te090452 scada dalam sistem tenaga listrik.docx
DESCRIPTION
Berisi tentang berbagai macam Hardware dan Software dari sistem SCADA dalam Sistem Tenaga ListrikTRANSCRIPT
TE090452 SCADA dalam Sistem Tenaga Listrik
Nama Zakki Mubarok
NRP 2211038001
Alamat Jl. Keputih Perintis II/16 Sukolilo
Surabaya
Tugas 1 Bagian Hardware dan Software SCADA
Tanggal 8 Oktober 2013
Topik : Bagian Hardware dan Software SCADA
2.2 Perbandingan istilah SCADA, DCS, PLC dan instrumen cerdas
2.2.1 Sistem SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)
SCADA merupakan singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition.
SCADA merupakan sebuah sistem yang terdiri dari sejumlah unit remote terminal (RTU)
yang mengumpulkan data lapangan yang terhubung kembali ke stasiun induk melalui sistem
komunikasi, yang dipakai untuk pengontrolan suatu proses, seperti:
proses industri: manufaktur, pabrik, produksi, generator tenaga listrik.
proses infrastruktur: penjernihan air minum dan distribusinya, pengolahan limbah, pipa
gas dan minyak, distribusi tenaga listrik, sistem komunikasi yang kompleks, sistem
peringatan dini dan sirine
proses fasilitas: gedung, bandara, pelabuhan, stasiun ruang angkasa.
SCADA terdiri dari perlengkapan hardware dan software. 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 langsung-kawat tidak praktis).
Manfaat sistem SCADA adalah Data yang akurat dan tepat waktu (real-time)
memungkinkan untuk optimalisasi operasi pabrik dan proses; lebih efisien, handal dan,
operasi lebih aman; biaya yang lebih rendah dibandingkan dengan operasi sistem non-
otomatis.
1
Ada dua elemen dalam Aplikasi SCADA, yaitu:
1. Proses, sistem, mesin yang akan dipantau dan dikontrol - bisa berupa power plant, sistem
pengairan, jaringan komputer, sistem lampu trafik lalu-lintas atau apa saja;
2. Sebuah jaringan peralatan ‘cerdas’ dengan antarmuka ke sistem melalui sensor dan luaran
kontrol. Dengan jaringan ini, yang merupakan sistem SCADA, membolehkan Anda
melakukan pemantauan dan pengontrolan komponen-komponen sistem tersebut.
Sistem SCADA tidak dapat berdiri sendiri,namun harus didukung oleh berbagai
macam komponen yaitu:
1. Master Terminal Unit
Sistem pemantauan dan kontrol industri biasanya terdiri dari sebuah host pusat atau
master (biasa dinamakan sebagai master station, master terminal unit atau MTU)
Master station merupakan kumpulan perangkat keras dan lunak yang ada di control
center. Biasanya desain untuk sebuah master station tidak akan sama, namun secara
garis besar desain dari sebuah master station terdiri atas:
1. Server
2. Workstation
3. Historikal data
4. Projection mimic, dahulu masih menggunakan mimic board
5. Peripheral pendukung, seperti printer, logger
6. Recorder
7. Global Positioning System untuk referensi waktu, dahulu masih menggunakan
master clock
8. Dispatcher training simulator
9. Aplikasi SCADA dan Energy Management System
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.
2
2. Remote Terminal Unit
satu atau lebih unit-unit pengumpul dan kontrol data lapangan (biasa dinamakan
remote station, remote terminal unit atau RTU) maksudnya sebuah unit yang
dilengkapi dengan sistem mandiri seperti sebuah komputer, yang ditempatkan pada
lokasi dan tempat-tempat tertentu di lapangan. Yang berfungsi untuk mengendalikan,
mengakuisisi data, mensupervisi, dan mengirimkan data ke MTU.
3
3. Sensor dan actuator (field devices)
Peralatan dilapangan yang dikontrol oleh sistem SCADA. Sensor (baik yang
analog maupun digital) dan relai kontrol yang langsung berhubungan dengan berbagai
macam aktuator pada sistem yang dikontrol. Contoh sistem mekanik motoris yang
terpasang di dalam cubicle-cubicle 20 kV.
4. System komunikasi
Pada umumnya jarak antara RTU dengan MTU cukup jauh sehingga diperlukan
media komunikasi antara keduanya Sebagai jalan komunikasi data maupun suara
antara control center dengan site (lokasi) dapat menggunakan Power Line
Communication, fiber optik, atau radio link. Pemilihan media komunikasi sangat
bergantung kepada jarak antar site, media yang telah ada dan penting tidaknya suatu
titik ( gardu ).
Secara umum fungsi dari SCADA adalah:
Penyampaian data
Proses kegiatan dan monitoring
Fungsi kontrol
4
Komponen-komponen Dasar SCADA
Penghitungan dan pelaporan
Fungsi SCADA dalam system tenaga listrik :
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.
Dengan adanya peralatan SCADA penyampaian dan pemprosesan data dari sistem
tenaga listrik akan lebih cepat diketahui oleh dispatcher (pusat kontrol). Untuk kepentingan
dimaksud di atas, seorang dispatcher akan dibantu dengan suatu sistem SCADA yang
terintegrasi yang berada di dalam ruangan khusus, dan disebut dengan Control Center.
Ruangan tersebut bergabung dengan ruangan khusus untuk menempatkan komputer-
komputer disebut dengan Master Station. SCADA yang dioperasikan di control center
mencakup berbagai aplikasi yaitu sebagai berikut:
- Akuisisi data
- Supervisory control
- Pemantauan data, pemrosesan event (kejadian) dan alarm
- Kalkulasi data
- Tagging (penandaan)
- Perekaman data
- Pelaporan
5
Secara umum keuntungan-keuntungan yang dapat kita peroleh dengan menerapkan
system SCADA pada kelistrikan, yaitu:
a. Dengan menggunakan system SCADA pada system kelsitrikan dapat diperoleh
dengan system pengoperasian dengan organisasi yang lebih ramping dan sederhana.
Pada prinsipnya, dengan adanya system SCADA system gardu induk tanpa orang
seharusnya dapat dilakukan, dimana hal ini dapat mengurangi biaya-biaya yang cukup
signifikan sebagai bahan pertimbangan dalam penerapan system SCADA.
b. Keuntungan lain yang dapat diperoleh dari pengoperasian system kelistrikan dengan
menggunakan system SCAD adalah system pengoperasian yang lebih ekonomis.
Dengan menggunakan system SCADA system pengoperasian kelistrikan dapat
menghemat keseluruhan biaya operasi, misalya dengan load forecast dan unit-unit
komitmen yang lebih baik, optimasi rugi-rugi transmisi maupun pembangkit dan lain
sebagainya yang secara keseluruhan akan mengoptimumkan sumber daya secara
ekonomis.
c. Peningkatan keandalan system. Factor-faktor pertimbangan pengimplementasian
SCADA bukan hanya terdiri atas pertimbangan ekonomis semata-mata melainkan
juga factor sekuriti dan keandalan. Sejauh ini diakui masih sulit menjelaskan
keuntungan-keuntungan diatas secara kuantitatif dalam arti nilai ekonomis yang akan
6
diperoleh bila system dilengkapi dengan SCADA. Biasanya bila terjadi gangguan
serius yang menyebabkan pemadaman total (black out), baru akan terfikirkan betapa
pentingnya sarana dan fasilitas yang dapat digunakan untuk membantu
mengoperasikan dan menganalisa keandalan system. Dari berbagai pendapat
disepakati keandalan system akan bisa dinaikkan mulai 20% hingga 50% bila system
kelistrikan dioperasikan dengan system SCADA. Angka tersebut diharapkan akan
semakin meningkat seiring dengan kemajuan fungsi-fungsi perangkat lunak aplikasi
yang terus berkembang.
2.2.2 Distributed control system (DCS)
DCS (Sistributed Control System) adalah 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. 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.
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. Komunikasi lokal dapat dilakukan
melewati jaringan melalui kabel atau fiber optic.
7
Komponen – komponen DCS
Secara umum komponen dari DCS terdiri dari 3 komponen dasar yaitu:
Operator Station, Control Module, dan I/O module.
a. Operator Station
Operator station 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. Operator station juga dapat
digunakan untuk menampilkan trend data, messages, dan data proses.
b. Control Module
Control modul merupakan bagian utama dari DCS. Control modul adalah pusat
kontrol atau sebagai otak dari seluruh pengendalian proses. Control modul melakukan proses
komputasi algoritma dan menjalankan ekspresi logika. Pada umumnya control module
berbentuk blackbox yang terdapat pada lemari atau cabinet dan dapat ditemui di control
8
DCS
room. Control module biasanya menggunakan mode redundant untuk meningkatkan
kehandalan control.
Fungsi dari control module adalah mengambil input variable yang akan dkontrol.
Nilai variable tersebut akan dikalkulasi. Hasil dari kalkulasi ini akan dibandingkan dengan set
point yang sudah ditentukan. Set point ini adalah nilai yang diharapkan sebuah proses. Jika
hasil kalkulasi berbeda dengan set point, nilai tersebut harus dimanipulasi sehingga mencapai
set point yang sudah ditentukan. Hasil manipulasi nilai akan dikirim ke input output modul
dan untuk disampaikan ke aktuator.
c. I/O Module
I/O Module merupakan interface antara control module dengan field instrument. I/O
module berfungsi menangani input dan output dari suatu nilai proses, mengubah sinyal dari
digital ke analog dan sebaliknya. Modul input mendapatkan nilai dari transmitter dan
memberikan nilai proses kepada FCU untuk diproses, sedangkan FCU mengirimkan
manipulated value kepada modul output untuk dikirim ke actuator. Setiap field instrument
pasti memiliki alias di I/O module. Setiap field instrument memiliki nama yang unik di I/O
Module.
Fungsi DCS
DCS berfungsi sebagai alat untuk melakukan kontrol suatu loop system
dimana satu loop dapat mengerjakan beberapa proses control.
Berfungsi sebagai pengganti alat control manual dan otomatis yang
terpisah-pisah menjadi suatu kesatuan sehingga lebih mudah untuk
pemeliharaan dan penggunaanya
Sarana pengumpul dan pengolah data agar didapat output proses yang tepat.
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
9
Perbedaan SCADA dengan DCS
3.2 Komponen-komponen dari Sistem SCADA
Komponen dasar dari sistem SCADA dengan penekanan pada perangkat lunak
SCADA ditunjukkan dalam diagram di bawah ini
3.2.1 SCADA fitur kunci
10
User interface
• Keyboard
• Tikus
• Trackball
• Layar sentuh
Menampilkan grafik
• Pelanggan dapat dikonfigurasi, objek berorientasi dan bit dipetakan
• Unlimited jumlah halaman
• Resolusi: hingga 1280 × 1024 dengan jutaan warna
Alarm
• Arsitektur Client server
• Waktu dicap alarm untuk 1 milidetik presisi (atau lebih baik), dan 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
• Hingga empat disesuaikan perjalanan poin untuk setiap alarm analog
• Penyimpangan dan tingkat pemantauan perubahan untuk alarm analog
• Layar Selektif alarm berdasarkan kategori (256 kategori)
• alarm Sejarah dan event logging
• bantuan Context-sensitive
• alarm On-line menonaktifkan dan ambang modifikasi
• alarm Event-dipicu
• Laporan alarm dipicu
• komentar Operator dapat dilampirkan ke alarm
Tren
• 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
11
• Layar tren Pop-up
• gridlines Trend atau profil
• tren grafis Latar Belakang
• Real-time multi-pena berarah
• 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)
• Semua protokol yang kompatibel disertakan sebagai standar
• Driver DDE didukung
• Antarmuka juga memungkinkan RTUs, pengendali lingkaran, pembaca barcode dan
lainnya peralatan
• Driver toolkit yang tersedia
• Beroperasi pada dasar permintaan bukannya scan standar konvensional metode
• Optimalisasi permintaan blok data ke PLC
• Rasionalisasi permintaan data pengguna jaringan
• Maksimalisasi bandwidth raya PLC
Skalabilitas
• hardware tambahan dapat ditambahkan tanpa mengganti atau memodifikasi yang
sudah ada peralatan
• Terbatas hanya oleh arsitektur PLC (biasanya 300-40 000 poin)
Akses ke data
• Langsung, real-time akses ke data oleh setiap pengguna jaringan
• akses pihak ketiga ke data real-time, misalnya Lotus 123 dan Excel
• Jaringan DDE
• DDE kompatibilitas: membaca, menulis, dan exec
• DDE untuk semua perangkat IO poin
• Clipboard
12
Database
• dukungan driver ODBC
• perintah SQL langsung atau pelaporan tingkat tinggi
Jaringan
• 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)
• 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
Toleransi kesalahan dan redundansi
• 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
Klien / server didistribusikan pengolahan
• desain arsitektur Terbuka
13
• 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
14