MAKALAH
SISTEM SCADA
NAMA :
ANITYA PERMATA UTAMA
BIMA RIZKI PUTRA
SETIO PAMBUDI
TL5A
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Industri merupakan bidang yang memiliki fungsi dan pengaruh yangsangat vital dalam bidang perekonomian di seluruh dunia. Industri merupakan proses membuat sesuatu yang tidak ada menjadi ada. Seiring dengan peningkatan populasi di dunia, kebutuhan akan barang juga meningkat. Hal ini memacu pertambahan jumlah dari industri-industri barang. Sebelum teknologi berkembang secara pesat seperti sekarang ini, industry masih sangat bergantung kepada manusia dalam pengoperasian mesin-mesin industri. Kebergantungan ini memiliki kelemahan pada proses industri yang sulit dilakukan oleh manusia. Masalah terjadi saat sebuah proses di dalam industry memerlukan respon yang cepat terhadap situasi atau perubahan yang terjadi di lapangan. Manusia dalam hal ini sebagai aktor utama, sejatinya memiliki keterbatasan untuk melakukan kegiatan monitor,pengawasan dan mengontrol secara bersamaan. SCADA merupakan suatu solusi yang dibuat oleh manusia untuk mengatasi masalah-masalah tersebut yang terjadi di industry.SCADA merupakan suatu sistem pengendalian alat secara jarak jauh, dengan kemampuan memantau data-data dari alat yang dikendalikan. SCADA merupakan bidang yang secara kontinyu selalu dikembangkan di seluruh bagian dunia pada berbagai tipe industri yang menghabiskan bertrilyun-trilyun rupiah.Dengan SCADA, sebuah industri dapat berjalan lebih terintegrasi dan terkontrol meskipun daerah yang terlingkupi sangat luas dan susah untuk dijangkau oleh manusia. SCADA telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang industri. Mulai dari sistem pembuangan air limbah kota, pengolahan minyak dan gas,pendistribusian listrik kota, pengontrolan dan pengawasan sistem lalu lintas kotadan kereta api dsb.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Definisi SCADA
SCADA (SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION) adalah suatu sistem pengakuisisian suatu data untuk digunakan sebagai control dari sebuah obyek. SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) adalah sistem yang mengacu pada kombinasi telemetri dan akuisisi data. Ini terdiri dari pengumpulan informasi, mentransfer kembali ke pusat kendali, melakukan analisis yang diperlukan dan kontrol, dan kemudian menampilkan data ini pada sejumlah operator display. SCADA digunakan untuk memantau dan mengendalikan pabrik atau peralatan. Kontrol mungkin dapat otomatis atau dapat dimulai dengan perintah Operator. Sistem SCADA yang paling sederhana yang mungkin bisa dijumpai di dunia adalah sebuah rangkaian tunggal yang memberitahu anda sebuah kejadian (event). Sebuah sistem SCADA skala-penuh mampu memantau dan (sekaligus) mengontrol proses yang jauh lebih besar dan kompleks.
Telemetri biasanya dikaitkan dengan sistem SCADA. Ini adalah teknik yang digunakan dalam transmisi dan menerima informasi atau data melalui media. Informasi dapat berupa pengukuran, seperti tegangan, kecepatan atau aliran. Data-data tersebut dikirimkan ke lokasi lain melalui media seperti kabel, telepon atau radio. Informasi dapat berasal dari berbagai lokasi. Sebuah cara menangani tempat-tempat yang berbeda yang tergabung dalam sistem.
Data akuisisi mengacu pada metode yang digunakan untuk mengakses dan mengontrol informasi atau data dari peralatan yang dikendalikan dan dipantau. Data tersebut kemudian diakses diteruskan ke sistem telemetri siap untuk transfer ke tempat yang berbeda. Itu dapat berupa informasi analog dan digital yang dikumpulkan oleh sensor, seperti flowmeter, ammeter, dll juga dapat menjadi data untuk mengontrol peralatan seperti aktuator, relay, valve, motor, dll.
Mirip dengan sistem SCADA adalah Distributed Control System (DCS). DCS biasanya digunakan di pabrik-pabrik dan terletak di dalam daerah yang lebih terbatas. Menggunakan media komunikasi berkecepatan tinggi, seperti jaringan area lokal (LAN). Sebuah jumlah yang signifikan dari kontrol loop tertutup hadir pada sistem SCADA system meliputi daerah yang besar (secara geography). Ini mungkin mengandalkan berbagai link komunikasi seperti radio dan telepon. Kontrol loop tertutup bukan merupakan prioritas utama dalam sistem ini.
2.2 Perkembangan SCADA
SCADA telah mengalami perubahan generasi, dimana pada awalnya design sebuah SCADA mempunyai satu perangkat MTU yang melakukan Supervisory Control dan Data Acquisition melalui satu atau banyak RTU yang berfungsi sebagai (dumb) Remote I/O melalui jalur komunikasi Radio, dedicated line Telephone dan lainnya. Generasi SCADA pertama ini disebut monolitik. Generasi berikutnya yaitu jaringan, membuat RTU yang intelligent, sehingga fungsi local control dilakukan oleh RTU di lokasi masing masing RTU, dan MTU hanya melakukan sury control yang meliput beberapa atau semua RTU. Dengan adanya local control, operator harus mengoperasikan masing-masing local plant dan membutuhkan MMI local. Banyak pabrikan yang mengalihkankomunikasi dari MTU – RTU ke tingkatan MMI (Master) – MMI (Remote) melalui jaringan microwave satelit. Ada juga yang mengimplementasi komunikasinya pada tingkatan RTU, karena berpendapat bahwa kita tidak bisa mengandalkan system padter, dan komunikasi pada tingkatan computer (MMI) membutuhkan banwidth yang lebar dan mahal.
Dengan majunya teknologi dan internet saat ini, concept SCADA diatas berubah menjadi lebih sederhana yang disebut dengan generasi ketiga "terdistribusi" dan memanfaatkan infrastruktur internet yang pada saat iniumumnya sudah dibangun oleh perusahaan perusahaan besar seperti Pertamina. Apabila ada daerah daerah atau wilayah yang belum terpasang infrastruktur internet, saat ini dipasaran banyak bisa kita dapatkan Wireless LAN device yang bisa menjangkau jarak sampai dengan 40 km (tanpa repeater) dengan harga relatif murah. Setiap Remote Area dengan sistem kontrolnya masing masing yang sudah dilengkapi dengan OPC (OLE for Process Control; OLE = Object Linking &Embedding) Server, bisa memasangkan suatu Industrial Web Server denganTeknologi XML yang kemudian bisa dengan mudah diakses dengan Web Browser biasa seperti yang kita gunakan.
2.3 Komponen SCADA
Sebuah sistem SCADA memiliki 4 (empat) fungsi , yaitu:1. Akuisisi Data,2. Komunikasi data jaringan,3. Penyajian data, dan4. Kontrol (proses).Fungsi-fungsi tersebut didukung sepenuhnya melalu komponenSCADA, yaitu: Komponen sistem SCADA terdiri sebagai berikut :
Field Instrumentation
Field instrument mengacu pada sensor dan aktuator yang langsung dihubungkan ke pabrik atau peralatan. Mereka menghasilkan sinyal analog dan digital yang akan dipantau oleh Stasiun Remote. Sinyal juga dikondisikan untuk memastikan mereka yang kompatibel dengan input / output dari RTU (Remote Terminal Unit) atau PLC di Stasiun Jarak Jauh. Stasiun Remote dipasang di pabrik terpencil atau peralatan yang dipantau dan dikendalikan oleh komputer host pusat. Ini bisa jadi RTU atau Programmable Logic Controller (PLC). Jaringan Komunikasi adalah media untuk mentransfer informasi dari satu lokasi ke lokasi lain. Hal ini dapat melalui telepon, radio line atau kabel.
Central Monitoring Station (CMS) mengacu pada lokasi master atau komputer host. Workstation beberapa dapat dikonfigurasi pada CMS, jika di perlukan. Menggunakan Human Machine Interface (HMI) program untuk memonitor berbagai data jenis yang diperlukan untuk operasi. Berikut ini adalah contoh konfigurasi dari sistem SCADA untuk distribusi air.
Field Instrument mengacu pada perangkat yang terhubung ke peralatan atau mesin yang dikontrol dan dipantau oleh sistem SCADA. Ini adalah sensor untuk memantau parameter tertentu, dan aktuator untuk mengendalikan modul tertentu dari sistem.
Instrumen ini mengkonversi parameter fisik (misalnya, aliran fluida, kecepatan, tingkat cairan, dll) ke sinyal listrik (misalnya, tegangan atau arus) dapat dibaca oleh peralatan Station Remote. Output dapat berada dalam analog (kisaran terus menerus) atau digital (nilai diskrit). Beberapa output standar industri analog sensor ini adalah berkisar 0 sampai 5 volt, 0 sampai 10 volt, 4 sampai 20 mA dan 0 sampai 20 mA. Output tegangan digunakan ketika sensor dipasang di dekat pengendali (RTU atau PLC). Output ini digunakan ketika sensor berada jauh dari kontroler. Output digital digunakan untuk membedakan status diskrit perangkat. Biasanya, <1> berarti Perangkat ON dan <0> untuk status perangkat OFF . Ini juga berarti <1> untuk Full atau <0> untuk Kosong
Aktuator digunakan untuk menghidupkan atau mematikan peralatan tertentu. Demikian juga, input digital dan analog yang digunakan untuk kontrol. Misalnya, digital input dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan modul pada peralatan. Sementara input analog yang digunakan untuk mengontrol kecepatan motor atau posisi valve motorized.
Remote Station
Field instrumen terhubung ke pabrik atau peralatan yang dipantau dan dikontrol yang dihubungkan ke Stasiun Remote untuk memungkinkan manipulasi proses pada lokasi yang jauh. Hal ini juga digunakan untuk mengumpulkan data dari peralatan dan mentransfernya ke sistem SCADA pusat. Stasiun remote baik mungkin berupa RTU (Remote Terminal Unit) atau PLC (Programmable Logic Controller). Ini juga mungkin berupa sistem boar atau modular.
RTU adalah sebuah komputer ruggedized dengan interfacing radio yang sangat baik. Hal ini digunakan dalam situasi di mana komunikasi yang lebih sulit. Salah satu kelemahan dari RTU adalah programmability yang kurang. Namun, RTUsmodern sekarang menawarkan programabilitas baik dibandingkan dengan PLC.
PLC (Programmable Logic Controller) adalah sebuah komputer industri kecil biasanya ditemukan di pabrik-pabrik. Kegunaan utamanya adalah untuk menggantikan logika relay dari pabrik atau proses. Saat ini, PLC digunakan dalam sistem SCADA karena programabilitas yang sangat baik. Sebelumnya PLC tidak memiliki port komunikasi serial untuk interfacing ke radio untuk mentransfer data. Saat ini, PLC memiliki komunikasi yang luas.
Dalam waktu dekat kita melihat penggabungan dari RTU dan PLC. Micrologic menawarkan sebuah RTU murah untuk sistem SCADA dimana PLC dapat menjadi solusi lebih. Ini adalah RTU berbasis mikrokontroler dan dapat dihubungkan ke modem radio untuk transmisi data ke CMS.
Stasiun Remote biasanya tersedia dalam dua jenis, yaitu single board dan unit modular. Single board menyediakan sejumlah interface input / output (I / O) tetap. Hal ini lebih murah, tetapi tidak menawarkan kemudahan upgrade ke sistem yang lebih canggih. Jenis modular merupakan remote station yang dapat diperluas dan lebih mahal daripada single board. Biasanya digunakan untuk menghubungkan modul. Setiap modul I / O atau komunikasi yang dibutuhkan untuk ekspansi di masa yang akan datang dapat dengan mudah di pasang.
Comunication Network
Jaringan Komunikasi mengacu pada peralatan komunikasi yang diperlukan untuk mentransfer data ke dan dari lokasi yang berbeda. Media yang digunakan dapat berupa kabel, telepon atau radio. Penggunaan kabel biasanya dilakukan di dalam pabrik. Hal ini tidak praktis untuk sistem yang mencakup wilayah geografis yang luas karena biaya kabel tinggi, saluran dan tenaga kerja yang luas untuk menginstalnya.
Penggunaan saluran telepon (misalnya leased atau dial-up) merupakan solusi murah untuk sistem dengan cakupan yang besar. Leased line digunakan untuk sistem on-line yang membutuhkan koneksi dengan stasiun terpencil. Ini mahal karena satu saluran telepon akan dibutuhkan per lokasi. Selain lease line lebih mahal daripada saluran telepon biasa. Dial-up lines dapat digunakan pada sistem yang membutuhkan update secara berkala (misalnya, update per jam). Saluran telepon di sini biasa dapat digunakan. Host station dapat menghubungi nomor tertentu dari sebuah situs remote untuk mendapatkan pembacaan dan mengirim perintah. Situs remote biasanya tidak dapat diakses oleh saluran telepon. Penggunaan radio menawarkan solusi ekonomis. Modem radio digunakan untuk menghubungkan situs remote ke host. Sebuah operasi on-line juga dapat diterapkan pada sistem radio. Untuk lokasi di mana link radio langsung tidak dapat dibuat, repeater radio digunakan untuk menghubungkan lokasi lokasi tersebut.
CMS (Central Monitoring system)
Central Monitoring System (CMS) adalah unit master dari sistem SCADA. Hal ini bertugas mengumpulkan informasi yang dikumpulkan oleh remote station dan menghasilkan tindakan yang diperlukan untuk setiap event terdeteksi. CMS dapat memiliki konfigurasi komputer atau dapat jaringan untuk workstation untuk memungkinkan berbagi informasi dari sistem SCADA
Sebuah Program Human Machine Interface (HMI) akan berjalan pada komputer CMS. Sebuah alur diagram dari seluruh plant atau proses dapat ditampilkan pada layar untuk identifikasi lebih mudah dengan sistem real. Setiap titik I / O dari unit remote dapat ditampilkan dengan representasi grafis yang sesuai dan pembacaan I / O. Pembacaan flow (aliran) dapat ditampilkan pada sebuah representasi grafis dari sebuah flowmeter. Satu bendungan dapat ditampilkan dengan isi cairan yang sesuai tergantung pada tingkat tangki yang sebenarnya.
Set-up parameter seperti nilai-nilai perjalanan, batas, dll dimasukkan pada program ini dan download ke unit remote yang sesuai untuk memperbarui parameter operasi mereka.
Program HMI juga dapat membuat window terpisah untuk alarm. Window alarm dapat menampilkan nama alarm tag, deskripsi, nilai, nilai titik perjalanan, waktu, tanggal dan informasi terkait lainnya. Semua alarm akan disimpan pada file terpisah untuk diperiksa nanti.
Sebuah tren poin yang dibutuhkan dapat diprogram pada sistem. Tren grafik dapat dilihat atau dicetak di lain waktu. Generasi laporan manajemen juga dapat dijadwalkan untuk waktu tertentu dalam sehari, secara periodik, atas permintaan operator, atau saat alarm.
Akses ke program ini hanya diperbolehkan untuk operator yang memenuhi syarat (hak). Setiap user diberikan password dan tingkat hak yang berbeda beda untuk mengakses daerah tertentu dari program ini .. Semua tindakan yang diambil oleh para pengguna yang login pada file untuk dapat diperiksa nantinya.
Contoh Tampilan HMI untuk diagram sistem pemipaan dan are perbaikan (repair).
Sistem SCADA/EMS bertujuan untuk membantu perusahaan listrik mendapatkan sistem pengoperasian optimum sesuai dengan berbagai kenyataan kekurangan-kekurangan maupun segala kelebihan yang terdapat pada sistem tenaga listrik tersebut.
Dalam rangka untuk mencapai sistem pengendalian sesuai dengan kriterai-kriteria diatas maka suatu sistem pengendalian tenaga dilengkapi dengan perangkat-perangkat SCADA. Perangkat ini digunakan sebagai sarana untuk dapat memantau dan sistem-sistem tenaga secara terpusat dari pusat pengendalian.
Dalam hal untuk mendapatkan sistem pengoperasian yang optimum, maka diatas perangkat-perangkat SCADA di-implementasikan fungi-fungsi perangkatn lunak baik untuk keperluan energi maupun energi management sistem untuk sistem transmisi, distribution management sistem untuk sistem distribusi dan perangkat-perangkat otomatisasi para pelanggan.
Dengan semakin banyaknya pusat pembangkit tenaga listrik yang dioperasikan, maka diperlukan pengaturan beban sistem tenaga listrik. Dalam pengaturan sistem tenaga listrik ini terdapat beberapa permasalahan yang harus diperhatikan, yaitu:
Kecepatan kemudahan memperoleh informasi yang diperlukan.
Cara-cara penyajian data dan informasi bagi pengatur sistem
Keandalan media data, karena treganggunya operasi pengaturan sistem
Kualitas data yang ditampilkan harus selalu terbaru
Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka fasilitas pendukung untuk keperluan pengaturan sistem tenaga listrik adalah:
Sistem telekomunikasi
Alat-alat pengolah data untuk mengambil, menyimpan dan mengolah sistem tenaga listrik.
Perangkat lunak untuk mengolah data, agar data dapat ditampilkan dalam pengaturan sistem tenaga listrik.
Permasalahan mengenai pengaturan tenaga listrik merupakan hal yang komplek, tidak hanya pada bagaimana tenaga listrik tersebut dibangkitkan dan disalurkan tetapi juga mengenai perhitungan ekonomis dari suatu pembangkit yang lebih dikenal dengan manajemen energi.
SCADA berfungsi mulai pengambilan data pada peralatan pembangkit atau gardu induk, pengolahan informasi yang diterima, sampai reaksi yang ditimbulkan dari hasil pengolahan secara informasi. Secara umum fungsi SCADA adalah:
Penyampaian data
Proses kegiatan dan monitoring
Fungsi kontrol
Perhitungan dan pelaporan
Dengan adanya peralatan SCADA, penyampaian dan pemrosesan data dari sistem tenaga akan lebih cepat diketahui oleh operator. Informasi pengukuran dan status indikasi dari sistem tenaga listrik dikumpulkan dengan menggunakan peralatan yang ditempatkan di gardu induk dan pusat pembangkit. Kontrol penyaluran peralatan memungkinkan penyampaian data secara remote. Data dapat dilakukan secara manual atau perhitungan. Data yang baru dapat juga dihitung dan disimpan dalam database melalui pengumpulan nilai secara otomatis. Penyampaian data dan pemrosesan data dilakukan secara real-time.
Parameter sistem tenaga listrik dalam real-timeoperation seperti frekuensi, tegangan daya dan reaktif, serta tap changer position. Dari paremeter tersebut dapat dibaca dan dikontrol lewat pusat pengatur beban adalah melalui suara teleinformasi yang disebut telemetering.
Sistem Telekomunikasi
Adapun beberapa macam sistem telekomunikasi yang digunakan dalam sistem operasi tenaga ini adalah
Telekomunikasi Suara
Telekomunikasi suara yang banyak dipergunakan pada operasi sistem tenaga listrik adalah sarana komunikasi suara dengan media Power Line Carrier. PLC merupakan sistem komunikasi yang memanfaatkan propagasi gelombang frekuensi radio melalui konduktor transmisi media udara tegangan tinggi (sebagai media transmisi komunikasi). Jadi Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) selain menangani fungsi utamanya yaitu menyalurkan tenaga listrik dengan frekuensi 50 Hz, juga menyalurkan energi listrik dengan frekuensi tinggi (HF).
Batas jalur pembawa sistem komunikasi PLC pada umumnya berkisar antara 30 kHz sampai 500 khz, batas terendah dari daerah frekuensi pembawa PLC dibatasi oleh nilai reaktansi kapasitif (Xc) dan kapasitor penghubung (CC), sedangkan batas tertinggi alokasi frekuensi pembawa PLC dibatasi oleh nilai redaman daripada konduktor media transmisi SUTT.
Telekomunikasi Proteksi
Daya guna sistem pengaman dari jauh / teleproteksi dari suatu jaringan transmisi sistem tenaga listrik sangat ditentukan oleh keandalan sistem komunikasi yang dipergunakannya (dalam kecepatan dan ketepatan), karena hasil pemrosesan data gangguan dari rele jarak (distance relay) diserahkan kepada PLC lawan, agar membuka sakelar pemutus tenaga (PMT) dengan waktu yang singkat. Sehingga PMT lawan yang letaknya berjauhan dapat terbuka secara bersamaan.
Tujuan utama dari bekerjanya sistem teleproteksi adalah dalam usaha memperoleh energi listrik yang kontinu dan membatasi pengaruh gangguan yang terjadi pada jaringan transmisi tenaga listrik.
Bekerjanya sistem teleproteksi mungkin hanya sekali saja diperlukan dalam beberapa tahun, namun sistem pengaman tersebut harus dipastikan dapat bekerja bila sewaktu-waktu diperlukan. Diharapkan peralatan teleproteksi tidak boleh gagal dalam menjalankan fungsinya. Sebab bila terjadi kegagalan kerja maka dapat mengakibatkan kerusakan yang lebih parah pada alat-alat yang diamankannya atau mengakibatkan bekerjanya sistem lain, sehingga mengalami pemadaman yang lebih luas.
Pada sistem pengaman jaringan transmisi tegangan tinggi di PLN dilasanakan oleh sepasang perangkat pengaman yang disebut dengan relay jarak. Pengaman tersebut memiliki kecepatan pendeteksian terhadap pengaruh gangguan berjarak efektif 80% dari panjang tranmisi maka relay jarak mengalami waktu pembuka PMT selama kurang lebih 500 milidetik.
Komunikasi Data
Komunikasi data merupakan gabungan dua macam teknik, yaitu teknik telekomunikasi dan teknik pengolahan data. Kombinasi kedua teknik ini disebut sebagai komunikasi data atau disebut pula pengolah jauh (teleprocessing). Komunikasi data merupakan proses pengiriman informasi (data) yang telah diubah dalam suatu kode tertentu dan disalurkan melalui media listrik atau elektrik optik dari suatu tempat lainnya.
Informasi yang dikirimkan ke suatu tempat dapat berbentuk sinyal analog atau sinyal digital. Sinyal analog adalah sinyal yang sifatnya seperti gelombang, sehingga pada sinyal analog tidak ada perubahan yang tiba-tiba antara bagian-bagian sinyal tersebut.
Sinyal digital adalah sinyal yang bentuknya seperti pulsa. Pada sinyal digital terjadi perubahan yang tiba-tiba pada bagian sinyal tersebut. Komunikasi data adalah gabungan kedua sinyal tersebut. Sinyal digital terdapat pada peralatan pengolah data. Sedangkan sinyal analog ada pada peralatan telekomunikasi sebagai sarana pembawa informasi yang bersifat digital.
Media Komunikasi
Media komunikasi adalah salah satu bagian penting yang tidak dapat dipisahkan dari suatu sistem pengendalian tenaga listrik, yaitu suatu subsistem yang merupakan sarana telekomunikasi yang digunakan untuk menghubungkan perangkat-perangkat sistem pengendalian khususnya antara master station dengan perangkat-perangkat remote terminal unit. Disamping itu sarana komunikasi dalam sistem pengendalian diperlukan pula oleh para operator untuk melakukan koordinasi antara unit-unit terkait pada sistem tenaga listrik yang akan dikendalikan. Ada beberapa alternatif yang dapat digunakan sebagai media komunikasi untuk menghubungkan kontrol center dengan perangkat-perangkat remote terminal unit dari suatu sistem pengendalian tenaga listrik.
Mengingat pentingnya sarana komunikasi ini maka dalam perancangan sistem perlu memperhatikan beberapa pertimbangan sebagai berikut:
Jaringan sistem tenaga adalah suatu sistem yang secara alamiah berkembang dari waktu ke waktu, maka dalam hal ini sistem harus dikembangkan sedemikian rupa mengikuti perencanaan pengembangan sistem tenaga sehingga ditengah-tengah pengembangannya tidak memerlukan perubahan konfigurasi sistem telekomunikasi yang sudah ada.
Modifikasi-modifikasi yang terjadi mengikuti perkembangan jaringan harus diusahakan seminimum mungkin. Kapabilitas perangkat-perangkat awal harus bisa mengantisipasi kebutuhan kepasitas saluran setidaknya-tidaknya untuk sepuluh tahun kedepan.
Pengoperasian sistem tenaga listrik harus tidak terganggu pada waktu melakukan pemutakhiran jaringan.
Pemilihan media komunikasi harus dianalisa secara tepat dengan pertimbangan-pertimbangan biaya investasi, keandalan, kesesuian, ongkos pemeliharaan, biaya-biaya, instalasi, komisioning, umur dengan segala aspek kinerja sistem yang mau dipilih.
Terdapat beberapa alternatif media komunikasi yang dapat digunakan sebagaimana komunikasi untuk keperluan sistem pengendalian tenaga listrik sebagai berikut:
Kabel pilot
Kabel koaksial
Radio link
Kabel transmisi daya tegangan tinggi dengan menggunakan power line carrier
Kabel serat optic
Arsitektur Sistem SCADA
Berikut ini penjelasan dari masing-masing bagian SCADA :
1. Operator
Operator manusia mengawasi sistem SCADA dan melakukan fungsi
supervisory control untuk operasi plant jarak jauh
2. Human Machine Interfaces (HMI)
HMI merupakan bagian terpenting dari sistem SCADA karena fungsinya yaitu sebagai "jembatan" bagi manusia (operator) untuk memahami proses yang terjadi pada mesin. HMI menampilkan data pada operator dan menyediakan input kontrol bagi operator dalam berbagai bentuk, termasuk grafik, kematik, jendela, menu pull-down, touch screen, dan lain sebagainya. HMI dapat berupa touch screen device ataupun komputer itu sendiri.
3. Master Terminal Unit (MTU)
MTU berfungsi menampilkan data pada operator melalui HMI, mengumpulkan data dari tempat yang jauh, dan mengirimkan sinyal kontrol ke plant yang berjauhan. Kecepatan pengiriman data dari MTU ke plant jarak jauh relatif rendah dan metode kontrol umumnya open loop karena kemungkinan terjadi waktu tunda dan flow interruption.
Berikut ini beberapa fungsi dasar dari suatu MTU:
a. Input/Output Task: interface sistem SCADA dengan peralatan di plant.
b. Alarm Task: mengatur semua tipe alarm.
c. Trends Task: mengumpulkan data plant setiap waktu dan menggambarkan dalam grafik.
d. Report Task: memberikan laporan yang bersumber dari data plant.
e. Display Task: menampilkan data yang diawasi dan dikontrol operator.
4. Communication System
Sistem komunikasi antara MTU-RTU ataupun antara RTU-Field device diantaranya berupa:
o RS 232
o Private Network (LAN/RS-485)
o Switched Telephone Network
o Leased Line
o Internet
o Wireless Communication System
Wireless LAN
GSM Network
Radio Modems
5. Remote Terminal Unit (RTU)
RTU berfungsi mengirimkan sinyal kontrol pada peralatan yang dikendalikan, mengambil data dari peralatan tersebut, dan mengirimkan
data tersebut ke MTU. Kecepatan pengiriman data antara RTU dan alat
yang dikontrol relatif tinggi dan metode kontrol yang digunakan umumnya
closed loop. Sebuah RTU mungkin saja digantikan oleh Programmable
Logic Controller (PLC). Beberapa kelebihan PLC sebagai RTU ialah :
Solusi ekonomis
Serbaguna dan fleksibel
Mudah dalam perancangan dan instalasi
Lebih reliable
Kontrol yang canggih
Berukuran kecil secara fisik
Troubleshooting dan diagnosa lebih mudah
6. Field Device
Merupakan plant berbagai sensor dan aktuator. Nilai sensor dan aktuator inilah yang umumnya diawasi dan dikendalikan supaya objek/
dengan yang diinginkan pengguna.
Jenis –jenis sistem SCADA
Menurut skala sistem keseluruhan, sistem SCADA dapat dibedakan menjadi :
1. SCADA Dasar
SCADA dasar ini umumnya hanya terdiri dari sebuah RTU/PLC saja yang digunakan untuk mengendalikan suatu plant dengan berbagai field device. Jumlah MTU yang digunakan juga hanya satu buah.
Contoh:
Car manufacturing robot
Room temperature control
Water Level Control
2. Integrated SCADA
Sistem ini terdiri dari beberapa PLC/RTU yang terhubung dengan beberapa Distributed Control System (DCS), namun hanya menggunakan satu MTU. MTU ini dapat terhubung dengan komputer lain melalui LAN, WAN ataupun internet.
Contoh :
Subway systems
Security systems
Water systems
3. Networked SCADA
Sistem ini memiliki MTU banyak MTU yang saling terhubung. Terdapat 1 MTU pusat sebagai koordinator
Contoh : Comunication system , Power System
Hubungan Yang Terjadi Dalam SCADA
Akuisisi Data
Pada kenyataannya, kita membutuhkan pemantauan yang jauh lebih banyak dan kompleks untuk pengukuran terhadap masukan dan beberapa sensor digunakan untuk pengukuran terhadap keluaran (tekanan, massa jenis, densitas dan lain sebagainya). Beberapa sensor bisa melakukan pengukuran kejadian secara sederhanayang 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 dibawah 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
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 ketidakcocokan komunikasi lagi. Karena kebanyakan sensor dan relai kontrol hanyalah peralatan listrik yang sederhana, alat- alat tersebut tidak bisa menghasilkan atau menerjemahkanprotokol komunikasi. Dengan demikian dibutuhkan RTU yang menjembatani antara sensor dan jaringan SCADA. RTU mengubah masukan-masukan sensor keformat protokol yang bersangkutan dan mengirimkan ke master SCADA, selain itu RTU juga menerima perintah dalam format protokoldan memberikan sinyal listrik yang sesuai ke relai kontrol yang bersangkutan.
Penyajian Data
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 ComputerInterface). Akses ke kontrol panel ini bisa dilakukan secara lokal maupun melalui website. Bahkan saat ini sudah tersedia panel-panel kontrol yang TouchScreen
Kontrol
Kita bisa melakukan penambahan kontrol ke dalam sistem SCADA melalui HMI-nya. Bisa dilakukan otomasi kontrol atau otomasi proses, tanpa melibatkan campur tangan manusia.
Kelebihan dan kekurangan Sistem Scada
Sebuah sistem scada memberikan kekuasaan untuk mengatur dan mengkonfigurasi system . Kita bisa menempatkan sensor dan kendali disetiap titik kritis didalam proses. Seiring dengan teknologi scada yang semakin baik , kita bisa menempatkan lebih banyak sensor di banyak tempat sehingga semakin banyak hal yang bisa dipantau, semakin detil operasi yang bisa
dilihat, dan semuanya bekerja secara real time. Tidak peduli sekompleks
apapun prosesnya, kita bisa melihat operasi proses dalam skala besar maupun
kecil, dan setidaknya bisa melakukan penelusuran jika terjadi kesalahan dan
sekaligus meningkatkan efisiensi.
Sistem SCADA memiliki banyak nilai lebih diantaranya:
1. Pengawasan (supervisory) plant dapat dilakukan secara langsung (real
time) melalui tampilan monitor.
2. Kecepatan dan kemudahan memperoleh informasi berkaitan dengan
kondisi/status sistem yang dipantau.
3. Mengontrol proses-proses yang lebih besar dan kompleks dengan lebih
mudah (tidak memerlukan banyak operator).
4. Dapat mengontrol plant secara real time dari jarak jauh.
5. Dapat mendeteksi dan memperbaiki kesalahan/kerusakan sistem secara
cepat.
Adapun kekurangan sistem scada diantaranya :
Kecanggihan sistem membuat manusia menjadi lemah dalam hal pengawasan
Banyak pekerja yang tidak bisa mengimbangi kinerja sistem scada seandainya sistem scada itu rusak/eror
Sistem scada bisa rusak karena faktor teknis maupun non teknis seperti bencana alam
BAB III
PENYELESAIAN KASUS
Contoh Kasus
Pak Iwan adalah seorang direktur utama perusahaan dibidang makanan dan minuman kaleng. Pak Iwan mempunyai pabrik yang besar dan sangat kompleks dengan sistem kontrol menggunakan PLC. Akhir-akhir ini omzet perusahaan mengalami penurunan, namun dia tidak bisa menganalisa dimana letak kekurangannya. Suatu hari Pak Iwan membaca sebuah artikel tentang sistem SCADA. Dalam artikel tersebut disebutkan bahwa sistem SCADA dapat memonitor setiap peristiwa misalnya proses pengisian kaleng, proses pengepakan, dan lain lain secara real time. Sistem SCADA juga dapat merekam jejak proses produksi sehingga rekam jejak tersebut dapat digunakan untuk menganalisa kesalahan sistem. Dan yang paling penting, Pak Iwan dapat memonitor proses produksinya dari jarak jauh. Pak Iwan bingung bagaimana cara kerja sistem SCADA, apa saja yang perlu dipersiapkan untuk membuat sistem tersebut. Apakah sistem kendali yang telah ada dipabriknya saat ini harus diubah atau tidak.
Anda sebagai seorang engineer yang telah mempunyai pengetahuan sistem SCADA diminta Pak Iwan untuk menjelaskannya. Bagaimanakah cara anda untuk menjelaskan dan meyakinkan Pak Iwan bahwa sistem SCADA baik untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas proses produksi di pabriknya.
Penyelesaian Kasus
Penjelasan masalah SCADA dapat dilakukan dengan metode presentasi. Dan untuk masalah sistem kendali yg ada di pabrik Pak Iwan Sistem Kendali PLC dapat dihubungkan ke sistem SCADA dengan dijadikan RTU dalam SCADA.
BAB IV
PENUTUP
Kesimpulan
SCADA merupakan sistem praktis yang dapat digunakan di suatu industri.
Dapat memudahkan suatu proses pengontrolan dan dapat menganalisa sistem.
Dapat dihubungkan ke PLC, PLC dapat digunakan sebagai RTU.
