Artikel
SCADA (Supervisory Control and Data Acquition)
OLEH :
NAMA :
I Made Angga Saputra
NIM :
110010***
SEKOLAH TINGGI
MANAJEMEN INFORMATIKA DAN TEKNIK KOMPUTER
STMIK STIKOM BALI
2013
Pendahuluan
Pada era modern saat ini di dalam dunia industri, otomasi memegang peranan penting dalam menjaga kelangsungan dan ketahanan dari industri tersebut. Hal ini dikarenakan semakin sedikitnya jumlah sumber daya manusia (SDM) yang dibutuhkan maka semakin besar pula biaya yang bisa kita tekan dalam proses produksi di industri tersebut. Selain itu otomasi juga sangat membantu dalam mempercepat kinerja suatu proses yang ada dalam industri.
Untuk mengontrol suatu proses otomasi yang terjadi, banyak hal yang bisa kita gunakan. Salah satu dari sistem kontrol industri yang banyak digunakan saat ini adalah Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA). SCADA sendiri sebenarnya bukanlah suatu alat yang digunakan untuk mengontrol suatu proses akan tetapi lebih menjadi suatu alat yang memonitor suatu proses yang sedang terjadi. SCADA menjadi pilihan karena fleksibilitas dari sistem SCADA itu sendiri. Fleksibilitas dalam SCADA ini didapat dari open architecture yang dimilikinya sehingga untuk membangun suatu sistem SCADA kita bisa melakukan mix and match dari berbagai vendor yang berbeda Seringkali terjadi kebingungan karena arti dan maksud dari SCADA. Secara umum SCADA adalah suatu sistem yang memonitor dan mengkoordinasikan banyak proses akan tetapi tidak mengontrolnya secara real time. DCS sendiri adalah suatu sistem kontrol dimana elemen dari kontroller tidak berada di satu tempat akan tetapi terdistribusikan di tiap-tiap sub proses dalam proses yang hendak dikontrol tersebut. Semua kontroller yang terdistribusikan tersebut kemudian dihubungakan dalam satu jaringan agar bisa saling berkomunikasi dan mudah untuk dimonitor. Seiring dengan perkembangan teknologi komunikasi dan jaringan maka perbedaan antara DCS dan SCADA akan semakin pudar.
SCADA
a. proses pengontrolan industri: manufaktur, pabrik, produksi, generator tenaga listrik.
b. proses pengontrolan infrastruktur: penjernihan air minum dan distribusinya, pengolahan limbah, pipa gas dan minyak, distribusi tenaga listrik, sistem komunikasi yang kompleks, sistem peringatan dini dan sirine
c. proses pengontrolan fasilitas: gedung, bandara, pelabuhan, stasiun ruang angkasa.
d. Beberapa contoh lain dari sistem SCADA ini banyak dijumpai di lapangan produksi minyak dan gas (Upstream), Jaringan Listrik Tegangan Tinggi dan Tegangan Menengah (Power Transmission and Distribution) dan beberapa aplikasi yang dipakai untuk memonitor dan mengontrol areal produksi yang cukup luas
Aplikasi penyusunan Supervisory Control and Data Acquition (SCADA) yaitu :
a. HMI (Human Machine Interface)
Adalah subsistem dari SCADA yang berfungsi menampilkan data dari hasil pengukuran di RTU ataupun menampilkan proses yang sedang terjadi pada keseluruhan sistem. HMI merupakan sebuah software pada computer berbasis grafis yang berfungsi untuk mempermudah pengawasan (Supervisory) kepada sang operator. HMI mengubah data-data dan angka kedalam animasi, grafik/trend, dan bentuk yang mudah diterjemahkan oleh sang operator.
b. MTU (Master Terminal Unit)
Master Terminal Unit merupakan sebuah sistem komputer(bisa komputer bisa PLC ataubahkan microcontroller) yang bertugas memberikan data kepada HMI dari RTU. di lain sisi MTU ini juga bertugas mengambil data dari tiap-tiap RTU (jika RTU lebih dari 1) untuk diterjemahkan dan di berikan ke HMI. sistem pengambilan data dari tiap-tiap RTU disebut “Polling”. terkadang MTU dan HMI dapat dijadikan 1 bagian, ketika MTU menggunakan komputer yang sama dengan HMI.
c. RTU (Remote Terminal Unit)
Remote Terminal Unit adalah subsistem SCADA yang berfungsi sebagai terminal-terminal (semacam stasiun data) dari hasil pengukuran, pengendalian, pemantauan status dan lain-lain. RTU juga berfungsi menerjemahkan, mengkonversi, menghitung sinyal dari transducer seperti pengukuran arus listrik , Flow, Static Pressure, Differensial Pressure, temperatur, dan lain-lain. dari hasil pengukuran tersebut hal yang dilakukan RTU adalah melakukan kendali(jika merupakan sistem kendali) kemudian mentransmit data ke MTU atau langsung mentransmit ke MTU jika sistem di RTU bukan untuk pengendalian (Controlling). RTU juga dapat berfungsi sebagai pengatur set point yang dikirimkan dari HMI/MTU ke RTU tersebut.
d. Device atau PLC
Remote Terminal Unit adalah subsistem SCADA yang berfungsi sebagai terminal-terminal (semacam stasiun data) dari hasil pengukuran, pengendalian, pemantauan status dan lain-lain. RTU juga berfungsi menerjemahkan, mengkonversi, menghitung sinyal dari transducer seperti pengukuran arus listrik , Flow, Static Pressure, Differensial Pressure, temperatur, dan lain-lain. dari hasil pengukuran tersebut hal yang dilakukan RTU adalah melakukan kendali(jika merupakan sistem kendali) kemudian mentransmit data ke MTU atau langsung mentransmit ke MTU jika sistem di RTU bukan untuk pengendalian (Controlling). RTU juga dapat berfungsi sebagai pengatur set point yang dikirimkan dari HMI/MTU ke RTU tersebut.
PLC atau Programmable Logic Controller adalah sebuah controller logic yang dapat diProgram sesuai kebutuhan kita. PLC pada sistem SCADA biasanya di tempatkan pada RTU, jadi PLC merupakan subsistem dari RTU. PLC ini bertugas melakukan pengolahan/pengambilan data dari transducer/sensor transmitter yang juga memungkinkan untuk melakukan pengendalian pada sistem di RTU tersebut misal digunakan untuk pengaturan bukaan Valve.
e. Sistem Komunikasi (Antar MTU dan RTU)
Sistem Komunikasi, merupakan sebuah cara untuk mengkomunikasikan data dari RTU ke MTU. pada RTU yang terletak jauh dari pusat control (MTU) maka sistem komunikasi biasanya menggunakan Radio. pada industri tertentu ada yang lebih memilih menggunakan GSM Radio yang biasanya untuk RTU yang sangat jauh tidak terjangkau dengan radio biasa atau bisa menggunakan radio biasa namun harus menggunakan beberapa repeater agar radio pada RTU dapat berkomunikasi dengan Radio pada MTU.
Permasalahan
b. Dimana tempat menggunakan SCADA
c. Bagaimana cara kerja SCADA
Solusi
a. Menggunakan scada manfaatnya begitu banyak :1. Pemantauan dan Pengontrolan secara Realtime Meningkatkan Efisiensi & Memaksimalkan Keuntungan
Berikut ini beberapa hal yang bisa Anda lakukan dengan Sistem SCADA:
• Mengakses pengukuran kuantitatif dari proses-proses yang penting, secara langsung saat itu maupun sepanjang waktu.
• Mendeteksi dan memperbaiki kesalahan secara cepat dan tepat.
• Mengukur dan memantau trend sepanjang waktu.
• Menemukan dan menghilangkan kemacetan (bottleneck) dan pemborosan (inefisiensi).
• Mengontrol proses-proses yang lebih besar dan kompleks dengan staf-staf terlatih yang lebih sedikit.
Intinya, sebuah sistem SCADA memberikan Anda keleluasaan dalam mengatur maupuan mengkonfigurasi sistem. Anda bisa menempatkan sensor dan kontrol di setiap titik kritis di dalam proses yang Anda tangani (seiring dengan teknologi SCADA yang semakin baik, Anda bisa menempatkan lebih banyak sensor di banyak tempat). Semakin banyak hal yang bisa dipantau, semakin detil operasi yang bisa Anda pantau dan semuanya bekerja secara real-time. Tidak peduli sekompleks apapun proses yang Anda tangani, Anda bisa melihat operasi proses dalam skala besar maupun kecil dan Anda setidaknya bisa melakukan penelusuran jika terjadi kesalahan dan sekaligus meningkatkan efisiensi. Dengan SCADA, Anda bisa melakukan banyak hal, dengan ongkos lebih murah dan, tentunya, akan meningkatkan keuntungan.
2. Dengan menggunakan system SCADA/EMS pada system kelsitrikan dapat diperoleh dengan system pengoperasian dengan organisasi yang lebih ramping dan sederhana. Pada prinsipnya, dengan adanya system SCADA/EMS system gardu induk tanpa orang seharusnya dapat dilakukan, dimana hal ini dapat mengurangi biaya-biaya yang cukup signifikan sebagai bahan pertimbangan dalam penerapan system SCADA. Keuntungan lain yang dapat diperoleh dari pengoperasian system kelistrikan dengan menggunakan system SCAD/EMS adalah system pengoperasian yang lebih ekonomis. Dengan menggunakan system SCADA/EMS system pengoperasian kelistrikan dapat menghemat keseluruhan biaya operasi, misalya dengan load forecast dan unit-unit komitmen yang lebih baik, optimasi rugi-rugi transmisi maupun pembangkit dan lain sebagainya yang secara keseluruhan akan mengoptimumkan sumber daya secara ekonomis.
b. Tempat Menggunakan Scada
Memanfaatkan SCADA untuk mengatur berbagai macam peralatan. Biasanya, SCADA digunakan untuk melakukan proses industri yang kompleks secara otomatis, menggantikan tenaga manusia (bisa karena dianggap berbahaya atau tidak praktis - konsekuensi logisnya adalah PHK), dan biasanya merupakan proses-proses yang melibatkan faktor-faktor kontrol yang lebih banyak, faktor-faktor kontrol gerakan-cepat yang lebih banyak, dan lain sebagainya, dimana pengontrolan oleh manusia menjadi tidak nyaman dan atau aman lagi.
Sebagai contoh, SCADA digunakan di seluruh dunia misalnya untuk…
• Penghasil, transmisi dan distribusi listrik: SCADA digunakan untuk mendeteksi besarnya arus dan tegangan, pemantauan operasional circuit breakerdan untuk mematikan/menghidupkan the power grid;
• Penampungan dan distribusi air: SCADA digunakan untuk pemantauan dan pengaturan laju aliran air, tinggi reservoir, tekanan dalam pipa dan berbagai macam faktor lainnya;
• Bangunan, fasilitas dan lingkungan: Manajer fasilitas menggunakan SCADA untuk mengontrol HVAC, unit-unit pendingin, penerangan dan sistem keamanan.
• Produksi: Sistem SCADA mengatur inventori komponen-komponen, mengatur otomasi alat atau robot, memantau proses dan kontrol kualitas.
• Transportasi KA listrik: menggunakan SCADA bisa dilakukan pemantauan dan pengontrolan distribusi listrik, otomasi sinyal trafik KA, melacak dan menemukan lokasi KA, mengontrol palang KA dan lain sebagainya.
• Lampu lalu-lintas: SCADA memantau lampu lalu-lintas, mengontrol laju trafik dan mendeteksi sinyal-sinyal yang salah
c. Cara kerja SCADA
Sebuah sistem SCADA memiliki 4 (empat) fungsi , yaitu:
1. Akuisisi Data,
2. Komunikasi data jaringan,
3. Peyajian data, dan
4. Kontrol (proses)
Akuisisi Data
Pada kenyataannya, Anda membutuhkan pemantauan yang jauh lebih banyak dan kompleks dari sekedar sebuah mesin yang menghasilkan sebuah produk (seperti contoh sebelumnya). Anda mungkin membutuhkan pemantauan terhadap ratusan hingga ribuan sensor yang tersebar di seluruh area pabrik. Beberapa sensor digunakan untuk pengukuran terhadap masukan (misalnya, laju air ke reservoir) dan beberapa sensor digunakan untuk pengukuran terhadap luaran (tekanan, massa jenis, densitas dan lain sebagainya).
Beberapa sensor bisa melakukan pengukuran kejadian secara sederhana yang bisa dideteksi menggunakan saklar ON/OFF, masukan seperti ini disebut sebagai masukan diskrit atau masukan digital. Misalnya untuk mengetahui apakah sebuah alat sudah bekerja (ON) atau belum (OFF), konveyornya sudah jalan (ON) atau belum (OFF), mesinnya sudah mengaduk (ON) atau belum (OFF) dan lain sebagainya. Beberapa sensor yang lain bisa melakukan pengukuran secara kompleks, dimana angka atau nilai tertentu itu sangat penting, masukan seperti ini disebut masukan analog, bisa digunakan untuk mendeteksi perubahan secara kontinu pada, misalnya, tegangan, arus, densitas cairan, suhu, dan lain sebagainya.
Untuk kebanyakan nilai-nilai analog, ada batasan tertentu yang didefinisikan sebelumnya, baik batas atas maupun batas bawah. Misalnya, Anda ingin mempertahankan suhu antara 30 dan 35 derajat Celcius, jika suhu ada di bawah atau diatas batasan tersebut, maka akan memicu alarm (baik lampu dan/atau bunyi-nya). Terdapat empat alarm batas untuk sensor analog: Major Under, Minor Under, Minor Over, dan Major Over Alarm.
Komunikasi Data
Dari contoh sederhana pabrik aksesoris, yang dimaksud ‘jaringan’ pada kasus tersebut adalah sekedar kabel yang menghubungkan saklar dengan panel lampu. Kenyataannya, seringkali Anda ingin memantau berbagai macam parameter yang berasal dari berbagai macam sensor di lapangan (pabrik), dengan demikian Anda membutuhkan sebuah jaringan komunikasi untuk melakukannya.
Pada awalnya, SCADA melakukan komunikasi data melalui radio, modem atau jalur kabel serial khusus. Saat ini data-data SCADA dapat disalurkan melalui jaringan Ethernet atau TCP/IP. Untuk alasan keamanan, jaringan komputer untuk SCADA adalah jaringan komputer lokal (LAN - Local Area Network) tanpa harus mengekspos data-data penting di Internet.
Komunikasi SCADA diatur melalui suatu protokol, jika jaman dahulu digunakan protokol khusus yang sesuai dengan produsen SCADA-nya, sekarang sudah ada beberapa standar protokol yang ditetapkan, sehingga tidak perlu khawatir masalah kecocokan komuninkasi lagi.
Karena kebanyakan sensor dan relai kontrol hanyalah peralatan listrik yang sederhana, alat-alat tersebut tidak bisa menghasilkan atau menerjemahkan protokol komunikasi. Dengan demikian dibutuhkan RTU yang menjembatani antara sensor dan jaringan SCADA. RTU mengubah masukan-masukan sensor ke format protokol yang bersangkutan dan mengirimkan ke master SCADA, selain itu RTU juga menerima perintah dalam format protokol dan memberikan sinyal listrik yang sesuai ke relai kontrol yang bersangkutan.
Representasi Data
Untuk kasus pabrik aksesoris kita, satu-satunya tampilan adalah sebuah lampu yang akan menyala saat saklar diaktifkan. Ya, tentu saja kenyataannya bisa puluhan hingga ratusan lampu, bayangkan siapa yang akan Anda minta untuk mengawasi lampu-lampu tersebut, emangnya lampu hiasan? Bukan khan?
Sistem SCADA melakukan pelaporan status berbagai macam sensor (baik analog maupun digital) melalui sebuah komputer khusus yang sudah dibuatkan HMI-nya (Human Machine Interface) atau HCI-nya (Human Computer Interface). Akses ke kontrol panel ini bisa dilakukan secara lokal maupun melalui website. Bahkan saat ini sudah tersedia panel-panel kontrol yang TouchScreen. Perhatikan contoh-contoh gambar dan penjelasan pada STUDI KASUS.
Kontrol
Sayangnya, dalam contoh pabrik aksesoris, tidak ada elemen kontrol. Baiklah, kita tambahkan sebuah kontrol. Misalnya, sekarang operator juga memiliki tombol pada panel kontrol. Saat dia klik pada tombol tersebut, maka saklar di pabrik juga akan ON.
Okey, jika kemudian Anda tambahkan semua kontrol pabrik ke dalam sistem SCADA melalui HMI-nya, maka Anda mendapatkan sebuah kontrol melalui komputer secara penuh, bahkan menggunakan SCADA yang canggih (hampir semua produk perangkat lunak SCADA saat ini sudah canggih-canggih) bisa dilakukan otomasi kontrol atau otomasi proses, tanpa melibatkan campur tangan manusia. Tentu saja, Anda masih bisa secara manual mengontrolnya dari stasion master.
Fungsi-fungsi tersebut didukung sepenuhnya melalui 4 (empat) komponen SCADA, yaitu:
1. Sensor (baik yang analog maupun digital) dan relai kontrol yang langsung berhubungan dengan berbagai macam aktuator pada sistem yang dikontrol;
2. RTUs (Remote Telemetry Units). Merupakan unit-unit “komputer” kecil (mini), maksudnya sebuah unit yang dilengkapi dengan sistem mandiri seperti sebuah komputer, yang ditempatkan pada lokasi dan tempat-tempat tertentu di lapangan. RTU bertindak sebagai pengumpul data lokal yang mendapatkan datanya dari sensor-sensor dan mengirimkan perintah langsung ke peralatan di lapangan;
3. Unit master SCADA (Master Terminal Unit - MTU). Kalo yang ini merupakan komputer yang digunakan sebagai pengolah pusat dari sistem SCADA. Unit master ini menyediakan HMI (Human Machine Interface) bagi pengguna dan secara otomatis mengatur sistem sesuai dengan masukan-masukan (dari sensor) yang diterima;
4. Jaringan komunikasi, merupakan medium yang menghubungkan unit master SCADA dengan RTU-RTU di lapangan.
Refrensi
http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/
http://www.webopedia.com/TERM/S/SCADA.html
http://dunia-listrik.blogspot.com/2010/02/belajar-dasar-scada.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar