Makalah Plc Dcs

BAB I PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Seiring perkembangan zaman, seluruh teknologi terus mengalami perkembangan terutama di bidang industri. Perkembangan tersebut terlihat di industri pabrik, dimana sebelumnya

banyak

pekerjaan

menggunakan

menggunakan mesin, berikutnya dengan

tangan

manusia,

kemudian

beralih

electro-mechanic (semi otomatis) otomatis) dan sekarang

sudah menggunakan robotic (full automatic). Model apapun yang digunanakan pada sistem otomasi pabrik tersebut tergantung pada keandalan peralatan kendalinya. Penggunaan relay konvensional untuk pabrik dengan produksi skala yang cukup besar kurang effisien dalam berbagai hal seperti : panel yang cukup besar untuk belitan relay, keandalan kontak – kontak kontak untuk produksi kapasitas besar, serta fleksibilitas dari kerja kontak tersebut. Untuk menggantikan relay konvensional tersebut dapat menggunakan alat bernana Programmable Logic Controllers Controllers (PLC) dan Distribute Control System (DCS), dimana PLC merupakan alat elektronik yang dapat mengerjakan berbagai fungsi-fungsi kontrol pada level-level yang kompleks dan dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang memiliki output banyak. Sedangkan DCS merupakan me rupakan suatu sistem yang mendistribusikan berbagai fungsi yang digunakan untuk mengendalikan berbagai variabel proses dan unit operasi proses menjadi suatu pengendalian yang terpusat pada suatu control room dengan berbagai fungsi pengendalian, monitoring dan optimasi. optimasi.

1.2. RUMUSAN MASALAH

1. Apa yang dimaksud dengan Programmable dengan Programmable Logic Controllers (PLC) Controllers (PLC) ? 2. Apa yang dimaksud dengan Distribute Control System (DCS) ? 3. Bagaimana Prinsip Kerja dari PLC dan DCS ? 4. Apa Perbedaan dari PLC dengan DCS ? 5. Apa Keuntungan serta Kerugian dari PLC dan DCS ?

1 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System) System)

1.3. TUJUAN PENULISAN

Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas dari Mata Kuliah Praktikum Sistem Pengaturan II serta dapat menambah pengetahuan dan materi pembelajaran tentang pengetahuan, prinsip kerja, keuntungan dan kerugian, serta perbedaan dari Programmable dari Programmable Logic Controllers Controllers (PLC) (PLC) dengan Distribute dengan Distribute Control System (DCS).

1.4. SISTEMATIKA PENULISAN MAKALAH

Dalam penulisan makalah ini penulis membagi dalam 3 bab yang meliputi : 1. BAB I PENDAHULUAN Pada bab pertama ini akan dibahas sekilas mengenai sistem kontrol yang meliputi pengertian sekilas tentang Programmable Logic Controllers Controllers (PLC) dengan Distribute Control System (DCS), pada bab ini pula tujuan dari makalah yang dibuat akan dicantumkan dan rumusan masalah yang akan diangkat dia ngkat untuk pembahasan maupun tidak .

2. BAB II PEMBAHASAN Pada bab kedua ini merupakan bab yang akan menjelaskan isi dan maksud makalah ini dibuat, beberapa sub bab akan membahas mengenai perbedaan dari Programmable Logic Controllers (PLC) Controllers (PLC) dengan Distribute dengan Distribute Control System (DCS) serta pembahasan lainnya sesuai dengan rumusan masalah dan tujuan penulisan yang ada pada bab 1. 3. BAB III PENUTUP Pada bab ketiga ini merupakan bab yang berisikan kesimpulan dari makalah ini dan saran atas kekurangan dari makalah yang telah dibuat agar kedepanya penulis dalam membuat makalah lebih baik dari sebelumnya.


1.3. TUJUAN PENULISAN

Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas dari Mata Kuliah Praktikum Sistem Pengaturan II serta dapat menambah pengetahuan dan materi pembelajaran tentang pengetahuan, prinsip kerja, keuntungan dan kerugian, serta perbedaan dari Programmable dari Programmable Logic Controllers Controllers (PLC) (PLC) dengan Distribute dengan Distribute Control System (DCS).

1.4. SISTEMATIKA PENULISAN MAKALAH

Dalam penulisan makalah ini penulis membagi dalam 3 bab yang meliputi : 1. BAB I PENDAHULUAN Pada bab pertama ini akan dibahas sekilas mengenai sistem kontrol yang meliputi pengertian sekilas tentang Programmable Logic Controllers Controllers (PLC) dengan Distribute Control System (DCS), pada bab ini pula tujuan dari makalah yang dibuat akan dicantumkan dan rumusan masalah yang akan diangkat dia ngkat untuk pembahasan maupun tidak .

2. BAB II PEMBAHASAN Pada bab kedua ini merupakan bab yang akan menjelaskan isi dan maksud makalah ini dibuat, beberapa sub bab akan membahas mengenai perbedaan dari Programmable Logic Controllers (PLC) Controllers (PLC) dengan Distribute dengan Distribute Control System (DCS) serta pembahasan lainnya sesuai dengan rumusan masalah dan tujuan penulisan yang ada pada bab 1. 3. BAB III PENUTUP Pada bab ketiga ini merupakan bab yang berisikan kesimpulan dari makalah ini dan saran atas kekurangan dari makalah yang telah dibuat agar kedepanya penulis dalam membuat makalah lebih baik dari sebelumnya.


BAB II PEMBAHASAN

2.1. SISTEM KONTROL

Sistem kontrol (control (control system) system) merupakan suatu kumpulan cara atau metode yang dipelajari dari kebiasaan-kebiasaan manusia dalam bekerja, dimana manusia membutuhkan suatu pengamatan kualitas dan proses dari apa yang telah mereka ciptakan atau kerjakan, sehingga menghasilkan keluaran atau karakteristik yang sesuai dengan yang diinginkan. Dalam aplikasinya, suatu sistem kontrol memiliki tujuan atau sasaran tertentu. Sasaran sistem kontrol yaitu untuk mengendalikan variabel-variabel masukan (input ( input ) dan keluaran (output ) dalam suatu proses melalui elemen-elemen kontrol. Secara umum sistem kontrol memiliki dua sistem loop, loop, yaitu loop terbuka dan tertutup. Dimana loop tertutup memiliki feed back atau umpan balik terhadap output dari proses sebelum menjadi output yang yang diinginkan. Sedangkan sistem loop terbuka tidak memerlukan feed back . Hal ini dikarenakan sederhananya proses sehingga tak membutuhkan feed membutuhkan feed back .

Gambar 1. Sistem Kontrol open loop

Gambar 2. Sistem Kontrol Closed Loop

Pada sistem kontrol berbasis industri dan dalam skala besar digunakan PLC ( Programmable Programmable Logic Controler ) Controler ) dan DCS ( Distribution Control System ). Kedua kontroler tersebut memiliki satu fungsi yang sama yaitu untuk mengontrol, namun tiap-tiap jenis


kontroler memiliki spesifikasi yang berbeda. Seperti pada DCS menekankan keistimewaan adanya display pada tiap variabel masukan dan luaran, dan juga sama-sama mengontrol lingkup proses atau plant yang luas. Sedangkan PLC menekankan pada cepatnya respon sistem dan sistem interlock yang menjadi brand PLC. Di PT Kaltim Methanol Industri pengontrolan sistem dilakukan oleh PLC dan DCS, meskipun dini hari DCS atau pun PLC keduanya memiliki cara kerja yang sama dengan respon yang cepat, tetapi didasarkan dengan efisiensi dan tepat guna, kegunaan DCS dan PLC lama yang sudah ada di PT KMI ini hanya diberlakukan sistem upgrade, bukan penggantian keseluruhan sistem. PLC diberlakukan sebagai sistem pengamanan atau interlock dan DCS merupakan induk kontrol yang membawahi beberapa kontrol, hal ini dilakukan karena PLC di PT KMI memiliki frekuensi kecepatan respon hingga 50 Hz sedangkan DCS memiliki repon yang lebih lambat dibandingkan PLC, sehingga digunakan sebagai display lapangan atau plant.

2.2. PLC (Programmable Logic Controler ) a. Pengertian PLC Definisi PLC menurut Capiel (1982) adalah sistem elektronik yang beroperasi secara

digital dan didisain untuk pemakaian di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal instruksiinstruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O dijital maupun analog. Definisi PLC menurut NEMA (National Electrical Manufacturer's Association)

adalah peralatan elektronik yang bekerja secara digital yang menggunakan memory yang bisa diprogram untuk menyimpan instruksi internal guna menerapkan fungsi-fungsi khusus, seperti logic, sequencing, pengukuran waktu, penghitungan, dan aritmatik, untuk mengontrol modul-modul input/ output secara analog atau digital, berbagai jenis mesin atau proses. Komputer digital yang digunakan untuk mengerjakan fungsi-fungsi controller yang dapat diprogram dianggap termasuk di dalam bagian ini. Definisi PLC berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut :

4 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)



Programmable , menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan

program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya. 

Logic, menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic

(ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain s ebagainya. 

Controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses

sehingga menghasilkan output yang diinginkan

Definisi PLC secara umum adalah merupakan alat listrik dan elektronik yang

menggantikan rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional yang bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logik, 0 atau 1, hidup atau mati) dimana pengguna telah membuat program (yang umumnya dinamakan diagram tangga atau ladder diagram) yang kemudian akan dijalankan oleh PLC yang bersangkutan.

b. Sejarah Perkembangan PLC Sebelum PLC diciptakan, sistem kontrol yang digunakan untuk membantu kegiatan produksi di industri - industri pada masa itu masih berbasis relay konvensional.Sistem berbasis relay konvensional menggunakan relay untuk melakukan kegiatan pengendalian system. Namun, sayangnya penggunaan relay ini tidak terlalu memuaskan karena kurang fleksibel terhadap perubahan dalam sistem.Apabila suatu pabrik ingin meningkatkan kapasitas produksinya, maka sistem kontrol yang mengendalikan kegiatan produksi di pabrik tersebut juga harus dirubah.

Gambar 3. Relay konvensional merk omron


Dalam sistem kendali berbasis relay logic, perubahan tersebut membutuhkan biaya yang besar dan sangat melelahkan. Selain itu sistem berbasis relay logic juga menyita ruang yang banyak dan biaya pemeliharaannya juga sangat besar. The Hydramatic Division pada General Motors Corporation lah yang pertama kali menspesifikasikan

kriteria-kriteria untuk Programmable Logic Controller (PLC) yang pertama pada tahun 1968. Tujuan mereka saat itu adalah untuk menggantikan sistem kontrol berbasis relay yang mereka gunakan karena tidak fleksibel dan memakan biaya yang sangat besar. Untuk itu, mereka mengumumkan untuk menerima proposal yang sanggup untuk menggantikan sistem kontrol relay mereka dengan suatu perangkat elektronik yang handal dengan spesifikasi – spesifikasi sebagai berikut: 

Sistem kontrol yang baru tersebut harus mempunyai harga yang bersaing dengan sistem kontrol berbasis relay yang digunakan saat itu.



Sistem tersebut harus tahan terhadap kondisi lingkungan industri yang berat.



Antarmuka input dan output harus mudah untuk diganti-diganti.



Controller harus didesain dalam bentuk modul-modul sehingga bagian-bagian tertentu dapat dilepas sewaktu-waktu untuk penggantian atau perbaikan.



Sistem

kontrol

mempunyai

kemampuan

untuk

mengumpulkan

data

dan

mengirimkannya ke central system. 

Sistem kontrol tersebut harus dapat digunakan lagi untuk kondisi yang berbeda.



Metode untuk memprogram controller harus sederhana sehingga mudah dipahami oleh karyawan pabrik.

Proposal yang menang dan memenuhi spesifikasi yang diinginkan oleh Hydramatic Division adalah proposal yang dimenangkan oleh Bedford Associates .Dick Morley salah

satu anggota tim dari Bedford Associates yang memenangkan proposal tersebut dianggap sebagai “bapak” dari PLC. PLC pertama yang diciptakan oleh Bedford Associates tersebut memenuhi semua kriteria yang diinginkan oleh Hydramatic Division.PLC pertama kali mandapat usulan yang diberi nama MODICON (Modular Digital Controller) dan MODICON 084 merupakan PLC pertama didunia yang digunakan pada produk komersil.


Gambar 4. PLC pertama kali yaitu MODICON 084 Pada pertengahan tahun 1970-an, teknologi PLC yang dominan adalah sekuenser mesin-kondisi dan CPU berbasis bit-slice. Prosesor AMD 2901 dan 2903 cukup populer digunakan dalam MODICON dan PLC A-B. Mikroprosesor konvensional kekurangan daya dalam menyelesaikan secara cepat logika PLC untuk semua PLC, kecuali PLC kecil.Setelah mikroprosesor konvensional mengalami perbaikan dan pengembangan, PLC yang besar-besar mulai banyak menggunakan-nya.Bagaimanapun juga, hingga saat ini ada yang masih berbasis pada AMD 2903.Kemampuan komunikasi pada PLC mulai muncul pada awal-awal tahun 1973.Sistem yang pertama adalah Modbus-nya MODICON.Dengan demikian PLC bisa berkomunikasi dengan PLC lain dan bisa ditempatkan lebih jauh dari lokasi mesin sesungguhnya yang dikontrol.Sekarang kemampuan komunikasi ini dapat digunakan untuk mengirimkan dan menerima berbagai macam tegangan untuk membolehkan

dunia

analog

ikut

terlibat.Sayangnya,

kurangnya

standarisasi

mengakibatkan komunikasi PLC menjadi mimpi buruk untuk protokol-protokol dan jaringa-jaringan yang tidak kompatibel.Tetapi bagaimanapun juga, saat itu merupakan tahun yang hebat untuk PLC. Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menstandarisasi komunikasi dengan protokol otomasi pabrik milik General Motor (General Motor's Manufacturring Automation Protocol (MAP)) . Juga merupakan waktu untuk memperkecil ukuran PLC

dan pembuatan perangkat lunak pemrograman melalui pemprograman simbolik dengan komputer PC daripada terminal pemprogram atau penggunaan pemrogram genggam (handled programmer ). Sekarang PLC terkecil seukuran dengan sebuah kontrol relai tunggal (seperti produk ZEN Programmable Relay dari Omron).


Tahun 1990-an dilakukan reduksi protokol baru dan modernisasi lapisan fisik dari protokol-protokol populer yang bertahan pada tahun 1980-an. Standar terakhir (IEC 11313), bisa diakses di http://www.plcopen.org/default.htm berusaha untuk menggabungkan bahasa pemrograman PLC dibawah satu standar internasional. Sekarang bisa dijumpai PLC-PLC yang diprogram dalam diagram fungsi blok, daftar instruksi, C dan teks terstruktur pada saat bersamaan. c. Fungsi PLC Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus .  Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:

1. Sekuensial Control PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat. 2. Monitoring Plant PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator. Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke CNC

(Computerized Numerical Control ). Beberapa PLC dapat memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan seb againya. d. Bagian – Bagian pada PLC Sistem PLC terdiri dari lima bagian pokok, yaitu:




Central processing unit (CPU). Bagian ini merupakan otak atau jantung PLC,

karena bagian ini merupakan bagian yang melakukan operasi / pemrosesan program yang tersimpan dalam PLC. Disamping itu CPU juga melakukan pengawasan atas semua operasional kerja PLC, transfer informasi melalui internal bus antara PLC, memory dan unit I/O.Bagian CPU ini antara lain adalah : 1. Power Supply, power supply mengubah suplai masukan listrik menjadi suplai listrik yang sesuai dengan CPU dan seluruh komputer. 2. Alterable Memory, terdiri dari banyak bagian, intinya bagian ini berupa chip yang isinya di letakkan pada chip RAM (Random Access Memory), tetapi isinya dapat diubah dan dihapus oleh pengguna / pemrogram. Bila tidak ada supplai listrik ke CPU maka isinya akan hilang, oleh sebab itu bagian ini disebut bersifat volatile, tetapi ada juga bagian yang tidak bersifat volatile. 3. Fixed Memory, berisi program yang sudah diset oleh pembuat PLC, dibuat dalam bentuk chip khusus yang dinamakan ROM (Read Only Memory), dan tidak dapat diubah atau dihapus selama operasi CPU, karena itu bagian ini sering dinamakan memori non-volatile yang tidak akan terhapus isinya walaupun tidak ada listrik yang masuk ke dalam CPU. Selain itu dapat juga ditambahkan modul EEPROM atau Electrically Erasable Programmable Read Only Memory yang ditujukan untuk back up program utama RAM prosesor sehingga prosesor dapat diprogram untuk meload program EEPROM ke RAM jika program di RAM hilang atau rusak . 4. Processor, adalah bagian yang mengontrol supaya informasi tetap jalan dari bagian yang satu ke bagian yang lain, bagian ini berisi rangkaian clock, sehingga masingmasing transfer informasi ke tempat lain tepat sampai pada waktunya 5. Battery Backup, umumnya CPU memiliki bagian ini. Bagian ini berfungsi menjaga agar tidak ada kehilangan program yang telah dimasukkan ke dalam RAM PLC jika catu daya ke PLC tiba-tiba terputus.



Programmer / monitor (PM) . Pemrograman dilakukan melalui keyboard sehingga

alat ini dinamakan Programmer. Dengan adanya Monitor maka dapat dilihat apa yang diketik atau proses yang sedang dijalankan oleh PLC. Bentuk PM ini ada yang besar seperti PC, ada juga yang berukuran kecil yaitu hand-eld programmer dengan jendela tampilan yang kecil, dan ada juga yang berbentuk laptop. PM dihubungkan dengan CPU melalui kabel. Setelah CPU selesai diprogram maka PM tidak


dipergunakan lagi untuk operasi proses PLC, sehingga bagian ini hanya dibutuhkan satu buah untuk banyak CPU.



Modul input / output (I/O). Input merupakan bagian yang menerima sinyal elektrik

dari sensor atau komponen lain dan sinyal itu dialirkan ke PLC untuk diproses. Ada banyak jenis modul input yang dapat dipilih dan jenisnya tergantung dari input yang akan digunakan. Jika input adalah limit switches dan pushbutton dapat dipilih kartu input DC. Modul input analog adalah kartu input khusus yang menggunakan ADC (Analog to Digital Conversion) dimana kartu ini digunakan untuk input yang berupa variable seperti temperatur, kecepatan, tekanan dan posisi. Pada umumnya ada 8-32 input point setiap modul inputnya. Setiap point akan ditandai sebagai alamat yang unik oleh prosesor.Output adalah bagian PLC yang menyalurkan sinyal elektrik hasil pemrosesan PLC ke peralatan output. Besaran informasi / sinyal elektrik itu dinyatakan dengan tegangan listrik antara 5 – 15 volt DC dengan informasi diluar sistem tegangan yang bervariasi antara 24 – 240 volt DC mapun AC. Kartu output biasanya mempunyai 6-32 output point dalam sebuah single module. Kartu output analog adalah tipe khusus dari modul output yang menggunakan DAC (Digital to Analog Conversion). Modul output analog dapat mengambil nilai dalam 12 bit dan mengubahnya ke dalam signal analog.Biasanya signal ini 0-10 volts DC atau 4-20 mA. Signal Analog biasanya digunakan pada peralatan seperti motor yang mengoperasikan katup dan pneumatic position control devices.Bila dibutuhkan, suatu sistem elektronik dapat ditambahkan untuk menghubungkan modul ini ke tempat yang jauh. Proses operasi sebenarnya di bawah kendali PLC mungkin saja jaraknya jauh, dapat saja ribuan meter.



Printer. Alat ini memungkinkan program pada CPU dapat di printout atau dicetak.

Informasi yang mungkin dicetak adalah diagram ladder, status register, status dan daftar dari kondisi-kondisi yang sedang dijalankan, timing diagram dari kontak, timing diagram dari register, dan lain-lain



The Program Recorder / Player . Alat ini digunakan untuk menyimpan program

dalam CPU. Pada PLC yang lama digunakan tape, sistem floopy disk. Sekarang ini PLC semakin berkembang dengan adanya hard disk yang digunakan untuk


pemrograman dan perekaman. Program yang telah direkam ini nantinya akan direkam kembali ke dalam CPU apabila program aslinya hilang atau mengalami kesalahan.Untuk operasi yang besar, kemungkinan lain adalah menghubungkan CPU dengan komputer utama (master computer) yang biasanya digunakan pada pabrik besar atau proses yang mengkoodinasi banyak Sistem PLC .

Gambar 5. Diagram keseluruhan sistem PLC

e. Prinsip Kerja pada PLC Prinsip kerja pada PLC sama seperti prinsip kerja Relay konvensional, dimana relay memiliki coil yang disuplai oleh sumber tegangan dan kontak yang menghubungkan dua terminal.Prinsip kerja pada relay jika diberi sumber tegangan kerja maka semua kontakkontaknya akan berubah status. Kontak NO menjadi close dan kontak NC menjadi open. Sedangkan prinsip kerja PLC signal dari device input (on/off) akan mengaktifkan coilo semua (input) yang mencerminkan masing-masing device input (dalam hal ini disimpan dalam sebuah memory data input) coil semua ini akan mengontrol kondisi on/off internal kontak yang tersusun dalam sebuah program PLC/Ladder diagram (programing & prossesing).


Sesuai prinsip logika relay, PLC akan mengolah program secara urut dan kontinyu (loop) sehingga menghasilkan sebuah hasil program berupa kondisi on/off internal coil outputan yang disimpan dalam memory data outputan dan latch memory. Internal coil outputan ini yang sudah tersimpan dalam memory ini akan mengontrol kontak output semu yang menghubungkan device output dan sumber tegangan.

Gambar 6. Diagram Blok Prinsip Kerja PLC f. Konsep Perancangan Suatu Sistem Kendali pada PLC Dalam merancang suatu sistem kendali dibutuhkan pendekatan-pendekatan sistematis dengan prosedure sebagai berikut : 1. Rancangan Sistem Kendali

Dalam tahapan ini si perancang harus menentukan terlebih dahulu sistem apa yang akan dikendalikan dan proses bagaimana yang akan ditempuh. Sistem yang dikendalikan dapat berupa peralatan mesin ataupun proses yang terintegrasi yang sering secara umum disebut dengan controlled system. 2. Penentuan I/O

Pada tahap ini semua piranti masukan dan keluaran eksternal yang akan dihubungkan PLC harus ditentukan. Piranti masukan dapat berupa saklar, sensor, valve dan lainlain sedangkan piranti keluaran dapat berupa solenoid katup elektromagnetik dan lainlain. 12 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)

3. Perancangan Program (Program Design)

Setelah ditentukan input dan output maka dilanjutkan

dengan proses merancang

program dalam bentuk ladder diagram dengan mengikuti aturan dan urutan operasi sistem kendali. 4. Pemrograman (Programming) 5. Menjalankan Sistem (Run The System)

Pada tahapan ini perlu dideteksi adanya kesalahan-kesalahan satu persatu (debug), dan menguji secara cermat sampai kita memastikan bahwa sistem aman untuk dijalankan.

Gambar 7. Diagram Perancangan Sistem PLC

g. Peran Console pada PLC Console adalah alat input yang dijalankan secara manual oleh operator. Melalui control console seorang operator dapat melakukan proses, menghentikan proses, mengubah

cara

kerja

MPS

dari

automatic

menjadi

manual

dan

sebaliknya,

mengembalikan keadaan peralatan ke keadaan mula-mula (reset peralatan) dan memberikan keadaan emergency-stop pada MPS jika terjadi kecelakaan atau kesalahan yang fatal. Selain itu, melalui control console seorang operator dapat memantau input apa saja yang saat itu diperlukan oleh MPS.

Gambar 8. Console PLC merk Omron


h. Ladder Diagram Bahasa Pemrograman PLC yang paling sering digunakan adalah Ladder Diagram, hal ini karena ladder diagram bentuknya relatif sederhana. Walaupun terdapat bentuk lain dalam pemrogramannya, seperti boolean mnemonic, gerbang Logika, dan sequential function chart. Pada dasarnya PLC dirancang untuk menggantikan sistem kontrol yang menggunakan relay listrik. Sistem ini sering dirancang oleh teknisi dan Engineer dengan menggunakan bahasa simbol yang disebut Ladder Diagram. Ladder diagram terdiri dari simbol-simbol yang dihubungkan dalam suatu jalur untuk menunjukkan aliran arus pada beberapa peralatan. Pada penggambaran Ladder ada dua pemikiran dasar, pertama adalah sumber daya dalam bentuk sisi-sisi ladder (rail) dan yang kedua adalah arus yang melewati variasi rangkaian peralatan logika yang dalam bentuk rung dari ladder. Contoh untuk rangkaian elektrik dalam bentuk ladder diagram dapat dilihat pada Gambar2.8. dan untuk perancangan dengan bahasa pemrograman PLC dapat dilihat pada Gambar2.9. Pada ladder diagram, sisi sebelah kiri, merupakan bagian input, yaitu berupa kondisi dari input dan sisi sebelah kanan, merupakan bagian output, yaitu berupa aksi yang akan diberikan ke keluaran berdasarkan kondisi dari inputnya. 220 Vac

Vac Netral Start Tank lavel Not high

Control relay

Seal

Gambar 9. Ladder Diagram Rangkaian Elektrik


Start

Tank level Not High

Output Coil

Seal

Gambar 10. Program Ladder Diagram Instruksi/ Fungsi ladder diagram yang digunakan pada PLC modern cukup banyak, hal ini karena semua kelebihan-kelebihan yang ada pada PLC sangat dipengaruhi oleh banyaknya macam instruksi/ fungsi pada PLC tersebut. Dan dengan berkembangnya teknologi juga memacu untuk harus menambah macam dari instruksi/ fungsi dari PLC tersebut. Instruksi/ fungsi pada PLC adalah sebuah program (software) yang dirancang untuk mempermudah dalam komunikasi antara PLC dengan manusia. Oleh karena itu dengan PLC dapat dilakukan manipulasi data, perhitungan aritmatik, perbandingan, dan lain-lain. Dan banyak nama-nama instruksi yang didekatkan dengan keadaan di lapangan, sebagai contoh: contact, coil, Timer, counter, dan sebagainya, sehingga akan mempermudah dalam memahami instruksi/ fungsi tersebut. i.

Intruksi – Intruksi pada PLC Instruksi-instruksi yang akan diuraikan adalah instruksi-instruksi yang cukup sering dipakai dilapangan, jadi hanya sebagian dari instruksi-instruksi yang ada. Dan sebagai referensi, instruksi-instruksi yang akan dipakai adalah instruksi-instruksi untuk PLC GE Fanuc. Dan secara umum instruksi-instruksi tersebut banyak kesamaan dengan PLC

produk lain. Seperti yang telah dibicarakan sebelumnya, bahwa pada semua PLC terdapat Peta memory. Pada Peta memory terdapat tabel data yang digunakan untuk menyimpan datadata yang diperlukan pada pengendalian dengan PLC ini. Yaitu berupa data input, data output dan data-data lain yang dibutuhkan oleh PLC. Dan tiap-tiap data akan mempunyai tipe dan nomer yang spesifik dari tiap datanya. Demikian juga pada PLC 15 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)

GE Fanuc ini, dan data tersebut disebut user references. Pada PLC GE Fanuc, user references dibagi menjadi Register References dan Discrete References. Dan untuk pembagiannya secara rinci adalah sbb: Register References Type

Deskripsi

%R

System Register References

%AI

Analog Input Register

%AQ

Analog Output Register

Discrete References Type

Description

%I

Discrete Input References

%Q

Discrete Output References

%M

Internal References

%T

Temporary References

%S

Status References

%G

Global Data References

 Intruksi – intruksi Dasar pada PLC

-

Instruksi LOAD (LD) dan LOAD NOT (LD NOT).

Kondisi pertama yang mengawali sembarang blok logika di dalam diagram tangga berkaitan dengan instruksi LOAD (LD) atau LD NOT. (LD NOT). Masing-masing instruksi ini membutuhkan satu baris kode mnemonik. Contoh untuk instruksi ini ditunjukkan pada gambar 3.2.

Gambar 11. Contoh instruksi LD dan LD NOT


Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3.2, karena hanya instruksi LOAD atau LD NOT saja yang ada di garis instruksi (instruction line), maka kondisi eksekusi untuk instruksi yang di sebelah kanan-nya adalah ON ji ka kondisi-nya ON. Untuk contoh diagram tangga tersebut, instruksi LD (yaitu untuk normal terbuka), kondisi eksekusi akan ON jika IR000.00 juga ON; sebaliknya, untuk instruksi LD NOT (yaitu untuk normal tertutup), kondisi eksekusi akan ON jika IR000.00 dalam kondisi OFF. -

Instruksi AND dan AND NOT.

Jika terdapat dua atau lebih kondisi yang dihubungkan secara seri pada garis instruksi yang sama, maka kondisi yang pertama menggunakan instruksi LD atau LD NOT dan sisanya menggunakan instruksi AND atau AND NOT. Pada gambar 3.3 ditunjukkan sebuah penggalan diagram tangga yang mengandung tiga kondisi yang dihubungkan secara seri pada garis instruksi yang sama dan berkaitan dengan instruksi LD, AND NOT dan AND. Dan sama seperti sebelumnya, masing-masing instruksi tersebut membutuhkan satu baris kode mnemonik.

Gambar 12. Contoh penggunaan AND dan AND NOT Instruksi yang digambarkan paling kanan sendiri (gambar 3.3) akan memiliki kondisi eksekusi ON jika ketiga kondisi di kiri-nya semuanya ON, dalam hal ini IR000.00 dalam kondisi ON, IR010.00 dalam kondisi OFF dan LR00.00 dalam kondisi ON. Instruksi AND dapat dibayangkan akan menghasilkan ON jika kedua kondisi yang terhubungkan dengan instruksi ini dalam kondisi ON semua, jika


salah satu saja dalam kondisi OFF, apalagi dua-duanya OFF, maka instruksi AND akan selalu menghasilkan OFF juga. -

Instruksi OR dan OR NOT.

Jika dua atau lebih kondisi dihubungkan secara paralel, artinya dalam garis instruksi yang berbeda kemudian bergabung lagi dalam satu garis instruksi yang sama, maka kondisi pertama terkait dengan instruksi LD atau LD NOT dan sisanya berkaitan dengan instruksi OR atau OR NOT. Pada gambar 3.4 ditunjukkan tiga buah kondisi yang berkaitan dengan instruksi LD NOT, OR NOT dan OR. Sekali lagi, masing-masing instruksi ini membutuhkan satu baris kode mnemonik.

Gambar 13. Contoh penggunaan OR dan OR NOT

j.

Keuntungan yang Diperoleh dalam Penggunaan PLC 1) Flexibility

Pada awalnya, setiap mesin produksi yang dikendalikan secara elektronik memerlukan masing-masing kendali, misalnya 12 mesin memerlukan 12 kontroler. Sekarang dengan menggunakan satu model dari PLC dapat mengendalikan salah satu dari 12 mesin tersebut. Tiap mesin dikendalikan dengan masing-masing program sendiri. 2) Perubahan implementasi dan koreksi error

Dengan menggunakan tipe relay yang terhubung pada panel, perubahan program akan memerlukan waktu untuk menghubungkan kembali panel dan peralatan. Sedangkan dengan menggunakan PLC untuk melakukan perubahan program, 18 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)

tidak memerlukan waktu yang lama yaitu dengan cara merubahnya pada sebuah software. Dan jika kesalahan program terjadi, maka kesalahan dapat langsung dideteksi keberadaannya dengan memonitor secara langsung. Perubahannya sangat mudah, hanya mengubah diagram laddernya. 3) Harga yang rendah

PLC

lebih

sederhana

dalam

bentuk,

ukuran

dan

peralatan

lain

yang

mendukungnya, sehingga harga dapat dijangkau. Saat ini dapat dibeli PLC berikut timer, counter, dan input analog dalam satu kemasan CPU. PLC mudah di dapat dan kini sudah banyak beredar di pasaran dengan bermacam-macam merk dan tipe. 4) Jumlah kontak yang banyak

PLC memiliki jumlah kontak yang banyak untuk tiap koil yang tersedia. Misal panel yang menghubungkan relay mempunyai 5 kontak dan semua digunakan sementara pada perubahan desain diperlukan 4 kontak lagi yang berarti diperlukan penambahan satu buah relay lagi. Ini berarti diperlukan waktu untuk melakukan instalasinya. Dengan menggunakan PLC, hanya diperlukan pengetikan untuk membuat 4 buah kontak lagi. Ratusan kontak dapat digunakan dari satu buah relay, jika memori pada komputer masih memungkinkan. 5) Memonitor hasil

Rangkaian program PLC dapat dicoba dahulu, ditest, diteliti dan dimodifikasi pada kantor atau laboratorium, sehingga efisiensi waktu dapat dicapai. Untuk menguji program PLC tidak harus diinstalasikan dahulu ke alat yang hendak dijalankan, tetapi dapat dilihat langsung pada CPU PLC atau dilihat pada software pendukungnya. 6) Observasi visual

Operasi dari rangkaian PLC dapat dilihat selama dioperasikan secara langsung melalui layar CRT. Jika ada kesalahan operasi maupun kesalahan yang lain dapat langsung diketahui. Jalur logika akan menyala pada layar sehingga perbaikan dapat lebih cepat dilakukan melalui observasi visual. Bahkan beberapa PLC dapat memberikan pesan jika terjadi kesalahan. 7) Kecepatan operasi

Kecepatan operasi dari PLC melebihi kecepatan operasi daripada relay pada saat bekerja yaitu dalam beberapa mikro detik. Sehingga dapat menentukan kecepatan output dari alat yang digunakan. 19 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)

8) Metode bolean atau ladder

Program PLC dapat dilakukan dengan diagram ladder oleh para teknisi atau juga menggunakan sistem bolean atau digital bagi para pemrogram PLC yang lebih mudah dan dapat disimulasikan pada software pendukungnya. 9) Reliability

Peralatan solid state umumnya lebih tahan dibandingkan dengan relay atau timer mekanik. PLC mampu bekerja pada kondisi lingkungan yang berat, misalnya goncangan, debu, suhu yang tinggi, dan sebagainya. 10) Penyederhanaan pemesanan komponen

PLC adalah satu peralatan dengan satu waktu pengiriman. Jika satu PLC tiba, maka semua relay, counter, dan komponen lainnya juga tiba. Jika mendesain panel relay sebanyak 10 relay, maka diperlukan 10 penyalur yang berbeda pula waktu pengirimannya, sehingga jika lupa memesan satu relay akan berakibat t ertundanya pengerjaan suatu panel. 11) Dokumentasi

Mencetak rangkaian PLC dapat dilakukan segera secara nyata sebagian atau keseluruhan rangkaian tanpa perlu melihat pada blueprint yang belum tentu up to date, dan juga tidak perlu memeriksa jalur kabel dengan rangkaian. 12) Keamanan

Program PLC tidak dapat diubah oleh sembarang orang dan dapat dibuatkan password. Sedangkan panel relay biasa memungkinkan terjadinya perubahan yang sulit untuk dideteksi. 13) Memudahkan perubahan dengan pemrograman ulang.

PLC dapat dengan cepat diprogram ulang, hal ini memungkinkan untuk mencampur proses produksi, sementara produksi lainnya sedang berjalan.

k. Kerugian yang Diperoleh dalam Penggunaan PLC Disamping beberapa kehandalan di atas, tidak bisa dipungkiri bahwa PLC juga mempunyai beberapa kelemahan antara lain : 1) Teknologi baru

Sulit untuk mengubah pola pikir beberapa personil yang telah lama menggunakan konsep relay untuk berubah kekonsep PLC komputer. 20 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)

2) Aplikasi program yang tetap

Beberapa aplikasi dari proses produksi merupakan aplikasi yang tidak akan berubah selamanya sehingga keunggulan dari pada PLC untuk mengubah program menjadi tidak berguna. 3) Kondisi lingkungan

Lingkungan proses tertentu seperti panas yang tinggi dan getaran ,interferensi dengan peralatan listrik lain membuat keterbatasan pemakaian PLC. 4) Pengoperasian yang aman

Pada penggunaan sistem relay, jika sumber daya padam akan langsung mematikan seluruh rangkaian dan tidak secara otomatis bekerja kembali PLC akan langsung menjalankan proses yang di program, namun hal ini tergantung dari program yang dibuat. 5) Operasi pada rangkaian yang tetap

Jika suatu rangkaian operasi tidak pernah diubah, seperti misalnya drum mekanik, lebih murah jika tetap menggunakan konsep relay dari pada menggunakan PLC.

2.3. DCS (Distribute Control System)

a. Pengertian DCS Distributed Control System merupakan suatu sistem yang mendistribusikan berbagai fungsi yang digunakan untuk mengendalikan berbagai variabel proses dan unit operasi proses menjadi suatu pengendalian yang terpusat pada suatu control room dengan berbagai fungsi pengendalian, monitoring dan optimasi[1]. Distributed control system (DCS) adalah sebuah system kontrol yang

biasanya digunakan pada sistem manufacturing atau proses, dimana elemen controller tidak berada pada sentral sistem (sebagai pusat) tetapi tersebar di sistem dengan komponen subsistem di bawah kendali satu atau lebih controller. Keseluruhan sistem dapat menjadi sebuah jaringan untuk komunikasi dan monitoring. Distributed control system (DCS) digunakan dalam industri untuk memonitor dan mengontrol peralatan yang tersebar dengan atau tanpa campur tangan manusia. Sebuah DCS biasanya menggunakan komputer sebagai controller dan menggunakan propietary interconections dan protokol untuk komunikasi. Modul input dan output membentuk part komponen untuk DCS, Prosesor menerima informasi dari modul input dan mengirim informasi ke modul output. Modul input menerima informasi dari instrumentasi input dalam sistem dan modul output mengirim ke instrumen output pada sistem. Bus komputer atau bus elektrikal menghubungkan prosessor dengan modul melalui multiplexer atau 21 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)

demultiplexer. Mereka juga menghubungkan kontroller yang tersebar dengan sentral kontroller dan akhirnya terhubung ke Human machine Interface (HMI) atau panel kontrol. DCS adalah sebuah istilah yang sangat luas yang menggambarkan sebuah solusi untuk industri yang sangat variatif, termasuk di dalamnya adalah : 

Electrical power grids dan electrical generation plants



Environmental control systems



Traffic signal



Water management system



Refining dan chemical plants



Pharmaceutical manufacturing Arsitektur memerlukan solusi yang luas melibatkan baik koneksi langsung dengan

peralatan (aktuator) seperti saklar, pompa, valve atau koneksi via sistem sekunder seperti sistem SCADA. Sebuah DCS tidak memerlukan campur tangan operator untuk operasionalnya, tetapi dengan digabungnya SCADA dan DCS memungkinkan untuk interaksi dengan operator melalui sistem SCADA. DCS adalah sistem yang terintegrasi ditujukan untuk mengontrol proses manufakturing yang kontinyu atau batch-oriented , seperti oil

refining , petrochemical,

central

station dan

pembuatan

kertas.

DCS

dihubungkan dengan sensor dan aktuator dan mengunakan set poin kontrol untuk mengatur aliran material ke pabrik. Contoh yang paling umum adalah set point control loop yang terdiri dari sensor tekanan, kontroler, dan control valve. Pengukuran tekanan atau aliran cairan ditransmisikan kepada kontroler, biasanya melalui bantuan sebuah alat sinyal kondisi Input/Output (I/O). saat variabel yang diukur mencapai titik tertentu, kontroler akan memerintahkan valve atau aktuator untuk membuka atau menutup sampai proses aliaran cairan mencapai titik yang ditentukan. Pengolahan minyak yang besar menggunakan ribuan I/O dan memberlakukan DCS yang sangat besar. Proses tidak dibatasi untuk mengatur aliran cairan melalui pipa saja tetapi juga termasuk mesin kertas, kontrol variasi kecepatan motor, mesin semen, operasi penambangan dan hal-hal lainnya. b. Komponen DCS Secara umum komponen DCS dapat dibagi menjadi 3 bagian diantaranya: a) Human Interface Station (HIS) Operator Station digunakan untuk melakukan monitoring terpusat proses dari control room, menyajikan informasi

plant

terkini

kepada operator melalui graphical user interface

(GUI), sehingga operator dapat melakukan fungsi operasi, maintenance dan troubleshooting . Pengembangan variable proses, parameter kontrol, alarm, dll.


Gambar 14. Operator Station b) Field control station (FCS) Station ini Digunakan sebagai control unit untuk mengendalikan variabel – variabel yang dikendalikan pada proses. Control station dikenal pula dengan istilah Field Control Station (FCS). Berikut adalah komponen dari FCS:  Central Processor Unit (CPU)  Catu daya (Power Supply Unit,PSU)  VL net coupler  Modul masukan/keluaran (I/O modules,IOM)

FCS adalah otak dari DCS yang mengeksekusi kontrol dan mengkoputasi kontrol di lapangan.

Gambar 15. Bentuk fisik FCS 23 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)

Kelebihan FCS

FCS

terhubung

membutuhkan

terutama

langsung

dalam

kehandalan

memproses,sehingga yang

tinggi

dan

hal akurat

tersebut serta

dibutuhkan kehandalan untuk menjadi aman. Kelebihan daripada FCS untuk FIO dan FCS untuk RIO. Pada FCS untuk FIO dan FCS untuk RIO, model dari dual redundant telah digunakan. Pada dual redundant FCS, modul prosesor terdapat dua buah yang saling berkomunikasi (dual redundant) dan Vnet Coupler, Modul power supply, modul bus interface, bus coupler, dan node bus dalam yang dual redundant. Pada sistem duplex (dual redundant) modul prosesor (ada yang aktif , ada juga dalam kondisi standby) yang nantinya dapat di alihkan dari aktif ke standby tanpa banyak interupsi dalam mengontrol ketika modul yang aktif suatu saat drop atau terjadi gangguan.

Gambar 16. Duplex dual redundant processor card standard FCS

Baterai

Untuk Pensuplai cadangan untuk memori database dalam prosesor selama listrik mati /apabila terjadi ganguan listrik/mati lampu. Maksimum waktu back-up 72 jam

Gambar 17. Baterai 24 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)

Tabel Baterai life

Sistem Komunikasi

Sarana pertukaran data antara operator station, control station dan proses. Sarana komunikasi ini juga bisa dapat digunakan untuk menghubungkan DCS dengan sistem lain seperti PLC ( Programmable Logic Control ), SCADA system (Supervisory Control and Acquisition Data), Asset Management.

Engineering PC /Engineering Work Station (EWS).

PC ini digunakan untuk melakukan modifikasi dari sistem yang sudah ada, juga untuk melakukan kegiatan maintenance dari sistem DCS Centum VP. Bentuk fisiknya sama seperti HIS, yang membedakan dengan HIS adalah didalamnya.

EWS

dilengkapi

dengan

BUILDER

sebagai

software

window

untuk

modifikasi.Selama pekerjaan engineering tidak dilakukan, EWS dapat berfungsi sebagai HIS dan EWS juga dapat melakukan emulasi/ tes fungsi secara virtual.

Gambar 18. Bentuk EWS

Perlengkapan SISTEM KONFIGURASI – BUS o

Communication Gateway Unit (CGW)

Alat kabel

ini Ethernet

berfungsi untuk

untuk

menghubungkan

keperluan

supervisory

Kabel

computer

Vnet ataupun


dengan untuk

dihubungkan ke jaringan intranet. Dengan CGW, kita juga dapat menghubungkan dua sistem CENTUM VP yang jaraknya berjauhan dengan menggunakan jaringan telepon. o

V Net

Vnet adalah kabel komunikasi kontrol yang menghubungkan antara FCS, HIS, BCV dan CGW. Standar dari Vnet adalah dual redundant. Vnet/IP sebuah kabel berbasis IP yangreal-time untuk proses otomasi dan sudah menggunakan sistem komunikasi 1-Gbps.

o

Ethernet

Vnet/IP sama seperti fungsi komunikasi Ethernet dan digunakan sebagai landasan kabel komunikasi di masa mendatang yang fungsinya sama seperti teknologi Vnet. o

Fieldbus

Foundation fieldbus adalah sebuah komunikasi berbasis digital yang diterapkan pada field instruments dan nantinya field bus akan menggantikan sistem konvensional antarmuka analog 4-20 mA. o

Engginering PC (ENG USER)

Fungsi engginering PC adalah untuk manajemen dan pemeliharaan sistem. o

Operator PC (OFF USER)

Fungsi operator PC adalah sebagai pencatat data variable pada saat real time ataupun data sebelumnya dan juga

sebagai fungsi operasional harian

sekaligus kontrol seperti: process alarm ,indikator level, dll[1]

c) Tipe Arsitektur DCS DCS memiliki arsitektur yang lengkap dan dibuat untuk sesuai dengan field dan kebutuhan yang dikontrol. Sistem utama DCS meliputi: 1.

Controller

2.

I/O

3.

Terminal Unit

4.

HMI / Supervisory Station

5.

Engineering Station

6.

Historian

7.

Sistem aset management & sistem report


Gambar 19. Arsitektur Umum DCS Sistem utama tersebut dirangkai dalam suatu topografi yang bersusun membentuk sistem pengontrolan, menghasilkan report, dan penyimpanan data. Berikut ini topografi sistem DCS

Gambar 20. Topografi Sistem DCS Dari gambar topografi tersebut, sampai saat ini DCS adalah sistem kontrol yang memiliki fungsi terlengkap dan cocok untuk aplikasi yang mengedepankan sistem integrasi. Adapun di bawah ini terdapat gambar arsitektur dari beberapa tipe DCS.


Foxboro I/A Series

Gambar 21. Arsitektur DCS Foxboro I/A Series

Siemens PCS7

Gambar 22. Arsitektur DCS PCS 7

Honeywell Experion PKS

Gambar 23. Arsitektur Honeywell Experion PKS


Honeywell TDC3000

Gambar 24. Arsitektur Honeywell TDC3000

Honeywell Total Plant Solutions (TPS)

Gambar 25. Arsitektur Honeywell Total Plant Solutions (TPS)

Yokogawa Centum CS3000

Gambar 26. Arsitektur Yokogawa Centum CS3000

Sistem Pengendalian Menggunakan DCS Centum CS 3000

Teknologi DCS menggunakan beberapa kontroler yang terpisah. Masingmasing kontroler bekerja untuk menangani beberapa loop pengendalian. Sistem ini 29 | PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System)

dinamakan Distributed control system (DCS), karena mekanisme pengendalian dilakukan beberapa kontroler (distributed ). Gambar 13 menunjukkan sistem pengendalian DCS.

Gambar 27. Sistem pengendalian DCS Dari gambar tersebut, Field instrument akan mengirimkan sinyal ke unit kontroler. Kontroler selanjutnya mengolah sinyal tersebut sesuai setting yang ada. Output sinyal dikirim ke field instrumentt di plant. Selama proses kalkulasi dan pengendalian, kontroler yang ada akan selalu mengirim sinyal ke sistem komputer pada kontrol room. Dengan demikian proses pengendalian dapat diawasi secara terus menerus.

Perancangan Sistem Kontrol Proses

Perancangan sistem kontrol proses yaitu kontroler pada DCS Centum CS 3000 mengirimkan sinyal kontrol menuju plant dan umpan balik dari keluaran plant akan dikirimkan kembali ke DCS Centum CS 3000. Pada proses pengiriman sinyal kontrol, Kontroler terhubung ke plant melalui

melalui jaringan. DCS Centum CS

3000 digunakan sebagai kontroler dan pusat dari perhitungan untuk mengirimkan sinyal kontrol, sehingga mempertahankan keluaran plant sesuai dengan set point. Sinyal kontrol dari kontroler akan dikirimkan melalui sistem tambahan (Embeded system), yaitu penggunaan Labview sebagai pertukaran data. Hal ini disebabkan, tidak tersedianya modul komunikais modbus ethernet pada DCS Centum CS 3000. Gambar 15 menunjukkan diagram blok sistem kontrol proses ini.

Gambar 28. Diagram blok sistem kontrol proses


Tipe Kontroller pada DCS Yokogawa CS3000

Pada DCS yokogawa CS3000 ini pemrograman algoritma kontrol menggunakan function blok, dimana setiap blok memiliki fungsinya masing-masing, seperti : 1

Link blok PIO, digunakan sebagai masukan dan keluaran module dari centum CS3000

2

PID, digunakan sebagai blok untuk algoritma kontrol PID

3

ST16, digunakan untuk pemrograman sekuensial

4

CALCU dan CALCU-L

5

LC64, digunakan untuk pemrograman logika Dan masih banyak lagi yang function blok-blok lain yang terdapat dalam

program centum 3000 yang digunakan untuk membuat algoritma kontrol serta monitoring suatu plant. Pada DCS yokogawa memiliki beberapa algoritma pengendalian PID, yaitu : 1. Tipe kontrol dasar PID (PID) Melakukan aksi kontrol proporsional, integral dan derivatif mengikuti perubahan nilai set point. Bertujuan untuk menghasilkan respon yang cepat terhadap perubahan nilai set point. 2. Tipe kontrol PID proporsional PV dan derivativ (I-PD) Hanya melakukan aksi integral saat nilai set point berubah. Menjamin kestabilan sistem meskipun nilai set point berubah secara mendadak. 3. Tipe kontrol PID derivativ PV (PI-D) Hanya melakukan aksi proporsional dan integral saat nilai set point berubah. Digunakan jika memerlukan respon yang lebih baik terhadap perubahan nilai, seperti blok kontrol hilir (downstream) pada loop kontrol cascade. 4. Tipe penentuan otomatis Pada mode cascade atau remote cascade, menggunakan tipe kontrol PID derivatif PV (PI-D) agar dapat lebih baik dalam mengikuti perubahan nilai set point. Pada mode automatis, menggunakan tipe kontrol PID proporsional PV dan derivatif (I-PD) untuk menjaga kestabilan sistem. 5. Tipe penentuan otomatis 2 Pada mode cascade menggunakan tipe kontrol PID derivatif PV (PI-D). Pada mode automatis atau remote cascade menggunakan tipe kontrol PID proporsional PV dan derivatif (I-PD) untuk menjaga kestabilan sistem.


2.4. Perbedaan PLC ( Programmable Logic Controler ) dengan DCS (Distribute Control

System) 

PLC : Progammable Logic Control biasanya digunakan untuk menangani industri dengan pengaturan input/output digital (on-off), dan yang membutuhkan adanya logic operation. Terutama digunakan untuk mengatur suatu relay, karena bekerja secara digital (on-off). Dituntut memiliki scanning time yang cepat dengan orde 1 milisecond. DCS : Distributed Control System biasanya digunakan untuk menangani process industry dengan parameter-parameter analog sebagai input/output. Memiliki scanning time yang lebih lambat (ada yang mencapai orde second) dibandingkan dengan PLC. DCS dituntut untuk memiliki kehandalan yang lebih tinggi karena fungsinya yang digunakan sebagai controller dalam process industry yang penting.



Biasanya

untuk

menangani

proses

yang

kompleks,

ditangani

dengan

mengkombinasikan kedua system dimana biasanya PLC dikontrol oleh DCS. PLC menangani proses yang butuh action cepat dan biasanya digital process, sedangkan DCS mengatur keseluruhan system terasuk PLC tadi. 

PLC adalah sub sistem dari sebuah sistem besar yang bernama DCS. Yang sejajar dalam hal ini adalah DDC dengan DCS dan FF, serta PLC dengan SLC, Microcontroller, dan sebagainya.



Perkembangan awal PLC, difungsikan lebih ke logic Control (Discrete Input/Output). Tapi Sekarang, PLC sudah mengakomodasi bukan hanya discrete Input/Output, didalamnya sudah dapat menerima signal dari Thermocouple, RTD, Load Cell, dan sebagainya langsung ke I/O PLC. PLC pada dasarnya hanya pengontrol logika yang dapat diprogram. Walaupun pada perkembangannya PLC sudah dilengkapi analog signal, kemampuan aritmatiknya sangat terbatas. Sedangkan DCS, Sistem Pengendali terdistribusi Penekanannya ada di D-nya, Distribusi, yaitu distribusi tiga hal : Distribusi Resiko kegagalan, Distribusi lokasi dan Distribusi Pengendalian dan Man Power. Secara tradisional, memang benar bahwa DCS lebih lambat responnya dibanding PLC. Karena memang untuk regulatory control tidak perlu respon yang terlalu cepat karena kalau gagal masih ada safety shutdown system. Satu (1) second overall masih cukup untuk hampir semua aplikasi. Berbeda dengan safety application yang sering merupakan ladang PLC. Sekarang, kelihatannya sudah berbeda karena hardware dari yang secara tradisional DCS vendor makin “seperti PLC”.




Ada yang mengatakan, “PLC itu Install and Forget it”, kalau DCS kebalikannya, karena lebih bersifat kompleks dan perlu monitoring. Kalau dilihat dari kompleksitas sistemnya, tergantung bagaimana konfigurasi sistem yang dipasang. Shutdown System Plant dengan menggunakan PLC-based juga bisa sangat kompleks, jauh lebih kompleks dibanding dengan DCS.



PLC terbaru saat ini sudah sanggup untuk mengolah sejumlah besar informasi secara real time karena sudah memiliki RAM antara 2 – 6 MB, memiliki konektivitas dengan Ethernet dan dapat diprogram dalam bentuk teks terstruktur maupun ladder logic. Pada umumnya dioperasikan dengan Windows XP, dilengkapi dengan Human Machine

Interface,

HMI

(misalnya

Rockwell

RSView),

yang

memungkinkan diadopsinya aplikasi Visual Basic, Hysys dan aplikasi lainnya. Integrity level PLC tidak bisa dipandang secara individual, seharusnya dipadukan dengan final element dan sensor sebagai satu kesatuan Safety Instrumented Function (SIF). Perbedaan PLC dan DCS sekarang sudah tidak ada lagi, karena perkembangan teknologi yang sudah maju, dimana PLC sudah banyak yang berperan sebagai DCS, malah lebih dari itu PLC bisa berperan seperti SAP. 

PLC seringkali dipakai untuk safety system (trip system dari suatu equipment). Walaupun di DCS ada fasilitas LOGIC maupun sequence, kebanyakan untuk trip system, sinyal tripnya tetap diumpankan ke PLC, misalnya alarm LL dari level steam drum sinyalnya diumpankan ke PLC untuk men-TRIP-kan Boiler. Jadi perbedaan PLC ama DCS mungkin terletak pada kecepatan responnya.



Dari studi kasus, di Caltex, DCS sudah lama dan ada penggantian dengan sistem PLC+MMI. Tapi biasanya, kalau di perusahaan migas ada dua sistem DCS dan PLC. PLC untuk Fire/gas and Shutdown System, DCS untuk Continuous Control. Juga banyak aplikasi yang lainnya, seperti spesifik kontrol untuk Compresor/turbin, Vibration Monitoring, Flow Computer System, Optimization,dan lain-lain. Dan semua apikasi itu bisa disambungkan ke DCS. DCS bisa memonitor semua sistem yang ada (PLC+MMI, flow computer, turbin control, optimization software, dan lainlain). Mungkin sebenarnya bisa aja ditangani oleh satu DCS saja atau PLC+MMI saja. Tetapi di perusahaan Oil and Gas dibuat banyak sistem, salah satu alasannya untuk redundancy, kalau memakai satu sistem saja sekali mati, mati semua plantnya. Tetapi, kalau di industri makanan, mungkin cukup PLC+MMI saja, karena lebih murah daripada membeli DCS yang mahal.




Pendapat lainnnya mengatakan bahwa PLC tidak sama dengan DCS, PLC bukan sub sistem DCS dan DCS bukan PLC yang dibesarkan. Bila dilihat dari awal t erbentuknya kedua perangkat itu, PLC dibuat untuk menggantikan Relay Logic yang berfungsi sebagai shutdown system. DCS dibuat untuk menggantikan Controller (single Loop, multi loop, close loop, open loop, etc), yang mengendalikan jalannya Proses (Proses Control). Proses Controller tentu tidak sama dengan Logic Controller, dan jangan dipisahkan, karena akan berbeda maknanya. Dalam aplikasin yapun begitu. Lebih jelas lagi jika kita melihat kelayakan peruntukannya kedua sistem tersebut. PLC layak digunakan untuk sistem pengaman (ESD) kompresor, pompa, turbin, heater, boiler, dan “Equipment Proses” yang lain. Sementara DCS, kelayakan peruntukannya adalah sistem “Pengendalian / Control”. Pengendalian terhadap perubahan level, flow, press, dan “Variable Proses” yang lain.



Pada pengembangannya, PLC mulai menggunakan “Analog Input”. Input dari Transmitter atau Thermocouple. Tapi coba kita lihat ke Software pemrograman logic. Semua Analog input akan diubah menjadi Digital dan kembali menjadi parameter digital pada fungsi Logic yang digunakan. Kalaulah PLC kemudian memiliki fungsi PID Controller, lebih cenderung diperuntukan ke sistem dimana ESD dan proses control merupakan satu kesatuan Sequence yang tidak bisa dipisah. Misalnya Turbo Machinery Control. Tetapi kalau Aplikasi Anti surge, bukanlah ESD, dan lebih cenderung ke fungsi Control (bukan Logic). Bisa dilihat dari kasus sebagai berikut yang mungkin akan lebih terlihat dimana PLC dan DCS wajar diaplikasikan. Pada sebuah kompresor yang menggunakan sistem Auto Start untuk Pompa Lube Oil (L.O). Pompa yang normal beroperasi adalah Pompa Turbine (PT) dan Stand by adalah Pompa Motor (PM). Jika Press L.O. turun karena sesuatu hal misalnya PT Trip, setelah mencapai setting Press PM akan Auto Start. Penggunaan Sensor Press L.O. berupa Electronic Smart Pressure Transmitter dan Press Trans. menjadi Analog input di PLC.



Kalau berdasarkan definisinya, maka : - PLC = Programmable Logic Controller PLC secara definisi adalah sebuah controller (processor) yang bisa diprogram (programmable) yang fungsinya adalah menjalankan (execute) fungsi-fungsi logic. Logic yang dimaksud di sini, melihat pada sejarah awal dibuatnya, adalah discrete/sequence function yang biasanya ditangani oleh relay. Dari awalnya para


vendor yang mengusung nama PLC memang bergerak di bisnis discrete/sequence control. - DCS = Distributed Control System Apapun system control yang terdistribusi (Sebagai lawan dari DDC = direct digital control) dikategorikan sebagai DCS. Pada DDC seluruh control dilakukan dalam central processor sehingga apabila dia kegagalan, seluruh control plant akan ikut gagal. DDC, digunakan hampir, kalau tidak bisa disebut keseluruhannya sebagai Regulatory Control. Dan dari awalnya vendor-vendor yang mengusung nama DCS memang menggunakan produknya sebagai regulatory control. 

Perbedaan fungsionalitas dari keduanya berarti bahwa DCS dan PLC tidak bisa diimplementasikan pada aplikasi yang sama. Misalnya untuk sebuah large chemical plant, tetap diperlukan kedua sistem DCS dan PLC, masing-masing untuk aplikasi sesuai dengan rancang bangun atau kegunaan dari sistem (DCS atau PLC).



DCS bukanlah PLC yang besar. Kita bisa mempunyai DCS dengan 300 I/O dan 2 Processor Module, dan PLC dengan 8000 I/O dengan satu atau dua Processor Module; System Architecture DCS dan PLC berbeda.



DCS juga bukan PLC-PLC yang terintegrasi menjadi satu system besar. Kata “Controller” pada PLC lebih ditujukan sebagai “Logic Controller”, sedangkan pada DCS lebih ditujukan sebagai “Process Controller”



Baik DCS maupun PLC adalah configurable dan reconfigurable



DDC dan PLC digabung ataupun tidak adalah dua s ystem yang berbeda.



Kita tidak bisa menyejajarkan sistem yang berbeda-beda; sedangkan untuk sistem yang sama pun (sesama DCS atau sesama PLC) tidaklah mudah untuk menyejajarkan satu dengan yang lain.


BAB III PENUTUP

3.1. KESIMPULAN

Pada makalah tentang PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribute Control System), maka dapat disimpulkan bahwa Sistem kontrol ( control system) merupakan suatu kumpulan cara atau metode yang dipelajari dari kebiasaan-kebiasaan manusia dalam bekerja, dimana manusia membutuhkan suatu pengamatan kualitas dan proses dari apa yang telah mereka ciptakan atau kerjakan, sehingga menghasilkan keluaran atau karakteristik yang sesuai dengan yang diinginkan. Pada sistem kontrol berbasis industri dan dalam skala besar digunakan PLC ( Programmable Logic Controler ) dan DCS ( Distribution Control System ). Kedua kontroler tersebut memiliki satu fungsi yang sama yaitu untuk mengontrol, namun tiap-tiap jenis kontroler memiliki spesifikasi yang berbeda. PLC ( Progammable Logic Control ) biasanya digunakan untuk menangani industri dengan pengaturan input/output digital (on-off), dan yang membutuhkan adanya logic operation. Terutama digunakan untuk mengatur suatu relay, karena bekerja secara digital (on-off). Dituntut memiliki scanning time yang cepat dengan orde 1 milisecond. Sedangkan DCS ( Distributed Control System) biasanya digunakan untuk menangani process industry dengan parameter-parameter analog sebagai input/output. Memiliki scanning time yang lebih lambat (ada yang mencapai orde second) dibandingkan dengan PLC. DCS dituntut untuk memiliki kehandalan yang lebih tinggi karena fungsinya yang digunakan sebagai controller dalam process industry yang penting.

3.2. SARAN

Dalam makalah ini terdapat penjelasan tentang PLC ( Programmable Logic Controler ) dengan DCS ( Distribute Control System). Namun dalam penyajiannya masih dalam batas pengenalan saja. Diharapkan

para pembaca

memberikan kritik

maupun saran yang

membangun agar makalah ini menjadi lebih baik.


Makalah Plc Dcs

Recommend Documents