2. SISTEM SCADA 2.1 SCADA
SCADA SCADA,, singk singkata atann dari dari Supe Supervi rvisor soryy Contr Control ol and and Data Data Acqu Acquisi isitio tion, n, merupaka merupakann pen penduk dukung ung uta utama ma dalam dalam sistem sistem ketena ketenagali galistrik strikan, an, baik pad padaa sisi pembangkit, transmisi, maupun distribusi. Adanya sistem SCADA memudahkan operator untuk memantau dan melakukan pengawasan (Supervisory) ke seluruh aringan tanpa harus melihat langsung langsung ke lapangan, lapangan, serta dapat melakukan melakukan pengendalian terhadap peralatan pemutus beban dari arak auh secara remote. Sistem SCADA sangat dirasakan man!aatnya terutama pada saat pemeliharaan dan saat penormalan bila teradi gangguan. Sistem SCADA "#$ telah dibuat standarisasi yang baku, diatur pada "%#A SCADA. &ompleksitas peralatan SCADA ditentukan oleh level organisasi %perasi Sistem tenaga listrik serta banyaknya 'ardu nduk yang dipantau dan dikendalikan. "eralatan SCADA secara umum meliputi sistem sebagai berikut *aster Station, berada di Area Control Center +emote erminal -nit, berada di 'ardu nduk #ink elekomunik elekomunikasi asi atau Data ransmisi, ransmisi, yang menghubung menghubungkan kan antara *aster Station dengan +emote erminal -nit.
RTU
Gardu Induk
RTU RTU
GI
RTU RTU
GI
RTU
GI
Master Station
Control Center
Link Telekomunikasi / Data transmisi
2.2.
MASTER STATION
*aster Station merupakan kumpulan perangkat keras dan perangkat lunak yang ada di control center, pada umumnya kon!igurasi sebuah master station tidak akan sama, disesuaikan dengan kebutuhan sistem SCADAnya. $amun secara garis besar kon!igurasi dari sebuah master station antara lain terdiri dari &omputer Server atau &omputer -tama &omputer ront /nd &omputer 0uman *achine nter!ace atau 1orkstation &omputer Database server &omputer /ngineering Swicth atau 0-2 #A$ +ecorder 'lobal "osition Sistem untuk re!erensi waktu DS ( Dipatcher raining Simulator) -ninterruptable "ower Supply (-"S) 1all Display atau *imic 2oard "eripheral pendukung seperti "rinter, logger So!ware Aplikasi SCADA untuk Server maupun 0*
2.2.1
Akuisisi Data dengan RTU dan Control Center
Agar dapat berkomunikasi dengan +-, di control center dibutuhkan suatu perangkat inter!ace. "erangkat inter!ace ini dahulu disebut dengan nama ront /nd, namun pada perkembangannya disebut dengan nama Sub Sistem &omunikasi. Sub sistem komunikasi data harus dapat melakukan polling ke +-. "olling dapat dianalogikan seperti pengabsenan, sehingga sub sistem komunikasi akan melakukan pengabsenan secara teratur sesuai waktu yang ditentukan terhadap +-. Sub sistem komunikasi data dapat mendukung beberapa kon!igurasi point to point, multipoint, partyline menggunakan rute utama dan rute alternati!. Apabila teradi gangguan pada komunikasi utama, maka perangkat lunak dari subsistem komunikasi secara otomatis memindahkan ke link komunikasi alternati! (back up). Agar dapat melakukan akuisisi data maupun pengontrolan sebuah 'ardu nduk maka dibutuhkan suatu terminal yang dapat memenuhi persyaratan tersebut, yaitu +emote erminal -nit (+-). "enggunaan +- berawal dari +- dengan 3 bit, hingga sekarang telah dikembangkan +- dengan 45 bit, bahkan sudah hampir menyerupai sebuah komputer. +- tersebut harus dilengkapi dengan panel, transducer, dan wiring. "ada masa lampau, +- dikembangkan oleh pabrikan secara sendiri6sendiri, uga dengan protokol komunikasi yang tersendiri sehingga tidak ada standarisasi. Sebagai contoh ada +- dengan protokol komunikasi 0$7, ndactic, dan sebagainya. "enggunaan protokol yang berbeda6beda ternyata menimbulkan masalah di kemudian hari ketika akan dilakukan penggantian. 0al ini dikarenakan produk lama sudah tidak diproduksi lagi, sedangkan produk baru sudah mengikuti standarisasi. %leh karena itu dalam pembuatan maupun pengembangan sistem SCADA harus mengacu pada standarisasi tersebut. Ada beberapa protokol komunikasi standar antara lain 4. /C 583986:6484 ;. /C 583986:648< =. /C 543:8
2.2.2
Konfigurasi siste Kounikasi
Konfigurasi titik ke titik ! "oint to "oint # *aster Station
+-
&on!igurasi ini menghubungkan dua terminal dan merupakan tipe yang paling sederhana. Konfigurasi $an%ak titik ke satu titik ! ulti"oint to "oint # *aster Station
+-
+-
+-
Control center dihubungkan ke terminal luar dengan satu terminal hubung setiap terminal luar. "ada setiap saat, semua terminal luar diiinkan mengirimkan data ke pusat pengatur, dan control center dapat mengirimkan pesan ke satu atau lebih terminal6terminal luar secara bersamaan. Konfigurasi $an%ak titik&saluran $ersaaan !"art%line# *aster Station
+-
+-
+-
Control center dihubungkan ke lebih dari satu terminal luar oleh suatu alur yang sama. "ada setiap saat, hanya satu terminal luar yang diiinkan mengirimkan data ke control center.
2.2.'
(eantauan Su$ Siste Kounikasi Data
Sub sistem komunikasi data bertugas memantau link komunikasi dengan +-. Dispatcher dapat menampilkan in!ormasi6in!ormasi yang dapat dilihat pada monitor kera dispatcher yang disebut dengan >ideo Display -nit (>D-) antara lain a. Status aliran komunikasi dengan setiap +b.Status dari setiap link komunikasi, misalnya in service, out o! service, gangguan (!aulty). c. Statistik komunikasi untuk setiap +-, misal umlah data yang baik, umlah data yang tidak baik, umlah pengulangan polling per am (communication error). d. Statistik komunikasi untuk setiap link komunikasi. 2.2.). Su"er*isor% Control (erintaan Kontrol ole+ Dis"at,+er
Dispatcher dapat melakukan perintah untuk melakukan kontrol terhadap peralatan 'ardu nduk. Sistem SCADA akan memberikan de!inisi urutan permintaan kontrol tersebut. Ada dua enis urutan yang diberikan oleh SCADA 6 -rutan yang dide!inisikan sebelum permintaan kontrol yang biasa digunakan untuk manuver operasi seperti pelepasan tegangan di penghantar, pemindahan trans!ormator atau busbar. - "erintah kontrol dilakukan secara manual langsung oleh dispatcher. (eantauan Telesin%al
Setiap keadian yang dicatat oleh SCADA disebut sebagai event. /vent yang menunukkan adanya perubahan status di SCADA disebut sebagai alarm. Semua status dan alarm pada telesinyal harus diproses untuk mendeteksi setiap perubahan status lebih lanut untuk event yang teradi secara spontan atau setelah permintaan remote kontrol dikirim dari control center. (engola+an Alar dan E*ent
"roses pada sistem tenaga dan telekontrol yang menyebabkan teradinya event atau alarm adalah sebagai berikut ? "erubahan status telesinyal single (SS) dan telesinyal double (SD). ? elemeter yang melebihi batas pengukuran ? &egagalan remote kontrol.
? 'angguan sistem pengolahan data di control center (subsistem komunikasi data, server, dan workstation) ? 'angguan +- dan link telekomunikasi. ? 'angguan "eripheral @ 0uman *achine nter!ace. ? 'angguan dari *aster &omputer. ? 'angguan sistem proteksi. ? 'angguan meter transaksi energi. Ta"ilan (esan Alar dan E*ent
Setiap pesan (message) diikuti sekumpulan in!ormasi mengacu kepada alarm@event yaitu ? 1aktu dan tanggal teradinya. ? $ama alat. ? Status dan besaran pengukuran. ? #okasi untuk alarm@event. ? Deskripsi event. Semua keterangan alarm dan event akan dikumpulkan dalam sebuah event list. Selanutnya dispatcher dapat memberi keterangan atau menambah komentar sebagai keterangan dari event list tersebut. (en,atatan
Setiap keadian tentu akan dicatat oleh komputer. $amun pencatatan tersebut uga dapat dilakukan dengan cara mencetaknya secara terus6menerus pada suatu printer dot matriks yang disebut dengan nama logger. #ogger tersebut digunakan untuk mencatat ? /vent sistem tenaga. ? "engolahan data dan event sistem telekontrol. 1alaupun setiap enis pesan atau laporan dikirim ke logger yang telah ditentukan, namun uga dimungkinkan untuk mengalihkan proses pencetakan ke logger yang lain bila teradi gangguan logger, secara manual atau otomatis. "engambilalihan !ungsi dilakukan untuk menghindari kehilangan pesan ketika teradi gangguan sesaat pada logger. Kalkulasi Data
"erangkat lunak SCADA digunakan untuk menghitung besaran analog dari hasil pengukuran maupun status dan alarm dari telesinyal. &alkulasi ini dapat dilakukan dengan beberapa operasi berikut ? %perasi A$D,%+, $%, ? %perasi matematis , 6, @, B, , , E, F Sin, Cos, an #n, #og, /Gp *in, *aG, rata6rata
? 2esaran absolut 2esaran kalkulasi akan dinyatakan tidak valid (invalid) bila salah satu operand uga invalid. Tagging !"enandaan#
agging sangat berman!aat untuk dispatcher di control center. agging digunakan untuk menghindari dioperasikannya peralatan, uga untuk memberi peringatan pada kondisi yang diberi tanda khusus tersebut. Henis 6 enis tagging antara lain 6 %bect in test 6 Create note 6 +emove !rom operation 6 Control inhibit 2.2.- .A"likasi SCADA
2agian utama dari sistem manaemen aringan SCADA adalah !ungsi dasar sistem, manaemen data, 0uman *achine nter!ace dan sub sistem komunikasi. Dengan aplikasi SCADA, semua !ungsi secara bersamaan diperlukan untuk melakukan supervisi dan pengendalian sistem tenaga listrik. Aplikasi SCADA berisi !ungsi 6 elesinyal. 6 elemeter. 6 elekontrol. 6 #oad requency Control (#C). 6 ap changer. 6 *onitoring. (engendalian aringan
Sistem kontrol aringan yang modern dapat mengurangi waktu eksekusi dan dapat meningkatkan keandalan operasional. -ntuk meyakinkan keandalan, konsep pengendalian aringan meliputi beraneka ragam !asilitas keamanan tambahan seperti a. "engecekan aneka kondisi interlock. b. *onitoring keandalan aringan pada operasi switching yang direncanakan. c. *onitoring terhadap perubahan aringan selama operasi switching . Mana/een (rosedur S0it,+ing
*anaemen prosedur switching memungkinkan pengguna di ruang control center mempunyai peralatan lengkap untuk menciptakan, memeriksa dan
mengeksekusi operasi switching di aringan dalam mode proses dan mode study. (enggantian Nilai Se,ara Manual ! Manual U"date #
$ilai transmisi yang hilang atau salah dapat diisi ulang secara manual dengan nilai yang baru. "enggantian nilai manual memiliki prioritas paling tinggi dibandingkan dengan nilai telemetering. Setiap tindakan perubahan nilai secara manual akan dicatat di 'eneral Summary. (enge,ekan A$ang atas
Setiap nilai dapat dicek terhadap set batas atas dan batas bawah. 2atas6batas tersebut dide!inisikan melalui !ungsi pengaturan sumber data untuk setiap nilai sebagai persentasi dari nilai nominal. -ntuk menghindari pelampauan batas untuk nilai yang bergerak di sekitar batas tersebut digunakan hysteresis processing pada nilai tersebut. asilitas (engaan
Sistem control center mempunyai !asilitas keamanan untuk supervisory control. Disamping !asilitas yang standar, seperti otoritas akses dengan menggunakan password, ada beberapa !asilitas keamanan tambahan yang diberikan untuk mencegah kecelakaan petugas dan kerusakan peralatan, yaitu berupa interlocking peralatan di 'ardu nduk dan adanya prosedur untuk melakukan telecontrol, yaitu Control command valid bila • Cursor diletakkan pada obek yg bisa dikontrol • %bek merupakan obek yg controllable di gambar tsb • Console yg digunakan punya otoritas • %bek tidak sedang diblok untuk control • idak ada proses control lain yg sedang beralan pada obek yg sama • &omunikasi ke +- tidak sedang putus • /ksekusi control dilakukan dalam rentang waktu yg telah ditentukan seak select object Selain itu di event list akan tercatat setiap proses telecontrol yang berisi tanggal, waktu, dan identi!ikasi user dari dispatcher Analisa To"ologi
"encarian topologi secara interakti! dapat dilakukan dispatcher untuk mende!inisikan peralatan yang terhubung dalam aringan listrik bertegangan. ungsi pewarnaan aringan dan pengaturan warna tampilan dari peralatan bergantung pada status dan de!inisi peralatan tersebut. 2agian
aringan, grup aringan (misalnya level tegangan), atau kondisi operasi sistem (misalnya mati, di6 ground 6kan, tidak terde!inisi, dan sebagainya) dapat dibedakan dalam warna yang berbeda. "ewarnaan uga akti! secara otomatis setelah keadian khusus, misalnya tripnya switch ("mt), dan lain6lain atau setelah perubahan kondisi switching yang disebabkan oleh modi!ikasi topologi aringan. Close status (merah penuh ) Open status
Angka putih Normal !one Angka kuning Angka merah
"arning !one Alarm !one
Not updated ( orange ) Manual entry ( hijau muda ) Not acknowledge yet ( berkedip ) Midposition (undefined)
Simbol dan Warna
A"likasi Non Realtie ! A"likasi Offline #
Data pada o!!line database server diambil dari historikal data. Server aplikasi non real time ini terhubung dengan intranet. 2erikut adalah contoh aplikasi o!!line ? &urva beban menampilkan kurva beban berdasarkan hasil pengukuran +dan masukan manual. ? #aporan gangguan %perasi beban padam konsumen, kronologi gangguan, !rekuensi sistem dan lama pemulihan gangguan. ? #aporan gangguan SCADA laporan kinera, enis alarm, event SCADA dan alarm telekomunikasi . ? *engirim berita gangguan lewat S*S. ? #aporan statistik menyusun laporan setiap enis gangguan dan ketersediaan peralatan SCADA.
2.2.3. Digital 4oi,e Re,order
Digital >oice +ecorder (D>+) merupakan peralatan yang ber!ungsi untuk merekam suara secara digital. D>+ menggantikan sistem perekam analog dengan berbagai keunggulan, seperti dapat mencari dan memainkan kembali hasil rekaman dengan
cepat sementara proses perekaman dapat terus berlangsung. D>+ dapat merekam suara dari berbagai sumber, seperti saluran telepon, radio, dan kanal6 kanal audio lainnya. *eman!aatkan teknologi digital signal processing (DS"), D>+ merekam suara dengan tingkat kompresi tinggi. "erekaman dapat didasarkan pada akti!itas pada saluran, berdasarkan panggilan ke tuuan tertentu dengan sinyal D*, secara manual, atau perekaman terus6menerus. &on!igurasi masing6 masing kanal dapat diatur sesuai keperluan. 0asil rekaman disimpan pada media penyimpan internal agar dapat diakses dengan cepat yang kemudian dapat diarsip ke CD atau D>D. D>+ menyediakan !asilitas yang memungkinkan pencarian rekaman dan memainkan ulang dengan mudah dan cepat. 0asil rekaman pada media penyimpan internal dan pada arsip CD@D>D dapat dicari berdasarkan kanal, nomor yang dipanggil, dan waktu. D>+ terdiri atas control unit, storage unit, voice inter!ace unit, dan audio output inter!ace. Control unit ber!ungsi mengkoordinasi seluruh operasi sistem sedangkan storage unit menyimpan data rekaman. >oice inter!ace unit ber!ungsi mengubah sinyal suara ke !ormat digital agar dapat disimpan dan diproses lebih lanut. Audio inter!ace unit ber!ungsi untuk mendukung !asilitas playback. 2.2.5. Uninterru"ti$le (o0er Su""l% !U(S#
By"ass s#it!$ Stati! by"ass
)ut"ut 220 V(C
Q%&
'n"ut 220 V(C
#
Battery 220 VDC
Q
#
$kema %&$
-"S (-ninterruptible "ower Supply) adalah sebuah peralatan elektronik yang ber!ungsi memberikan catu sementara ketika listrik dari "#$ padam. "emindahan output -"S dari AC input keinverter, menggunakan sakelar elektronik dengan waktu trans!er sekitar < ms. "ada -"S kontinyu, inverter bekera terus menerus baik ada atau tidak ada AC input, adi pada output -"S tidak ada trans!er pensakelaran atau dapat dikatakan waktu trans!er adalah 8 detik. -"S terdiri dari tiga komponen utama, yaitu
Re,tifier& C+arger
2agian ini merupakan rangkaian yang dipakai untuk penyearahan dan pengisian baterai. +angkaian blok recti!ier6charger ini akan mensuplai daya yang dibutuhkan oleh inverter dalam kondisi beban penuh dan pada saat itu uga dapat mempertahankan muatan di dalam baterai. &arakteristik baterai uga perlu diperhitungkan dalam disain rangkaian charger6nya karena ika sebuah baterai diisi ulang dengan arus yang melebihi batasan kemampuannya akan dapat memperpendek umur baterai tersebut. 2aterai masih dapat dikategorikan sebagai kondisi layak pakai apabila masih mampu memberikan daya 488I selama 4 am ika lama pengisiannya selama 3 am (ditentukan oleh manu!aktur baterai). In*erter
&ualitas inverter merupakan penentu dari kualitas daya yang dihasilkan oleh suatu sistem -"S. nverter ber!ungsi merubah tegangan DC dari rangkaian recti!ier6 charger menadi tegangan AC yang berupa sinyal sinus setelah melalui pembentukan gelombang dan rangkaian !ilter. egangan output yang dihasilkan harus stabil baik amplitudo tegangan maupun !rekuensinya, distorsi yang rendah, tidak terdapat tegangan transient. Selain itu, sistem inverter perlu adanya rangkaian umpan6balik (!eedback) dan rangkaian regulator untuk menaga agar didapatkan tegangan konstan. Sakelar (einda+ !Transfer s0it,+#
Sistem
sakelar
menggunakan
komponen
semikonduktor,
seperti
SC+.
"enggunaan SC+ akan lebih baik karena operasi pemindahan yang dilakukan dengan SC+ yang hanya membutuhkan waktu = sampai < ms, sedangkan pada sakelar elektromekanikal sekitar :8 sampai 488 ms. "enggunaan -"S dilakukan dengan cara menghubungkan AC input -"S ke sumber "#$ dan output -"S ke beban. &ebanyakan -"S digunakan untuk menyuplai komputer, karena apabila sumber "#$ tiba6tiba mati, maka data yang sedang diproses tidak hilang tetapi masih di back6up oleh -"S sehingga masih ada waktu untuk menyimpan data.
