Pendahuluan A. Dasar Teori 1. Pemaha Pemahaman man Dasar Dasar dan Sejar Sejarah ah Perkem Perkemban bangan gan DCS DCS
DCS (Distri (Distribut buted ed Contro Controll System) System) adalah adalah suatu suatu pengem pengemban bangan gan system control dengan mengunakan computer dan alat elektronik lainnya agar didapat suatu pengontrol suatu loop system lebih terpadu dan dapat dila dilaku kuka kan n oleh oleh semu semuaa oran orang g deng dengan an cepa cepatt dan dan muda mudah. h. DCS DCS juga juga merupakan merupakan suatu jaringan computer computer control control yang dikembangk dikembangkan an untuk untuk tujuan monitoring monitoring dan pengontrol pengontrolan an proses proses variable variable pada industri proses. Sistem ini dikembangka dikembangkan n melalui melalui penerapan penerapan teknologi teknologi microcompu microcomputer ter so!t"are dan net"ork. Sistem hard"are dan so!t"are mampu menerima sinyal sinyal input input berupa berupa sinyal sinyal analog analog digital digital maupun maupun pulsa pulsa dari dari peralat peralatan an instrument di lapangan. #emudian melalui !ungsi !eedback control sesuai algorithm control (P P$ P$D dll) maupun se%uence program yang telah ditentukan sistem akan menghasilkan sinyal output analog maupun digital yang selanjutnya digunakan untuk mengendalikan !inal control element (control valve) maupun untuk tujuan monitoring reporting dan alarm. Perlu Perlu diperh diperhati atikan kan disini disini bah"a bah"a !ungsi !ungsi kontro kontroll tidak tidak dilaku dilakukan kan secara secara terpusat melainkan ditempatkan di dalam satellite room (out station) yang terdis terdistrib tribusi usi dilapa dilapanga ngan n (!ield) (!ield).. Setiap Setiap unit unit proses proses biasany biasanyaa memilik memilikii sebua sebuah h out out stati station on di dalam dalam out out stat statio ion n terse tersebu butt terda terdapa patt peral peralata atan n contro controller ller (contr (control ol station station & monit monitori oring ng ST' ST' station station). ). leh leh karena karena peralatan tersebut ber!ungsi sebagai !asilitas untuk koneksi dengan perlatan instrumen lapangan (instrument !ield devices) maka peralatan tersebu tersebutt sering sering juga juga disebu disebutt sebaga sebagaii process process connec connectio tion n device. device. *ntuk *ntuk memahami suatu system Control dengan DCS kita harus mengerti dulu apa yang disebut dengan loop system dimana pada suatu loop system terdiri dari + 1. ,lat pengukur ( Sensor '%uiment) -. ,lat Control untuk penganturan Proses (Controler) . ,lat untuk aktualisasi ( ,ctuator) *ntuk lebih jelas bisa dilihat pada gambar loop control diba"ah ini
loop control
Sistem control otomatis pada mulanya bera"al dari sitem control manual yang berasal dari control menggunakan system pneumatic. Penggunaan system pneumatic pada saat ini sangat memerlukan cost biaya yang cukup besar karena pada saat instalasi system s ystem control pneumatic cenderung lebih rumit rumit dan memerlu memerlukan kan jalur jalur pipa pipa pneum pneumatic atic untuk untuk satu contro controll loop. loop. Sebelum Sebelum berkembang berkembang menjadi system DCS (Distributed (Distributed Control System) sebelumnya sebelumnya dikenal nama DDC (Digital Data Control). Control). Perkembangan Perkembangan dari DDC menjadi DCS hanya sekitar lima tahun saja hal ini disebabkan karena perkembangan teknologi elektronik dan komputerisasi yang cukup pesat di saat sekarang. DDC menggunakan System elektronik yang menggunakan system cabin area dimana pengukuran dan control ditaruh dalam satu ruangan sehingga bisa dimasukan menjadi satu data analog yang lalu diatampilkan pada layar la yar operator.
Sistem #ontrol Digital Data Control (DDC)
Pada system DCS hasil pengukuran proses dan pengontrolan dimasukan dalam satu syatem CP* yang data langsung bisa dilihat operator dan untuk
action yang diperlukan untuk suatu loop bisa langsung diatur secara automatis karena dalam computer sudah ada system pengontrolan yang diperlukan oleh proses tersebut.
Sistem #ontrol Distributed Control System (DCS)
Sistem DCS dirangkai dalam suatu topogra!i yang bersusun membentuk sistem pengontrolan menghasilkan report dan penyimpanan data. /erikut ini topogra!i sistem DCS +
Topogra!i sistem DCS
-. 0ungsi DCS DCS ber!ungsi sebagai alat untuk melakukan #ontrol suatu loop system dimana satu loop bisa terjadi beberapa proses control.
/er!ungsi sebagai pengganti alat alat Control manual dan auto yang terpisahpisah menjadi suatu kesatuan sehingga
lebih mudah untuk pemeliharaan dan penggunaanya. Sarana pengumpul data dan pengolah data agar didapat
suatu proses yang benarbenar diinginkan. . 0iloso!i DCS Dalam Perencanaannya $tegration Distribution 2eliability pennes *ser !riendliness $nvestment security & '3pandbility 4. Cara #erja DCS DCS sebagai suatu system control otomatis bekerja dengan cara + 1. engumpulkan data yang diterima dari lapangan. -. engolah data tersebut menjadi sebuah signal standart. . engolah data signal standart yang didapat dengan system pengontrolan yang berlaku sehingga bisa diterapkan untuk mendapatkan nilai yang cocok untuk koreksi signal. 4. /ila terjadi error atau simpangan data maka dilakukan koreksi dari data yang didapat guna mencapai nilai standar yang dituju. 5. Setelah terjadi koreksi dari simpangan data dilakukan pengukuran atau pengumpulan data ulang dari lapangan. 5. #omponen Dasar DCS 5.1 ,nalog $nput ,nalog input adalah komponen dari system DCS dimana bagian ini ber!ungsi untuk mengumpulkan data data dari lapangan yang bersi!at analog. *ntuk penggunaan signal analog yang standart dipakai untuk pengambilan data adalah 4-6m, atau 15 7DC signal standar ini didapat dari sensor8transmitter yang berada di !ield yang ditrans!er melalu junction bo3. *ntuk pengukuran signal standar dapat dijadikan acuan berapa pembacaan sensor yang terjadi di lapangan. Seperti contoh sebagai berikut + 4 m, 9 6 : Pembacaan Sensor 1- m, 9 56 : Pembacaan Sensor -6 m, 9 166 : Pembacaan Sensor 5.- ,nalog utput ,nalog output adalah komponen DCS yang ber!ungsi untuk menyalurkan sensitive sehingga error bisa dihilangkan dengan cepat dan baik. Selain menggunakan P$D ada juga sistem
pengontrolan sederhana untuk yaitu dengan ;00 control yaitu hanya untuk pengontrolan yang tidak continous atau biasanya digunakan untuk pengontrolan sistem digital. 5. Digital $nput /agian dari DCS yang ber!ungsi untuk mengumpulkan data digital dimana data yang didapat adalah signal digital hanya berupa signal open atau close dari sebuah alat yang memberikan signal. pen 6 7Dc Closed 5 7Dc 5.4 Digital utput #omponen
dari sistem DCS
yang
ber!ungsi
untuk
mentrans!erkan hasil pengolahan data kontroler yang berupa data digital ;00 signal pada alatalat komponen pengaturan yang ada dilapangan 0ield. Signal yang ditrans!er adalah signal digital yaitu sesuai click 6 atau 1 dimana posisi 6 bisa disebut !! dan untuk 1 bisa disebut ; Sedangkan untuk bila kita ukur maka tegangannya sama denga Digital input yaitu 65 7dc. 5.5 Sensor 8 Transmiter Sensor adalah alat ukur yang dipasang dilapangan pada saat ini sebuah sensor bisa juga disebut transmiter sebab selain dapat mengukur suatu besaran proses alat ini bisa juga memberikan signal (transmit) ke alat yang lain. *ntuk Pengukuran pada proses signal yang dihasilkan adalah signal analog atau digital sesuai dengan kebutuhan dari control yang akan dilakukan.
actuator adalah control valve untuk analog control dan otor control untuk Digital control. 5.> perator Station perator station sebagai suatu alat komunikasi antara operator dan teknisi pada sistem DCS atau bisa juga disebut consule. perator station ada - macam yaitu perator station untuk perasional kerja yang harus on line pada jaringan DCS dan 'ngineering Station yang ber!ungsi untuk proses maintenance pada sistem DCS sehingga bisa membuat Sebuah data base atau PC Program tidak secara ; line. Pada pertor Station harus dilaksanakan back *p hal in untuk mencegah terjadi kehilangan data pada sistem DCS di Consule tersebut dan 2estore bila diperlukan. =. 0ungsi Control yang /isa Diaplikasikan DCS Dalam control DCS pada dasarnya digunakan untuk suatu sistem pengendalian alatalat agar bisa dikendalikan secara elekronik menggunakan signal standar yang ada dan bisa diaplikasikan sebagai berikut + 1. Control Single ?oop Pengontrolan yang dapat dilakukan oleh DCS bisa melakukan pengaturan untuk alat dalam satu rangkaian loop satu atau lebih. Single ?oop adalah sistem kontrol yang melakukan pengaturan dimana dari hasil pengukuran langsung dikontrol dan hasil perhitungan dari koreksi error akan ditrans!er ke actuator sebagai umpan balik. Single loop ini disebut juga sistem pengendalian !eedback.
-. Control Cascade Control cascade adalah sistem pengendalian yang dapat dilakukan oleh sistem DCS dimana hal ini diperlukan pada suatu loop control yang membutuhkan satu sistem pengontrolan yang bertingkat contoh pada paper machine adalah heat e3changer. Pengendalian sering juga disebut pengendalian master dan slave dimana master sebagai pengontrol pertama sedangkan slave
sebagai pengendali kedua yang mendapat signal input remote dari master loop. . Control /atch Pengendalian sistem batch adalah sistem pengendalian yang terjadi karena proses operasinya mengalami shutdo"n dan start up secara berulangulang dengan hasil yang terbatas sesuai dengan pesanan
dari
konsumen.
Sistem
pengendalian
batch
pada
DCSber!ungsi menjaga agar kontrol tidak menjadi saturasi sehinga pada saat kontrol akan dijalankan kembali alat actuator bisa berada pada posisi stand by sesuai dengan kebutuhan produk yang akan dibuat. Pengunaan sistem batch pada DCS di paper machine adalah untuk menjaga alat kontrol bisa bekerja dengan baik apabila mesin stop untuk mengganti produk karena dengan sistem ini operator tinggal memasukan set point yang ingin dicapai sesuai target produksi sistem langsung mereset SP dan memberikan signal koreksi pada actuator. 4. Control Selekti! Pengendalian selekti! adalah suatu sistem pengendalian dimana ada satu buah proses yang memiliki dua manipulated variabel (alat ukur) dengan hanya ada satu control variabel (actuator). Pengendalian selekti! ini menggunakan
Contoh control ratio adalah pencapuran chemical , dan / dengan perbandingan
tertentu
dimana
hasil
perbandingan
yang
dikehendaki harus selalu sama maka didapat nila # 9 ,8/. >. aintenance untuk DCS ,gar sistem pengendalian DCS bisa berjalan dengan baik dan dapat digunakan pada "aktu yang cukup lama diperlukan sistem maintenance (pemeliharaa) yang harus dilakukan baik itu oleh teknisi ataupun operator. aintenance yang harus dilakukan antara lain + 1. /ack *p data Pemeliharaan untuk DCS dengan /ack up data adalah untuk mendapatkan datadata original atau data yang telah dimodi!ikasi. Data back up ini diperlukan apabila mesin mati atau data di DCS hilang maka data tersebut bisa digunakan untuk mengembalikan control DCS yang ada ke kondisi a"al sesuai dengan data back up yang dimiliki. Dengan adanya data back up teknisi atau operator tidak harus melakukan setting ulang control (tunning) sehingga proses bisa tetap jalan.
-. aintenance junction bo3 Pemeliharan junction /o3 perlu dilakukan agar signal yang diterima atau dikirim dari DCS ke lapangan untuk proses pengendalian bisa tetap baik dan normal. ,pabila junction bo3 kotor maka akan mengakibatkan koneksi yang ada di panel tersebut akan terganggu hal ini bisa mengakibatkan perubahan signal yang dikirim atau diterima oleh DCS serta dengan pemeliharaan pada junction bo3 yang baik akan segera diketahui sambungansambungan yang rusak yang akan menghambat proses pengendalian dari DCS. . aintenance operator station Pemelihaan yang dilakukan untuk operator station yang dilakukan teknisi untuk menjaga per!orma dari perator Station adalah o embesihkan operator station
o elakukan /ack up data perator station o elakukan 2estore data untuk perator station o elakukan pengechekan jalur komunikasi o emperbaiki display S yang sudah tidak sesuai dengan kondisi yang ada dilapangan 4. 2estrore data 2estore data adalah suatu cara untuk memasukan kembali datadata hasil back up yang telah dilakukan oleh teknisi atau operator dengan prosesur yang telah dijelaskan sebelumnnya. 0ungsi restore data ini agar data bisa kembali ke setinggan sebelumnya atau ada masalah pada data di DCS sehingga terjadi @
Bahan dan Metode
A. Bahan dan Peralatan
1. . 7essel8bejana tabung simulator . Pompa . Tangki berisi air 16. Penggaris umum B. Langkah Kerja a) Mengatur input/output pada loop control
1) Persiapkan peralatan uji yang akan digunakan seperti ,vometer 0CS dan <$S
-) ;yalakan monitor <$S untuk memonitor besaran outpu serta besaran input yang akan di ujikan ) Sambungkan ,vometer dengan kabel ke 0CS kemudian nyalakan alat 4) $nput bearan arus pada ,vometer dari 4 m,-6m, secara bertahap 5) onitor besaran output yang dtanmpilkan pada monitor <$S sebagai besaran level (:) yang dihasilkan =) Catat hasil data pengukuran >) Selanjutnya dilakukan uji pengukuran dengan mengganti inpu dan outputnya ) $nput8masukan besaran level pada <$S dari 6:166: secara bertahap ) onitor besaran output yang ditampilkan pada ,vometer sebagai besaran arus (m,) yang dihasilkan 16) Catat hasil pengujian b) Pengontrolan level valve menggunakan DC Centum !P
1) Persiapkan peralatan uji yang akan digunakan seperti <$S 0CS Transmitter Control 7lave pompa tangki air kabel dan vessel. -) #alibrasi DP Transmitter untuk memastikan pembacaan transmitter dan pengiriman sinyal sesuai dengan kondisi sebenarnya ) ?akukan kalibrasi DP transmitter ini dengan mengukur letak ketinggan transmitter dengan vassel simulator. #emudian hitung hasil pengukuran sebagai P 6: dan P 166: untuk kalibrasi transmitter (mm<₂). 4) ,tur ketinggian level air pada vassel simulator sesuai yang dikehendaki saat kalibrasi transmitter sebagai level dan level maksimum. 5) Setelah selesai kalibrasi transmitter terhadap level vassel maka simulasi dapat dilakukan
=) Sambungkan kabel dari transmitter dan control valve ke 0ield Control System (0CS) sebagai $8 >) ;yalakan monitor <$S untuk monitoring ) Start pompa untuk memulai pengisian air pada vessel simulator ) ,tur besaran input (: level) pada layar <$S sesuai yang dikehendaki. 16) onitor level input dan ouput yang dihasilkan serta besaram arus yang dikirim dengan ,vometer. 11) $nput besaran : level pada monitor <$S dari bukaan control valve 6166: bukaan. ?akukan secara bertahap. 1-) Catat hasil pengujian.
"a#il Pengamatan
a) Pengendalian melalui arus $nput (m,)
Presentase level (:)
4
61
5
=-
=
1-5
>
1
-5
1
16
11
4
1-
56
1
555
14
=-=
15
=
1=
>5
1>
>4
1
>=
1
-6
166
b) Pengendalian melalui presentase level Target level (:)
utput (m,)
166
-6>
>5
1>>
>5
15
=-5
1
56
11
>5
-5
>
1-5
5
6
1-4
;,, ,;EET, #'?P# 1 +
1. ,2$'? P2,T,, -. DF*? 0,D?$ ,F$F . /,E*S ,E, P 4. '?,;E 0,G,2 P. < 5. 0,<,D
Anali#i# Data
Pada percobaan DCS dengan memasukkan input arus sebesar 4 m, sampai dengan -6 m, menghasil level dalam persentase yang berbeda H beda. $nput sinyal yang dimulai dari 4 m, menghasilkan persentase level 61 :. Pada input arus 5 m, menghasilkan persentase =- :. #enaikkan input dari 4 m, ke 5 m, sekitar
±
= :. ?alu pada kenaikkan input selanjutnya tetap
±
= :
sampai input -6 m, menghasilkan persentase level 166 :.
Pada percobaan DCS dengan pengendalian persentase level yang dimulai dari 166 : menghasilkan sinyal output -6> m, dan 6 : menghasilkan 1-4:. Dengan menggunakan persentase level sebagai input maka menghasilkan arus output yang berbeda. Tiap kenaikkan persentase 1-5 : mengahasilkan kenaikkan arus
±
m,.
tinggi arus output yang terbaca.
/erdasarkan hasil pengamatan tersebut input signal 8 output signal terhadap persentase level selalu berbanding lurus dan berhubungan.
DA$%A& P'%AKA
http+88archive.kaskus.co.id8thread81-6>868distributedcontrolsystem46dcs41 https+88ardianeko."ordpress.com8-61-8658-58distributedcontrolsystem8 http+88""".pelatihanplc.com8distributedcontrolsystemdcs
LAMP(&A
