TUGAS AKHIR PEMANFAATAN PROTOCOL MODBUS PADA KWH METER ELEKTRONIK TIPE ION 8600 UNTUK MEMONITOR BESARAN ENERGI LISTRIK TRAFO DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI CITECT SCADA Diajukan guna melengkapi sebagian syarat Dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1) Disusun Oleh : Nama : Rizally Priatmadja NIM : 41411120011 Jurusan : Teknik Elektro PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2014
ii
iii
KATA PENGANTAR Puji syukur yang tak terhingga penulis panjatkan kehadiran Allah SWT Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang, atas berkah serta izin-nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek ini dengan baik dan tak lupa shalawat dan salam kepada senantiasa tercurahkan kepada nabi besar Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat hingga akhir zaman. Tugas Akhir ini berjudul PEMANFAATAN PROTOCOL MODBUS PADA KWH METER ELEKTRONIK TIPE ION 8600 UNTUK MEMONITOR BESARAN ENERGI LISTRIK TRAFO DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI CITECT SCADA yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Srata Satu (S1) Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan syukur dan ucapan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Allah SWT, karena dengan rahmat dan anugrahnya penulis mampu menyelesaikan tugas skripsi dengan lancar. 2. Nabi Muhammad SAW, Sebagai inspirator dan panutan hidup. 3. Bapak Ir. Andi Ardiansyah, M.Eng, selaku Pembimbing dan Wakil Dekan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana 4. Bapak Ir. Yudhi Gunardhi, M.T, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Mercu Buana iv
5. Seluruh Dosen, Teknisi dan Staff pada Program Studi Teknik Elektro Universitas Mercu Buana 6. Orang tua, Istri, Keluarga dan Teman-teman yang selalu memberi dorongan moril dan semangat Akhir kata, tak ada gading yang tak retak, begitu juga dengan Tugas Akhir ini penulis sadari masih jauh dari sempurna, mengingat keterbatasan waktu, kesempatan serta pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan oleh penulis demi kebaikan dan kesempurnaan penyusunan laporan ini dimasa yang akan datang Jakarta, Juli 2014 Penulis v
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERNYATAAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI...... vii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang... 1 1.2 Perumusan masalah... 2 1.3 Batasan masalah... 2 1.4 Tujuan penelitian... 3 1.5 Metodologi penelitian... 3 1.6 Sistematika penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Teori Umum... 6 2.1.1 Konsep Dasar Sistem... 6 2.1.1.1 Pengertian Sistem... 6 2.1.1.2 Karakteristik Sistem... 7 2.1.1.3 Klasifikasi Sistem... 9 2.1.1.4 Daur Hidup Sistem... 11 2.1.2 Konsep Data... 13 2.2 Teori Khusus... 14 2.2.1 Sistem Monitoring Beban Real Time Gardu Induk... 14 vi
2.2.2 Gardu Induk... 15 2.2.3 Peralatan Gardu Induk... 19 2.2.4 Besaran Besaran Listrik... 38 2.2.5 IED ( Inteligence Electronic Device )... 40 2.2.5.1 Kwh Meter Schneider ION 8600...41 2.2.6 Protokol Modbus...44 2.2.7 Jaringan Komputer...45 2.2.8 Jenis Jenis Jaringan...47 2.2.8.1 LAN ( Local Area Network )...47 2.2.8.2 MAN ( Metropolitan Area Network )...47 2.2.8.3 WAN ( Wide Area Network )...48 2.2.9 Intranet...49 2.2.10 SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition )...49 2.2.10.1 Master Station SCADA...51 2.2.10.2. Remote Station SCADA...54 BAB III Perancangan dan Pembangunan Sistem 3.1 Prinsip Kerja Sistem....61 3.1.1 Sistem Client....61 3.1.2 Sistem Server....63 3.2 Perancangan Sistem....64 3.3 Alat dan Bahan....66 3.3.1Perangkat Keras....66 3.3.1.1 Personal Computer (PC)...66 3.3.1.2 Kabel UTP/STP (RJ45)...68 3.3.1.3. Media Komunikasi...68 3.4 Pemasangan Perangkat dan Instalasi Sistem...69 3.4.1 Pemasangan Perangkat Keras...69 3.4.1.1 Pemasangan kwh Meter...69 3.4.1.2 Pemasangan Kabel RJ45...70 3.4.1.3 Pemasangan Hubswitch...70 vii
3.4.2 Pemasangan Perangkat Lunak...70 3.4.2.1 Instalasi Software Citect Scada v 6.0...70 3.4.2.2 Instalasi Software ION Setup...74 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM 4.1 Persiapan Pengujian... 83 4.2 Peralatan Pengujian... 83 4.3 Tujuan Pengujian...84 4.4 Pengujian Aplikasi...85 4.4.1 Pengujian Form Login...86 4.4.2 Pengujian Form Layout...88 4.4.3. Pengujian Form Metering...89 4.5 Pengujian Konektifitas Server-Client...91 4.5.1. Pengujian Konektifitas Server-Client Dengan Media Fiber Optik...92 4.5.2. Pengujian Konektifitas Server-Client Dengan Media Radio Frekuensi...94 4.6. Pengujian Measurement Device...96 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 97 5.2 Saran...... 98 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Spesifikasi masing-masing tipe kwh ION 8600 43 Tabel 2.2 Daftar display pada meter digital 55 Tabel 4.1 Hasil pengujian pengukuran besaran energi listrik. 96 ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Daur hidup sistem 13 Gambar 2.2 Switcyard Gardu Induk Konvensional 16 Gambar 2.3 Gedung Kontrol Gardu Induk Konvensional 17 Gambar 2.4 Switcyard GIS 17 Gambar 2.5 Gedung Kontrol GIS 18 Gambar 2.6 Gardu Induk Mobil 19 Gambar 2.7 Arrester 21 Gambar 2.8 Tranformator Tegangan 22 Gambar 2.9 Tranformator Tegangan Magnetik 24 Gambar 2.10 Tranformator Tegangan Kapasitif 27 Gambar 2.11 Kurva Saturasi CT 28 Gambar 2.12 Perbedaan Penampang CT 29 Gambar 2.13 CT sisi Primer Batang / Bar Primary 29 Gambar 2.14 CT Tipe Lilitan Sekunder 30 Gambar 2.15 Tranformator Arus 3 fasa 30 Gambar 2.16 Pemisah 31 Gambar 2.17 PMT Bulk Oil 32 Gambar 2.18 PMT Low Oil Content 33 Gambar 2.19 Air Blast Circuit Breaker 33 Gambar 2.20 Vacum Circuit Breaker 34 Gambar 2.21 PMT dengan Media SF-6 34 Gambar 2.22 PMT dengan Penggerak Per 35 Gambar 2.23 PMT dengan Penggerak Hidrolik 35 Gambar 2.24 Pemutus dengan Penggerak Pneumatik 36 Gambar 2.25 Transformator IBT 150/20 Kv 37 Gambar 2.26 Transformator IBT 150/70 kv 37 Gambar 2.27. kwh Meter Schneider ION 8600 44 Gambar 2.28 Gambar Komunikasi Modbus 45 x
Gambar 2.27 Local Area Network 47 Gambar 2.28 Metropolitan Area Network 48 Gambar 2.29 Wide Area Network 48 Gambar 2.30. Blok Diagram Sistem SCADA 51 Gambar 2.31. Konfigurasi Master Station 52 Gambar 2.32 Konfigurasi Remote Terminal Unit 58 Gambar 2.33 Konfigurasi Remote Station 59 Gambar 2.34 Konfigurasi remote station di unit pembangkit 60 Gambar 3.1 Blok diagram sistem monitoring. 62 Gambar 3.2. Sistem client 63 Gambar 3.3. Sistem Server 63 Gambar 3.4 Tampilan halaman muka 64 Gambar 3.5 Tampilan halaman login 64 Gambar 3.6 Tampilan halaman Layout 65 Gambar 3.7 Tampilan halaman metering 66 Gambar 3.8. Langkah instalasi citect 1 71 Gambar 3.9 Langkah instalasi citect 2 71 Gambar 3.10 Langkah instalasi citect 3 72 Gambar 3.11 Langkah instalasi citect 4 73 Gambar 3.12 Langkah instalasi citect 5 73 Gambar 3.13 Langkah instalasi citect 6 74 Gambar 3.14 Langkah instalasi ION Setup 1 75 Gambar 3.15 Langkah instalasi ION Setup 2 75 Gambar 3.16 Langkah instalasi ION Setup 3 76 Gambar 3.17 Langkah instalasi ION Setup 4 77 Gambar 3.17 Langkah instalasi ION Setup 5 78 Gambar 3.18 Langkah instalasi ION Setup 6 78 Gambar 3.19 Form login aplikasi ION setup 79 Gambar 3.20 Form tipe koneksi 80 Gambar 3.21 Tampilan aplikasi ION setup setelah login 80 Gambar 3.22 Tampilan menu 3rd Party Protocol 81 Gambar 3.23 Tampilan form password kwh Meter 81 xi
Gambar 3.24 Tampilan Address protocol modbus pada kwh meter. 82 Gambar 4.1. Layout Aplikasi Citect Scada 85 Gambar 4.2. Layout Aplikasi Sistem Metering Gardu Induk 86 Gambar 4.3. Form Login Aplikasi Sistem Monitoring Gardu Induk 87 Gambar 4.4. Pengisian Form Login Aplikasi Sistem Monitoring Gardu Induk 87 Gambar 4.5. Perbedaan Menu Sebelum dan Sesudah Login 87 Gambar 4.6. Posisi Menu Layout pada Menu Utama 88 Gambar 4.7. Layout Jaringan Komunikasi Sistem 89 Gambar 4.8. Posisi Menu Layout pada Menu Utama 90 Gambar 4.9. Tampilan menu Metering Gardu Induk 91 Gambar 4.10. Blok Diagram Komunikasi Intranet dengan Media Fiber Optic 92 Gambar 4.10. Taskbar RUN 92 Gambar 4.11. Ping IP kwh Meter yang terkoneksi dengan media Fiber Optic 93 Gambar 4.12. Reply ping IP dari client atau device kwh Meter 93 Gambar 4.13. Blok Diagram Komunikasi Intranet dengan Media Radio Frekuensi 94 Gambar 4.14. Taskbar RUN 94 Gambar 4.15. Ping IP kwh Meter yang terkoneksi dengan media Radio Frekuensi. 95 Gambar 4.16. Reply ping IP dari client atau device kwh Meter 95 xii