Desain dan Realisasi Sistem Kontrol Proses Melalui Jaringan Menggunakan Distributed Control System Centum CS 3000

Transkripsi

1 Desain dan Realisasi Sistem Kontrol Proses Melalui Jaringan Menggunakan Distributed Control System Centum CS 3000 D I S U S U N O L E H : F a t w a C a h y o K u s u m o DOSEN PEMBIMBING: 1. Ir. Ali Fatoni, MT. 2. Imam Arifin. ST, MT TE Tugas Tugas Akhir

2 Latar belakang Terdapat jarak yang jauh antara kontroler dan plant Penggunaan Distibuted Control System(DCS) di industri

3 Permasalahan Merancang sistem kontrol proses menggunakan Distributed Control System (DCS) Centum CS 3000 dan embeded system melalui jaringan

4 Tujuan Mengintegrasikan DCS Centum CS 3000 dengan embeded system melalui jaringan untuk mengontrol plant dari jarak jauh

5 Distibuted Control System Centum CS 3000

6 Human Inteface Station (HIS) Fungsi Pembuatan program kontroler Pengontrol jalannya proses Sebagai pengawas jalannya proses

7 Field Control Station (FCS) Fungsi FCS: Mengambil input yang masuk dari transmitter Perhitungan sinyal kontrol. Mengirimkan sinyal kontrol ke aktuator. Komponen FCS : Komponen FCS : Central Processor Unit (CPU) Unit Catu Daya (Power Supply Unit, PSU) Modul masukan/keluaran (I/O modules, IOM).

8 Advantech ADAM 5000 TCP Advantech ADAM 5000 TCP, merupakan suatu modul I/O yang digunakan sebagai akuisisi data. Modul yang digunakan Pada Advantech ADAM 5000 TCP terdiri dari : Modul masukan analog (5017) Modul Keluaran analog (5024) \Modul Masukan/Keluaran digital (5050)

9 Plant Pressure Process Rig

10 OLE for Process Control (OPC)

11 Identifikasi Plant

12 Perbandingan Grafik Identifikasi dengan simulasi

13 Arsitektur Simulator untuk Sistem Kontrol Proses

14 Definisi Kebutuhan Perancangan sistem kontrol proses ini membutuhkan komponen-komponen seperti : PC HIS PC Labview NI PCI E6025 Series Local Area Network(LAN) ADAM 5000 TCP Plant Pressure Process Rig

15 PC HIS Komputer Human Interface Station merupakan komputer pusat yang memiliki fungsi sebagai kontroler Komputer Human Machine Interface merupakan bagian dari Distributed Control System Centum spesifikasi : Prosessor : Intel(R) Pentium (4) 4 CPU 3.00 GHz Memori : 224Mb RAM Operating system : Microsoft Windows XP Professional Perangkat lunak : Centum CS 3000

16 PC Labview Komputer Labview memiliki fungsi sebagai penghubung antara Centum CS 3000 dengan perangkat keras Advantech ADAM 5000 TCP (embeded system). Dari komputer ini, digunakan untuk pengiriman dan penerimaan data. spesifikasi: Prosessor Memori : Intel(R) Core(TM) 2 duo CPU E GHz : 988 Mb RAM Operating system : Microsoft Windows XP Professional Perangkat lunak : Labview 7.1

17 NI PCI E6025 Series PCI E6025 ini digunakan sebagai akuisisi data. Data dari modul keluaran analog FCS akan dihubungkan dengan modul masukan analog PCI dan modul masukan analog PCI akan dihubungkan dengan modul keluaran analog FCS.

18 Local Area Network (LAN) Penggunaan LAN pada perancangan sistem kontrol ini, sebagai penghubung antara PC Labview dengan perankat keras ADAM 5000 TCP

19 ADAM 5000 TCP Perangkat keras ADAM 5000 TCP ini, digunakan sebagai I/O untuk menjalankan proses. Hal ini dikarenakan, perangkat keras ADAM 5000 TCP bekerja setelah diberikan masukan dari komputer Labview 7.1. Nilai yang dibaca pada perangkat keras ADAM 5000 TCP adalah nilai desimal. Untuk menjalankan alat ini, perintah dikirim melalui jaringan ethernet dengan komunikasi modbus.

20 Plant Pressure Process Rig Plant pressure process rig digunakan sebagai representasi dari suatu proses yang terjadi di industri

21 Koneksi DCS Centum CS 3000 dengan Labview Komunikasi antara HIS dengan FCS menggunakan V-Net. Koneksi antara FCS dengan PC Labview menggunakan kabel. PCI yang digunakan NI PCI E6025Series

22 Koneksi PC Labview dengan ADAM 5000 TCP Koneksi antara PC Labview dengan ADAM 5000 TCP menggunakan jaringan Ethernet Di butuhkan perangkat lunak berupa OPC sebagai penghubung

23 Koneksi PC Labview dengan ADAM 5000 TCP (2) OPC yang digunakan adalah OPC KEPServer

24 Koneksi PC Labview dengan ADAM 5000 TCP (3)

25 Koneksi PC Labview dengan ADAM 5000 TCP (4)

26 Perancangan Kontroler

27 Pengujian Sistem Pengujian sistem dilakukan dengan dua plant dan dua keadaan : Pengujian plant tanpa disturbance Plant virtual Plant riil Pengujian plant dengan disturbance Plant virtual Plant riil

28 Pengujian plant virtual tanpa disturbance Respon sistem dengan Kontroler PID. Setpoint= 2.5 Volt Gain proposional = 32% Gain Integral = 15% Gain Derivative = 1.3% Waktu tunda= 4 Detik Error steady state = 4.4%

29 Pengujian plant riil tanpa disturbance Respon sistem dengan Kontroler PID. Setpoint= 3 Volt Gain proposional = 92% Gain Integral = 15% Gain Derivative = 2.3% Waktu tunda= 5 Detik Error steady state = 0.1%

30 Hasil perbandingan pengujian plant tanpa disturbance Plant Τ r (detik) Τ s 5% (detik) Error Steady State(%) waktu tunda (detik) Virtual riil

31 Pengujian plant virtual dengan disturbance Respon sistem dengan Kontroler PID. Setpoint= 4 Volt Gain proposional = 7% Gain Integral = 1.4% Gain Derivative = 0.5% Waktu tunda= 3 Detik Error steady state = 6.25% Waktu kembali respon ke keadaan steady state = 2 detik

32 Pengujian plant riil dengan disturbance Respon sistem dengan Kontroler PID. Setpoint= 2.5 Volt Gain proposional = 92% Gain Integral = 15% Gain Derivative = 2.3% Waktu tunda= 5 Detik Error steady state = 0.8% Waktu kembali respon ke keadaan steady state = 4 detik

33 Hasil perbandingan pengujian plant dengan disturbance Plant Τ r (detik) Τ s 5% (detik) Error Stedy State(%) Waktu kembali (detik) Waktu Tunda (detik) Virtual riil

34 kesimpulan Pada jaringan komunikasi untuk pengiriman data dan penerimaan data melalui jaringan menggunakan protokol TCP Pada pengujian dengan menggunakan plant tanpa disturbance, waktu tunda terbesar terdapat pada penggunaan plant riil sebesar 5 detik. Pada pengujian ini, kesalahan waktu tunak terbesar terdapat pada plant virtual sebesar 4.4%. Pada pengujian dengan menggunakan plant dengan disturbance, waktu tunda terbesar terdapat pada penggunaan plant riil sebesar 5 detik. Pada percobaan ini, kesalahan waktu tunak terbesar terdapat pada plant virtual sebesar 6.25%. Ketika plant virtual atau riil diberikan gangguan dan gangguan tesebut dihilangkan, waktu kembali respon plant ke keadaan tunak tercepat pada plant virtual, yaitu 2 detik. Kesalahan waktu tunda terbesar terdapat pada penggunaan plant virtual, yaitu 6.25%.

35 Video demo

36 TERIMA KASIH

37 Additional slide