Studi Ekskursi

SISTEM PENGENDALI TERDISTRIBUSI

Di PT. PETROKIMIA GRESIK

Cicik Zuliati (121211108)Di PT. PETROKIMIA GRESIK

Tanggal Studi Ekskursi: 10/11/2014IFQ 14237-Studi Ekskursi

Program Studi Teknik Informatika Sekolah Tinggi Teknik QomaruddinGresik

Jalan Raya No. 01 Bungah Gresik 61152cicikzuliati@y mail.com

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 1

AbstrakSistem pengendali terdistribusiditerapkan di PT PetrokimiaGresik untuk mendapatkankinerja yang handal dalammengendalikan berbagai prosesyang kompleks. Sistem ini,secara historis, mampumengatasi kelemahan sistempengendali pendahulunya, yaknisistem pengendali denganarsitektur komputer terpusat(centralized computer architecture) dansistem campuran (hybrid systemarchitecture). Di PT PetrokimiaGresik, sistem pengendaliterdistribusi buatan Yamatake-Honeywell, yakni model TDC 3000LCN System, dipakai di pabrikAmoniak dan Urea. Sistem inimemberikan kemudahanpengoperasian dan tingkatkepercayaan yang tinggiterhadap keamanan operasional,baik bagi operator, pengawas,maupun perekayasa.Kata kunci: sistem pengendali,petrokimia, keamanan.

1. PENDAHULUAN PT Petrokimia Gresik (Persero)adalah salah satu Badan UsahaMilik Negara (BUMN) yangbernaung di bawah DepartemenPerindustrian dan Perdagangan.Perusahaan yang diresmikan olehPresiden RI pada tanggal 10Juli 1972 ini memproduksi pupuknitrogen (pupuk ZA dan urea)serta pupuk fosfat (TSP / SP36) sebagai produk utama.Produk samping yang dihasilkan

pula oleh perusahaan ini adalahbahan-bahan kimia seperti asamsulfat, asam fosfat, aluminiumflorida, amoniak, nitrogen gasdan cair, oksigen gas dan cair,karbon dioksida gas dan cair,serta es kering (dry ice).Dalam menghasilkan produk-produk di atas, kondisi prosesyang ada sangat kompleks,seperti:a. Media yang ada berupa padat,

cair dan gas. Media padatmisalnya belerang dan kapur.Media cair misalnya amoniak,dan asam sulfat. Media gasmisalnya nitrogen, oksigen,dan karbon dioksida.

b. Jangkauan suhu dan tekananyang cukup lebar. Suhuberkisar dari suhu ruangsampai dengan 1200oC, tekananbervariasi dari 100 torrsampai dengan 200 kg/cm2 .

c. Kondisi lingkungan beragam.Ada yang eksplosif seperti H2

, ada pula yang korosifantara lain H2 SO4. Ada jugayang beracun seperti arsen,gas HF dan sebagainya.

d. Jumlah peralatan yang besar,diperkirakan sekitar 15.000buah, meliputi motor,reaktor, kompresor, boilerdan masih banyak lainnya.

e. Jumlah untai pengendalianjuga sangat banyak, kuranglebih 3000 buah.

Dari kondisi-kondisi sepertitersebut di atas, maka tidaklahberlebihan bila diperlukan

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 2

suatu sistem pengendalian yanghandal, sehingga mempermudahdalam meng-operasikan danmemeliharanya, sertamenghasilkan produk yangbermutu tinggi. Dalam hal iniPT Petrokimia Gresik (Persero)menggunakan suatu SistemPengendali Terdistribusi(Distributed Control System = DCS)buatan Yamatake-Honeywell,yaitu TDC 3000 LCN System.Tulisan ini menjelaskan tentangsistem pengendali terdistribusidan lebih khusus tentang TDC3000 LCN System. Jugamenjelaskan tentang penerapansistem tersebut pada pabrikyang ada di PT PetrokimiaGresik (Persero) yaitu dipabrik Amoniak dan pabrik Urea.

2. STUDI PUSTAKASistem pengendali terdistribusiadalah suatu jaringan sistempengendali dimana pengendalidari tiap-tiap prosesdiletakkan di dekat unit-unitproses yang tersebar pada areayang luas, tetapi di antaramasing-masing pengendalitersebut ada suatu polakomunikasi tertentu sehinggadimungkinkan terjadinyapemakaian data-data yang samaoleh lebih dari satu peralatan.Arsitektur sistem ini dapatdilihat pada Gambar 1.1Sistem pengendali terdistribusimerupakan suatu sistempengendali digital, yangmemiliki beberapa keunggulan

dibandingkan dengan sistempengendali analog. MenurutOgata (1985), keunggulan sistempengendali digital biladibanding dengan sistempengendali analog setidaknyaada dua hal, yaitu:1. Sistem pengendali digital

mampu me-lakukanperhitungan-perhitungan yangkompleks dengan ketelitianyang tetap, pada kecepatantinggi.

2. Sistem pengendali digitalmempunyai fungsi yang sangatserbaguna. Pemberian programyang baru pada sistem iniakan benar-benar mengubahoperasi yang dilakukannya.

Sistem pengendali terdistribusime-rupakan semacam penggabunganantara sistem pengendaliperanti diskrit dengan sistempengendali berbasis komputer.Lukas (1986) menggambarkanpenggabungan itu dalam suatudiagram evolusi teknologipengendali industri (lihatGambar 1.2).Konsep tentang sistempengendali terdistribusi mulaimuncul pada pertengahan tahun1960-an. Konsep ini munculdalam rangka mengurangikelemahan sistem pengendaliberbasis komputer yang telahlebih dahulu populer, yaitusistem pengendali denganarsitektur sistem komputerpusat (central computer systemarchitecture) dan arsitektursistem campuran (hybrid system

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 3

architecture). Arsitektur tentangkedua sistem tersebut dapatdilihat pada Gambar 1.3 danGambar 1.4.Kelemahan arsitektur sistemkomputer pusat adalah bahwakegagalan pada salah satubagian saja, akan menghentikanseluruh proses. Penyelesaianuntuk masalah ini sebetulnyasudah ada hanya saja terlalumahal, yaitu dipasangnya sistempengendali analog cadangan ataukomputer cadangan. Kelemahanlainnya adalah adanya kesulitanuntuk mengadakan perubahan ataupenambahan pada sistempengendali tersebut.Arsitektur sistem campuran jugamemiliki kelemahan, yaitu bilaperanti-peranti yang terpasangpada sistem terdiri dariberbagai jenis dan berbagaikarakteristik. Menjadikanberbagai jenis peranti tersebutuntuk bekerja sebagai satukesatuan, adalah suatupekerjaan yang tidak sederhana.

Gambar 1.1 Arsitektur Umum SistemPengendali Terdistribusi

Meskipun konsep tentang sistempengendali terdistribusi sudahmuncul sejak pertengahan tahun

1960-an, tetapi penerapannyaterlambat karena teknologi yangmendukungnya belum tersediapada saat itu. Baru di tahun1970-an, ketika perangkat kerasmaupun perangkat lunakpendukung sudah berkembang danrelatif murah, penerapan konsepini dimulai. Tahun 1977,Honeywell mengenalkan TDC 2000,sebuah sistem pengendaliterdistribusi dengan cadanganyang pertama (Storthman, 1995).

Gambar 1.2 Evolusi teknologipengendali industri

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 4

Gambar 1.3 Arsitektur Sistem Campuran

Gambar 1.4 Arsitektur Sistem KomputerTerpusat

2.1 TEORI TDC 3000 LCN SYSTEM2.1.1 TDC 3000 LCN SystemTDC 3000 LCN System (TotalDistributed Control 3000 Local ControlNetwork) adalah suatu sistempengendali terdistribusi buatanYamatake-Honeywell yangmerupakan pengembangan dari TDC3000 Basic atau yang sebelumnyadikenal dengan nama TDC 2000.Bentuk pengembangan yang tampakadalah telah ditambahkannyasuatu Jaringan Kendali Lokal(Local Control Network), sertaditingkatkannya sistem cadangan(back-up) pada pengendali-pengendalinya (Nugroho, 1996). Sebagaimana sistem berbasiskomputer lainnya, TDC 3000 LCNSystem terdiri dari duakonfigurasi dasar, yakniperangkat keras dan perangkatlunak. Arsitektur perangkatkeras TDC 3000 LCN Systemterdiri dari atas 2 (dua)bagian utama, yaitu JaringanKendali Lokal (Local ControlNetwork) dan Jalur Data (Data

Hiway). Keduanya berupa 2 buahkabel koaksial, salah satusebagai cadangan (back-up).Sementara itu, perangkat lunakpada sistem ini, berdasarkanpenggunanya, dibagi menjadi 3(tiga) tingkat, yaitu untukoperator proses, untuk teknisipemeliharaan dan untukperekayasaan (engineering).Jaringan Kendali Lokal (JKL)me-rupakan sarana komunikasiantara modul yang satu denganmodul lain yang ada di ruangkendali. JKL menggunakan polakomunikasi serial berkecepatantinggi berdasarkan standar IEEE802, yaitu dengan suatuprotokol token-passing, sekaligusdengan beberapa tingkatpengecekan kesalahan. JKL iniberoperasi pada kecepatan 5mega bit per detik (Anonim,1991). Panjang maksimum JKLbila menggunakan kabel koaksialadalah 1000 kaki (sekitar 300meter), dan dapat diperpanjangsampai 15000 kaki (sekitar 5000meter) dengan menggunakan kabelserat optik (Maczka, 1993).Sementara itu, Jalur Datamerupakan sarana komunikasiantara Jaringan Kendali Lokaldengan instrumen-instrumen yangada di lapangan, baik sebagaimasukan atau pun keluaran padasuatu pengendalian proses.Jalur Data adalah suatu saranakomunikasi dengan pola serial,serta mempunyai sebuah kabelcadangan (back-up). Kecepatantransmisi alat ini adalah 250

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 5

kilobit per detik. Sebuah DataHiway dapat dibentangkansepanjang 20 ribu kaki (feet)atau sekitar 6700 meter, dandapat dihubungkan dengan 28peranti. Bahkan denganpenambahan Pengarah LalulintasJalur (Hiway Traffic Director),peranti terpasang dapatmencapai 63 buah.Salah satu komponen yang tidakdapat diabaikan demiberjalannya TDC 3000 adalahperangkat lunak. Dengan adanya3 macam pengguna, makaperangkat lunak dalam TDC 3000ini dikelompokkan menjadi 3(tiga), yakni:

Gambar 2.1 Arsitektur Dasar TDC 3000LCN System

1. Operator ProsesProgram ini berisi semuafungsi yang diperlukan olehseorang operator untukmengendalikan proses secarakeseluruhan.

2. Teknisi PemeliharaanPerangkat lunak ini berisisemua fungsi yang diperlukanoleh seorang teknisi pe-meliharaan dalam memeriksaperangkat keras TDC 3000,apabila perangkat “TDC 3000 self

diagnostic” kurang cukup mampumemberikan diagnosa tentangadanya suatu kerusakan padasistem.

3. Perekayasaan (Engineering)Perangkat lunak ini berisifungsi-fungsi yang diperlukanuntuk menyusun konfigurasisistem, basis data proses,dan lain-lain.

Perangkat lunak ini dibaca dandimasukkan ke dalam pengingat(memory) Stasiun Universal dariModul Sejarah, atau langsungdari disk drive. Masing-masingperangkat lunak dirancangsedemikian rupa sehingga dapatdioperasikan lewat layarmonitor melalui fasilitas layarsentuh (touch screen).

3. METODOLOGIBerikut ini merupakanmetodologi sistem pengendaliterdistribusi yang diterapkandi PT Petrokimia Gresik.

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 6

Gambar 3.1 Pengumpulan data

3.1 STRUKTUK PENYUSUNAN LAPORAN

A. PENGUMPULAN DATA Proses pengumpulan databerdasarkan pada topik laporanyang dipilih. Pada tahap inidata yang mendukung pembuatanlaporan diperoleh melaliuproses online den caramengunjungi situs resmi PT.PETROKIMIA GRESIK.B. ANALISA JUDULProses ini merupakan tahapandalam menentukan topikberdasarkan pada hasil dariproses studi ekskursi.C. PENGERJAAN LAPORANPada tahap ini merupakan tahappembuatan laporan berdasarkan

pada topik dan data-data yangtelah diperoleh dan akan diolah dan disusun menjadilaporan yang sesuai denganjudul dan sesuai denganharapan.D. HASILMerupakan tahap penyelesaianlaporan yang telah disusunberdasarkan data-data dan topikyang telah dipilih.E. ANALISA HASILTahap ini merupakan tahapevaluasi dari hasil pengerjaanlaporan apakah sesuai dengantopik atau tidak.

4. HASIL DAN ANALISISSistem ini hanya dipakai padapabrik Amoniak dan Urea di PTPetrokimia Gresik. Konfigurasiperangkat kerasnya dibagimenjadi 3 panel, masing-masinguntuk pabrik Amoniak, Urea danUnit Pelayanan (Service Unit) yangdipasang pada satu JaringanKendali Lokal yang sama, sertadibedakan dalam 3 (tiga) JalurData (Nugroho, 1996).Perangkat keras pada jaringanKendali Lokal untuk pabrikAmoniak dan Urea antara lainunit: Modul Aplikasi, ModulSejarah, Gerbang Komputer,masing-masing sebuah. GerbangJalur dan Stasiun Universaljuga terpasang pada jaringantersebut dengan jumlah 3 (tiga)buah, masing-masing untukAmoniak, Urea dan UnitPelayanan (lihat Gambar 2.2).

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 7

Masing-masing Stasiun Universalterdiri dari: 4 (empat) buahmonitor 19 inci dilengkapidengan fasilitas layar sentuh,5 (lima) buah papan ketikterdiri 4 (empat) buah papanketik operator dan sebuah papanketik perekayasaan, sebuah unitprinter, sebuah unit PenyalinGambar (Video Copier), sebuah diskdrive, sebuah panel annunciatordan sebuah panel push button.Pada Jalur Data untuk pabrikAmoniak terpasang 10 (sepuluh)buah Pengendali MultifungsiTingkat Lanjut (PMTL) dansebuah Antarmuka Proses TingkatRendah (APTR). Sementara untukpabrik Urea terpasang 5 (lima)buah PMTL dan sebuah APTR,sedangkan untuk Unit Pelayananhanya terpasang 3 (tiga) buahPMTL tanpa APTR (Nugroho,1996).Stasiun Universal (SU)merupakan antarmuka antarapengguna dengan peranti-perantidi dalam sistem secarakeseluruhan, baik yang ada dilapangan (field) maupun yang adadi ruang kendali. Peranti inidirancang sedemikian rupasehingga mudah dioperasikanserta mampu memberikan tingkatkepercayaan yang tinggiterhadap fungsinya yang berupajaminan keamanan operasionalsistem secara keseluruhan.Dalam pemakaiannya, StasiunUniversal dipilah menjadi 3macam pengguna yaitu operator,pengawas dan perekayasa(engineer). Seorang operator

diijinkan melakukan perubahantitik kerja, tetapi tidak dapatmengubah batas-batas alarm.Seorang pengawas boleh mengubahtitik kerja maupun batas-batasalarm, sedangkan bagi seorangperekayasa semua bentukperubahan diijinkan. Modul Sejarah (MS) berfungsisebagai media penyimpan semuainformasi yang ada pada TDC3000 LCN System, baik berupaperangkat lunak operasi maupundata-data pada proses. Semuakejadian, seperti kondisialarm, perubahan modepengendalian, perubahan statussistem, pesan kesalahan dansebagainya akan secara otomatisdisimpan di dalam ModulSejarah. Semua informasi yangdisimpan di modul inidikonfigurasikan olehperekayasa proses pada saatmengkonfigurasi sistem,sehingga setiap bagian dapatmemperoleh informasi tertentuyang memang dibutuhkan.Modul Aplikasi (MA) merupakansuatu pemroses pengawaspengendalian yang me-milikiurutan langkah pengendaliantertentu. Modul ini dapatmenerima masukan dari berbagaiperanti yang terhubung padajaringan Kendali Lokal. Modulini juga menyediakan keluaranpengendalian untuk elemenpengendali atau modul-modullain, termasuk dirinya sendiri.Modul ini difungsikan untukmengerjakan hal-hal yang tidak

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 8

dapat di-kerjakan oleh modullain dalam sistem TDC 3000LCN.Gerbang Komputer (GK) merupakanantar-muka yang menghubungkanantara sistem TDC 3000 LCNdengan komputer-komputer lainyang terhubung padanya. Hal inimembuat pemakai dari komputeryang terpasang tersebut dapatmengakses berbagai data yangada pada sistem.Gerbang Jalur (GJ) merupakanantar-muka antara JaringanKendali Lokal dengan JalurData. Peranti ini melakukankonversi data, penyanggaan(buffering) dan pengurutan(sequencing) yang diperlukandalam pertukaran informasiantara Jaringan Kendali Lokaldan Jalur Data.Pengendali Multifungsi TingkatLanjut (PMTL) merupakanpengembangan dari PengendaliMultifungsi (MM TDC 3000 Basic)dengan peningkatan pada sistemcadangannya dari empat bandingsatu menjadi satu banding satu.Peranti ini mampu mengendalikanproses batch maupun kontinyu.Unit Antarmuka Proses TingkatRendah (APTR) merupakan suatuperangkat keras yang khususdigunakan untuk memantaubesaran-besaran proses yangditransmisikan dalam bentuksinyal berorde rendah sepertidari termokopel, termometertahanan dan lain-lain.

Gambar 2.2 Arsitektur TDC 3000 LCNSystem

PT Petrokimia Gresik (Persero)

5. KESIMPULANDari data yang telah terkumpuldapat ditarik kesimpulan bahwaSistem pengendali terdistribusiditerapkan di PT PetrokimiaGresik untuk mendapatkankinerja yang handal dalammengendalikan berbagai prosesyang kompleks. Sistem ini,secara historis, mampumengatasi kelemahan sistempengendali pendahulunya, yaknisistem pengendali denganarsitektur komputer terpusat(centralized computer architecture) dansistem campuran (hybrid systemarchitecture). Di PT PetrokimiaGresik, sistem pengendaliterdistribusi buatan Yamatake-Honeywell, yakni model TDC 3000LCN System.Sistem ini hanya dipakai padapabrik Amoniak dan Urea di PTPetrokimia Gresik. Konfigurasiperangkat kerasnya dibagimenjadi 3 panel, masing-masinguntuk pabrik Amoniak, Urea danUnit Pelayanan (Service Unit) yangdipasang pada satu JaringanKendali Lokal yang sama, serta

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 9

dibedakan dalam 3 (tiga) JalurData (Nugroho, 1996).Sistem ini memberikan kemudahanpengoperasian dan tingkatkepercayaan yang tinggiterhadap keamanan operasional,baik bagi operator, pengawas,maupun perekayasa.

DAFTAR PUSTAKANugroho, S., Process Control dan

Aplikasinya di PT. PetrokimiaGresik (Persero), dalamSeminar Sistem Kendali pada EraGlobalisasi, Teknik ElektroFT UGM bekerjasama denganMasyarakat Sistem KendaliIndonesia. 1996.

Strothman, J., M&C TechnologyHistory: More than a Century ofMeasuring, dalam InTechedisi Juni. 1995.

http://id.wikipedia.org/wiki/PetrokimiaGresik , tanggal13/10/2014, pukul 17:11WIB.

http:// www.petrokimia- gresik.com, tanggal13/10/2014, pukul 17:15WIB.

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=0CC0QFjAC&url=http%3A%2F%2Fstaff.uny.ac.id%2Fsites%2Fdefault%2Ffiles%2F132103066%2FDCS%2520di%2520Petrokimia%2520Gresik.doc&ei=MaHpVMiQEpfmuQSThYDgDg&usg=AFQj

CNERbHQYF5rVCv8eGfhJK1By-e60ZA&sig2=57jLicp3Sd5nATpdGONCQw&bvm=bv.86475890,d.c2E, tanggal13/10/2014, pukul 17:30WIB.

Laporan Studi Ekskursi Program Studi Informatika STTQ Gresik 10