BAB IV PEMBAHASAN BUILDING AUTOMATION SYSTEM (BAS) DI GEDUNG LABORATORIUM DEPKES JAKARTA A. PENDAHULUAN

Transkripsi

1 BAB IV PEMBAHASAN BUILDING AUTOMATION SYSTEM (BAS) DI GEDUNG LABORATORIUM DEPKES JAKARTA A. PENDAHULUAN Untuk pembahasan ini penulis menganalisa data dari lapangan yang berupa peralatan meliputi PCD, jenis I/O card, sensor yang digunakan serta komponen pendukung lainnya yang digunakan dalam sistem BAS di gedung Laboratorium 2 PPOMN. Pembahasan dilakukan dengan memaparkan tata letak per lantai yang nantinya berkaitan dengan proses pengkabelan serta pemasangan peralatan dan selanjutnya menjelaskan sistem-sistem yang akan dikontrol maupun dimonitor dalam sistem BAS. Sistem BAS sendiri dapat mengendalikan segala peralatan yang dikontrol maupun dimonitor dan membaca status peralatan tersebut apakah dalam keadaan hidup (normal), mati, atau sedang dalam keadaan trip. B. KOMPONEN TEKNIS Komponen teknis berisi aspek-aspek yang saling berhubungan sebagai penyusun sistem BAS pada gedung Laboratorium 2 PPOMN. 1. Ruang Kontrol Ruang kontrol merupakan pusat dimana peralatan-peralatan dalam suatu gedung dikontrol dan dimonitor. Ruang kontrol untuk gedung Laboratorium2 48

2 49 PPOMN terletak pada lantai 2. Pada ruang kontrol untuk sistem BAS terdiri dari beberapa komponen berikut : a. Komputer Perangkat komputer digunakan untuk penghubung antara operator dengan sistem, artinya komputer digunakan oleh operator untuk memonitor serta mengontrol sistem. Pada saat menjalankan programprogram lain secara bersamaan tanpa saling mengganggu satu sama lain. b. Alarm Printer Printer digunakan untuk mencetak informasi yang meliput laporan terjadinya kelainan pada peralatan yang mencakup nama peralatan, letak peralatan, waktu terjadinya serta bentuk kesalahan yang terjadi. Informasi tersebut juga terekam menjadi suatu kumpulan data (log) pada hardisk yang berperan sebagai media penyimpanan data sekunder. c. UPS 1 KVA UPS berfungsi sebagai cadangan (back up) daya apabila pada kondisi tertentu terjadi gangguan pada komputer dan printer. d. Master Controller Master controller merupakan perangkat utama yang berfungsi sebagai pusat pengendali dan menjadi pusat dari suatu sistem. Master controller menggunakan PCD2 M150 yang dilengkapi dengan port RS232 untuk terhubung ke komputer.

3 50 e. Mimik Panel Mimik panel merupakan indikasi status dari peralatan yang dikontrol dan dimonitor. 2. Controller SAIA CPU pada perangkat PCD dapat menjalankan keadaan operasi antara lain START, RUN, CONDITIONAL RUN, STOP, HALT, dan RESET dengan tampilan menggunakan 3 buah LED yang ditunjukkan sebagai berikut : a. RUN menggunakan nyala LED kuning b. HALT menggunakan nyala LED merah c. ERROR menggunakan nyala LED kuning Gambar 4.1 Keadaan indikasi pada PCD a. START menentukan sendiri kira-kira 1 detik setelah nyala atau setelah restart. b. RUN akan menjalankan program dengan normal setelah START. Dimana saat peralatan pemrograman terhubung pada PGU mode maka CPU secara otomatis dalam kondisi STOP.

4 51 c. CONDITIONAL RUN kondisi ini telah diatur / ditetapkan pada debugger. d. STOP keadaan ini dapat terjadi pada kejadian seperti berikut ini : 1. Perangkat programming terhubung ketika CPU pada PCD menyala. 2. PGU (Programming Unit) telah selesai melakukan download program. e. HALT keadaan ini dapat terjadi pada kejadian seperti berikut ini : 1. Perintah HALT sedang dijalankan / diproses. 2. Terjadi error pada program. 3. Kesalahan pada hardware. 4. Tidak ada program yang di-download. f. RESET keadaan ini disebabkan oleh tegangan masukan yang terlalu rendah. PCD yang digunakan untuk sistem BAS pada gedung tersebut menggunakan 1 buah PCD2 M150 sebagai PCD master dan PCD2 M110 berjumlah 4 buah yang berperan sebagai PCD slave. PCD ini ditempatkan pada masing-masing lantai dengan rincian sebagai berikut : a. Panel Master Pada panel master yang terletak dalam ruang kontrol di lantai 2 gedung Laboratorium 2 PPOMN menggunakan PCD2 M150 dan berperan sebagai station 1. b. Panel BAS Lantai 1

5 52 Untuk panel BAS lantai 1 menggunakan 2 buah PCD jenis PCD2 M110 dan berperan sebagai station 2 dan 3. c. Panel BAS Lantai 3 Pada panel BAS lantai 3 menggunakan 2 buah PCD jenis PCD2 M110 dan berperan sebagai station 4. d. Panel Mimik Pada panel mimik di ruang kontrol menggunakan 2 buah PCD jenis PCD2 M110 dan berperan sebagai station 5 dan 6. Mimik menggunakan jenis card PCD2 A400 (digital output) karena keluaran dari PCD nantinya akan menyalakan LED pada panel mimik sehingga output dari PCD mimik akan menjadi input bagi panel mimik.

6 53 Gambar 4.2 Panel mimik Station-station akan membentuk suatu diagram satu garis (single line) PCD yang digunakan pada masing-masing lantai. Untuk single line diagram seperti ditunjukkan pada gambar 4.3

7 54 Gambar 4.3 Single line diagram Sedangkan pada gambar 4.4 adalah detail gambar untuk panel lantai 1 yang terdapat pada gedung Laboratorium 2 PPOMN.

8 55 Gambar 4.4 Panel BAS Lt. 1

9 56 C. SENSOR Sensor yang digunakan untuk sistem BAS pada gedung Laboratorium 2 PPOMN antara lain sebagai berikut : 1. Differential Pressure Switch (DPS) Sensor ini dapat diaplikasikan untuk memantau tekanan udara yang terdapat diatas atmosfer serta mengukur perbedaan tekanan (differential). Dapat digunakan untuk jenis materi gas lain selain udara. Pada sistem BAS sensor ini digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan udara pada AHU antara sebelum dan sesudah dilewatkan filter. Hal ini bertujuan untuk menentukan tingkat kebersihan filter pada AHU. Jika nilai perbedaan tekanan besar maka filter tersebut dalam kondisi kotor. Gambar 4.5 Diagram koneksi sensor Sensor ini bekerja dengan prinsip saklar jenis single pole-free change over yaitu terdapat 2 buah terminal yang dapat dihubung dan diputus atau dapat bekerja sebagai saklar on / off yang dalam hal ini menjadi high / low. 2. Level switch for water (Hi / Lo) Sensor ini digunakan untuk mengetahui status dari kapasitas tangki air. Sensor menggunakan 2 buah pelampung yang digantung pada kedalaman yang berbeda. Hal ini bertujuan untuk mengindikasi status high dan low. Sensor ini

10 57 bekerja dengan prinsip seperti saklar, jika saat pelampung terbalik karena pengaruh ketinggian air, maka saklar yang terdapat dalam pelampung akan terhubung (normally closed) dan begitu pula dengan sebaliknya. 3. Level switch for oil (Hi / Lo) Sensor ini pada dasarnya mempunyai cara kerja yang sama dengan sensor level dengan pelampung hanya saja pada level switch for oil menggunakan tongkat / stik. Pada tongkat / stik dapat diatur kedalaman antara high dan low. Pada sistem BAS sensor ini dipasang pada tangki solar. 4. Room humanity temperature sensor (RHTs) Sensor yang dikombinasikan untuk mengukur kelembaban relatif serta temperatur pada ruangan. Kemampuan dari sensor dapat mengukur kelembaban % rh dengan tingkat akurasi ± 2 %. Sensor ini bekerja dengan masukan berupa tegangan sebesar VDC dan arus maksimal 20 ma dengan keluaran sensor berupa arus 4 20 ma. Untuk mengukur temperatur perlu ditambahkan pada sensor berupa sensor passive seperti PTC, NTC. dan lainnya sesuai dengan permintaan. 5. Room temperature sensor (RTs) Sensor temperatur atau sensor suhu ditempatkan pada ruangan sehingga dapat diketahui besar suhu ruangan tersebut ( C). Cara kerjanya adalah sensor suhu diberikan masukan sumber tegangan dari PCD, sensor ini akan mengeluarkan arus 4 20 ma sesuai dengan perubahan suhu (0 C - 50 C), arus ini akan dibaca oleh card PCD dan setelah diolah PCD akan ditampilkan pada monitor.

11 58 D. PERANCANGAN Untuk merancang atau membangun suatu sistem BAS pada suatu gedung dengan tahapan-tahapan sebagai berikut : 1. Pengelompokan Pada awal perancangan peralatan (point) dikelompokkan sesuai dengan jenis card yang akan dipakai antara lain : Digital Output (DO), Digital Input (DI), Analog Output (AO), Analog Input (AI). Akan lebih mudah jika pengelompokan dilakukan per lantai dan per zone dahulu. 2. Perhitungan jumlah card Setelah dilakukan pengelompokan jenis card, hal selanjutnya yang perlu dilakukan adalah menghitung jumlah card yang akan digunakan per station, perhitungan jumlah card ini akan mempengaruhi jumlah controller PCD yang akan dipakai pada gedung tersebut. 3. Penentuan alamat (Addressing) Penentuan alamat point dilakukan untuk lebih memudahkan perancangan sistem serta pemasangan komponen dan peralatan pada sistem BAS. Menetapkan alamat untuk setiap station pada masing-masing lantai pada PCD2 M110 slave yang mempunyai kapasitas 64 points. Dalam tabel yang terdapat di bagian lampiran adalah salah satu pembagian alamat (addressing) pada panel BAS untuk lantai 1 station 2 pada gedung Laboratorium 2 PPOMN. 4. Pembuatan wiring diagram

12 59 Setelah pembagian addressing telah selesai dilakukan, maka langkah selanjutnya adalah membuat wiring diagram pada PCD yang berfungsi untuk penginstalasian. Sistem dapat mengendalikan peralatan yang dikontrol pada gedung atau bangunan serta membaca status alat yang dikontrol tersebut dalam kondisi hidup (normal), mati, atau sedang trip. Gambar 4.6 merupakan panel diagram untuk wiring BAS lantai 1 station 2 pada gedung Laboratorium 2 PPOMN. PCD pada station ini menggunakan 2 jenis card yaitu Digital Input (DI) untuk membaca status pada AHU, genset serta sistem tank yang meliputi : boiler tank, city tank, well tank, STP, dan solar tank serta Digital Output (DO) untuk start / stop AHU.

13 60 Gambar 4.6 Wiring BAS Lt. 1

14 61 Pada gambar tersebut dapat diketahui bahwa untuk mengendalikan suatu peralatan listrik maka dibutuhkan PCD sebagai controller, relay sebagai saklar elektromagnet yang disamping itu pula dapat berfungsi untuk mengisolasi untai pengendali dari untai terkendali ketika keduanya berbeda potensial. a. Start / Stop Cara kerja sistem untuk mengendalikan start / stop adalah PCD akan menghidupkan dan mematikan peralatan sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan dan jika telah sesuai dengan waktu yang ditentukan maka card Digital Output (DO) PCD akan mengeluarkan tegangan sebesar 24 VDC untuk mengaktifkan relay pada panel BAS. Saklar relay yang pada awalnya NO (Normally Open) akan menjadi NC (Normally Closed) sehingga akan menghubungkan arus dari sumber ke peralatan yang akan dikontrol. Pada panel AC dan panel penerangan terdapat selector manual off auto, dan relay pada panel BAS akan menghubung dan memutus arus pada saklar auto. Sedangkan untuk mengontrol valve, PCD akan mengeluarkan tegangan yang berubah (Analog Output) sesuai dengan pengaturan yang diinginkan (pada komputer). b. Pembacaan Status Untuk membaca status on, off, dan trip pada setiap peralatan yang dikendalikan, maka pada panel peralatan diberi relay dengan coil 220 volt. Relay ini akan menghubung / memutus arus (command) dari dan ke panel

15 62 BAS, pada panel BAS tegangan command akan mengaktifkan coil relay 24 VDC sehingga pada saat peralatan dalam keadaan ON maka card PCD akan mendapatkan masukan tegangan 24 VDC (Digital Input). E. PENGOPERASIAN Untuk pengoperasian sistem BAS, adapun langkah awalnya yaitu masuk ke program Visiplus dan pilih project manager untuk memilih program yang akan dijalankan dan jika selesai maka langsung tertampil Main Menu yang mana terdapat menu pilihan antara lain : 1. Grup Schedule 2. Grup Chiller / AHU 3. Grup Plumbing 4. Grup Utility 5. Grup Room Monitor 6. Communication 7. Alarm dan Log Book

16 63 Gambar 4.7 Tampilan main menu BAS 1. Menu Menu yang terdapat pada program BAS tergantung pada peralatan yang dikontrol. Pada bagian atas layar terdapat taskbar berwarna biru yang merupakan standard dan akan terdapat pada semua layar yang ada. Pada sisi kiri terdapat nama dari layar, kemudian terdapat tombol-tombol yang akan memindahkan ke layar sesuai dengan teks yang tertera. Pada sisi kanan terdapat PCD comm dengan LED yang berwarna hijau bila komunikasi antara seluruh controller berlangsung dengan baik dan merah berkedip bila terdapat satu atau lebih controller mengalami gangguan.

17 64 Kemudian terdapat jam dan tanggal yang menunjukkan jam dan tanggal yang disesuaikan dengan jam pada controller. Bila jam tersebut tidak berubah, maka kemungkinan terjadi gangguan komunikasi antara komputer dengan controller, yang berarti semua data yang terbaca pada komputer adalah tidak sah. 2. Schedule Menu schedule digunakan untuk membuat / mengubah jadwal bekerja (on / off) pada peralatan dan pada setiap perubahan jadwal perlu dilakukan synchronize agar jadwal yang baru dapat segera diterima oleh semua PCD, jika hal tersebut tidak dilakukan maka perubahan ini baru secara otomatis akan diterima oleh semua PCD pada pukul 00.00, bersamaan dengan sinkronisasi real time clock. 3. Command ON / OFF Pada prinsipnya command on / off semua panel / peralatan sudah diatur oleh jadwal yang telah dibuat, jika ingin manual atau diluar dari jadwal dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : a. Jika peralatan yang terlihat pada komputer posisinya AUTO, maka secara otomatis perlatan tersebut diperintahkan sesuai jadwal. b. Jika peralatan dioperasikan secara manual klik pada tulisan AUTO, akan muncul tulisan AUTO / MAN, pilih MAN untuk operasi secara manual dan pilih AUTO untuk kembali ke posisi AUTO, setelah posisi MAN / Manual pindahkan cursor pada tulisan Man_ON / Man_OFF tergantung pada operatornya.

18 65 4. Communication Pada menu tampilan communication ini akan menampilkan single line diagram / jalur komunikasi antara komputer dengan PCD master dan PCD slave, pada saat keadaan normal, indikator pada PCD berwarna hijau, dan sebaliknya jika ada salah satu PCD slave yang error maka indikator pada PCD slave tersebut berwarna merah. Maka jika salah satu PCD slave dalam kondisi error maka PCD master secara otomatis juga akan error. Jika hal ini terjadi, maka sistem komunikasi terdapat gangguan dan hal yang perlu diperiksa adalah : a. Periksa pada PCD yang error apakah indikator LED menunjukkan error atau run. Jika masih error, yang perlu dilakukan adalah dengan reset pada PCD tersebut dengan cara mematikan PCD tersebut dan menghidupkannya kembali. b. Periksa power supply dengan range VCD. c. Periksa jalur komunikasi kemungkinan ada koneksi yang kurang kencang atau terputus. 5. Masa kerja / Run time Pada peralatan tertentu diberikan fasilitas run time yang dihitung dalam jam, display ini dibuat untuk masa perawatan peralatan. Jika masa kerja tersebut sudah sampai atau lebih yang ditentukan mungkin peralatan tersebut perlu diperbaiki atau dilakukan langkah-langkah yang lain. Setelah selesai tindakan tersebut dilakukan, maka masa kerja harus direset kembali akan menjadi nol dan menghitung kembali dari awal.

19 66 6. Sistem alarm Alarm active maupun alarm logging dapat dilihat dari layar menu alarm. Pada layar menu terdapat tombol untuk melihat alarm dan indikator LED yang akan berkedip merah bila terdapat alarm pada sistem BAS. Setelah penekanan tombol alarm view, maka layar akan berpindah ke sistem alarm. a. Current alarm : menunjukkan alarm active yang terjadi. Pada current alarm terdapat indikasi-indikasi yang menunjukkan keadaan dari alarm tersebut. 1. Warna merah menunjukkan bahwa alarm tersebut masih aktif. 2. Warna cokelat menunjukkan apabila alarm masih aktif dan operator mengetahui alarm tersebut dengan cara meng-klik-nya. Bila sebelumnya telah di acknowledge (alarm warna cokelat), dan bila kemudian alarm telah kembali normal, maka alarm tersebut secara otomatis akan dihilangkan dari daftar. 3. Warna biru menunjukkan apabila operator mengetahui, maka alarm tersebut juga akan dihilangkan dari daftar. b. Alarm terdapat pada sisi kiri bawah, untuk memindahkan layar ke alarm logging. Alarm logging ini memuat daftar seluruh alarm yang pernah terjadi. Daftar ini dapat dipilih menurut tanggal, prioritas, ataupun group. Untuk meninggalkan layar alarm, maka dapat dilakukan dengan meng-klik tanda silang atau memilih file quit, sehingga layar akan kembali ke menu utama.

20 67 F. PERALATAN YANG DI MONITOR DAN DI KONTROL Sistem BAS akan melakukan tugas memonitor dan kontrol. Adapun peralatan yang akan dimonitor dan dikontrol pada gedung Laboratorium 2 PPOMN antara lain : 1. Chiller a. Memantau keadaan on / off dan trip status. b. Mengontrol start / stop pada chiller system. c. Mengontrol start / stop pada water chiller pump. d. Memantau keadaan run (on / off) pada water chiller pump. 2. Water Tank a. Memantau keadaan high dan low level pada water tank. 3. AHU (Air Handling Unit) a. Mengontrol start / stop pada masing-masing panel AHU. b. Memantau keadaan run (on / off) pada masing-masing unit AHU. c. Memantau aliran udara supply (air flow status). d. Memantau keadaan filter (dirty filter alarm) pada setiap unit AHU. 4. Boiler a. Memantau keadaan run (on / off) status pada panel boiler. b. Memantau keadaan high dan low level pada feeder dan solar tank (boiler). 5. Solar Tank (daily and monthly tank) a. Memantau keadaan high dan low level pada solar tank. 6. STP

21 68 a. Memantau keadaan high dan low level pada STP. 7. Panel Penerangan a. Memantau status on / off pada panel penerangan. 8. Generator Set a. Memantau status on / off pada panel genset. 9. Distribusi dan transfer pump a. Memantau keadaan run (on / off) status pada distribusi dan transfer pump.