Kata Kunci : SCADA, Remote Terminal Unit, Master Station. Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro UNDIP Semarang 2

Transkripsi

1 Makalah Seminar Kerja Praktek PREVENTIVE MAINTENANCE MASTER STATION SCADA (SUPERVISORY CONTROL AND DATA AQUISITION) PT. PLN (PERSERO) P3B JB REGION JAWA TENGAH DAN DIY Nur Hidayat Arief 1, Tejo Sukmadi, Ir., MT. 2 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jalan Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia nuharief@gmail.com Abstrak Dalam memenuhi kebutuhan konsumen tenaga listrik se-jawa Bali diperlukan suatu sistem yang dapat menghubungkan masing-masing pembangkit, gardu listrik, dan pusat pengendali se-jawa Bali. Karena letak masing-masing pembangkit, gardu induk serta pengendali (control center) saling berjauhan, maka diperlukan suatu sistem interkoneksi yang menghubungkan semua itu sehingga dapat memberikan keuntungan dalam pemenuhan kebutuhan daya listrik se-jawa Bali. Untuk itu dikembangkanlah suatu sistem yang disebut SCADA (Supervisory Control and Data Acquistion) yang dapat diartikan sebagai suatu sistem pengawasan, pengendalian, dan pengumpulan data. Dengan sistem scada ini maka data-data yang diperoleh dari gardu induk maupun dari pusat pembangkit dapat secara otomatis dikirimkan menuju pusat pengendali dengan cepat, akurat, dan handal. Sistem SCADA ini diperlukan untuk melaksanakan pengusahaan tenaga listrik terutama pengendalian operasi secara realtime. Suatu sistem SCADA terdiri dari sejumlah RTU (Remote Terminal Unit), sebuah Master Station/ACC (Area Control Center), dan jaringan telekomunikasi data antara RTU dan ACC. Kata Kunci : SCADA, Remote Terminal Unit, Master Station I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tenaga listrik merupakan kebutuhan yang sangat vital dan dalam kehidupan manusia sehari-hari baik untuk kepentingan pribadi maupun dalam kehidupan bermasyarakat. Selain itu tenaga listrik juga sangat dibutuhkan untuk industri-industri besar maupun industri kecil, perkantoran, pertokoan dan lain sebagainya. Tenaga listrik harus selalu tersedia dalam jumlah yang cukup pada waktu yang tepat, dengan keandalan yang tinggi dan mempunyai mutu yang baik. Untuk memenuhi hal tersebut diperlukan pengaturan yang baik dalam persediaan dan dalam penyaluran sistem tenaga listrik secara merata dan keandalan sistem dan mutu yang baik sangat dibutuhkan suatu sistem yang terintegrasi. Dalam rangka meningkatkan mutu yang baik dan kehandalan sistem pasokan listrik, maka PT. PLN (Persero) menggunakan sistem SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) sebagai pengawasan kontrol dan pengambilan data dari jarak jauh, mulai dari pengambilan data pada peralatan pembangkit atau Gardu Induk, pengolahan informasi yang diterima, sampai reaksi yang ditimbulkan dari hasil pengolahan informasi. Dengan adanya sistem SCADA penyampaian dan pemrosesan data dari sistem tenaga listrik akan lebih cepat diketahui oleh operator (dispatcher). Informasi pengukuran dan status indikasi dari sistem tenaga listrik dikumpulkan dengan menggunakan peralatan yang ditempatkan di Gardu Induk (GI) dan di pusat pembangkit. Kontrol penyaluran sistem peralatan memungkinkan penyampaian data secara remote. Data dapat dilakukan secara manual atau dengan perhitungan. Data yang baru dapat juga dihitung dan disimpan dalam database melalui pengumpulan nilai secara otomatis. Penyampaian data dan pemrosesan data dilakukan secara real time. Kecepatan dan keakuratan data informasi sangatlah dibutuhkan pada pengaturan sistem tenaga listrik, sehingga pusat pengatur tenaga listrik dalam melaksanakan tugas pengaturan didukung oleh peralatan yang berbasis komputer untuk membantu operator (dispatcher) dalam melaksanakan tugasnya. 1 Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro UNDIP Semarang 2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro UNDIP Semarang

2 1.2 Tujuan Adapun maksud dan tujuan dari laporan Kerja Praktek ini adalah : 1. Mengetahui Sistem SCADA di PT. PLN (Persero) P3B JB RJTD. 2. Mengetahui sistem pemeliharaan Master Station SCADA di wilayah kerja PT. PLN (Persero) P3B JB RJTD. 1.3 Batasan Masalah Untuk menyederhanakan permasalahan dalam makalah Kerja Praktek ini maka diberikan batasan-batasan sebagai berikut : 1. Hanya membahas Preventive Maintenance Master Station SCADA pada PT. PLN (Persero) P3B JB RJTD. 2. Tidak membahas Sistem SCADA dan Master Station SCADA secara mendetail. II. SISTEM SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) Pengaturan tenaga listrik pada sistem interkoneksi dilaksanakan oleh pusat pengaturan sistem tenaga listrik. Dalam pelaksanaanya, pusat pengatur sistem tenaga listrik PT.PLN (Persero) P3B Region Jateng dan DIY khususnya dispatcher membutuhkan peralatan yang berbasis komputer sehingga data informasi yang dibutuhkan lebih cepat dan akurat. Sistem pengaturan berbasis komputer yang digunakan adalah SCADA yang terdiri dari perlengkapan hardware dan software. Suatu sistem SCADA terdiri dari sejumlah RTU (Remote Terminal Unit), sebuah Master Station/ACC (Area Control Center), dan jaringan telekomunikasi data antara RTU dan ACC. RTU dipasang di setiap Gardu Induk atau Pusat Pembangkit yang hendak dipantau. RTU ini bertugas untuk mengetahui setiap kondisi peralatan tegangan tinggi melalui pengumpulan besaran-besaran listrik, status peralatan, dan sinyal alarm yang kemudian diteruskan ke ACC melalui jaringan telekomunikasi data. 2.1 Fungsi Sistem SCADA Fungsi utama sistem SCADA ada 3 macam : 1. Telecontrolling, yaitu pengoperasian peralatan switching pada Gardu Induk atau Pusat Pembangkit yang jauh dari pusat kontrol. Telecontrolling digunakan untuk: Membuka dan menutup PMT (circuit breaker) sisi 150 kv, baik untuk Line Feeder maupun untuk Trafo Distribusi. Gambar 1. Proses Telecontrol 2. Telesignaling atau teleindikasi, yaitu mengumpulkan informasi mengenai kondisi sistem dan indikasi operasi, kemudian menampilkannya pada pusat kontrol secara real time. Setiap perubahan kondisi sistem langsung dapat diketahui tanpa menunggu laporan dari Operator di Gardu Induk dan pusat tenaga listrik. Informasi indikasi perlu untuk mengetahui bahwa operasi yang dijalankan (seperti pemutusan Circuit Breaker) telah berhasil. Keadaan yang dapat dipantau adalah sebagai berikut : a. Status PMT/PMS. b. Alarm-alarm seperti proteksi dan peralatan lain. c. Posisi kontrol jarah jauh. d. Posisi perubahan tap transformator. e. Titik pengesetan unit pembangkit tertentu. Gambar 2. Proses Telesignaling 3. Telemetering, yaitu melaksanakan pengukuran besaran-besaran sistem tenaga listrik pada seluruh bagian sistem, lalu menampilkannya pada Pusat Kontrol. Besaran-besaran yang dapat diukur adalah sebagai berikut: a. Tegangan bus bar. b. Daya aktif dan reaktif unit pembangkit. c. Daya aktif dan reaktif trafo 500/ 150 KV, 150/30 KV dan 150/22 KV. d. Daya aktif dan reaktif penghantar/penyulang. e. Frekuensi Sistem Besaran seperti daya, arus dan tegangan di seluruh bagian sistem nantinya berpengaruh pada perencanaan maupun pelaksanaan operasi sistem tenaga. Gambar 3. Proses Telemetering 2

3 2.2 Komunikasi SCADA Saluran komunikasi pada sistem SCADA dapat berupa kabel kawat, sistem gelombang mikro ataupun sistem PLC. Sirkuit komunikasi manapun dapat digunakan untuk transmisi data sejauh mempunyai ratio sinyal-noise dan lebar pita yang mampu dilewati oleh sinyal-sinyal data dengan rate yang memadai Sistem Radio Sistem radio banyak dipakai untuk keperluan komunikasi operasi sistem tenaga listrik. Sistem radio yang banyak dipakai adalah : a. Sistem Simplex satu atau dua frekuensi Yaitu frekuensi untuk penerima (receiver) dan Frekuensi untuk pengirim (transmitter). Sistem radio simplex dengan satu atau dua frekuensi ini kebanyakan memakai modulasi frekuensi sehingga distorsi relatif tidak banyak tetapi jarak komunikasinya pendek. b. Sistem Duplex Sistem ini selalu digunakan frekuensi yang lain antara penerima dan pengirim walaupun tanpa repeater, sehingga penerima dan pengirim dapat berfungsi bersamaan. Dibandingkan dengan sistem simplex, sistem duplex memerlukan lebih banyak alokasi frekuensi. c. Sistem Single Side Band (SSB) Sistem ini mengguanakan modulasi amplitudo dengan hanya satu band yang dipakai, upper atau lower side band. Sistem ini kualitas suaranya tidak sebaik yang mengguanakan modulasi frekuensi, tetapi jangkauannya lebih jauh Sistem PLC (Power Line Carrier) Sistem telekomunikasi yang menggunakan SUTT dan SUTET sebagai saluran, biasa disebut Power Line Carrier (PLC) dan hanya dipakai di lingkungan perusahaan listrik. Dalam sistem PLC, SUTT atau SUTET selain menyalurkan energi listrik juga mengirimkan sinyal komunikasi telekomunikasi. Sinyal telekomunikasi yang disalurkan adalah untuk pembicaraan dan juga untuk data. Untuk keperluan ini harus ada peralatan khusus yang berfungsi memasukkan (mencampur) dan mengeluarkan (memisahkan) sinyal telekomunikasi di ujungujung saluran transmisi dari frekuensi 50 Hz yaitu frekuensi energi listrik yang disalurkan melalui saluran transmisi Sistem Jaringan Telepon Agar saluran telekomunikasi baik yang berupa saluran dari Perusahaan Umum Telekomunikasi, PLC atau saluran Radio dapat dimanfaatkan oleh sebanyak mungkin orang, maka pada ujung-ujung saluran ini dipasang Sentral Telepon Lokal Otomat (STLO). Pesawat-pesawat cabang dari setiap STLO dapat berbicara intern melalui STLO saja. Sedangkan jika akan berbicara dengan pesawat cabang pada STLO lainnya harus melalui saluran telekomunikasi yang menghubungkan kedua STLO Sistem Fiber Optik Dengan adanya teknologi fiber optik (FO), perusahaan listrik menggunakan saluran FO untuk keperluan operasinya, karena bisa dipasang dalam kawat tanah pelindung sambaran petir dari saluran transmisi. Pada saluran transmisi yang sudah beroperasi tetapi belum ada saluran FO-nya, saluran FO bisa diberikan pada kawat tanah dalam keadaan operasi atau dipasang di bawah kawat fasa. Kelebihan dari FO ini bila dibandingkan dengan PLC atau radio adalah sinyal yang dikirim bisa lebih banyak dan lebih tahan dari interferensi sinyal lain karena media pengirimannya berupa cahaya. 2.3 Konfigurasi Sistem SCADA Pada dasarnya sistem scada terdiri dari Control Center (Master Station), konfigurasi sistem komunikasi dan RTU (Remote Station). Variasi konfigurasi yang digunakan bergantung pada sistem yang diperlukan, ketersediaan kanal komunikasi dan faktor harga. Beberapa konfigurasi sistem komunikasi SCADA yang bisa digunakan antara lain: a) Konfigurasi titik ke titik (point to point) b) Konfigurasi banyak titik ke satu titik (multipoint to point) c) Konfigurasi banyak titik-bintang (multipoint - star) d) Konfigurasi banyak titik-saluran bersamaan (partyline) e) Konfigurasi banyak titik-cincin (loop) f) Konfigurasi gabungan 3

4 (d) (a) (c) (f) (b) (e) Human Machine Interface (HMI) Peralatan pendukung (UPS, Telekomunikasi) Front-end komputer merupakan komputer yang menangani pembacaan data dan memindahkan kumpulan data ke komputer utama serta menangani output dari komputer utama. Data-data dari Gardu Induk atau pusat listrik dikirimkan ke pusat pengatur beban atau control center melalui saluran komunikasi. Data ini diterima oleh Front-end komputer dan selanjutnya didistribusikan ke fungsi pengolahan, baik ke master komputer maupun langsung ke Mimic Board dan peralatan monitor (HMI) yang ada diruang pengendalian sistem. Dalam pengoperasian tenaga listrik, seorang Dispatcher membutuhkan alat bantu untuk untuk mempermudah pengaturan tenaga listrik. Untuk kepentingan dimaksud di atas, Dispatcher akan dibantu dengan sistem SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) yang berada di Control Center. Master Station mempunyai fungsi melaksanakan telekontrol (telemetering, telesignal, dan remote control) terhadap remote station. Sistem SCADA terdiri dari 3 bagian utama yaitu: Master Station, Link Komunikasi Data, dan Remote Station.Remote Station adalah stasiun yang dipantau, atau diperintah dan dipantau oleh master station, yang terdiri dari gateway, IED, local HMI, RTU, dan meter energi. Blok diagram sistem SCADA dapat dilihat pada Gambar di bawah. Gambar 4. (a) Konfigurasi Point to Point, (b) Konfigurasi Multipoint to Point, (c) Konfigurasi Multipoint - Star, (d) Konfigurasi Partyline, (e) Konfigurasi Loop, (f) Konfigurasi Gabungan 2.4 Peralatan SCADA Pada sistem SCADA terdapat komponenkomponen peralatan seperti Master Station, HMI (Human Machine Interface), dan RTU (Remote Terminal Unit) Master Station Master station berfungsi untuk mengolah data yang diterima dari sistem tenaga listrik (Pusat listrik, Gardu Induk dll) yang dimonitor oleh operator melalui peralatan bantu yang disebut Human Machine Interface (HMI). Master station terdiri dari : Komputer utama (Main Computer) Front-end computer Gambar 5. Blok Diagram Sistem SCADA Master station merupakan kumpulan perangkat keras dan lunak yang ada di control center. Biasanya desain untuk sebuah master station tidak sama Human Machine Interface (HMI) Human Machine Interface adalah suatu peralatan diruang control yang berfungsi sebagai perantara antara operator (dispatcher) dengan sistem komputer. Dengan adanya 4

5 Human Machine Interface memudahkan operator memonitor sistem jaringan tenaga listrik yang ada di wilayahnya. Peralatan Human Machine Interface diantaranya adalah: VDU Monitor, Keyboard, Printer, Logger, Recorder, Hard Copy dll Remote Terminal Unit (RTU) Remote Terminal Unit (RTU) berfungsi untuk mengumpulkan data status dan pengukuran peralatan tenaga listrik, kemudian mengirimkan data dan pengukuran tersebut ke Master Station (pusat control) setelah diminta oleh Master Station. SCADA untuk dimonitor oleh operator melalui peralatan bantu yang disebut Human Machine Interface. Data-data dari Gardu Induk atau pusat listrik dikirimkan ke pusat pengatur beban atau control center melalui saluran komunikasi. Disamping itu RTU berfungsi melaksanakan perintah dari master station (remote control). RTU terpasang pada setiap Gardu Induk (GI) atau pusat pembangkit yang masuk dalam sistem jaringan tenaga listrik. Remote Terminal Unit (RTU) terdiri dari komponenkomponen antara lain: Central Processing Unit (CPU) Memory Modul Input / Output (I / O) Modul Power supply III. PREVENTIVE MAINTENANCE MASTER STATION SCADA PADA PT. PLN (PERSERO) P3B JB RJTD 3.1 Pengertian Preventive Maintenance atau Pemeliharaan Preventive Maintenance atau biasa di sebut pemeliharaan dalam instalasi tenaga listrik adalah proses kegiatan untuk menjaga dan mempertahankan suatu peralatan instalasi tenaga listrik agar tetap bekerja dengan baik dan sesuai dengan fungsinya sehingga dapat mencegah terjadinya gangguan yang dapat menyebabkan terjadinya kegagalan peralatan. 3.2 Pedoman Pemeliharaan Pengoperasian dan pemeliharaan Master Station harus mengacu kepada dokumendokumen terkait misalnya Manual Book. Yang harus diperhatikan dalam pengoperasian dan pemeliharaan Master Station adalah sebagai berikut: a. Kelengkapan dokumen prosedur pengoperasian; b. Hak akses yang diperlukan untuk mengoperasikan aplikasi master station; c. Kelengkapan dokumen wiring instalasi; d. Ijin kerja pemeliharaan; e. Kelengkapan peralatan kerja; Peralatan yang digunakan untuk pengujian master station yaitu: a. Tools kit dan Tools proprietary; b. AVO meter; c. Alarm generator; d. LAN tester; e. Firewall tester; f. Earth resistance tester; g. Stopwatch; h. Laptop; Jenis-Jenis Pemeliharaan Pemeliharaan dapat dibagi menjadi empat jenis pemeliharaan, yaitu: 1. Pemeliharaan Preventive (Time Base Maintenance) Pemeliharaan preventive dilaksanakan untuk mencegah terjadinya kerusakan peralatan secara tiba-tiba dan juga dapat mempertahankan unjuk kerja yang optimum sesuai unsur teknisnya. Pemeliharaan ini disebut juga dengan pemeliharaan berdasarkan waktu (Time Base Maintenance). Pemeliharaan ini dilakukan secara berkala berdasarkan waktu yang direncanakan. 2. Pemeliharaan Prediktif (Condition Base Maintenance) Pemeliharaan prediktif adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan cara mempredisi kondisi suatu peralatan listrik, apakah dan kapan kemungkinannya peralatan listrik tersebut menuju kegagalan. Pemeliharaan ini disebut juga dengan pemeliharaan berdasarkan kondisi (conditional maintenance). 3. Pemeliharaan Korektif (Corective maintenance) Pemeliharaan korektif adalah pemeliharaan yang dilakukan secara terencana ketika peralatan listrik mengalami kelainan atau unjuk kerja rendah pada saat menjalankan fungsinya dengan tujuan untuk mengembalikan pada kondisi semula disertai perbaikan dan penyempurnaan instalasi. Pemeliharaan ini disebut juga dengan pemeliharaan berencana (curative maintenance), yang biasa berupa trouble shooting atau penggantian part atau bagian yang rusak atau kurang berfungsi yang dilaksanakan dengan terencana. 5

6 4. Pemeliharaan Darurat (Breakdown maintenance) Kegiatan pemeliharaan yang dilakukan apabila terjadi kerusakan mendadak yang waktunya tidak dapat ditentukan dan tidak dapat direncanakan karena sifatnya darurat In Service Inspection In Service Inspection adalah kegiatan pemeliharaan dalam bentuk inspeksi yang dilakukan pada saat Master Station dalam kondisi beroperasi (in service). Kegiatan ini dilakukan setiap hari dengan menggunakan formulir standar (checklist). Adapun komponen Master Station yang harus diperhatikan pada In Service Inspection adalah: a. Kondisi Lingkungan Suhu Ruangan, Kelembaban,kebersihan, dan Lampu Penerangan b. Kondisi Fungsi Server Server SCADA Server Sub Sistem Komunikasi Server Historikal Server EMS Server DTS c. Kondisi Fungsi Workstation Workstation Dispatcher Workstation Engineer Workstation Update Database Workstation DTS d. Kondisi Fungsi LAN Switch, Router, dan Network/LAN e. Kondisi Fungsi Peripheral Power Supplay GPS Master Clock Storage Mimic/Layar Tayang Projector Static Display Recorder Printer f. Kondisi Fungsi Penunjang Hotline, Voice Recorder, Server Offline Database, Server Pengukur Frekuensi Tabel 1. In Service Function Check Master Station In Service Measurement Pekerjaan ini dilakukan saat pemeliharaan rutin maupun saat investigasi ketidaknormalan. Adapun komponenkomponen Master Station yang perlu diperhatikan pada In Service Measurement dapat dilihat pada Tabel 4.2 adalah formulir In Service Measurement. Tabel 2. In Service Measurement In Service Function Check Pekerjaan ini dilakukan saat pemeliharaan rutin (1 bulan sekali) maupun saat investigasi ketidaknormalan. Komponenkomponen In Service Function Check dapat dilihat pada Tabel 1. 6

7 3.3 Analisa Hasil Pemeliharaan Berikut adalah standard dan rekomendasi hasil pemeliharaan : Tabel 5. Standard dan Rekomendasi Hasil Pemeliharaan In Service Measurement Master Station Tabel 3. Standard dan Rekomendasi Hasil Pemeliharaan In Service Inspection Master Station Tabel 4. Standard dan Rekomendasi Hasil Pemeliharaan In Service Function Check Master Station IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil kerja praktek yang telah penulis laksanakan maka penulis dapat menyimpulkan bahwa : 1. Pemeliharaan Master Station SCADA bertujuan untuk menjaga keandalan dan mencegah kerusakan/kegagalan yang akan terjadi pada Sistem SCADA. Serta untuk menambah umur kerja Sistem SCADA tersebut. 2. Terdapat 4 jenis pemeliharaan yang dilakukan, yaitu predictive maintenance, preventive maintenance, corrective maintenance, dan breakdown maintenance. 3. Preventive maintenance Master Station SCADA bertujuan untuk mencegah kerusakan dan kegagalan internal yang mungkin terjadi pada Sistem SCADA yang akan menggangu kinerjanya dan mengurangi umur kerja Sistem SCADA tersebut, dan dilakukan pada saat Peralatan SCADA beroperasi dilakukan secara harian, mingguan, ataupun bulanan. 4. Kondisi lingkungan seperti suhu ruangan, kelembaban, kebersihan, dan Lampu Penerangan merupakan bagian dari preventive maintenance yang perlu dijaga kondisinya. 7

8 5. Bagian Peralatan Master Station yang perlu diberikan preventive maintenance yaitu Server, Workstation, LAN, Switch dan Router, Peripheral, dan komponen penunjang lainnya. Seperti PSU, GPS, Storage, Printer, VDU, Master Clock. Recorder, dan lain sebagainya. 4.2 Saran Adapun saran yang penulis sampaikan dalam laporan ini, meliputi : 1. Laporan ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan membahas lebih sepesifik peralatan pada sistem SCADA ( Remote Terminal Unit, Power Line Carrier, Multiplexer, dll ). 2. Selain itu dapat dibahas pula mengenai settingan pada RTU, Sistem Proteksi pada Sistem SCADA ini, jaringan Komunikasi Datanya, dll. DAFTAR PUSTAKA [1] Bahan Ajar Pemeliharaan Peralatan Gardu Induk : PT PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali. [2] elajar-dasar-scada.html [3] aftar-istilah-scada.html [4] cada.html [5] dan-plc/ [6] 24/scada-supervisory-control-and-dataacquisition-systems/ [7] Literatur Laporan Kerja Praktek dari perpustakaan PT. PLN [8] Team PLN Sektor Jakarta.O & M SCADA : Perusahaan Umum Listrik Negara Pembangkitan dan Penyaluran Jawa Bagian Barat BIODATA PENULIS Nur Hidayat Arief lahir di Semarang pada 28 Januari Penulis mengawali pendidikannya di TK Yesus Semarang, kemudian melanjutkan di SD Marsudirini Semarang selama 6 Tahun. Setelah itu melanjutkan ke SMP Negeri 7 Semarang. Tahun berikutnya melanjutkan di SMA Negeri 3 Semarang. Saat ini sedang menempuh pendidikan tinggi di Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro. Konsentrasi Energi Listrik. Semarang, Februari 2013 Menyetujui, Dosen Pembimbing Ir. Tejo Sukmadi, MT. NIP