SCADA-Zakki Mubarok-2211038001.ppt

SCADA dalam Sistem Tenaga ListrikZakki Mubarok2211038001D3 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

SCADA systems, hardware and firmware

Page 4

2.2 Perbandingan istilah SCADA, DCS, PLC dan instrumen cerdas

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 (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. 

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).

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).

2.2.1 Sistem SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

Komponen-komponen SCADA(1)

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:

1. Server

2. Workstation

3. Historikal data

4. Projection mimic, dahulu masih menggunakan mimic board

5. Peripheral pendukung, seperti printer, logger

6. Recorder

Page 6

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.

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

– Radio modemPage 8

Fungsi Sistem SCADA secara umum

Penyampaian data

Proses kegiatan dan monitoring

Fungsi kontrol

Penghitungan dan pelaporan

Page 9

Animasi SCADA yang tipikal

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

Page 12

2.2 Perbandingan istilah SCADA, DCS, PLC dan instrumen cerdas

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.

2.2.2 Distributed control system (DCS)

Komponen Dasar DCS(1)

Page 13

Operator Station

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  yang 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

(level supervisor)

Umumnya berupa kontrol loop tertutup

(continous control)

Daerah jangkauan luas Daerah jangkauan terbatas

Umumnya menggunakan teknologi

komunikasi jarak jauh

Menggunakan teknologi komunikasi

jarak dekat

Membutuhkan sistem komunikasi

dengan kecepatan rendah

Membutuhkan sistem komunikasi

dengan kecepatan dan kehandalan

tinggi

Page 19

SCADA systems, software and protocols

Page 21

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 22

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 • 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 

User interface (Tampilan yang memudahkan manusia (operator) untuk memahami atau mengendalikan mesin (sistem, plant)) • Keyboard • Tikus • Trackball • Layar sentuh 

Menampilkan grafik (Tampilan grafis, bukan hanya angka, untuk mempermudah pengamatan) • Pelanggan dapat dikonfigurasi, objek berorientasi dan bit dipetakan • Jumlah halaman tidak terbatas• Resolusi: hingga 1280 × 1024 dengan jutaan warna

Alarm (Alarm untuk memberi warning saat sistem dalam kondisi abnormal) 

3.2.1 SCADA fitur kunci(2)

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 

• 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

3.2.1 SCADA fitur kunci(3)

Page 24

• Driver DDE didukung • Antarmuka juga memungkinkan RTUs, pengendali lingkaran, pembaca barcode dan lainnya peralatan • Driver toolkit yang tersedia • Beroperasi pada dasar permintaan bukannya metode scan standar konvensional  • Optimalisasi permintaan blok data ke PLC • Rasionalisasi permintaan data pengguna jaringan • Maksimalisasi bandwidth raya PLCSkalabilitas (Program dapat diperluas tanpa mengganggu program lama yang sudah ada) • 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 (Program memiliki akses pada data tertentu yang diinginkan)• 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 • ClipboardDatabase (Penyimpanan data ke dalam database) • dukungan driver ODBC • perintah SQL langsung atau pelaporan tingkat tinggi

3.2.1 SCADA fitur kunci(3)

Page 25

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)

• 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)

Page 26

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

3.2.1 SCADA fitur kunci(5)

Page 27

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

Contoh : Layout Wonderware InTouch 10 (SCADA Software)

Here comes your footer Page 28

Here comes your footer Page 29

KESIMPULAN

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 UnitPanel; 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; pilot kabel; RS 232; private network (LAN/RS-485); jaringan telefon dari PT Telkom; perangkat wireless

Sistem SCADA

Here comes your footer Page 30

Software

Master Terminal Unit Historikal data; Dispatcher training simulator; Aplikasi SCADA dan Energy Management System

Remote Terminal Unitprogram vendor PLC (Programmable Logic Controller)

Field Devices -

Sistem Komunikasi sistem Internet; sistem jaringan wireless

Here comes your footer Page 31

Hardware

Operator StationHIS (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 ModuleHistory module (berupa hardisk pada komputer); berbentuk blackbox yang terdapat pada lemari atau cabinet

I/O Module transmitter; FCU; actuator

DCS

Here comes your footer Page 32

Software

Operator StationAplikasi 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 ModuleData Historian

I/O Module fieldbus

Page 33 www.presentationpoint.com