SCADA

SCADA

Penulis:

Waskita Indrasutanta, (acting) Systems Department Head - Wifgasindo

Dinamika Instrument Engineering

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) adalah suatu Sistem Kontrol

Supervisory dan Pengumpul. Pada prakteknya pengumpul data umumnya adalah

data dari Site di lokasi ‘remote’, atau sering disebut sebagai ‘Telemetry’, dan

Supervisory Control pada Site di lokasi ‘remote’ pula, atau sering disebut

‘Telecontrol’. Supervisory Control adalah kendali yang dilakukan diatas kendali lokal,

sebagai contoh, pada oil production kita mempunyai beberapa production site yang

dikumpulkan pada stasiun pengumpul ( gathering station ). Kendali lokal dilakukan

untuk masing-masing production well dan supervisory control di stasiun pengumpul,

melakukan control kepada semua production well dibawahnya. Misalnya, salah satu

production well mengalami gangguan, dan stasiun pengumpul tetap harus

memberikan dengan production rate tertentu, maka supervisory control akan

melakukan koordinasi pada production well lainnya agar jumlah produksi bisa tetap

dipertahankan.

Istilah SCADA, DCS, FCS dan PLC saat ini sudah menjadi agak kabur karena aplikasi

yang saling tumpang tindih. Walaupun demikian kita masih bisa membedakan dari

arsitektur-nya yang serupa tapi tak sama. Sesuai dengan rancang bangun awalnya,

DCS lebih berfungsi baik untuk aplikasi kontrol proses, sedangkan SCADA lebih

berfungsi baik untuk aplikasi seperti istilah diterangkan diatas.

Sensor, Transmitter dan Actuator yang dipergunakan SCADA sama saja dengan

yang dipergunakan DCS, FCS, dan PLC, dengan standard 4~20mA, HART, Fieldbus,

dsb., sesuai dengan kompatibilitas SCADA System yang dipergunakan. Ada

beberapa pabrikan yang membuat MV ( Multi Variable ) Transmitter, yang langsung

menggunakan Modbus, sehingga dengan menambah Radio Modem, transmitter ni

menjadi sebuah RTU. Arsitekturnya terdiri sebuah MTU ( Master Terminal Unit )

dengan Operator Workstation, dan pada remote location terdapat RTU ( Remote

Terminal Unit ). Dengan teknologi saat ini, arsitektur SCADA mulai berubah dan

sering disebut sebagai ‘Remote Application Control System’ .

SCADA telah mengalami perubahan generasi, dimana pada awalnya design sebuah

SCADA mempunyai satu perangkat MTU yang melakukan Supevisory 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 berikutnya, membuat RTU yang intelligent, sehingga fungsi local control

dilakukan oleh RTU di lokasi masing-masing RTU, dan MTU hanya melakukan

supervisory 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 mengalihkan komunikasi dari MTU -

RTU ke tingkatan MMI (Master) - MMI (Remote) melalui jaringan microwave atau

satelit. Ada juga yang mengimplementasi komunikasinya pada tingkatan RTU,

karena berpendapat bahwa kita tidak bisa mengandalkan system pada Computer,

dan komunikasi pada tingkatan Computer (MMI) membutuhkan bandwidth yang

lebar dan mahal.

Dengan majunya teknologi Intranet dan Internet saat ini, concept SCADA diatas

berubah menjadi lebih sederhana dan memanfaatkan infrastruktur Intranet yang

pada saat ini umumnya sudah dibangun oleh perusahaan-perusahaan besar seperti

Pertamina. Apabila ada daerah-daerah atau wilayah yang belum terpasang

infrastruktur Intranet, 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 dengan Teknologi XML yang

kemudian bisa dengan mudah di akses dengan Web Browser biasa seperti yang kita

gunakan untuk Internet Browsing seperti MS Internet Explorer, Netscape, dsb. Dari

Web Browser ini kita bisa mendapatkan semua tampilan seperti pada layar MMI

local, atau dibuatkan tampilan sendiri sesuai kebutuhan. Kontrol tetap bisa dilakukan

melalui Web Browser ini sebagaimana layaknya MMI di lokasi local.

Untuk sekuriti, system harus kita lengkapi dengan Router yang hanya mem-publish

Web Server ke WAN (Wide Area Network) untuk mengisolir hacker untuk

mengganggu Control System pada Control Network kita di lokasi masing-masing.

Industrial Web Server juga dilengkapi dengan banyak sekali fasilitas sekuriti, seperti

login name dengan password, menentukan komponen mana yang perlu di-publish

dan mana yang ‘read only’, mana yang bisa dilakukan ‘control’ dari remote, dan

sebagainya.

System seperti ini populer dengan sebutan Remote Application Control System

(RACS), yang makin digemari orang, karena sebenarnya hal seperti inilah yang

dibutuhkan pada waktu kita akan memasangkan suatu SCADA system. Idealnya,

seluruh Pertamina mulai dari EP dengan TMG-nya, UP dengan banyak Unit

Daerahnya, PDN dengan jaringan Distribusi dan Pemasarannya, dengan mudah bisa

di-integrasikan melalui teknologi Intranet dan Internet. Bahkan kita bisa me-launch

Web Server kita ke jaringan Internet yang otomatis bisa kita akses dari manapun di

seluruh dunia.

Rangkuman Diskusi di Milis Tentang SCADA

Pertanyaan : (Mohamad Zaki Zulqornain – Valco Mulia International) Sbg orang yg awam masalah instrumentasi, saya ingin menanyakan ttg masalah SCADA. Yg saya tahu cuma singkatannya saja (Supervisory Control & Data Acquisition), dan yg saya tangkap SCADA ini adalah sebuah sistem jaringan utk sistem kontrol dan pengiriman data. Betulkah spt itu? Apakah ini sama dgn DCS, Fieldbus, dsb? Utk aplikasi di oil & gas spt apa?

Tanggapan 1 : (Waskita Indrasutanta - Wifgasindo Dinamika Instrument Engineering) Sesuai dengan singkatannya, SCADA system adalah suatu system yang melakukan Data Acquisition dan Supervisory Control. Pada awal diciptakannya, SCADA terdiri dari MTU (Master Terminal Unit) yaitu sebuah computer dengan software untuk HMI (mentayangkan Data) dan Supervisory Control terhadap semua Input/Output pada RTU (Remote Terminal Unit). Kebanyakan RTU benar-benar dipasang pada site yang remote yang dihubungkan ke MTU melalui Radio Modem, sehingga kesan yang ditimbulkan

untuk sebuah SCADA system adalah system yang diperuntukkan untuk Wide Area atau Remote Application. Istilah SCADA menjadi kabur terhadap DCS dan PLC karena perkembangan masing-masing system yang mempunyai fungsi yang overlap, seperti RTU yang melakukan local control pada RTU; DCS/PLC yang dipadukan melalui Radio Modem; dsb. Maka dari itu saya lebih cenderung menyebut system seperti ini sebagai RACS (Remote Application Control System). (FOUNDATION Fieldbus) FF-RACS bisa dibangun dengan membuat Linking Device untuk berfungsi sebagai RTU dan dipadukan dengan IP Radio sebagai FF-HSE.

Tanggapan 2 : (Agung P. Djatmiko - ConocoPhillips) Sekedar tambahan informasi, diambil dari: http://members.iinet.net.au/~ianw/primer.html General Definition SCADA (supervisory control and data acquisition): An industrial measurement and control system consisting of a central host or master (usually called a master station, master terminal unit or MTU); one or more field data gathering and control units or remotes (usually called remote stations, remote terminal units, or RTU’s); and a collection of standard and/or custom software used to monitor and control remotely located field data elements. Contemporary SCADA systems exhibit predominantly open-loop control characteristics and utilize predominantly long distance communications, although some elements of closed-loop control and/or short distance communications may also be present. Systems similar to SCADA systems are routinely seen in factories, treatment plants etc. These are often referred to as Distributed Control Systems (DCS). They have similar functions to SCADA systems, but the field data gathering or control units are usually located within a more confined area. Communications may be via a local area network (LAN), and will normally be reliable and high speed. A DCS system usually employs significant amounts of closed loop control. SCADA systems on the other hand generally cover larger geographic areas, and rely on a variety of communications systems that are normally less reliable than a LAN. Closed loop control in this situation is less desirable. So what is SCADA? It is used to monitor and control plant or equipment. The control may be automatic, or initiated by operator commands. The data acquisition is accomplished firstly by the RTU’s scanning the field inputs connected to the RTU (it may be also called a PLC – programmable logic controller). This is usually at a fast rate. The central host will scan the RTU’s (usually at a slower rate.) The data is processed to detect alarm conditions, and if an alarm is present, it will be displayed on special alarm lists. Data can be of three main types. Analogue data (ie real numbers) will be trended (ie placed in graphs). Digital data (on/off) may have alarms attached to one state or the other. Pulse data (eg counting revolutions of a meter) is normally accumulated or counted. The primary interface to the operator is a graphical display (mimic) which shows a representation of the plant or equipment in graphical form. Live data is shown as graphical shapes (foreground) over a static background. As the data changes in the field, the foreground is updated. Eg a valve may be shown as open or closed. Analog data can be showneither as a number, or graphically. The system may have many such displays, and the operator can select from the relevant ones at any time

Tanggapan 3 : (Waskita Indrasutanta - Wifgasindo Dinamika Instrument Engineering) Saya pribadi kurang setuju dengan statement dibawah ini: “The data acquisition is accomplished firstly by the RTU’s scanning the field inputs connected to the RTU (it

may be also called a PLC - programmable logic controller).” Menurut saya: RTU bisa berfungsi sebagai PLC; PLC bisa dipergunakan sebagai RTU, tetapi RTU dan PLC adalah dua device yang berbeda.

Tanggapan 4 : (Ardiansyah Kusumah - Cegelec) Perkembangan sekarang dengan kemajuan teknologi IT, SCADA tidak hanya koneksi antar RTU/PLC yang ada di remote area ke Master Terminal Unit (HMI). Namun juga koneksi (transfer data) antar PC Server area 1- PC Client area2 atau PC Server area1-PC Server area2. Dengan menggunakan peralatan komunikasi seperti phone line atau radio link atau VSAT(satelit) transfer data dapat dilakukan. Apakah benar seperti yang dinyatakan dalam pernyataan di bawah ini bahwa close loop control tidak dianjurkan? “SCADA systems on the other hand generally cover larger geographic areas, and rely on a variety of communications systems that are normally less reliable than a LAN. Closed loop control in this situation is less desirable”. Adakah standar tipe pengontrolan dan besaran fisis (flow,pressure,temperature) apa saja yang dapat dikontrol dengan sistem SCADA?

Tanggapan 5 : (Amirsyah Pohan - Cegelec) Saya ingin menambah keterangan sedikit mengenai RTU & PLC RTU fungsi utamanya mentransmisikan / menerima data (via serial link, radio, fiber optic etc.) bukan untuk pengontrolan. Data yang akan ditransmisikan harus di akusisi (digunakan I/O card + CPU atau PLC), sehingga fungsi CPU atau kontroller di RTU hanya untuk pengolahan data. Makanya RTU selalu terdiri dari dua bagian: pengolahan data dan penerima/pengirim data. PLC sendiri fungsi utamanya adalah untuk pengontrolan.

Tanggapan 6 : (Waskita Indrasutanta - Wifgasindo Dinamika Instrument Engineering) Yah, diskusi menjadi semakin seru dan mulai agak membingungkan. Semuanya, Pak Ardiansyah, Pak Amirsyah dan posting rekan-rekan lain benar. Maka dari itu, saya lebih cenderung untuk menggunakan RACS (Remote Application Control System) untuk system yang sering disebut SCADA tersebut. Kalau menurut Pak Amirsyah RTU tidak melakukan control, pada generasi awal SCADA system memang benar adanya. ‘Supervisory Control’ pada SCADA generasi awal dilakukan oleh MTU dan Operator (dengan HMI atau pada waktu itu disebut sebagai SCADA software) melalui RTU ke I/O di lapangan remote. Walaupun demikian, karena kebutuhan adanya local control tanpa melalui transmisi komunikasi data, maka RTU berfungsi pula sebagai local control untuk site masing-masing, sehingga apabila terjadi kegagalan komunikasi data, local control tetap berfungsi. Demikian pula, control system lainnya (PLC, DCS, FCS, dsb.) generasi sekarang juga mempunyai sarana komunikasi data melalui berbagai media (Radio, Microwave, Fiber Optic, dsb.), sehingga bisa difungsikan sebagai RTU dan MTU selain local control. Selain HMI (Operator Interface), MTU juga melakukan ‘Supervisory Control’ seperti koordinasi antar production well atau upstream / downstream upset. Dalam satu SCADA system bisa terdiri dari sebuah atau lebih MTU dan dilakukan grouping sesuai dengan area dan fungsinya. Pada pernyataan dibawah “……. Closed loop control in this situation is less desirable”, berarti bahwa fasiltas local closed loop control pada RTU (yang pada awalnya belum dirancang untuk melakukan closed loop local control) merupakan fasilitas tambahan hasil pengembangan system. Jadi tidak sematang seperti pada system yang memang dirancang untuk melakukan closed loop control. Kalau

kita menggunakan FCS, DCS atau PLC yang difungsikan sebagai RTU, maka kendala itu tidak ada. Standar tipe pengontrolan adalah standar ISA untuk PID, Cascade, Feedforward, dsb. dan tidak tergantung pada besaran fisisnya. Beberapa aplikasi khusus seperti ‘Combustion Efficiency System’, ‘Automatic Boiler Blowdown’, ‘Net Oil Computer’, dsb. memerlukan algoritma khusus pula. Pada FF (FOUNDATION(tm) Fieldbus) system, semua Function Block, baik itu basic, advanced ataupun special harus melalui proses registrasi oleh Fieldbus Foundation dengan melalui beberapa test. Begitu ‘Registered’ (approved), maka algoritma atau Function Block tersebut menjadi standar yang bisa dipakai oleh semua orang –> ‘open’ (tidak ada hak paten). Integrasi RACS dengan WAN (IT Network) sangat dimungkinkan dengan teknologi saat ini, yaitu dengan teknologi XML, Web Portal, WebHMI dan sebagainya. Sebagai referensi, bisa dilihat makalah Industrial Ethernet Network yang baru saja saya bawakan pada WIA-2003 di Bandung Minggu lalu dan makalah-makalah lainnya.

SCADA

Apa sich SCADA itu..

SCADA merupakan singkatan dari Supervisory Control And Data Acquisition.Maksud dari SCADA yaitu pengawasan,pengontrolan dan pengumpulan data. Suatu sistem SCADA terdiri dari sejumlah RTU (Remote Terminal Unit), sebuah Master Station/ RCC (Region Control Center), dan jaringan telekomunikasi data antara RTU dan Master Station. Nah dalam komunikasi antara Master Station (MS) dengan setiap Remote Terminal Unit (RTU) dilakukan melalui media yang bisa berupa fiber optik, PLC (power line carrier), atau melalui radio, dimana dalam hal ini data dikirimkan dengan protokol tertentu (biasanya tergantung vendor SCADA yang dipakai) misalnya Indactic 33, IEC-60870, dll. Sistim ini banyak dipakai di lapangan produksi minyak dan gas (Upstream),Jaringan Listrik Tegangan Tinggi (Power Distribution) dan beberapa aplikasi sejenis dimana sistem dengan konfigurasi seperti ini dipakai untuk memonitor dan mengontrol areal produksi yang tersebar di area yang cukup luas.

Istilah SCADA, DCS (Distributed Control System), FCS dan PLC (Programmable Logic Control ) saat ini sudah menjadi agak kabur karena aplikasi yang saling tumpang tindih. Walaupun demikian kita masih bisa membedakan dari arsitektur-nya yang serupa tapi tak sama. Sesuai dengan rancang bangun awalnya, DCS lebih berfungsi baik untuk aplikasi kontrol proses, sedangkan SCADA lebih berfungsi baik untuk aplikasi seperti istilah diterangkan diatas

SCADA telah mengalami perubahan generasi, dimana pada awalnya design sebuah SCADA mempunyai satu perangkat MTU yang melakukan Supevisory Control dan Data Acquisition melalui satu atau banyak RTU yang berfungsi sebagai (dumb) Remote I/O melalui jalur komunikasi Radio, dedicated line Telephone, Protocol Line Carrier (PLC) dan lainnya.

Generasi berikutnya, membuat RTU yang intelligent, sehingga fungsi local control dilakukan oleh RTU di lokasi masing-masing RTU, dan MTU hanya melakukan

supervisory 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 mengalihkan komunikasi dari MTU - RTU ke tingkatan MMI (Master) - MMI (Remote) melalui jaringan microwave atau satelit. Ada juga yang mengimplementasi komunikasinya pada tingkatan RTU, karena berpendapat bahwa kita tidak bisa mengandalkan system pada Computer, dan komunikasi pada tingkatan Computer (MMI) membutuhkan bandwidth yang lebar dan mahal.

Dengan majunya teknologi Intranet dan Internet saat ini, concept SCADA diatas berubah menjadi lebih sederhana dan memanfaatkan infrastruktur Intranet yang pada saat ini umumnya sudah dibangun oleh perusahaan-perusahaan besar seperti Pertamina. Apabila ada daerah-daerah atau wilayah yang belum terpasang infrastruktur Intranet, 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 dengan Teknologi XML yang kemudian bisa dengan mudah di akses dengan Web Browser biasa seperti yang kita gunakan untuk Internet Browsing seperti MS Internet Explorer, Netscape, dsb. Dari Web Browser ini kita bisa mendapatkan semua tampilan seperti pada layar MMI local, atau dibuatkan tampilan sendiri sesuai kebutuhan. Kontrol tetap bisa dilakukan melalui Web Browser ini sebagaimana layaknya MMI di lokasi local.

Untuk sekuriti, system harus kita lengkapi dengan Router yang hanya mem-publish Web Server ke WAN (Wide Area Network) untuk mengisolir hacker untuk mengganggu Control System pada Control Network kita di lokasi masing-masing. Industrial Web Server juga dilengkapi dengan banyak sekali fasilitas sekuriti, seperti login name dengan password, menentukan komponen mana yang perlu di-publish dan mana yang ‘read only’, mana yang bisa dilakukan ‘control’ dari remote, dan sebagainya.

System seperti ini populer dengan sebutan Remote Application Control System (RACS), yang makin digemari orang, karena sebenarnya hal seperti inilah yang dibutuhkan pada waktu kita akan memasangkan suatu SCADA system. Idealnya, seluruh Pertamina mulai dari EP dengan TMG-nya, UP dengan banyak Unit Daerahnya, PDN dengan jaringan Distribusi dan Pemasarannya, dengan mudah bisa di-integrasikan melalui teknologi Intranet dan Internet. Bahkan kita bisa me-launch Web Server kita ke jaringan Internet yang otomatis bisa kita akses dari manapun di seluruh dunia.

Sedikit tambahan,beberapa peralatan/istilah yg lazim digunakan dlm Control System, yaitu:

SCADA (Supervisory, Control, and Data Acquisition)

HMI/MMI ( Human/Man Machine Interface)

PLC (Programmable Logic Controller)

DCS (Distributed Control System)

Remote I/O (Input/Output)

Signal Conditioning

Data Transferred Media (Coaxial Cable, Optic Cable, Radio Freq, Protocol Line Carrier)

Processor, Memory(RAM/ROM) ..dst

Control System itu memiliki Hirarki/Tingkatan/Level dalam sistemnya, dan teknologi terbaru saat ini hirarki2 tsb sdh menjadi terintegrasi yg kemudian dikenal dgn istilah “Integrated System” (klo yg ini ntar pembahasannya bisa jd lebih lebar dan luas lagi).

Secara sederhana/gampangnya Hirarki-nya dibagi menjadi beberapa tingkatan:

Level 1 (yg paling bawah) adalah : Instrument, Motor, M/C (yg berhubungan secara langsung dgn Proses)

Level 2 : PLC / DCS, adalah perangkat yg spt halnya PC memiliki Processor, Memory, jg I/O yg terkoneksi ke Equipment2 di Level 1.

Nah, Program2 itulah yg dibuat & diLoad oleh User ke Memory agar Processor meng-eksekusi perintah2 tsb melalui Remote I/O-nya.

Ada 2 type yaitu Analog dan Digital.

Level 3 : HMI/MMI (semacam Panel Digital) atau SCADA berupa Software yg terinstal di Computer/PC untuk membantu User memahami/mengawasi/mengontrol(value adjustment) proses yg berlangsung atau juga kondisi equipment di Plant melalui Layar Monitor (biasanya di Control Room) Selain itu data2 yg telah terbaca tersebut bisa disimpan/direcord/diLog dlm storage disk di PC, sehingga Trend dr proses atau equimpent bisa diketahui (per-day/per-week/per-month/ dst)

Kalau masalah bgmna hubngnya dgn Networking kemudian Analisa, maka kalau diruntutkan dari level yg paling rendah itu adalah proses Signal Conditioning (Analog to Digital Converter/ADC, DAC, Signal Coding Methode, Profibus, Profinet, Controlnet,… dst) kemudian jika signal data2 trsbut sdh ter-Kondisikan/se-type spt halnya signal data komputer barulah kemudian itu urusannya Computer Networking (Client-Server)

Demikian dulu sedikit ulasan tentang SCADA,maaf kalau tulisannya kurang terstrukur karena memang tulisan ini merupakan rangkuman dari tulisan2 rekan2 yang ada di internet.Maklum aja,aku juga lagi belajar tentang SCADA…So yang aku tahu cuma gambaran umumnya saja…

Posted by: andi.taufik

cuma mao sedikit lurusin..ajah

gak semua wilayah remote menggunakan OPC server.. ini digunakan sevagai perantara komunikasi antar brand..

terutama ketika komunikasi antar DCS karena DCS tidak mengenal Slave kalo mao komunikasi via Modbus sehingga menggunakan komunikasi OPC yang di kumpulkan dulu di satau PC yang disebut OPC server tapi bisa juga digabung di PC MMI Server/SCADA server.

oia satu lagi, di level 4 akan berhubungan dengan data base biasanya disini menggunakan SAP, dan level 4 ini apa yang disebut dengan ERP (enterprise resources planning) setelah unsur level ini baru di sebut SCADA.

kalo dari paparan level TS masih di kelas control system

hhehehhe

posted by aidem

SCADA bukanlah teknologi khusus, tapi lebih merupakan sebuah aplikasi. Kepanjangan SCADA adalah Supervisory Control And Data Acquisition, semua aplikasi yang mendapatkan data-data suatu sistem di lapangan dengan tujuan untuk pengontrolan sistem merupakan sebuah Aplikasi SCADA !

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.

Anda dapat membangun sistem SCADA menggunakan berbagai macam teknologi maupun protokol yang berbeda-beda.

DIMANAKAH SCADA DIGUNAKAN?

Anda dapat menggunakan SCADA untuk mengatur berbagai macam peralatan. Biasanya, SCADA digunakan untuk melakukan proses industri yang kompleks secara otomatis, menggantikan tenaga manusia (bisa karena dianggap berbahaya atau tidak praktis - konsekuensi logis adalah PHK), dan biasanya merupakan proses-proses yang melibatkan faktor-faktor kontrol yang lebih banyak, faktor-faktor kontrol gerakan-cepat yang lebih banyak, dan lain sebagainya, dimana pengontrolan oleh manusia menjadi tidak nyaman lagi.

Sebagai contoh, SCADA digunakan di seluruh dunia misalnya untuk…

• Penghasil, transmisi dan distribusi listrik: SCADA digunakan untuk mendeteksi besarnya arus dan tegangan, pemantauan operasional circuit breaker, dan untuk mematikan/menghidupkan the power grid;

• Penampungan dan distribusi air: SCADA digunakan untuk pemantauan dan pengaturan laju aliran air, tinggi reservoir, tekanan pipa dan berbagai macam faktor lainnya;

• Bangunan, fasilitas dan lingkungan: Manajer fasilitas menggunakan SCADA untuk mengontrol HVAC, unit-unit pendingin, penerangan, dan sistem keamanan.

• Produksi: Sistem SCADA mengatur inventori komponen-komponen, mengatur otomasi alat atau robot, memantau proses dan kontrol kualitas.

• Transportasi KA listrik : menggunakan SCADA bisa dilakukan pemantauan dan pengontrolan distribusi listrik, otomasi sinyal trafik KA, melacak dan menemukan lokasi KA, mengontrol palang KA dan lain sebagainya.

• Lampu lalu-lintas: SCADA memantau lampu lalu-lintas, mengontrol laju trafik, dan mendeteksi sinyals-sinyal yang salah

Dan, tentunya, masih banyak lagi aplikasi-aplikasi potensial untuk sistem SCADA. SCADA saat ini digunakan hampir di seluruh proyek-proyek industri dan infrastruktur umum.

Intinya SCADA dapat digunakan dalam aplikasi-aplikasi yang membutuhkan kemudahan dalam pemantauan sekaligus juga pengontrolan, dengan berbagai macam media antarmuka dan komunikasi yang tersedia saat ini (misalnya, Komputer, PDA, Touch Screen, TCP/IP, wireless dan lain sebagainya).

NGAPAIN JUGA PAKE SCADA?

Coba sekarang pikirkan tanggung-jawab atau tugas Anda di perusahaan, berkaitan dengan segala macam operasi dan parameter-parameter yang akhirnya mempengaruhi hasil produksi:

• Apakah peralatan Anda membutuhkan Catu Daya, suhu yang terkontrol, kelembaban lingkungan yang stabil dan tidak pernah mati?

• Apakah Anda perlu tahu - secara real time - status dari berbagai macam komponen dan peralatan dalam sebuah sistem kompleks yang besar?

• Apakah Anda perlu tahu bagaimana perubahan masukan mempengaruhi luaran? • Peralatan apa saja yang perlu Anda kontrol - secara real time - dari jarak jauh? • Apakah Anda perlu tahu dimanakah terjadinya kesalahan/kerusakan dalam sistem

sehingga mempengaruhi proses?

PEMANTAUAN DAN PENGONTROLAN SECARA REAL-TIME MENINGKATKAN EFISIENSI DAN MEMAKSIMALKAN KEUNTUNGAN

Tanyakan beberapa poin tersebut sebelumnya, saya yakin Anda akan bisa memperkirakan dimanakah Anda bisa mengaplikasikan SCADA. Bisa jadi Anda akan berkata lagi “Terus ngapain? So What?”. Apa yang sebenarnya ingin Anda ketahui adalah hasil secara nyata yang bagaimanakah yang bisa Anda harapkan dengan mengaplikasikan SCADA?

Berikut ini beberapa hal yang bisa Anda lakukan dengan Sistem SCADA:

• Mengakses pengukuran kuantitatif dari proses-proses yang penting, secara langsung saat itu maupun sepanjang waktu.

• Mendeteksi dan memperbaiki kesalahan secara cepat. • Mengukur dan memantau trend sepanjang waktu. • Menemukan dan menghilangkan kemacetan (bottleneck) dan pemborosan

(inefisiensi). • Mengontrol proses-proses yang lebih besar dan kompleks dengan staf-staf terlatih

yang lebih sedikit.

Intinya, sebuah sistem SCADA memberikan Anda keleluasaan mengatur maupuan mengkonfigurasi sistem. Anda bisa menempatkan sensor dan kontrol di setiap titik kritis di dalam proses yang Anda tangani (seiring dengan teknologi SCADA yang semakin baik, Anda bisa menempatkan lebih banyak sensor di banyak tempat). Semakin banyak hal yang bisa dipantau, semakin detil operasi yang bisa Anda lihat, dan semuanya bekerja secara real-time. Tidak peduli sekompleks apapun proses yang Anda tangani, Anda bisa

melihat operasi proses dalam skala besar maupun kecil, dan Anda setidaknya bisa melakukan penelusuran jika terjadi kesalahan dan sekaligus meningkatkan efisiensi. Dengan SCADA, Anda bisa melakukan banyak hal, dengan ongkos lebih murah dan, tentunya, akan meningkatkan keuntungan!

Contoh Arsitektur SCADA

By Agfianto Eko Putra (Lecturer, Consultant, Author)

• buku • Neurosains • Lain-lain • FPGA • DSP

By Agfianto Eko Putra (Lecturer, Consultant, Author)

• buku • Neurosains • Lain-lain • FPGA • DSP

Mar 26

Tutorial SCADA (Bagian-2): Bagaimana SCADA bekerja?

Sebuah sistem SCADA memiliki 4 (empat) fungsi , yaitu:

1. Akuisisi Data, 2. Komunikasi data jaringan, 3. Peyajian data, dan 4. Kontrol (proses)

Fungsi-fungsi tersebut didukung sepenuhnya melalui 4 (empat) komponen SCADA, yaitu:

1. Sensor (baik yang analog maupun digital) dan relai kontrol yang langsung berhubungan dengan berbagai macam aktuator pada sistem yang dikontrol;

2. RTUs (Remote Telemetry Units). Merupakan unit-unit “komputer” kecil (mini), maksudnya sebuah unit yang dilengkapi dengan sistem mandiri seperti sebuah komputer, yang ditempatkan pada lokasi dan tempat-tempat tertentu di lapangan. RTU bertindak sebagai pengumpul data lokal yang mendapatkan datanya dari sensor-sensor dan mengirimkan perintah langsung ke peralatan di lapangan;

3. Unit master SCADA (Master Terminal Unit - MTU ). Kalo yang ini merupakan komputer yang digunakan sebagai pengolah pusat dari sistem SCADA. Unit master ini menyediakan HMI (Human Machine Iterface) bagi pengguna, dan secara otomatis mengatur sistem sesuai dengan masukan-masukan (dari sensor) yang diterima;

4. Jaringan komunikasi, merupakan medium yang menghubungkan unit master SCADA dengan RTU-RTU di lapangan.

SISTEM SCADA PALING SEDERHANA DI DUNIA!

Sistem SCADA yang paling sederhana yang mungkin bisa dijumpai di dunia adalah sebuah rangkaian tunggal yang memberitahu Anda sebuah kejadian (event). Bayangkan sebuah pabrik yang memproduksi pernak-pernik, setiap kali produk pernak-pernik berhasil dibuat, akan mengaktifkan sebuah saklar yang terhubungkan ke lampu atau alarm untuk memberitahukan bahwa ada satu pernak-pernik yang berhasil dibuat.

Tentunya, SCADA bisa melakukan lebih dari sekedar hal sederhana tersebut. Tetapi prinsipnya sama saja, Sebuah sistem SCADA skala-penuh mampu memantau dan (sekaligus) mengontrol proses yang jauh lebih besar dan kompleks.

AKUISISI DATA

Pada kenyataannya, Anda membutuhkan pemantauan yang jauh lebih banyak dan kompleks dari sekedar sebuah mesin yang menghasilkan sebuah produk (seperti contoh sebelumnya). Anda mungkin membutuhkan pemantauan terhadap ratusan hingga ribuan sensor yang tersebar di seluruh area pabrik. Beberapa sensor digunakan untuk pengukuran terhadap masukan (misalnya, laju air ke reservoir), dan beberapa sensor

digunakan untuk pengukuran terhadap luaran (tekanan, massa jenis, densitas dan lain sebagainya).

Beberapa sensor bisa melakukan pengukuran kejadian secara sederhana yang 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 di bawah 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

Dari contoh sederhana pabrik pernak-pernik, yang dimaksud ‘jaringan’ pada kasus tersebut adalah sekedar kabel yang menghubungkan saklar dengan panel lampu. Kenyataannya, seringkali Anda ingin memantau berbagai macam parameter yang berasal dari berbagai macam sensor di lapangan (pabrik), dengan demikian Anda membutuhkan sebuah jaringan komunikasi untuk melakukannya.

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 kecocokan komuninkasi lagi.

Karena kebanyakan sensor dan relai kontrol hanyalah peralatan listrik yang sederhana, alat-alat tersebut tidak bisa menghasilkan atau menerjemahkan protokol komunikasi. Dengan demikian dibutuhkan RTU yang menjembatani antara sensor dan jaringan SCADA. RTU mengubah masukan-masukan sensor ke format protokol yang bersangkutan dan mengirimkan ke master SCADA, selain itu RTU juga menerima perintah dalam format protokol dan memberikan sinyal listrik yang sesuai ke relai kontrol yang bersangkutan.

Gambar Contoh Jaringan pada Sistem SCADA

PENYAJIAN DATA

Untuk kasus pabrik pernak-pernik kita, satu-satunya tampilan adalah sebuah lampu yang akan menyala saat saklar diaktifkan. Ya, tentu saja kenyataannya bisa puluhan hingga ratusan lampu, bayangkan siapa yang akan Anda minta untuk mengawasi lampu-lampu tersebut, emangnya lampu hiasan? Bukan khan?

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 Computer Interface). Akses ke kontrol panel ini bisa dilakukan secara lokal maupun melalui website. Bahkan saat ini sudah tersedia panel-panel kontrol yang TouchScreen. Perhatikan contoh-contoh gambar dan penjelasan pada STUDI KASUS.

Gambar Contoh akses SCADA melalui website

KONTROL

Sayangnya, dalam contoh pabrik pernak-pernik kita tidak ada elemen kontrol. Baiklah, kita tambahkan sebuah kontrol. Misalnya, sekarang operator juga memiliki tombol pada panel kontrol. Saat dia klik pada tombol tersebut, maka saklar di pabrik juga akan ON.

Okey, jika kemudian Anda tambahkan semua kontrol pabrik ke dalam sistem SCADA melalui HMI-nya, maka Anda mendapatkan sebuah kontrol melalui komputer secara penuh, bahkan menggunakan SCADA yang canggih (hampir semua produk perangkat lunak SCADA saat ini sudah canggih-canggih) bisa dilakukan otomasi kontrol atau otomasi proses, tanpa melibatkan campur tangan manusia. Tentu saja, Anda masih bisa secara manual mengontrolnya dari stasion master.

Tentunya, dengan bantuan SCADA, proses bisa lebih efisien, efektif dan meningkatkan profit perusahaan.

STUDI KASUS DAN TREND SCADA MASA KINI

Pemantauan level tangki di Salah satu Depot BBM Pertamina saat ini sudah bisa dilakukan melalui website internal Pertamina. Implementasi sudah dilakukan sejak tahun 2007 yang lalu. Pengembangan SCADA dilakukan menggunakan Visual Basic (saat ini Anda bisa mendowload gratis Visual Basic 2008 Express Edition, ya benar! Gratis! Anda langsung bisa memulai membuat SCADA…).

Gambar 1. Tampilan awal website Pemantauan Tangki BBM

Gambar 2. Hasil akusisi data lapangan Pemantauan Tangki BBM

Di depot BBM Pertamina lainnya juga telah dilakukan otomasi penyaluran BBM. Sistem SCADA dikembangkan (juga) menggunakan Visual Basic 6.0 dan SQL. Dengan demikian proses penyaluran BBM dapat diawasi dan berjalan secara efektif dan efisien hingga pengiriman SMS ke SPBU terkait.

Gambar 3. Modul Drive-In (antrian tangki) dan Gate-In (penyaluran stock BBM), saat truk tangki masuk areal antrian

Gambar 4. Modul Drive-In (antrian tangki) dan Gate-In (penyaluran stock BBM), saat truk tangki masuk areal pengisian

Gambar 5. Pemantauan proses penyaluran

Gambar 6. Pemantauan proses penyaluran, alternatif tampilan

Sedangkan Iconics, sebuah perusahaan SCADA terkenal, memberikan pernyataan sbb:

Today’s plant operations are faced with the need to perform better and to be more competitive with less resources. For plant-level operations, today’s systems need to connect to different infrastructures for data gathering and users need to analyze and visualize data in real-time. The connectivity or aggregation needed today can come from a wide range of data sources including OPC and SMNP data, PLCs, plant historians and more. To stay competitive you need to analyze your plant level information in real-time in order to make necessary production adjustments. Visualization needs to happen across many platforms, such as dedicated operator stations, pocket and wireless devices and via web browsers.

Gambar 7. Konsep yang diunggulkan Iconics melalui Perangkat Lunaknya Genesis 32 (ada juga versi 64-bit nya)

Selain itu, Iconics dan Ge Fanuc juga sudah mendukung Solusi Total untuk pengembangan SCADA terpadu mulai dari pabrik hingga ke para pengambil keputusan di tingkat manajer.

Gambar 8. Konsep Plant/Factory operation to IT Enterprise System dari Iconics (OPC Tookits, Genesis-32 dan BizViz)

Gambar 9. Konsep Plant/Factory operation to IT Enterprise System dari Ge Fanuc

Tutorial Scada (Bagian-3): Bagaimana mengevaluasi Sistem dan Perangkat Keras SCADA?

Okey, sekarang persoalannya adalah petunjuk bagaimana memilih dan memilah sistem SCADA yang baik. Apalagi sistem SCADA akan Anda gunakan hingga 10 sampai 15 tahun yang akan datang, tentunya Anda harus mencari produk-produk yang terkenal reputasinya. Namun hal ini akan berdampak pada investasi yang harus dilakukan, sebuah produk dengan reputasi handal dan terkenal tentu harganya jauh lebih mahal dibandingkan produk-produk SCADA baru yang saat ini mulai banyak bermunculan.

Ada beberapa hal penting yang perlu Anda perhatikan, antara lain:

• Anda bisa menghabiskan masa depan pabrik dengan ongkos berlebih yang tidak perlu;

• Kadangkala setelah menghabiskan dana yang sangat besar, akhirnya Anda hanya mendapatkan sebuah sistem yang kurang atau bahkan tidak memenuhi apa yang diinginkan;

• Atau barangkali saat ini sistem betul-betul memenuhi kebutuhan, tetapi tidak untuk pengembangan masa depan.

Catatan singkat mengenai Sensor dan Jaringan

Sensor dan relai kontrol merupakan komponen yang penting. Tentu saja, ada beberapa sensor yang lebih baik daripada lainnya, namun tersedianya datasheet untuk sebuah sensor akan membantu Anda mengenali lebih detil dari sensor yang bersangkutan, sehingga Anda bisa memilih mana yang terbaik.

Sebuah jaringan (LAN/WAN) berbasis TCP/IP merupakan jaringan yang mudah digunakan, dan jika pabrik Anda belum semuanya memiliki jaringan, transisi ke jaringan LAN bisa jadi merupakan tujuan jangka panjang perusahaan. Namun Anda tidak perlu

langsung menerapkan jaringan LAN semuanya untuk mendapatkan keuntungan dari penggunaan SCADA. Sistem SCADA yang baik akan mendukung jaringan lama Anda dan jaringan LAN, sehingga Anda bisa melakukan transisi secara bertahap.

Berikut saya sampaikan beberapa petunjuk (dari pengalaman dan beberapa rujukan dari online maupun offline) dalam membangun sistem SCADA terutama masalah pemilihan RTU dan MTU.

Apa yang perlu Anda perhatikan dalam memilih SCADA RTU

SCADA RTU Anda harus mampu berkomunikasi dengan segala macam peralatan yang di pabrik dan bisa bertahan terhadap berbagai macam kondisi industri (panas, dingin, tekanan dan lain sebagainya). Berikut ceklis untuk pemilihan RTU yang berkualitas:

• Kapasitas yang cukup untuk mendukung berbagai macam peralatan di pabrik (dalam cakupan SCADA yang diinginkan), tetapi tidak lebih dari yang dibutuhkan. Jangan sampai Anda membeli RTU dengan kapasitas yang berlebih sedemikian hingga akhirnya tidak akan pernah digunakan, ini adalah pemborosan.

• Konstruksi yang tahan banting dan kemampuan bertahan terhadap suhu dan kelembaban yang ekstrim. Sudah jelas khan? Kalo tidak tahan banting dan tidak bisa bertahan buat apa pasang RTU tersebut? Bisa jadi hasil pengukuran menjadi tidak akurat dan alat jebol.

• Catu daya yang aman dan berlimpah. Sistem SCADA seringkali harus bekerja penuh 24 jam setiap hari. Seharusnya digunakan RTU yang mendukung penggunaan daya dari baterei, idealnya, ada dua sumber catu daya (listrik dan baterei).

• Port komunikasi yang cukup. Koneksi jaringan sama pentingnya seperti catu daya. Port serial kedua atau modem internal bisa menjaga agar RTU tetap online walaupun jaringan saat itu sedang rusak atau gagal. Selain itu, RTU dengan port komunikasi beragam dapat mendukung strategi migrasi LAN.

• Memori nonvolatile (NVRAM) untuk menyimpan firmware. NVRAM dapat menyimpan data walaupun catu daya dimatikan. Firmware baru (hasil modifikasi dan lain sebagainya) dapat diunduh ke penyimpan NVRAM melalui jaringan, sehingga kemampuan RTU akan selalu up-to-date (terbaharui) tanpa harus mengunjungi lokasi RTU yang bersangkutan.

• Kontrol cerdas. Sistem SCADA yang canggih saat ini bisa melakukan kontrol dengan sendirinya sesuai dengan program atau pengaturan yang dimasukkan, terutama tanggapan terhadap berbagai macam masukan sensor-sensor. Ini jelas tidak perlu untuk semua aplikasi, namun menawarkan kemudahan operasional.

• Jam waktu-nyata (real-time clock). untuk pencetakan tanggal/waktu pada laporan secara tepat dan akurat;

• Pewaktu watchdog yang memastikan RTU bisa start-ulang setelah terjadinya kegagalan daya (power failure).

Tipikal arsitetur RTU (klik untuk memperbesar)

Apa yang perlu Anda perhatikan dalam memilih SCADA MTU

SCADA master atau MTU harus mampu menampilkan berbagai informasi dalam bentuk yang familiar bagi pengguna atau operator-nya. Beberapa hal yang perlu diperhatikan berkaitan dengan SCADA MTU:

• Fleksibel, tanggapan terhadap sensor bisa diprogram. Cari sistem yang menyediakan perangkat yang mudah untuk memprogram soft alarm (laporan kejadian yang kompleks yang merupakan kombinasi antara masukan sensor dan pernyataan tanggal/jam) dan soft control (tanggapan terhadap sensor yang bisa diprogram).

• Bekerja penuh 24/7, peringatan melalui SMS (pager) dan pemberitahuan email secara otomatis. Anda tidak perlu mempekerjakan orang untuk mengamati papan pemantauan 24 jam sehari. Jika peralatan membutuhkan campur tangan manusia, maka secara otomatis sistem akan mengirimkan peringatan melalui SMS atau email ke penanggung-jawab yang bersangkutan.

• Tampilan informasi secara detil. Tentunya Anda ingin sebuah sistem yang menampilkan dalam bahasa harian Anda (Inggris, Indonesia, dll) yang jelas dan sederhana, dengan penjelasan yang lengkap terhadap aktivitas yang sedang terjadi dan bagaimana Anda seharusnya menangani atau menanggapinya.

• Tapis untuk alarm mengganggu (tidak perlu). Alarm-alarm yang mengganggu akan membuat para staff menjadi tidak peka lagi terhadap pelaporan alarm, dan mereka mulai percaya bahwa semua alarm merupakan alarm menganggu. Akhirnya mereka akan berhenti menanggapi semua alarm termasuk alarm yang kritis (alarm yang benar-benar harus mendapatkan perhatian). Gunakan SCADA yang dapat menapis dan memilah-milah alarm-alarm mana yang mengganggu dan yang kritis.

• Kemampuan pengembangan kedepan. Sebuah sistem SCADA merupakan investasi jangka panjang (10 hingga 15 tahun). Sehingga Anda perlu memastikan

kemampuan SCADA untuk pengembangan dalam jangka waktu 15 tahun kedepan.

• Pencadangan yang beragam. Sistem SCADA yang baik mendukung berbagai macam pencadangan master, di beberapa lokasi. Jika master SCADA utama gagal, master yang kedua dalam jaringan akan mengambil alih secara otomatis, tanpa adanya interupsi fungsi pemantauan dan pengontrolan.

• Mendukung berbagai macam tipe protokol dan peralatan. Jika jaman dulu SCADA hanya dbuat untuk protokol-protokol tertentu yang tertutup. Solusi vendor tunggal bukan merupakn ide yang bagus - seringkali vendor tidak lagi menyediakan dukungan untuk produk-produk mereka. Dukungan terhadap berbagai macam protokol yang terbuka akan mengamankan sistem SCADA Anda dari keusangan yang tak-terencana.

Tipikal arsitektur MTU (Klik untuk memperbesar)

Link yang terkait…