PEMBUATAN SISTEM ANTARMUKA DAN AKUISISI DATA MENGGUNAKAN CIMON SCADA PADA MODEL SUNGKUP PLTN TIPE PWR

Transkripsi

1 PEMBUATAN SISTEM ANTARMUKA DAN AKUISISI DATA MENGGUNAKAN CIMON SCADA PADA MODEL SUNGKUP PLTN TIPE PWR Agus Nur Rachman, Kussigit Santosa Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir-BATAN ptrkn@batan.go.id ABSTRAK PEMBUATAN SISTEM ANTARMUKA DAN AKUISISI DATA MENGGUNAKAN CIMON SCADA PADA MODEL SUNGKUP PLTN TIPE PWR. Pembuatan model sungkup PLTN dilakukan untuk mendalami perilaku pembebanan internal yang berupa perubahan tekanan dan suhu pada sungkup reaktor. Sistem monitoring suhu dan tekanan pada model sungkup PLTN tipe PWR telah berfungsi dengan baik namun pada sisi antarmukanya perlu dilakukan pengembangan, yaitu pada tampilan dan sistem akuisisi datanya. Sistem monitoring yang saat ini befungsi menampilkan hasil pengukuran suhu dan tekanan dalam tampilan diagram ladder. Agar tampilannya lebih komunikatif dan sistem akuisisi datanya menjadi lebih baik maka perlu dibuat sistem antarmuka menggunakan perangkat lunak CIMON SCADA. Dengan dibuatnya sistem monitoring ini diharapkan tampilan perubahan tekanan dan suhu pada model sungkup dapat lebih terlihat komunikatif serta memudahkan dalam proses analisisnya, karena ditunjang dengan sitem akuisisi data yang baik sehingga penelitian terkait pembebanan internal pada sungkup PLTN PWR dapat berjalan dengan optimal. Berdasarkan hasil pengujian dilapangan sistem antarmuka dan akuisisi data menggunakan CIMON SCADA dapat bekerja secara optimal dalam menampilkan dan menyimpan hasil pengukuran suhu serta tekanan pada model sungkup PLTN tipe PWR Kata kunci : Antarmuka, Akuisisi data, Programmable Logic Controller, CIMON SCADA ABSTRACT DEVELOPMENT OF DATA ACQUISITION AND INTERFACE SYSTEM UTILIZED CIMON SCADA ON CONTAINMENT MODEL OF NUCLEAR POWER PLANT PWR TYPE. Nuclear Power Plant containment modeling conducted to explore the behavior of internal loading in the form of changes in pressure and temperature in the reactor containment. Temperature and pressure monitoring systems in the containment model of PWR type nuclear power plant has been run well only on the side of the interface is necessary to development, such as on the display and data acquisition system. Monitoring systems are currently running displays the temperature and pressure measurements in the ladder diagram display. To make it more communicative and data acquisition system for the better then it needs to be made using the software interface system CIMON SCADA. With the establishment of a monitoring system is expected to display changes in pressure and temperature on the model of the containment can be seen in the communicative and easier to analysis process, because it is supported by good data acquisition system so that the internal loadrelated research on the containment of PWR nuclear power plant can run optimally. Based on the field test the interface and data acquisition systems using SCADA CIMON is work optimally in the display and store the results of measurements of temperature and pressure in the containment model of PWR type nuclear power plant Keywords: Interface, Data Acquisition, Programmable Logic Controller, SCADA Cimon Buku II hal. 508 ISSN Agus Nur Rachman, dkk

2 PENDAHULUAN P embuatan model sungkup PLTN telah dilakukan untuk mendalami perilaku pembebanan internal yang berupa perubahan tekanan dan suhu pada sungkup reaktor. Sistem monitoring suhu dan tekanan pada model sungkup PLTN tipe PWR telah berjalan dengan baik namun pada sisi antarmukanya perlu dilakukan pengembangan, yaitu pada tampilan dan sistem akuisisi datanya karena sistem monitoring tekanan dan suhu yang saat ini berfungsi menampilkan hasil pengukuran suhu dan tekanan dalam tampilan diagram ladder. Untuk sebagian orang tampilan seperti ini cukup menyulitkan. Karena data harus dibaca satu demi satu berdasarkan baris, dan harus menaik turunkan kursor agar data yang diinginkan dapat terbaca. Kemudian pada sisi akuisisi data sistem ini belum mampu menyimpan hasil pengukuran. Programmable Logic Controller (PLC) yang digunakan tidak memiliki fitur penyimpanan data, akibatnya data yang telah ditampilkan tidak tersimpan sehingga menyulitkan ketika hendak melakukan analisis hasil eksperimen. Untuk mengatasi hal tersebut diatas maka perlu dibuat sebuat sistem antarmuka yang dapat menampilkan hasil pengukuran suhu dan tekanan pada model sungkup secara lebih komunikatif serta mempunyai sistem akuisisi data yang dapat menyimpan data hasil eksperimen. Untuk membuat tampilan antarmuka dan sistem akuisisi data digunakan perangkat lunak CIMON SCADA. Dengan perangkat lunak ini dapat dengan mudah membuat tampilan yang menarik, dan sistem akuisisi data yang baik. TEORI Untuk pembuatan sistem antarmuka dan akuisisi data pada model sungkup PWR ini digunakan beberapa perangkat elektronik seperti : PLC (Programmable Logic Control) Programmable Logic Control adalah sebuah perangkat elektronika digital menggunakan memori yang dapat di program sebagai penyimpanan internal dan menyediakan instruksiinstruksi untuk menjalankan fungsi-fungsi yang spesifik seperti logic, sequence, timing, counting dan aritmatic. PLC yang digunakan pada perancangan ini adalah XBM-DR16S, Modul XBF- TC04S dan XBF-AD04A. PLC XBM-DR16S PLC XBM-DR16S merupakan sebuah Main Unit PLC yang memiliki 16 I/O, yang terdiri dari 8 input dan 8 output tipe relay. Di PLC inilah diagram ladder yang telah dibuat di unduhkan. Spesifikasi PLC dan bentuk fisik PLC XBM- DR16S dapat dilihat pada Gambar 1. XBF-TC04S Untuk melakukan pembacaan suhu dari sensor termokopel diperlukan sebuah modul yang dapat mengubah tegangan output dari termokopel menjadi sebuah data digital. Untuk memudahkan proses pembacaan tegangan output termokopel digunakan modul XBF-TC04S [2]. Modul ini merubah tegangan output termokopel menjadi data digital yang dapat langsung terbaca oleh manusia, karena tampilannya sudah berupa angka-angka. Tetapi karena XBF-TC04S merupakan sebuah modul PLC maka dibutuhkan CPU PLC untuk dapat mengoperasikannya. Modul XBF-TC04S ditampilkan pada Gambar 2. XBF-AD04A XBF-AD04A adalah sebuah modul yang berfungsi sebagai pembaca arus dalam tampilan digital berupa angka-angka. XBF-AD04A merupakan sebuah modul PLC sehingga dibutuhkan CPU PLC untuk dapat mengoperasikannya. Model XBF-AD04A ditampilkan pada Gambar 3. Gambar 1. Bagian-bagian PLC XBM-DR16S tampak depan, (b) PLC XBM-DR16S tampak bawah [1] Agus Nur Rachman, dkk. ISSN Buku II hal. 509

3 Gambar 3. Modul XBF-AD04A [3] Gambar 2. Modul XBF-TC04S [2] Perangkat Lunak XG5000 Untuk membuat program ladder pada PLC XBM-DR16S digunakan perangkat lunak XG5000. XG5000 adalah perangkat lunak yang dirancang untuk program dan debug PLC seri XGT dengan fitur antara lain sebagai berikut : Multi-PLC, Multi Program adalah sebuah fitur yang memungkinkan pengguna untuk mengedit, memantau atau mengelola sistem PLC dalam jumlah banyak (multi-plc). Fungsi monitoring adalah berbagai fungsi pemantauan yang disediakan seperti pemantauan variabel, pemantauan perangkat, sitem monitoring, pemantauan tren, pemantauan Gambar 4. Tampilan perangkat lunak XG 5000 [4] modul khusus, dan lain-lain, ditampilkan pada Gambar 4. TATA KERJA Untuk memulai pembuatan sistem antarmuka dan akuisisi data menggunakan CIMON SCADA ada beberapa langkah yang harus dilakukan antara lain sebagai berikut: 1. Merakit PLC XBM-DR16S dengan modul XBF- TC04S dan XBF-AD04A Rakit PLC XBM-DR16S dengan modul XBF- TC04S dan XBF-AD04A, kemudian hubungkan sensor termokopel ke modul XBF-TC04S dan pressure transduser ke modul XBF-AD04A. Buku II hal. 510 ISSN Agus Nur Rachman, dkk

4 Hubungkan sensor termokopel dan transduser ke kanal yang tersedia di masing-masing modul. 2. Membuat diagram ladder Pembuatan diagram ladder untuk memprogram PLC menggunakan perangkat lunak XG5000. Hubungkan PLC dengan komputer untuk mengunduhkan diagram ladder yang telah dibuat kedalam PLC. Kemudian lakukan pengujian pembacaan sensor termokopel dan transduser pada diagram ladder yang telah terhubung dengan PLC, apabila tidak ada kesalahan dalam diagram ladder, serta pembacaan sensor termokopel dan transduser telah sesuai dilanjutkan membuat sistem antar muka dan akuisisi data menggunakan CIMON SCADA. 3. Membuat sistem antarmuka dan akuisisi data dengan CIMON SCADA Pembuatan sistem antarmuka dan akuisisi data dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak CIMON SCADA. Hubungkan PLC dengan komputer untuk mencoba sistem antarmuka dan akuisisi yang telah dibuat, apabila telah berjalan dengan optimal, maka sistem telah dapat digunakan. Urutan dari tata kerja disajikan pada diagram alir tata kerja pada Gambar 5. Gambar 5. Diagram alir tata kerja Agus Nur Rachman, dkk. ISSN Buku II hal. 511

5 HASIL DAN PEMBAHASAN Rangkaian Instrumentasi Rangkaian instrumenstasi yang digunakan pada sistem ini terdiri dari blok input, proses, output. Blok input terdiri dari empat buah sensor termokopel dan dua buah pressure transduser. Blok proses menggunakan PLC XBM-DR16S dengan modul XBF-TC04S dan XBF-AD04A. Pada blok output menggunakan sebuah perangkat komputer. Pembuatan Tampilan Antarmuka dengan CIMON SCADA Agar data yang di hasilkan oleh PLC (Programmable Logic Controller) dapat ditampilkan dengan baik dan dapat disimpan diperlukan sebuah perangkat lunak tambahan. Perangkat lunak yang digunakan adalah CIMON SCADA. Untuk melakukan pemrograman pada CIMON SCADA ada beberapa hal yang harus diperhatikan antara lain: Mendaftarkan PLC yang akan digunakan pada menu I/O Devices. Pada pemrograman ini digunakan PLC XBM, seri XGT dari LG. Untuk mendaftarkan PLC pada menu I/O Devices dapat dilihat pada Gambar 7. Membuat database, yaitu memasukkan alamat dari diagram ladder yang datanya mau ditampilkan dan disimpan pada CIMON SCADA. Alamat yang akan dibaca, ditampilkan dan disimpan pada CIMON SCADA berturutturut ditampilkan pada Tabel 1 dan Tabel 2. Gambar 6. Rangkaian instrumentasi monitoring suhu Gambar 7. Pengaturan PLC Buku II hal. 512 ISSN Agus Nur Rachman, dkk

6 Tabel 1. Daftar alamat untuk saklar dan indikator pada CIMON SCADA Nama Alamat Keterangan Start M0001 Saklar On Stop M0002 Saklar Stop Saklar On M0002 Indikator untuk sistem On CH 1 M0021 Indikator untuk Termokopel 1 CH 2 M0022 Indikator untuk Termokopel 2 CH 3 M0023 Indikator untuk Termokopel 3 CH 4 M0024 Indikator untuk Termokopel 4 CH 5 M0025 Indikator untuk Pressure Transduser 1 CH 6 M0026 Indikator untuk Pressure Transduser 2 Suhu exel - Untuk konvensi data suhu menjadi file excel Tekanan exel - Untuk konvensi data arus menjadi file excel Tabel 2. Daftar alamat untuk ditampilkan dan disimpan pada CIMON SCADA Nama Alamat Keterangan Tambahan TC 1 D0000 Hasil pengukuran Termokopel 1 Logging TC 2 D0005 Hasil pengukuran Termokopel 2 Logging TC 3 D0010 Hasil pengukuran Termokopel 3 Logging TC 4 D0015 Hasil pengukuran Termokopel 4 Logging Tekanan 1 D0135 Hasil pengukuran Pressure Transduser 1 Logging Tekanan 2 D0155 Hasil pengukuran Pressure Transduser 2 Logging Daftar data (Tabel 1 dan 2) diatas kemudian dimasukkan ke dalam database CIMON SCADA, agar dapat dikendalikan, ditampilkan, dan disimpan pada CIMON SCADA. Gambar 8 menunjukkan tampilan database pada CIMON SCADA. Gambar 8. Database CIMON SCADA Agus Nur Rachman, dkk. ISSN Buku II hal. 513

7 Gambar 9. Tampilan halaman 1 model sungkup Pengujian Sistem Antarmuka Dan Akuisisi Data Suhu Dan Tekanan Untuk mengetahui apakah sistem antarmuka dan akuisisi data yang dibuat dapat bekerja optimal maka dilakukan pengujian. Gambar 10. Tampilan halaman 2 model sungkup Pengujian dilakukan dengan cara uji fungsi di lapangan. Jalankan sistem antarmuka dan akuisisi data yang telah dibuat di CIMON SCADA, tekan tombol ON SISTEM pada tampilan antarmuka untuk memulai monitoring suhu dan tekanan. Jika sistem bekerja dengan baik maka akan keluar hasil Buku II hal. 514 ISSN Agus Nur Rachman, dkk

8 pembacaan suhu dan tekanan. Gambar 9, menunjukkan hasil pengujian sistem antarmuka yang sedang di jalankan, yaitu menampilkan besaran suhu yang diukur oleh sensor termokopel dan besaran tekanan yang diukur oleh pressure transduser, dengan penjelasan sebagai berikut: TC1 adalah tampilan suhu hasil pengukuran termokopel 1 TC2 adalah tampilan suhu hasil pengukuran termokopel 2 TC3 adalah tampilan suhu hasil pengukuran termokopel 3 TC4 adalah tampilan suhu hasil pengukuran termokopel 4 PS1 adalah tampilan tekanan hasil pengukuran pressure transduser 1 PS1 adalah tampilan tekanan hasil pengukuran pressure transduser 2 Grafik pertama (atas kanan) menampilkan hasil pengukuran termokopel 1,2,3 dan 4 dalam bentuk grafik. Grafik kedua (bawah kanan) menampilkan hasil pengukuran pressure transduser 1 dan 2 dalam bentuk grafik ON sistem menandakan bahwa sistem sedang berjalan/ berhenti Tombol hijau dan merah dibawah ON sistem adalah tombol On (untuk memulai sistem) dan Off (untuk mengakhiri sistem) CONVERT TO EXEL Suhu : untuk mengubah data olahan CIMON SCADA yang berformat. cld menjadi bentuk. xls Tekanan : untuk mengubah data olahan CIMON SCADA yang berformat. cld menjadi bentuk. xls Selanjutnya adalah tombol yang digunakan untuk menampilkan halaman berikutnya Pada Gambar 10 menampilkan grafik dan tabel hasil pengukuran suhu oleh termokopel dan tekanan hasil pengukuran pressure transduser. Dari Gambar 10 dapat dijelaskan sebagai berikut : Grafik sebelah kiri menampilkan perubahan suhu. Pada grafik ini terdapat garis berwarna yang masing-masing mewakili suhu pada termokopel. Garis warna merah mewakili termokopel 1. Garis warna kuning mewakili termokopel 2. Garis warna hijau mewakili termokopel 3 dan garis warna biru muda mewakili termokopel 4. Grafik sebelah kanan menampilkan perubahan tekanan. Pada grafik ini terdapat garis berwarna yang masing-masing mewakili tekanan pada pressure transduser. Garis berwana merah mewakili pressure transduser 1 dan garis berwarna biru mewakili pressure transduser 2. Tabel dibagian bawah menampilkan perubahan suhu dan tekanan dalam bentuk tabel. Kembali adalah tombol yang digunakan untuk menampilkan halaman sebelumnya Gambar 11 dan Gambar 12 adalah grafik data suhu dan data tekanan hasil pengujian sistem akuisisi data selama 130 menit menggunakan CIMON SCADA. Gambar 11. Grafik data suhu Agus Nur Rachman, dkk. ISSN Buku II hal. 515

9 Gambar 12. Grafik data tekanan Gambar 13. Tampilan sistem monitoring suhu dan tekanan dengan diagram ladder Buku II hal. 516 ISSN Agus Nur Rachman, dkk

10 Pada Gambar 11 terlihat terjadi perubahan suhu pada TC1 dari 26 o C sampai dengan 121 o C. Pada TC2, TC3 dan TC4 juga mengalami perubahan suhu. Pada Gambar 12 terlihat terjadi perubahan tekanan pada pressure transduser1 dari tekanan 1Bar sampai dengan 2,1Bar. Perubahan tekanan juga terjadi pada pressure transduser2. Dari hasil pengujian ini maka sistem akuisisi data telah berfungsi dengan baik. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan bahwa program yang telah dibuat dapat berfungsi optimal yaitu dapat menampilkan hasil pengukuran suhu dan tekanan dengan tampilan yang mudah dilihat dan dapat menyimpan hasil pengukuran dengan baik. Gambar 13 adalah diagram ladder yang digunakan untuk pemrograman pada PLC. Dari segi tampilan terlihat bahwa tampilan menggunakan CIMON SCADA (Gambar 9 dan 10) lebih komunikatif dibandingkan dengan tampilan pada diagram ladder (Gambar 13). Sehingga pada tampilan CIMON SCADA memudahkan penggunanya untuk dapat membaca hasil pengukuran dengan lebih mudah dan cepat. KESIMPULAN Telah dilakukan pembuatan sistem antarmuka dan akuisisi data untuk pembacaan suhu dan tekanan pada model sungkup PLTN menggunakan perangkat lunak CIMON SCADA. Tampilan yang di hasilkan oleh CIMON SCADA lebih komunikatif bila di bandingkan dengan tampilan pada diagram ladder. Dari segi akuisisi data CIMON SCADA dapat menyimpan data hasil pengukuran sedangkan diagram ladder tidak memiliki fitur penyimpanan. Dari hasil pengujian di lapangan sistem antarmuka dan akuisisi data menggunakan CIMON SCADA dapat berfungsi secara optimal, yaitu dapat menampilkan hasil pengukuran suhu dan tekanan serta dapat menyimpan data hasil pengukuran dengan baik. DAFTAR PUSTAKA 1. ANONIM, User Manual XGB series. LS Industrial Systems Co.Ltd, (2006). 2. ANONIM, Datasheet LS Programmable Logic Controller XGB Termokopel Input Module XBF TC04S. LS Industrial Systems Co.Ltd, (2006). 3. ANONIM, Datasheet LS Programmable Logic Controller XGB Analog Input Module XBF AD04A. LS Industrial Systems Co.Ltd, (2006). 4. ANONIM, User s Manual XG5000 IEC XGT Series. LS Industrial Systems Co., Ltd, (2007). Agus Nur Rachman, dkk. ISSN Buku II hal. 517