SCADA dalam Sistem Tenaga Listrik Zakki Mubarok 2211038001 D3 Teknik Elektro
HIGHLIGHTS
2.2 Comparison of the terms SCADA, DCS, PLC and smart instrument - 2.2.1 SCADA system - 2.2.2 Distributed control system (DCS)
3.2 The components of a SCADA system - 3.2.1 SCADA key features
Page 2
HIGHLIGHTS
2.2 Comparison of the terms SCADA, DCS, PLC and smart instrument - 2.2.1 SCADA system - 2.2.2 Distributed control system (DCS)
3.2 The components of a SCADA system - 3.2.1 SCADA key features
Page 2
SCADA systems, hardware and firmware
2.2 Perbandingan istilah SCADA, DCS, PLC dan instrumen cerdas 2.2.1 Sistem SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition )
Pengertian : Sebuah sistem yang terdiri dari sejumlah unit remote terminal (RTU) yang mengumpulkan data lapangan yang terhubung kembali ke stasiun induk melalui sistem komunikasi. Manfaat sistem SCADA : Data yang akurat dan tepat waktu (realtime) memungkinkan untuk optimalisasi operasi pabrik dan proses; lebih efisien, handal dan, operasi lebih aman; biaya yang lebih rendah dibandingkan dengan operasi sistem non-otomatis. Page 4
Ada kerancuan antara definisi sistem SCADA dan pengontrolan proses. SCADA berkonotasi operasi remote jarak jauh (jarak antara lokasi pengendali dan lokasi yang dikendalikan sedemikian rupa sehingga kontrol secara langsungkawat tidak praktis). Sistem SCADA tidak hanya didukung oleh kinerja kelancaran RTU, link komunikasi dan stasiun master (semua dalam sistem SCADA) tetapi juga perangkat lapangan (baik transduser dan perangkat kontrol).
Komponen-komponen SCADA(1)
Master Terminal Unit
Remote Terminal Unit (RTU) Sensor dan Aktuator (Field Devices) Sistem komunikasi Page 5
Komponen-komponen SCADA(2)
1) Sebuah host pusat atau master dari sistem pemantauan dan kontrol industri, secara garis besar desain dari sebuah master station terdiri atas:
2. Workstation 3. Historikal data 4. Projection mimic, dahulu masih menggunakan mimic board
6. Recorder Page 6
8. Dispatcher training simulator 9. Aplikasi SCADA Management System
1. Server
5. Peripheral printer, logger
7. Global Positioning System untuk referensi waktu, dahulu masih menggunakan master clock
pendukung,
seperti
dan
Energy
10. Uninterruptable Power Supply (UPS) untuk menjaga ketersediaan daya listrik 11. Automatic Transfer Switch (ATS) dan Static Transfer Switch (STS) untuk mengendalikan aliran daya listrik menuju master station.
Komponen-komponen SCADA(3)
2) Unit-unit pengumpul dan kontrol data lapangan untuk mengendalikan, mengakuisisi data, mensupervisi, dan mengirimkan data ke MTU, RTU tersebut harus dilengkapi dengan panel, transducer, dan wiring, biasanya digunakan PLC merupakan pengendali dari plant (field device) 3) Peralatan dilapangan yang dikontrol oleh sistem SCADA, plant yang terdiri dari obyek yang memiliki berbagai sensor dan aktuator Here comes your footer
Page 7
Komponen-komponen SCADA(3)
4) Sebagai jalan komunikasi data maupun suara antara control center dengan site (lokasi) dapat menggunakan : a. RS 232 b. Private Network (LAN/RS-485)
c. Switched Telephone Network
d. Leased lines
e. Internet
f. Wireless Communication systems – Wireless LAN – GSM Network Page 8
Radio modem
Fungsi Sistem SCADA secara umum
Penyampaian data Proses kegiatan dan monitoring Fungsi kontrol Penghitungan dan pelaporan Animasi SCADA yang tipikal
Page 9
Fungsi Sistem SCADA dalam Sistem Tenaga Listrik(1)
Telecontrol, berfungsi melakukan perintah Remote Control (Open/Close) terhadap peralatan yang berada dilapangan. Telesignaling, berfungsi mengumpulkan data status dan alarm (Open, Close, power Supply fault, indikasi relay atau parameter lainnya) yang dianggap Perlu yang dapat dimembantu dispatcher dalam memonitor peralatan yang berada dilapangan. Telemetering, berfungsi mengukur beban yang terpasang pada alat ukur tenaga listrik (Arus, Tegangan, Daya Aktif, Frekuensi dll) dan semua peralatan yang berada dilapangan. Page 10
Fungsi Sistem SCADA dalam Sistem Tenaga Listrik(2)
Page 11
2.2 Perbandingan istilah SCADA, DCS, PLC dan instrumen cerdas
2.2.2 Distributed control system (DCS) Pengertian : 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. Sistem DCS dirancang dengan prosesor redundant untuk meningkatkan kehandalan sistem. Untuk mempermudah dalam penggunaan, DCS sudah menyertakan tampilan / grafis kepada user dan software untuk konfigurasi control. Hal ini akan memudahkan user dalam perancangan aplikasi. DCS dapat bekerja untuk satu atau lebih workstation dan dapat dikonfigurasi di workstation atau dari PC secara offline. Page 12
Komponen Dasar DCS(1)
1. Operator Station
2. Control module
3. I/O Module
Operator Station
Page 13
Komponen Dasar DCS(2)
1) Merupakan tempat dimana user melakukan pengawasan atau monitoring proses yang berjalan. Operator station digunakan sebagai interface dari sistem secara keseluruhan atau biasa juga dikenal dengan kumpulan dari beberapa HIS (Human Interface Station), Bentuk HIS berupa komputer biasa yang dapat mengambil data dari control station. Operator station dapat memunculkan variable proses, parameter control, dan alarm yang digunakan user untuk mengambil status operasi. Selain itu, untuk menampilkan trend data, messages, dan data proses.
Page 14
Komponen Dasar DCS(3)
1) Pusat kontrol atau sebagai otak dari seluruh pengendalian proses, melakukan proses komputasi algoritma dan menjalankan ekspresi logika. Pada umumnya control module berbentuk blackbox yang terdapat pada lemari atau cabinet. Control module biasanya menggunakan mode redundant untuk meningkatkan kehandalan control. 2) Interface antara control module dengan field instrument, berfungsi menangani input dan output dari suatu nilai proses, mengubah sinyal dari digital ke analog dan sebaliknya. Here comes your footer
Page 15
Skema DCS
Page 16
Fungsi DCS
Sebagai alat untuk melakukan kontrol suatu loop system dimana satu loop dapat mengerjakan beberapa proses control. Sebagai pengganti alat control manual dan otomatis yan g terpisah-pisah menjadi suatu kesatuan sehingga lebih mudah untuk pemeliharaan dan penggunaanya Sarana pengumpul dan pengolah data agar didapat output proses yang tepat. Page 17
Kelebihan DCS
Fungsi control terdistribusi diantara FCS
Sistem redundancy tersedia di setiap level
Modifikasi interlock sangat mudah dan fleksible
Informasi variable proses dapat ditampilkan sesuai dengan keinginan user Maintenance dan troubleshooting menjadi lebih mudah
Page 18
Perbedaan SCADA dengan DCS
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)
DCS (Distributed Control System)
Umumnya berupa kontrol loop terbuka
Umumnya berupa kontrol loop tertutup
(level supervisor)
(continous control)
Daerah jangkauan luas
Daerah jangkauan terbatas
Umumnya menggunakan teknologi
Menggunakan teknologi komunikasi
komunikasi jarak jauh
jarak dekat
Membutuhkan sistem komunikasi
Membutuhkan sistem komunikasi
dengan kecepatan rendah
dengan kecepatan dan kehandalan
Page 19
SCADA systems, software and protocols
3.2 Komponen-komponen dari Sistem SCADA
Komponen dasar dari sistem SCADA dengan penekanan pada perangkat lunak SCADA ditunjukkan dalam diagram di bawah ini
Page 21
3.2.1 Fitur-fitur Kunci Software SCADA (1)
• Arsitektur Client server • Waktu dicap alarm untuk 1 milidetik presisi (atau lebih baik) • pengakuan jaringan tunggal dan kontrol alarm • Alarm dibagi untuk semua klien • Alarm ditampilkan dalam urutan kronologis • Alokasi Dinamis halaman alarm • User -defined format dan warna Menampilkan grafik (Tampilan grafis, • Hingga empat disesuaikan perjalanan poin bukan hanya angka, untuk mempermudah untuk setiap alarm analog pengamatan) • Penyimpangan dan tingkat pemantauan • Pelanggan dapat dikonfigurasi, objek perubahan untuk alarm analog berorientasi dan bit dipetakan • Layar Selektif alarm berdasarkan kategori • Jumlah halaman tidak terbatas (256 kategori) • Resolusi: hingga 1280 × 1024 dengan • alarm Sejarah dan event logging jutaan warna • bantuan Context-sensitive Alarm ( Alarm untuk memberi warning saat • alarm On-line menonaktifkan dan ambang modifikasi sistem dalam kondisi abnormal) User interface (Tampilan yang memudahkan manusia (operator) untuk memahami atau mengendalikan mesin (sistem, plant)) • Keyboard • Tikus • Trackball • Layar sentuh
Page 22
3.2.1 SCADA fitur kunci(2)
• alarm Event-dipicu • Laporan alarm dipicu • komentar Operator dapat dilampirkan ke alarm
Tren (Trend ialah grafik garis yang menggambarkan kondisi/status suatu device) • server arsitektur Client • tren cetakan Benar bukan kesedihan layar • Band tren Karet zoom • Ekspor data ke DBF, file CSV • X / Y kemampuan petak • Tren berbasis Acara • Layar tren Pop-up • gridlines Trend atau profil • tren grafis Latar Belakang • Real-time multi-pena berarah Page 23
• Layar tren jangka pendek dan jangka panjang • Panjang penyimpanan data dan frekuensi pemantauan dapat ditetapkan pada basis per-point • Pengarsipan data tren historis • perubahan On-line waktu-base tanpa kehilangan data • pengambilan On-line dari data arsip tren historis • nilai Exact dan waktu dapat ditampilkan • Trend data dapat direpresentasikan secara grafis secara real-time
Antarmuka RTU (dan PLC) (Bagian program yang menghubungkan PLC dengan SCADA software) • Semua protokol yang kompatibel disertakan sebagai standar
3.2.1 SCADA fitur kunci(3)
• Driver DDE didukung • Terbatas hanya oleh arsitektur PLC • Antarmuka juga memungkinkan RTUs, (biasanya 300-40 000 poin) pengendali lingkaran, pembaca barcode Akses ke data (Program memiliki akses dan lainnya peralatan pada data tertentu yang diinginkan) • Driver toolkit yang tersedia • Langsung, real-time akses ke data oleh • Beroperasi pada dasar permintaan setiap pengguna jaringan bukannya metode scan standar • akses pihak ketiga ke data real-time, konvensional misalnya Lotus 123 dan Excel • Optimalisasi permintaan blok data ke • Jaringan DDE PLC • DDE kompatibilitas: membaca, • Rasionalisasi permintaan data menulis, dan exec pengguna jaringan • DDE untuk semua perangkat IO poin • Maksimalisasi bandwidth raya PLC • Clipboard Skalabilitas (Program dapat diperluas Database (Penyimpanan data ke tanpa mengganggu program lama yang dalam database) sudah ada) • dukungan driver ODBC • hardware tambahan dapat ditambahkan • perintah SQL langsung atau pelaporan tanpa mengganti atau memodifikasi yang tingkat tinggi
Page 24
3.2.1 SCADA fitur kunci(3)
Jaringan (Program ini dapat berjalan dalam suatu jaringan, baik pada LAN maupun internet) • Mendukung semua jaringan NetBIOS kompatibel seperti NetWare, LAN Manager, Windows for Workgroups, Windows NT (berubah dari yang sudah ada) • Dukungan protokol NetBEUI, IPX / SPX, TCP / IP dan lebih • Sentralisasi alarm, tren dan laporan pengolahan - data yang tersedia dari mana saja dalam jaringan • Jaringan Dual penuh LAN redundansi • Tidak ada jaringan yang dibutuhkan konfigurasi (transparan)
Page 25
• Dapat diaktifkan melalui kotak centang tunggal, tidak ada konfigurasi • LAN lisensi didasarkan pada jumlah pengguna login ke jaringan, tidak jumlah node pada jaringan • Tidak ada file server diperlukan • Sistem multi-user, komunikasi penuh antara operator • RAS dan WAN didukung dengan kinerja tinggi • PSTN dial up dukungan
3.2.1 SCADA fitur kunci(4)
Toleransi kesalahan dan redundansi (Program memiliki toleransi tertentu terhadap kesalahan yang terjadi. SCADA system juga harus bersifat redundant , dimana saat MTU utama down akan digantikan oleh MTU cadangan) • Jaringan Dual penuh LAN redundansi • Redundansi dapat diterapkan untuk hardware tertentu • Mendukung konfigurasi peralatan primer dan sekunder • Cerdas redundansi memungkinkan secondaryequipment untuk berkontribusi beban pengolahan • changeover otomatis dan pemulihan • Redundant menulis ke PLC tanpa konfigurasi Perangkat • Cermin disk I / O • Cermin server alarm • Cermin tren server • redundansi file server yang • Tidak ada konfigurasi yang diperlukan, dapat diaktifkan melalui kotak centang tunggal, tidak ada konfigurasi
Page 26
3.2.1 SCADA fitur kunci(5)
Klien / server didistribusikan pengolahan (Pemrosesan data bersifat distributed , dimana Server maupun Client memiliki bagian pemrosesan tersendiri) • desain arsitektur Terbuka • Real-time multitasking • Client / server sepenuhnya didukung tanpa konfigurasi pengguna • update proyek Terdistribusi (perubahan tercermin di jaringan) • Dukungan Concurrent beberapa node tampilan • Mengakses tag dari setiap node • Mengakses data (tren, alarm, laporan) dari setiap node
Page 27
Contoh : Layout Wonderware InTouch 10 (SCADA Software)
Here comes your footer
Page 28
KESIMPULAN
Sistem SCADA Hardware
Master Terminal Unit Automatic Transfer Switch (ATS) dan Static Transfer Switch (STS); Recorder; Uninterruptable Power Supply (UPS); Projection mimic; Global Positioning System; Peripheral pendukung, seperti printer, logger Remote Terminal Unit Panel; transducer; wiring; atau PLC (Programmable Logic Controller) Field Devices plant di lapangan obyek dilapangan yang memiliki berbagai sensor dan aktuator, seperti cubicle-cubicle Sistem Komunikasi Power Line Carieer (PLC); radio link; fiber optik; pil ot kabel; RS 232; private network (LAN/RS-485); jaringan telefon dari PT Telkom; perangkat wireless
Here comes your footer
Page 29
Software
Master Terminal Unit Historikal data; Dispatcher training simulator; Aplikasi SCADA dan Energy Management System Remote Terminal Unit program vendor PLC (Programmable Logic Controller) Field Devices Sistem Komunikasi sistem Internet; sistem jaringan wireless
Here comes your footer
Page 30
DCS Hardware
Operator Station HIS (Human Interface Station) komputer biasa yang dapat mengambil data dari control station; alarm Field control station (FCS) CPU; power supply unit, PSU; VL net coupler; IOM Control Module History module (berupa hardisk pada komputer); berbentuk blackbox yang terdapat pada lemari atau cabinet I/O Module transmitter; FCU; actuator
Here comes your footer
Page 31
Software
Operator Station Aplikasi DCS, variable proses, parameter control, dan alarm yang digunakan user untuk mengambil status operasi. Field control station (FCS) control unit untuk mengendalikan variabel – variabel yang dikendalikan pada proses Control Module Data Historian I/O Module fieldbus
Here comes your footer
Page 32
