. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

7 2. Akuisisi Data dengan RTU dan Control Center 2.1. Konfigurasi Agar dapat berkomunikasi dengan RTU, di control center dibutuhkan suatu perangkat interface. Perangkat interface ini dahulu disebut dengan nama Front End, namun pada perkembangannya disebut dengan nama Sub Sistem Komunikasi. Sub sistem komunikasi data harus dapat melakukan polling ke RTU dan control center lain. Polling dapat dianalogikan seperti pengabsenan, sehingga sub sistem komunikasi akan melakukan pengabsenan secara teratur sesuai waktu yang ditentukan terhadap RTU. Sub sistem komunikasi data dapat mendukung beberapa konfigurasi point to point, loop, multipoint, partyline menggunakan rute utama dan rute alternatif. Apabila terjadi gangguan pada komunikasi utama, maka perangkat lunak dari subsistem komunikasi secara otomatis memindahkan ke link komunikasi alternatif (back up). Sub sistem komunikasi secara periodik melakukan polling ke RTU pada link back up yang diberi tugas sebagai link komunikasi pengganti. Sub sistem komunikasi dapat mendukung konfigurasi komunikasi sebagai berikut : - Konfigurasi titik ke titik (point to point) Konfigurasi ini menghubungkan dua terminal telekontrol dan merupakan tipe yang paling sederhana. - Konfigurasi banyak titik ke satu titik (multipoint to point) Control center dihubungkan ke terminal luar dengan satu terminal hubung setiap terminal luar. Pada setiap saat, semua terminal luar diijinkan mengirimkan data ke pusat pengatur, dan control center dapat mengirimkan pesan ke satu atau lebih terminal-terminal luar secara bersamaan. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

8 - Konfigurasi banyak titik-bintang (multipoint - star) Control center dihubungkan ke lebih dari satu terminal luar dengan satu terminal hubung yang sama. Pada setiap saat, hanya satu terminal luar yang diijinkan mengirimkan data ke control center. Peralatan telekontrol pusat dapat mengirimkan data ke satu atau lebih terminal - terminal luar yang dipilih atau secara bersamaan. - Konfigurasi banyak titik-saluran bersamaan (partyline) Control center dihubungkan ke lebih dari satu terminal luar oleh suatu jalur yang sama. Batasanbatasan yang terjadi pada saat pertukaran antara pusat dan terminal-terminal luar sama dengan pada konfi-gurasi banyak titik-bintang. - Konfigurasi banyak titik-cincin (loop) Jalur komunikasi antara semua terminal membentuk suatu cincin. Ini merupakan suatu metode yang lebih disukai untuk memperbaiki kehandalan dari jalur komunikasi. Jika jalur terpotong pada beberapa lokasi, komunikasi yang utuh masih dapat dipertahankan, karena setiap terminal dapat dijangkau dari dua sisi cincin. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

9 - Konfigurasi gabungan Konfigurasi-konfigurasi yang disebutkan di atas dapat dikombinasikan menjadi bermacam variasi dari konfigurasikonfigurasi gabungan. Variasi yang paling penting adalah konfigurasi jaringan jala (mesh) dimana diperlukan komunikasi antara beberapa pasangan terminal-terminal Pemantauan Sub Sistem Komunikasi Data Sub sistem komunikasi data bertugas memantau link komunikasi dengan RTU. Dispatcher dapat menampilkan informasi-informasi berikut ini pada tampilan. Tampilan ini dapat dilihat pada monitor kerja dispatcher yang disebut dengan Video Display Unit (VDU): a. Status aliran komunikasi dengan setiap RTU b. Status dari setiap link komunikasi, misalnya : in service, out of service, gangguan (faulty). c. Statistik komunikasi untuk setiap RTU, misal : jumlah data yang baik, jumlah data yang tidak baik, jumlah pengulangan polling per jam (communication error). d. Statistik komunikasi untuk setiap link komunikasi atau kombinasi RTU Supervisory Control Permintaan Kontrol oleh Dispatcher Dispatcher dapat melakukan permintaan (request) untuk melakukan kontrol terhadap suatu Gardu Induk. Sistem SCADA akan memberikan definisi urutan permintaan kontrol tersebut. Ada dua jenis urutan yang diberikan oleh SCADA: - Urutan yang didefinisikan sebelum permintaan kontrol (seperti pada konfigurasi database), urutan yang biasa digunakan untuk manuver operasi, pelepasan tegangan di penyulang, pemindahan transformator atau busbar. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

10 - Daftar untuk permintaan kontrol secara manual diajukan secara langsung oleh dispatcher Pengolahan Data Setiap besaran analog di database ditampilkan dalam besaran desimal. Nilai yang masih kasar dikonversikan ke besaran teknik dengan satu atau dua cara : Translasi linier, konversi nilai yang dipakai menggunakan formula : Y = ax + b, yang artinya Y = hasil besaran teknik a = koefisien skala x = nilai yang diukur oleh RTU b = konstanta Model database diperlukan untuk memasukkan besaran maksimum dan minimum RTU (yakni : x) dan besaran teknik (yakni : y) yang merupakan fungsi x. Kemiringan (yakni : a) dan konstanta (yakni: b) merupakan hasil perhitungan perangkat lunak. Translasi non linier, konversi ditampilkan dalam bentuk kurva. Konversi nonlinier dilakukan dengan teknik konversi linier. Pemodelan database disederhanakan dengan memasukan nilai titik-titik ke dalam kurva. Kemiringan dan konstanta akan dihitung oleh perangkat lunak. Tanda dari besaran desimal dapat di-inverse untuk melengkapi proses konversi. Translasi satuan teknik dan tanda inversi untuk besaran yang akan didefinisikan dalam database satu per satu Pemantauan Telesinyal Setiap kejadian yang dicatat oleh SCADA disebut sebagai event. Sedangkan semua indikasi yang menunjukkan adanya perubahan status di SCADA disebut sebagai alarm. Semua status dan alarm pada telesinyal harus diproses untuk mendeteksi setiap perubahan status lebih lanjut untuk event yang terjadi secara spontan atau setelah permintaan remote kontrol dikirim dari control center Sequence of Event (SOE) Untuk mencatat secara lengkap semua kejadian di control center, diperlukan fasilitas urutan kejadian. Fasilitas ini akan membantu mengumpulkan dan merekam sinyal SOE dari RTU eksisting dan RTU yang baru. Sistem SCADA akan mengolah data masukan SOE yang diterima dari RTU dan ditampilkan pada VDU di dispatcher. Hal ini sudah mencakup konversi waktu dan tanggal dari RTU ke waktu/tanggal SCADA dan menyimpan data SOE di dalam alat perekam, database, sesuai dengan urutan kronologis Pengolahan Alarm dan Event Umum Proses pada sistem tenaga dan telekontrol yang menyebabkan terjadinya event atau alarm adalah sebagai berikut: Perubahan status telesinyal single (TSS) dan telesinyal double (TSD). Telemeter yang melebihi batas pengukuran Kegagalan remote kontrol. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

11 Gangguan sistem pengolahan data di control center (subsistem komunikasi data, server, dan workstation) Gangguan RTU dan link telekomunikasi. Gangguan Peripheral / Human Machine Interface. Gangguan dari Master Komputer. Gangguan sistem proteksi. Gangguan meter transaksi energi Tampilan Pesan Alarm dan Event Setiap pesan (message) diikuti sekumpulan informasi mengacu kepada alarm/event: Waktu dan tanggal terjadinya. Nama alat. Status dan besaran pengukuran. Lokasi untuk alarm/event. Deskripsi event. Semua keterangan alarm dan event akan dikumpulkan dalam sebuah catatan log aktivitas yang umum. Selanjutnya dispatcher dapat memberi keterangan atau menambah komentar sebagai keterangan dari sistem pencatat aktivitas Pencatatan Setiap kejadian tentu akan dicatat oleh komputer. Namun pencatatan tersebut juga dapat dilakukan dengan cara mencetaknya secara terus-menerus pada suatu printer dot matriks yang disebut dengan nama logger. Logger tersebut digunakan untuk mencatat : Event sistem tenaga. Pengolahan data dan event sistem telekontrol. Daftar SOE. ASCII Printer Walaupun setiap jenis pesan atau laporan dikirim ke logger yang telah ditentukan, namun juga dimungkinkan untuk mengalihkan proses pencetakan ke logger yang lain bila terjadi gangguan logger, secara manual atau otomatis. Pengambilalihan fungsi dilakukan untuk menghindari kehilangan pesan ketika terjadi gangguan sesaat pada logger. 3. Kalkulasi Data Perangkat lunak SCADA digunakan untuk menghitung besaran analog dari hasil pengukuran maupun status dan alarm dari telesinyal. Kalkulasi ini dapat dilakukan dengan beberapa operasi berikut: Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

12 Operasi boolean : AND,OR, NOT. Operasi matematis :! +, -, /, >, <,,,! Sin, Cos, Tan! Ln, Log, Exp! Min, Max, rata-rata! Besaran absolut Besaran kalkulasi akan dinyatakan tidak valid (invalid) bila salah satu operand juga invalid. 4. Tagging (penandaan) Tagging sangat bermanfaat untuk dispatcher di control center. Tagging digunakan untuk menghindari dioperasikannya peralatan, juga untuk memberi peringatan pada kondisi yang diberi tanda khusus tersebut. 5. Post Mortem Review Fungsi post mortem review adalah melakukan rekonstruksi bagian dari sistem yang dipantau setiap saat yang akan digunakan untuk menganalisa setelah kejadian. Untuk melakukan hal ini, sistem control center mencatat secara terus menerus dan otomatis bagian yang telah didefinisikan (semua kejadian) dari data yang diperoleh. Post mortem review mencakup dua fungsi yaitu pencatatan dan pemeriksaan. Dalam banyak kasus, database SCADA yang telah direkonstruksi dapat digunakan sebagai sumber data untuk: Mengeksport data ke aplikasi yang berorientasi jaringan. Inisialisasi simulator untuk pelatihan dispatcher. Dalam kasus ini, data yang direkonstruksi digunakan sebagai start (titik awal) untuk membangun skenario sebuah pelatihan yang baru. 6. Pelaporan Tool untuk pembuat laporan menggunakan Relational Data Base Management System (RDBMS). Tool ini digunakan untuk mencetak laporan secara otomatis dan periodik setiap setengah jam, satu jam, harian, mingguan, dan bulanan. Pencetakan juga dapat dilakukan sesuai dengan permintaan dispatcher pengguna. Fungsi kalkulasi diberikan oleh tool pembuat laporan yang berkaitan dengan kemampuan RDBMS yang dapat dikembangkan sampai maksimum. Hal ini termasuk untuk mendefinisikan yang berhubungan dengan kalkulasi ( minimum, maksimum, rata-rata, standard deviasi, integrasi, kurva durasi, dan lain-lain). Data pelaporan yang dihasilkan mempunyai kemampuan dapat dibaca. Pengguna diberikan kemampuan untuk melihat dan mengubah data laporan. 7. Aplikasi SCADA Bagian utama dari sistem manajemen jaringan SCADA adalah fungsi dasar sistem, sistem manajemen sumber data, Human Machine Interface dan sub sistem komunikasi. Dengan aplikasi SCADA, semua fungsi secara bersamaan yang diperlukan digolongkan untuk supervisi dan pengendalian sistem tenaga listrik. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

13 Aplikasi SCADA berisi fungsi: - Telesinyal. - Telemeter. - Telekontrol. - Load Frequency Control (LFC). - Tap changer. - Monitoring. - Pembacaan parameter proteksi - Pembacaan meter transaksi energi 7.1. Pengendalian Jaringan Sistem kontrol jaringan yang modern dapat mengurangi waktu eksekusi dan dapat meningkatkan keandalan operasional. Pengendalian jaringan dapat dilakukan oleh dispatcher melalui jaringan komunikasi manapun yang telah dipersiapkan. Untuk meyakinkan keandalan, konsep pengendalian jaringan meliputi beraneka ragam fasilitas keamanan tambahan seperti : a. Pengecekan aneka kondisi interlock. b. Monitoring keandalan jaringan pada operasi switching yang direncanakan. c. Monitoring terhadap perubahan jaringan selama operasi switching Manajemen Prosedur Switching Manajemen prosedur switching memungkinkan pengguna di ruang control center mempunyai peralatan lengkap untuk menciptakan, memeriksa dan mengeksekusi operasi switching di jaringan (dalam mode proses dan mode studi) Akuisisi Data Gangguan Dengan menggunakan akuisisi data gangguan, personel pada control center atau enjiner sistem dapat menganalisa perilaku sistem dalam jaringan suplai energi sebelum dan sesudah terjadi gangguan. Data berikut ini dapat disimpan dalam analisa tersebut : a. Tampilan sesaat (snapshots). b. Trend data. c. Perubahan status Analisa Topologi Pencarian topologi secara interaktif dapat dilakukan dispatcher untuk mendefinisikan peralatan yang terhubung dalam jaringan listrik tegangan di atas 70 kv. Fungsi pewarnaan jaringan mengatur warna tampilan dari peralatan bergantung pada berbagai keterangan dari item atau peralatan tertentu. Bagian jaringan, grup jaringan (misalnya level tegangan), atau kondisi operasi sistem (misalnya mati, di-ground-kan, tidak terdefinisi, dan sebagainya) dapat dibedakan dalam warna yang berbeda. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

14 8. Pengolahan Data 8.1. Akuisisi Data RTU Data real-time dikumpulkan oleh Sub Sistem Komunikasi RTU yang ditempatkan di control center juga bisa di lokasi tertentu untuk melakukan scan RTU gardu induk dan pembangkit tenaga listrik seluruh area. Akuisisi data RTU mampu mendukung semua kemungkinan yang ditentukan pengguna pada mode operasi RTU (misal: up/down, in-scan/out-of-scan, dan pengujian). Semua alarm dan pesan kejadian yang dihasilkan oleh SCADA dari data RTU menyertakan nama gardu induk atau pembangkit tenaga listrik darimana data berasal. Sebagai tambahan terhadap data yang dikumpulkan dari RTU, database SCADA harus meliputi ketentuan untuk jenis data berikut: 1. Data analog atau data status hasil perhitungan yang dihasilkan oleh program, yang pada waktu tertentu dan secara tidak berkala mengkalkulasi nilai-nilai database berdasar pada nilai database lainnya. Data yang dihitung dapat dihasilkan oleh program yang menjadi bagian dari fungsi akuisisi data atau fungsi operasi sistem tenaga lainnya. 2. Data analog dan data status non-telemeter yang dimasukkan oleh pengguna Downloading Sub Sistem Komunikasi mempunyai kemampuan untuk mendownload semua nilai, seperti tabel data dan parameter konfigurasi, yang diperlukan untuk menginisialisasi dan memodifikasi database RTU. Master station memverifikasi penerimaan yang benar dari informasi yang didownload. Downloading dan verifikasi download dilakukan di dalam struktur protokol komunikasi yang baku. Downloading informasi ke RTU dilakukan secara manual ke tiap RTU ketika diaktifkan oleh pengguna. Setiap perubahan suatu nilai yang dapat didisimpan di dalam master station, salinan database selama terjadinya kegagalan komunikasi atau interupsi disimpan dan didownload ke RTU ketika komunikasi tersambung kembali. Kemampuan untuk mendownload perubahan secara tersendiri tanpa melakukan download secara keseluruhan database yang lebih disukai Pertukaran Data Sub Sistem Komunikasi dapat mengirim berbagai tipe data dengan control center lain dengan waktu kirim dan waktu tanggap yang ditentukan Master Station. Data tersebut meliputi data telemeter dan semua informasi lain yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan yang fungsional dari spesifikasi ini. Pertukaran data mendukung pengumpulan data sistem tenaga real time secara otomatis (termasuk data yang dihitung dan dimasukkan secara manual) dengan tingkat scan sebagaimana tuntutan pengguna. Hal ini tidak membatasi pertukaran pesan teks yang ditentukan pengguna seperti laporan, informasi pemodelan sistem tenaga, tampilan grafis gardu induk, tampilan tabular, data operasional, dan kode perangkat lunak. Fungsi pertukaran data menggunakan protokol X-25 dan IEC , yang menggunakan model OSI tujuh layer. Kebutuhan minimum untuk layer aplikasi meliputi: a. MMS ( ISO/IEC 9506) untuk time-critical data b. FTP ( ISO 8571) untuk perpindahan file Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

15 c. SMTP untuk surat elektronik d. VT ( ISO 9041) untuk emulasi terminal e. SQL ( ANSI/ISO 9075) untuk akses database 8.4. Penggantian Nilai Secara Manual Nilai transmisi yang hilang atau salah dapat diisi ulang secara manual dengan nilai yang baru. Nilai saat ini hanya dapat diisi ulang secara manual dengan nilai baru. Penggantian nilai manual memiliki prioritas paling tinggi dibandingkan dengan nilai telemetering, nilai masukan dapat diisi ulang oleh enjiner dan dispatcher. Nilai yang baru mengganti nilai perkiraan. Quality flags mengontrol prosedur ini. Setiap tindakan perubahan menyebabkan sebuah pesan masuk ke summary umum Pengecekan Ambang Batas Setiap nilai dapat dicek terhadap set batas atas dan batas bawah. Batasbatas tersebut didefinisikan melalui fungsi pengaturan sumber data untuk setiap nilai sebagai persentasi dari nilai nominal. Untuk menghindari pelampauan batas untuk nilai yang bergerak di sekitar batas tersebut, deadband ambang batas yang belum ditentukan (predefined deadband threshold) digunakan sebagai perbandingan nilai dengan batas tersebut. 9. Supervisory Control Dispatcher dapat mengontrol peralatan sistem tenaga listrik dari setiap konsol dimana kontrol dapat diotorisasikan. Jika sebuah peralatan tampak pada beberapa tampilan (misal: diagram gardu induk, pemetaan jaringan), peralatan tersebut dapat dikontrol dari tiap tampilan yang mendapat otorisasi. Supervisory control selalu menggunakan operasi dua tahap untuk meyakinkan keamanan operasi, yaitu tahap pilihan dan tahap eksekusi Fasilitas Pengaman Sistem control center mempunyai fasilitas keamanan untuk supervisory control. Disamping fasilitas yang standar, seperti otoritas akses dengan menggunakan password, prosedur keamanan komunikasi khusus RTU, ada beberapa fasilitas keamanan tambahan yang diberikan untuk mencegah kecelakaan petugas dan kerusakan peralatan, yaitu: - Pengecekan tanggapan dispatcher untuk tiap langkah operasi yang relevan. - Pengecekan terhadap beberapa kondisi interlocking untuk menghindari operasi kontrol yang gagal. - Monitoring terhadap keamanan jaringan untuk aplikasi kontrol yang direncanakan. - Menghindari interferensi antara operasi kontrol simultan. - Monitoring perubahan jaringan gardu induk oleh dispatcher. - Log in dari tindakan supervisory control di dalam summary umum. Setiap supervisory control memasukkan tanggal, waktu, dan identifikasi user dari dispatcher. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

16 9.2. Kondisi Interlocking Untuk menghindari terjadinya kecelakaan petugas dan kerusakan peralatan, perintah kontrol tidak dapat dilakukan tanpa pengecekan terhadap beberapa kondisi interlocking. Control center mempunyai kondisi interlocking berdasarkan pada deskripsi topologi generik dari sistem tenaga listrik. Deskripsi topologi generik ini merupakan bagian dari operational database (ODB). Untuk mengevaluasi topologi dari kondisi interlocking, digunakan topologi algoritma dasar yang terdiri dari tabel-tabel keputusan. Berikut adalah contoh topologi kondisi interlocking: Cek apakah sebuah isolator (Pms) akan diubah posisi dalam kondisi tidak berbeban. Cek apakah isolator (Pms) tersebut akan diubah posisi ke tanah. Cek apakah peralatan operasional telah diisolasi sebelum ditanahkan. Cek apakah kegiatan membuka dan menutup peralatan selalu disesuaikan / tag antara RTU, GPS, dan master station. 10. Pengumpulan Data Gangguan Pengolahan data gangguan merupakan fungsi yang tepat untuk dispatcher dan enjiner untuk menganalisa kondisi gangguan sebelum dan sesudah gangguan di dalam sistem tenaga listrik. Analisa ini, disebut Post Mortem Review, menyimpan tiga kategori data yang berbeda, yang diilustrasikan seperti di bawah ini: Snapshot data. Trend data. Perubahan status. Apabila terjadi pemicuan gangguan, nomor terdefinisi dari kejadian sebelum dan sesudah gangguan disimpan secara permanen. Seperti snapshot, trend data gangguan disimpan sebagai bagian dari rekaman gangguan. Periode Gangguan Periode waktu gangguan sistem tenaga listrik dibagi menjadi 3 interval waktu kontinyu: Periode sebelum gangguan. Periode gangguan. Periode setelah gangguan. Waktu Resolusi Gangguan Waktu resolusi gangguan adalah lamanya waktu hingga akhir periode gangguan. Setiap kali pemicu gangguan baru aktif, titik akhir dari periode gangguan direset. Tiap tipe gangguan memiliki waktu resolusi gangguan sendiri yang ditentukan dengan update database. Juga, periode sebelum gangguan, waktu tunda aktivasi gangguan, periode setelah gangguan dan snapshot time setelah gangguan ditetapkan untuk tiap tipe gangguan. Pengambilan dan penyajian data gangguan Data gangguan disimpan dalam arsip gangguan. Arsip data gangguan yang paling lama tidak akan digunakan dan akan diganti dengan gangguan terbaru. Arsip gangguan dapat disimpan dalam media penyimpanan yang berbeda seperti optikal disk (misal: DVD). Metode yang dapat dipergunakan oleh dispatcher untuk menganalisa data gangguan saat ini adalah : Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

17 Menampilkan alarm dengan menggunakan tampilan pesan alarm. Menampilkan trend data sebagai kurva. Menampilkan trend data sebagai tabel dalam tampilan tabel. Menampilkan status seluruh sistem dalam tampilan grafik. Menampilkan status jaringan dalam tampilan grafis, kejadian demi kejadian. Ketiga metode awal dapat dipergunakan pada mode realtime atau studi, sedangkan metode terakhir hanya dapat dipergunakan pada mode studi. Penampilan setiap metode dapat dilakukan secara bersamaan. Laporan tercetak dari data gangguan juga dapat dibuat. 11. Pewarnaan Topologi Jaringan Fungsi analisa topologi yaitu : Mengaktifkan fungsi pewarnaan jaringan. Pewarnaan jaringan diaktifkan secara otomatis setelah kejadian khusus, misalnya jatuhnya switch (Pmt), dan lain-lain atau setelah perubahan kondisi switching yang disebabkan oleh modifikasi topologi jaringan. Analisa jaringan untuk fungsi Pencarian Interaktif Topologi. Analisa elemen jaringan untuk aplikasi manajemen jaringan. Pencarian Topologi Interaktif Fungsi pencarian topologi interaktif memungkinkan dispatcher untuk meminta bagian yang dicari dan memilih salah satu atau lebih peralatan operasi pada tampilan (tampilan skema atau tampilan geografis). Hasil dari pencarian akan ditampilkan di layar dengan warna khusus. Dispatcher dapat memilih apakah koneksi listrik berada pada kondisi normal atau tidak normal. 12. Dispatcher Training Simulator Sistem simulator untuk pelatihan dispatcher menggunakan lingkungan terpisah (disconnect dari sistem on-line), dimana dispatcher menggunakan replika Energy Management System untuk melatih berbagai fungsi dispatcher secara aman dan normal termasuk pada kondisi darurat. Simulator ini menghasilkan ulang karakteristik sistem tenaga dengan cara yang realistik. Simulator ini menyediakan informasi yang sama seperti pada ruang kontrol yang sebenarnya. Human Machine Interface (HMI) untuk instruktur dan siswa pelatihan dispatcher harus sama dengan HMI untuk dispatcher dalam ruang kontrol. Fungsi dasar yang ada dalam lingkungan simulasi sama dengan fungsi yang digunakan dalam kondisi normal, yaitu fungsi SCADA dan fungsi sistem tenaga listrik dalam mode real time dan mode studi. 13. Perangkat Lunak Perangkat lunak sistem mencakup sub sistem berikut ini: Operating system. Pemeliharaan perangkat lunak dan tool pengembangan. Monitoring sistem dan program diagnostik. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

18 13.1. Aplikasi Non Realtime Data pada offline database server diambil dari historikal data. Server aplikasi non real time ini terhubung dengan intranet yang mempunyai fasiltas untuk browser sehingga untuk mengamankannya diperlukan firewall yang canggih. Berikut adalah aplikasi yang dapat digunakan pada server ini: Kurva beban : menampilkan kurva beban berdasarkan hasil pengukuran RTU dan masukan manual. Laporan gangguan Operasi : beban padam konsumen, penyebab gangguan, kronologi gangguan, frekuensi sistem dan lama pemulihan gangguan. Laporan gangguan SCADA : laporan kinerja, jenis alarm, event SCADA dan alarm telekomunikasi untuk 500 kv dan 150 kv. SMS : mengirim gangguan yang termasuk prioritas. Laporan statistik : menyusun laporan setiap jenis gangguan dan ketersediaan peralatan SCADA Perangkat Lunak Pemeliharaan dan Pengembangan Sistem Perangkat lunak ini diperlukan untuk pemeliharaan perangkat lunak aplikasi dan pengembangan perangkat lunak baru melalui mode khusus, dalam arti tidak mengganggu aplikasi yang sedang berjalan. Semua fasilitas perangkat keras dan perangkat lunak diperlukan untuk kreasi, modifikasi, dan debug untuk program dari semua bahasa pemrograman Perangkat Lunak Keamanan Akses Jaringan Deteksi Adanya Penyusupan Deteksi penyusupan adalah aktivitas untuk mendeteksi penyusupan secara cepat dengan menggunakan program khusus. Fungsinya adalah untuk mencatat semua traffic data yang lewat. Hasil catatan itu dapat diperiksa untuk mengetahui kehandalan dari sistem yang digunakan dan untuk mengetahui apakah ada orang yang berusaha menembus sistem control center. Fungsi ini mencakup dua buah pendekatan yaitu pendekatan pencegahan (preemptory) dan pendekatan reaksi (reactionary). Pendekatan pencegahan, program pendeteksi penyusupan ini harus dapat memperhatikan semua lalu lintas jaringan. Jika ditemukan paket yang mencurigakan, maka progran ini harus dapat melakukan tindakan yang perlu. Pendekatan reaksi, program pendeteksi penyusupan ini hanya mengamati file log. Jika ditemukan paket yang mencurigakan, program juga harus melakukan tindakan yang perlu Virtual Private Network (VPN) Informasi pada control center tidak dapat diakses oleh pengguna yang tidak berhak, sehingga harus diciptakan suatu mekanisme untuk menjaga informasi bersifat terbatas. Aspek lain dalam VPN yang digunakan pada control center berupa otentikasi dan identifikasi. Sistem ini dapat mengidentifikasi pihak di seberang VPN yang berkomunikasi dengan control center. Dengan menggunakan VPN, maka setiap transfer data antar komputer menunjukkan IP Address yang tidak sebenarnya (IP Address yang sebenarnya disembunyikan). Sebaiknya digunakan mesin khusus yang hanya akan menangani VPN. Dengan demikian mesin VPN tidak dipasang bersama dengan firewall. Mesin VPN ini berupa suatu router ke tujuan (jaringan lainnya). Tujuannya adalah Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

19 menyederhanakan kerja firewall karena hanya membutuhkan aturan filtering yang lebih sedikit. Sehingga dapat dengan mudah diblok akses dari jaringan internal langsung ke jaringan eksternal dan sebaliknya, untuk mencegah kebocoran informasi Firewall Firewall digunakan untuk menunjuk suatu komponen atau sekumpulan komponen jaringan, yang berfungsi untuk membatasi akses antara dua jaringan, yaitu antara jaringan LAN control center dengan jaringan WAN atau eksternal LAN. Firewall dapat memenuhi tugas berikut ini: Mengimplementasikan kebijakan security di jaringan. Jika aksi tertentu tidak diperbolehkan oleh kebijakan ini, maka firewall harus meyakinkan bahwa semua usaha yang mewakili operasi tersebut harus digagalkan. Dengan semikian, semua akses ilegal antar jaringan (tidak diotorisasikan) harus ditolak. Melakukan filtering, yaitu mewajibkan semua trafik yang ada untuk dilewatkan melalui firewall bagi semua proses pemberian dan pemanfaatan layanan informasi. Dalam hal ini, aliran paket data dari/menuju firewall, harus diseleksi berdasarkan IP-address, nomor port, dan disesuaikan dengan kebijakan security. Firewall harus dapat merekam/mencatat even-even mencurigakan serta memberitahu enjiner terhadap segala usaha menembus kebijakan security. Data yang dikomunikasikan lewat protokol antar LAN atau LAN dengan WAN, dibagi atas paket. Firewall harus dapat menganalisa paket ini, kemudian memperlakukannya sesuai kondisi tertentu. Firewall harus dapat melakukan bloking terhadap isi paket tersebut. Firewall juga harus mampu menjalan enkripsi dalam otentikasi identitas pengguna dan melapisi transfer data dari intipan pihak lain yang tidak berhak Access Control Fungsi ini memberikan kontrol terhadap siapa saja yang dapat mengakses file atau direktori dan hak akses yang dimiliki pengguna tersebut. Fungsi ini mampu menjalankan tugas sebagai berikut: Mengijinkan akses Menolak akses Melakukan access mask dari pengguna yang tidak sah Melakukan aplikasi ke file dan subdirectory baru dalam sebuah directory Melakukan aplikasi ke file baru dalam sebuah directory. Melakukan aplikasi ke subdirectory baru dalam sebuah directory. Fungsi ini juga dapat melakukan perijinan (permission) sebagai berikut: Permission untuk membaca file atau directory Permission untuk menulis ke file atau directory Permission untuk mengeksekusi atau mencari file atau directory Fungsi kontrol dapat melakukan identifikasi yang menunjukkan pengguna yang ditentukan oleh entry. Field identifikasi ini terdiri dari satu user identifier dan satu grup identifier. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

20 Password Semua fungsi di control center bersifat rahasia dan diproteksi sehingga harus memiliki password. Tingkatan proteksi password ini harus berkisar dari view only sampai dengan full capability Program Diagnostik Program diagnostik disediakan untuk semua perangkat keras dan perangkat lunak sistem pemrosesan di control center meliputi: Semua server dan workstation. Sub sistem komunikasi data. Peripheral komputer. Perangkat local area network (LAN). Perangkat Human Machine Interface. Program tersebut dapat secara mudah dioperasikan secara otomatis dengan prosedur interaktif, laporannya disimpan di historikal data, dan dicetak di printer. Program diagnostik untuk komponen perangkat keras meliputi: CPU. Main memory. Harddisk drive. Semua fasilitas Human Machine Interface. Semua peripheral (logger, laser printer, dan lain-lain). Komponen perangkat keras LAN. Komunikasi ke semua RTU. Komunikasi di luar sistem ( dengan control center lainnya, workstation di luar control center, link LAN PC, dan lain-lain). 14. Database Management System Data Base Management System (DBMS) digunakan sebagai tempat penyimpanan dan sumber data statik yang menerangkan model sistem tenaga. Sistem tenaga DBMS digunakan secara bersama-sama untuk menginisialisasi teknik dan pemeliharaan data. Apabila ada penambahan data baru, data baru tersebut dapat divalidasi secara on line dalam waktu secepat mungkin, sehingga model sistem tenaga tersebut akan disimpan dalam file database real time yang akan menjamin kinerja maupun integritas data. Dari sudut pengguna, terdapat bermacam-macam mode operasi : Mode teknik dan pemeliharaan data (mode enjiner) digunakan untuk memasukkan dan memperbaharui data statik yang menggambarkan model sistem tenaga. Mode operasi (mode operator) akan digunakan oleh operator untuk mengatur proses real time Database Real Time Database real time berupa data variabel yang diperlukan oleh akuisisi real time, untuk memasukkan data secara manual oleh operator atau data yang dihasilkan dari application software processing. Database real time didesain untuk memenuhi persyaratan kinerja sistem termasuk waktu tanggap operasional dan kemampuan untuk pengembangan. Selain itu juga memenuhi persyaratan dasar sebagai berikut : Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

21 Menjamin keterkaitan yang sempurna antara pemakai program dalam mengolah data dan setiap perubahan data harus dapat diterima oleh kedua perangkat lunak aplikasi (SCADA dan EMS). Organisasi database didesain untuk mengoptimalkan efisiensi program yang digunakan. Waktu akses data memenuhi keperluan untuk kontrol proses secara real time. Struktur data base rael time diadaptasikan ke suatu jenis penyimpanan data yang memenuhi kinerja yang optimal, yang diperlukan untuk mengakses, menampilkan kembali, serta memperbaharui data. Perubahan database realtime dapat dilakukan di semua workstation, namun perubahan tersebut hanya dapat dilakukan oleh enjiner berdasarkan User ID dan password serta mode operasi. Data dapat dimanipulasi dalam beberapa format (integer, floating point, character, logic, dan sebagainya). Fungsi save dan restore mengijinkan pengguna untuk menyimpan isi database dan mengembalikan data base Fasilitas Export Data Perangkat lunak yang digunakan pada database historikal data dapat diakses melalui PC yang terhubung pada jaringan di luar LAN. Fasilitas ini diperlukan untuk mentransfer data real time secara dinamis, yang dikonversikan dalam format lain ke sistem yang ada. Selanjutnya, fasilitas ini dapat membuka sistem yang dapat digunakan oleh perangkat lunak PC umumnya, misalnya dapat digunakan oleh program spread sheet sistem manajemen database. Keamanan control center tetap dijaga, dengan tidak diberi ijin untuk mengakses data real time dari setiap perangkat lunak yang beroperasi di PC. 15. Digital Voice Recorder Gambaran Umum Digital Voice Recorder (DVR) merupakan peralatan yang berfungsi untuk merekam suara secara digital. DVR menggantikan sistem perekam analog dengan berbagai keunggulan, seperti dapat mencari dan memainkan kembali hasil rekaman dengan cepat sementara proses perekaman dapat terus berlangsung. Gambar berikut menunjukkan konfigurasi umum DVR. DVR dapat merekam suara dari berbagai sumber, seperti saluran telepon, radio, dan kanal-kanal audio lainnya. Memanfaatkan teknologi digital signal processing (DSP), DVR merekam suara dengan tingkat kompresi 8:1. Perekaman dapat didasarkan pada aktifitas pada saluran, berdasarkan panggilan ke tujuan tertentu dengan sinyal DTMF, secara manual, atau perekaman terus-menerus. Konfigurasi masing-masing kanal dapat diatur sesuai keperluan. Hasil rekaman disimpan pada media penyimpan internal agar dapat diakses dengan cepat yang kemudian dapat diarsip ke CD atau DVD. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

22 DVR menyediakan fasilitas yang memungkinkan pencarian rekaman dan memainkan ulang dengan mudah dan cepat. Hasil rekaman pada media penyimpan internal dan pada arsip CD/DVD dapat dicari berdasarkan kanal, nomor yang dipanggil, dan waktu. Dengan menggunakan teknologi web, DVR dapat diakses melalui jaringan TCP/IP, internet atau intranet baik untuk keperluan operasi maupun administrasi. Dengan memanfaatkan perangkat keras dan perangkat lunak yang standar, DVR merupakan sistem perekam suara yang bersifat cost effective Diagram Blok DVR terdiri atas control unit, storage unit, voice interface unit, dan audio output interface. Control unit berfungsi mengkoordinasi seluruh operasi sistem sedangkan storage unit menyimpan data rekaman. Voice interface unit berfungsi mengubah sinyal suara ke format digital agar dapat disimpan dan diproses lebih lanjut. Audio interface unit berfungsi untuk mendukung fasilitas playback. Diagram blok DVR ditunjukkan pada gambar berikut: Komponen Sistem Control Unit Control unit dilengkapi dengan network interface, dapat diintegrasikan ke jaringan lokal, intranet, dan internet Storage Unit Storage unit terdiri dari internal hard disk yang dilengkapi dengan DVD- Writer Voice Interface Unit Voice interface unit berfungsi untuk mengubah sinyal suara menjadi data digital Audio Output Interface Unit Unit ini dilengkapi dengan audio interface, amplifier, dan speaker stereo. Unit ini juga mendukung fasilitas playback Perangkat Lunak Ada tiga komponen utama sistem DVR, yaitu: Recorder Daemon, Monitoring and Administration Web Pages, dan DVR Reader. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

23 16. Uninterruptible Power Supply (UPS) Online UPS Istilah ini mengacu pada topologi UPS sebagai berikut: 1. Input rectifier/charger yang menyetarakan tegangan input AC digunakan untuk men-charge baterai yang kemudian digunakan untuk mensuplai inverter 2. Baterai mensuplai energi cadangan bila terjadi kehilangan daya 3. Inverter yang mensuplai daya dengan level kualitas konsistensi tinggi (frekuensi, tegangan, dan lain-lain) 4. Static switch kapabilitas Offline UPS Istilah ini digunakan untuk menjelaskan topologi dimana inverter tidak terkoneksi secara serial dengan tegangan AC, akan tetapi secara paralel, dalam konfigurasi standby pasif. UPS ini tidak beroperasi kontinyu, namun hanya jika tegangan suplai input AC melampaui toleransi. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

24 16.3. Standarisasi Standar yang digunakan untuk UPS ini adalah sebagai berikut: 1. IEC ENV Kedua standar ini tidak mencakup tiga tipe topologi UPS: 1. Passive standby 2. Line interactive 3. Double conversion Standar-standar ini mendefinisikan beberapa istilah berikut: 1. Primary power: daya secara normal tersedia terus-menerus dan berasal dari perusahaan listrik namun sekali-kali berasal dari generator milik sendiri 2. Standby power 3. Normal AC input 4. Bypass AC input Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus

25 PENULIS Nama : Agus Harya Maulana, ST Tempat / tanggal lahir : Amuntai / 17 Agustus 1976 Penulis merupakan alumni dari Fakultas Teknik jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang angkatan 1995, dan berhasil menyelesaikan S1 pada tahun Lulusan SMAN 1 Banjarbaru ini, saat ini bekerja sebagai Juru Utama Fasilitas Operasi dan Sistem Informasi pada Unit Bidding dan Operasi Sistem (UBOS) di PT PLN (Persero) P3B, dan banyak berkecimpung pada bidang SCADA. Hingga saat ini penulis telah memperoleh sertifikat internasional Oracle 9i (OCP) dan Sun Solaris 9. Di samping itu penulis juga memperoleh sertifikat SINAUT Spectrum database SCADA. Fungsi SCADA Edisi 1 Revisi 02 Agustus