XII Pengembangan DCS 1

Transkripsi

1 1 XII Pengembangan DCS

2 Configuration Distributed Control System Human machine interface Operator Operation and monitoring function Operator Control Ohter system, Communication antara system yang lain Operation and monitoring function Interface to other system Display operation funtion Human machine data base Engeneering interface Engineering System configuration and maintenance Control Station Control Data-base Control funtion DDC Process Control Data base Control function DDC Process 2 Process interface

3 HMI of DCS Operator Station Collects data relating to the process operation Displaying and manipulating the process data Control Station Contains control function Communication System Exchanges data between the operator station, control station and other stations 3 DCS Interfaces Human machine interface Engineering interface Interface to other systems Process interface

4 HMI DALAM SISTEM MONITORING DAN KONTROL PLANT 4 Wonderware Intouch WinCC Siemens Vijeo Look Schneider RSView Rockwell CiTect HMI Lab View CX Supervisor Omron - Cimplicity Gfanuc -

5 5 HMI DALAM SISTEM MONITORING DAN KONTROL (2)

6 HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Communication Monitoring DEVICE Controlling PLANT Definisi : Merupakan 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 Tujuan : Untuk meningkatkan interaksi antara mesin dan operator melalui tampilan layar komputer dan memenuhi kebutuhan pengguna terhadap informasi sistem 6

7 HMI Terminology There is a distinct difference between User Interface versus Operator Interface or Human Machine Interface (HMI). The term user interface is often used in the context of (personal) computer systems and electronic devices. HMI is typically local to one machine or piece of equipment, and is the interface method between the human and the equipment/machine. 7

8 HMI Terminology (Cont.) Term Definition HMI Human Machine Interface: Computer hardware and software that allows operators to interface with the control system CRT HMI DCS HMI GUI Open HMI Open HMI PLC HMI Cathode Ray Tube HMI: The term is specifically used where there is a transition from hand stations to the HMI Proprietary HMI from DCS vendors that is optimized for process control Graphical User Interface: General computer term for software that allows graphical interaction with the computer HMI built on PC hardware and Windows operating system for general use; not specific to any hardware or industry Open HMI that incorporates information systems and controls Proprietary HMI from PLC vendors that is optimized for discrete control; often connected as a remote PLC rack 8

9 Overview: PLC, DCS, SCADA (remote contol) SCADA DCS (Local control) RTU-FCx PLC - HART - smart sensor 9

10 Who are the users? Operators (local and remote) Engineers Designers Supervisors Unit Managers ERP developers Administators 10

11 Trend configuration Graphic editor and operator interface Engineering interface (database engineering) 11

12 HMI Design and the overall design cycle 12

13 13 System/software architecture

14 14 Clearly the big picture

15 15 Redundancy (Cont.)

16 16 Design HMI

17 17

18 18

19

20 20 Hirarki HMI

21 Komponen HMI Unit kontrol lokal (Local Control Unit, LCU) : Merupakan unit terkecil pada DCS yang mampu melaksanakan kontrol kalang tertutup. Contoh: PLC, mikroprosesor dll. Antarmuka manusia tingkat rendah (Low-Level Human Interface, LLHI): Peralatan yang digunakan untuk antarmuka antara operator atau orang instrumen dengan LCU secara langsung, misalnya mengubah set-point, mode kontrol, konfigurasi kontrol atau menala parameter kontrol. Data Input/Output Unit (DI/OU): Digunakan untuk antarmuka dengan proses dengan tujuan mengambil atau mengeluarkan data dan tidak melakukan aksi kontrol. 21

22 Komponen HMI Antarmuka manusia tingkat tinggi (High-Level Human Interface, HLHI): Seperangkat peralatan yang mempunyai fungsi sama seperti LLHI tetapi dengan kemampuan lebih bagus dan pemakaian lebih nyaman untuk pengguna (user friendliness). Operator System : collect data relating to the process operation, displaying and manipulating the process data Peralatan pemroses tingkat tinggi (High-Level Computing Device, HLCD): Sekumpulan perangkat berbasis mikroprosesor yang melakukan fungsi pengendalian terhadap plant. Peralatan antarmuka komputer (Computer Interface Device, CID): Sekumpulan perangkat yang digunakan untuk interaksi antara komputer dengan komponen DCS lain. Fasilitas komunikasi bersama (Shared Communication Facilities): Digunakan sebagai alat komunikasi data bersama antara peralatan DCS. 22

23 Fitur-fitur kunci suatu SCADA software Human Machine Interface Tampilan yang memudahkan manusia (operator) untuk memahami atau mengendalikan mesin atau mengendalikan mesin (sistem, palnt). Graphic Display Tampilan grafis, bukan hanya angka, untuk mempermudah pengamatan operator. Animasi proses akan jauh lebih membantu. Alarms Alarm untuk memberi warning saat sistem dalam kondisi abnormal.umumnya alarm ini dimasukan ke dalam database untuk dicatat sebagai history. Trend Trend ialah grafik garis yang menggambarkan kondisi/status suatu device. Data sering lebih mudah dibaca dalam bentuk trend dai pada angka biasa. 23

24 RTU/PLC Interface, bagian program yang menghubungkan PLC dengan SCADA sofware. Jika PLC yang dihubungkan berbeda maka program penghubungnya pada umumnya juga berbeda. Scalability/Expandability, program SCADA harus dapat diperluas tanpa menggangu program lama yang sudah ada. Access to data, program memiliki akses pada data tertentu yang diinginkan. Database, penyimpanan data ke dalam databese Networking, program ini dapat berjalan dalam suatu aringan, baik pada LAN maupun internet. Fault tolerance and redudancy, program memiliki toleransi tertentu terhadap kesalahan yang terjadi. SCADA system juga harus bersifat redudant, dimana saat MTU utama down akan diganti oleh MTU cadangan. 24 Client/Server distributed processing, p emrossan data bersifat distributed, dimana Server maupun Client memiliki bagian pemrosesan tersendiri.

25 HMI Model Lama Maintenance console / emergency panel Sometimes, the group level has its own manmachine interface for local operation control (here: cement packaging)

26 Displays the current state of the process (visualization) Display the alarms and events (alarm log, logbook) Display the trends (historians) and analyse them Display handbooks, data sheets, inventory, expert system (documentation) Allows communication and data synchronization with other centres

27 27

28 Fungsi HMI Memonitor keadaan yang ada di plant Mengatur nilai pada parameter yang ada di plant Mengambil tindakan yang sesuai dengan keadaan yang terjadi Memunculkan tanda peringatan dengan menggunakan alarm jika terjadi sesuatu yang tidak normal Menampilkan pola data kejadian yang ada di plant baik secara real time maupun historical (Trending history atau real time). 28

29 29 Fungsi HMI: Monitoring, Setting, Take action Alarm Event Trending

30 struktur HMI Main Menu Main menu merupakan: Tampilan awal untuk memasuki display. Halaman security sehingga orang yang memasuki software harus memilki password. Plant Overview Plant overview dapat berupa gambaran grafis dari keseluruhan sistem. Bagian ini umumnya juga memiliki link navigasi ke berbagai group lokal dari plant. Area Graphics Area Graphics menampilkan detail dari keseluruhan proses beserta peralatannya dalam area tertentu. Selain itu area graphics juga dapat menampilkan data yang diberikan peralatan yang dimonitor atau dikontrol oleh PLC (status, data dan kondisi dari masing-masing peralatan bisa ditampilkan dalam popup windows). 30

31 31 Control Display Control display berfungsi untuk: Melakukan pengendalian output di plant dari software tersebut Memberi ruang/field bagi inputan operator (grafis atau teks). Memberikan range tertentu (maksimum-minimum). Contoh informasi yang bisa ditampilkan disini: ostatus omode (Auto/Manual) ojumlah running hours ojumlah siklus proses Setpoint display Setpoint display berfungsi : Untuk melihat dan adjust semua setpoint dari sistem kontrol pada area tertentu. Trend &Alarm Sumary Displays Trend Display memberikan tampilan grafis dari veriabel proses Alarm summary Display menampilkan daftar alarm yang diterima oleh SCADA, dimana alrm bisa diatur prioritasnya sesuai kebutuhan kita.

32 32

33 33

34 34

35 35

36 36

37 37

38 Pengertian Protokol Pengertian Umum Protokol: Tatacara/aturan berkomunikasi antar komponen (modul DCS, PLC, PC, field devices, dll) yang terkoneksi dalam sebuah jaringan.

39 Ex. Protokol Modbus Protokol Modbus: Master-Slave Protokol Jaringan Kontrol terdiri dari sebuah Master dan maksimum 247 slave

40 Topologi kabel RS485 pada protokol Modbus

41 CP1W-CIF11 Option Board Sumber : Gambar 2.25Option Board CP1W-CIF11

42 Ex. Protokol Profibus Profibus: Process field bus : -Profibus FMS:Field Massage Service -Profibus DP: Decentralized Peripheral -Profibus PA:Process Automation

43 Topologi Jaringan Profibus

44 Akses Bus: Kombinasi komunikasi Multi master dan Master Slave

45 Profibus DP/PA

46 Pengggunaan Komputer untuk memonitor dan mengontrol PLC

47 Jaringan Master Slave Ethernet Jaringan Komunikasi master slave adalah menggunakan host untuk mengatur semua jaringan komunikasi antara piranti jaringan..

48 Master Slave Serial 232

49 RS-485 double twisted pair (DTP)

50 Komunikasi 1-N Komunikasi 1-N merupakan terdiri dari sebuah PLC sebagai master dan beberapa PLC sebagai slave. Untuk PLC CP1L sendiri dalam sebuah master maksimal dapat bertukar data dengan 8 buah slave. Setiap slave harus memiliki pengalamatan yang berbeda satu sama lain, hal ini dikarenakan agar tidak terjadi pembacaan data yang berbeda dengan alamat yang sama yang mengakibatkan data tidak dapat dibaca. Alamat bisa dipandang sebagai identitas untuk komponen komponen ladder diagram. Berbagai merk dan tipe PLC memiliki pengalamatan yang berbeda. PLC tersebut harus memiliki konfigurasi alamat penulis dan penerima data. Link Area pada PLC CP1L berada pada CIO 3000 sampai dengan CIO 3015 (16 Word). Dimana CIO merupakan Write Area dan CIO merupakan Read Area. Berikut aturan pengalamatan slave PLC omron CP1L.

51 Perancangan Master slave PLC

52 Setting PC Link Master Agar dapat menerima data dari RTU, harus dilakukan penyetingan sebagai berikut: Communication Mode: PC Link (Master) Baud Rate : 38400bps, bps PLC Link Mode : All Link Word : 10 word PC Link Unit : 2 (tergantung jumlah slave yang ada)

53 Setting PC Link Slave

54 Program Master Monitor Monitoring Analog Control

55 Program Slave Control RTUi Alamat Analog Control MTU Monitoring RTUi

56 Program and Run Master slave a. Rangkai kabel RS 485 dengan mode 4 kawat pada option board dan sambungkan pada RTU1 dan MTU b. Tentukan Port pada PLC CP1L yang digunakan, pilih untuk MTU Port 1 dan RTU1 Port 2 (lihat Alamat Komunikasi Master Slave) c. Buat program Ladder untuk RTU1 dan tentukan I/O mana yang dimonitoring atau dikontrol oleh MTU (lihat Alamat Komunikasi Master Slave) d,. Buat Program Ladder untuk MTU dan tentukan I/O RTU mana yang dimonitoring atau dikontrol oleh MTU e. Set Serial Port1 MTU pada menu settings CX programmer, dan pilih PC link (Master) dan isikan jumlah NT/PC Link max (2) serta isikan Communication seting. f. Set Serial Port1 RTU1 pada menu settings CX programmer, dan pilih PC link (Slave) dan isikan PC link unit No. (0) serta isikan Communication seting. g. Work on line Program dan Run operating Mode serta Amati pada program MTU dan RTU1

57 57 TERIMA KASIH Sarjono Wahyu Jadmiko M.Eng