Apa itu SCADA System ?

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) adalah sistem yang mengacu pada kombinasi telemetri dan akuisisi data. Ini terdiri dari pengumpulan informasi, mentransfer kembali ke  pusat kendali, melakukan analisis yang diperlukan dan kontrol, dan kemudian menampilkan data ini pada sejumlah operator display.

SCADA digunakan untuk memantau dan mengendalikan pabrik atau peralatan. Kontrol mungkin dapat otomatis atau dapat dimulai dengan perintah Operator. Sistem  SCADA yang  paling sederhana yang  mungkin bisa dijumpai di dunia adalah sebuah rangkaian tunggal yang memberitahu anda sebuah kejadian (event). Sebuah sistem SCADA skala-penuh mampu memantau dan (sekaligus) mengontrol proses yang jauh lebih besar dan kompleks.

Telemetri biasanya dikaitkan dengan sistem SCADA Ini adalah teknik yang digunakan dalam transmisi dan menerima informasi atau data melalui media. Informasi dapat berupa pengukuran, seperti tegangan, kecepatan atau aliran. Data-data tersebut dikirimkan ke lokasi lain melalui media seperti kabel, telepon atau radio maupun via IoT (Internet Of Things). Informasi dapat berasal dari berbagai lokasi. Sebuah cara menangani tempat-tempat  yang berbeda yang tergabung dalam sistem.

Data akuisisi mengacu pada metode yang digunakan untuk mengakses dan mengontrol informasi atau data dari peralatan yang dikendalikan dan dipantau. Data tersebut kemudian diakses diteruskan ke sistem telemetri siap untuk transfer ke tempat yang berbeda. Itu dapat berupa informasi analog dan digital yang dikumpulkan oleh sensor, seperti flowmeter, ammeter, dll juga dapat menjadi data untuk mengontrol peralatan seperti aktuator, relay, valve, motor, dll.

Perkembangan SCADA

SCADA telah mengalami perubahan generasi, dimana pada awalnya design sebuah SCADA mempunyai satu perangkat MTU yang melakukan Supervisory 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 SCADA pertama ini disebut monolitik. Generasi berikutnya yaitu jaringan, membuat RTU yang intelligent, sehingga fungsi local control dilakukan oleh RTU di lokasi masing‐masing RTU, dan MTU hanya melakukan sury 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 mengalihkankomunikasi dari MTU – RTU ke tingkatan MMI (Master) – MMI (Remote) melalui jaringan microwave satelit. Ada juga yang mengimplementasi komunikasinya pada tingkatan RTU, karena berpendapat bahwa kita tidak bisa mengandalkan system padter, dan komunikasi pada tingkatan computer (MMI) membutuhkan banwidth yang lebar dan mahal.

Dengan majunya teknologi dan internet saat ini, concept SCADA diatas berubah menjadi lebih sederhana yang disebut dengan generasi ketiga “terdistribusi” dan memanfaatkan infrastruktur internet yang pada saat iniumumnya sudah dibangun oleh perusahaan‐perusahaan besar seperti Pertamina. Apabila ada daerah‐daerah atau wilayah yang belum terpasang infrastruktur internet, 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 denganTeknologi XML yang kemudian bisa dengan mudah diakses dengan Web Browser biasa seperti yang  kita gunakan.

Komponen SCADA

Sebuah sistem SCADA memiliki 4 (empat) fungsi , yaitu:1. Akuisisi Data,2. Komunikasi data jaringan,3. Penyajian data, dan4. Kontrol (proses).Fungsi-fungsi tersebut didukung sepenuhnya melalu komponenSCADA, yaitu: Komponen sistem SCADA terdiri sebagai berikut :

  • Field Instrumentation

Field instrument mengacu pada sensor dan aktuator yang langsung dihubungkan ke pabrik atau peralatan. Mereka menghasilkan sinyal analog dan digital yang akan dipantau oleh Stasiun Remote. Sinyal juga dikondisikan untuk memastikan mereka yang kompatibel dengan input / output dari RTU (Remote Terminal Unit) atau PLC di Stasiun Jarak Jauh. Stasiun Remote dipasang di pabrik terpencil atau peralatan yang dipantau dan dikendalikan oleh komputer host pusat. Ini bisa jadi RTU atau Programmable Logic Controller (PLC). Jaringan Komunikasi adalah media untuk mentransfer informasi dari satu lokasi ke lokasi lain. Hal ini dapat melalui telepon, radio line atau kabel.

Central Monitoring Station  (CMS) mengacu pada lokasi master atau komputer host. Workstation beberapa dapat dikonfigurasi pada CMS, jika di perlukan. Menggunakan Human Machine Interface (HMI) program untuk memonitor berbagai data jenis yang diperlukan untuk operasi. Berikut ini adalah contoh konfigurasi dari sistem SCADA untuk distribusi air.

Field Instrument mengacu pada perangkat yang terhubung ke peralatan atau mesin yang dikontrol dan dipantau oleh sistem SCADA. Ini adalah sensor untuk memantau parameter tertentu, dan aktuator untuk mengendalikan modul tertentu dari sistem.

Instrumen ini mengkonversi parameter fisik (misalnya, aliran fluida, kecepatan, tingkat cairan, dll) ke sinyal listrik (misalnya, tegangan atau arus) dapat dibaca oleh peralatan Station Remote. Output dapat berada dalam analog (kisaran terus menerus) atau digital (nilai diskrit). Beberapa output standar industri analog  sensor ini adalah berkisar 0 sampai 5 volt, 0 sampai 10 volt, 4 sampai 20 mA dan 0 sampai 20 mA. Output tegangan digunakan ketika sensor dipasang di dekat pengendali (RTU atau PLC). Output  ini digunakan ketika sensor berada jauh dari kontroler. Output digital digunakan untuk membedakan status diskrit perangkat. Biasanya, <1>  berarti Perangkat ON dan <0> untuk status perangkat OFF . Ini juga berarti <1> untuk Full atau <0> untuk Kosong

Aktuator digunakan untuk menghidupkan atau mematikan peralatan tertentu. Demikian juga, input digital dan analog yang digunakan untuk kontrol. Misalnya, digital input dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan modul pada peralatan. Sementara input analog yang digunakan untuk mengontrol kecepatan motor atau posisi valve motorized.

  • Remote Station

        Field instrumen terhubung ke pabrik atau peralatan yang dipantau dan dikontrol yang dihubungkan ke Stasiun Remote untuk memungkinkan manipulasi proses pada lokasi yang jauh. Hal ini juga digunakan untuk mengumpulkan data dari peralatan dan mentransfernya ke sistem SCADA pusat. Stasiun remote baik mungkin berupa RTU (Remote Terminal Unit) atau PLC (Programmable Logic Controller). Ini juga mungkin berupa sistem boar atau modular.

RTU adalah sebuah komputer ruggedized dengan interfacing radio yang sangat baik. Hal ini digunakan dalam situasi di mana komunikasi yang lebih sulit. Salah satu kelemahan dari RTU adalah programmability yang kurang. Namun, RTUsmodern sekarang menawarkan programabilitas baik dibandingkan dengan PLC.

PLC (Programmable Logic Controller) adalah sebuah komputer industri kecil biasanya ditemukan di pabrik-pabrik. Kegunaan utamanya adalah untuk menggantikan logika relay dari pabrik atau proses. Saat ini, PLC digunakan dalam sistem SCADA karena programabilitas yang sangat baik. Sebelumnya PLC tidak memiliki port komunikasi serial untuk interfacing ke radio untuk mentransfer data. Saat ini, PLC memiliki komunikasi yang luas.

Dalam waktu dekat kita melihat penggabungan dari RTU dan PLC. Micrologic menawarkan sebuah RTU murah untuk sistem SCADA dimana PLC dapat menjadi solusi lebih. Ini adalah RTU berbasis mikrokontroler dan dapat dihubungkan ke modem radio untuk transmisi data ke CMS.

Stasiun Remote biasanya tersedia dalam dua jenis, yaitu single board dan unit modular. Single board menyediakan sejumlah interface input / output (I / O) tetap. Hal ini lebih murah, tetapi tidak menawarkan  kemudahan upgrade ke sistem yang lebih canggih. Jenis modular merupakan remote station yang dapat diperluas dan lebih mahal daripada single board. Biasanya digunakan untuk menghubungkan modul. Setiap modul I / O atau komunikasi yang dibutuhkan untuk ekspansi di masa yang akan datang dapat dengan mudah di pasang.

  • Comunication Network

Jaringan Komunikasi mengacu pada peralatan komunikasi yang diperlukan untuk mentransfer data ke dan dari lokasi yang berbeda. Media yang digunakan dapat berupa kabel, telepon atau radio. Penggunaan kabel biasanya dilakukan di dalam  pabrik. Hal ini tidak praktis untuk sistem yang mencakup wilayah geografis yang luas karena biaya kabel tinggi, saluran dan tenaga kerja yang luas untuk menginstalnya.

Penggunaan saluran telepon (misalnya leased atau dial-up) merupakan solusi murah untuk sistem dengan cakupan yang besar. Leased line digunakan untuk sistem on-line yang membutuhkan koneksi dengan stasiun terpencil. Ini mahal karena satu saluran telepon akan dibutuhkan per lokasi. Selain lease line lebih mahal daripada saluran telepon biasa. Dial-up lines dapat digunakan pada sistem yang membutuhkan update secara berkala (misalnya, update per jam). Saluran telepon di sini biasa dapat digunakan. Host station dapat menghubungi nomor tertentu dari sebuah situs remote untuk mendapatkan pembacaan dan mengirim perintah. Situs remote biasanya tidak dapat diakses oleh saluran telepon. Penggunaan radio menawarkan solusi ekonomis. Modem radio digunakan untuk menghubungkan situs remote ke host. Sebuah operasi on-line juga dapat diterapkan pada sistem radio. Untuk lokasi di mana link radio langsung tidak dapat dibuat, repeater radio digunakan untuk menghubungkan lokasi lokasi tersebut.

  • CMS (Central Monitoring system)

Central Monitoring System  (CMS) adalah unit master dari sistem SCADA. Hal ini bertugas mengumpulkan informasi yang dikumpulkan oleh remote station dan menghasilkan tindakan yang diperlukan untuk setiap event terdeteksi.  CMS dapat memiliki konfigurasi komputer atau dapat jaringan untuk workstation untuk memungkinkan berbagi informasi dari sistem SCADA

Sebuah Program Human Machine Interface (HMI) akan berjalan pada komputer CMS. Sebuah alur diagram  dari seluruh plant atau proses dapat ditampilkan pada layar untuk identifikasi lebih mudah dengan sistem real. Setiap titik I / O dari unit remote dapat ditampilkan dengan representasi grafis yang sesuai dan pembacaan I / O. Pembacaan flow (aliran) dapat ditampilkan pada sebuah representasi grafis dari sebuah flowmeter. Satu bendungan dapat ditampilkan dengan isi cairan yang sesuai tergantung pada tingkat tangki yang sebenarnya.

Set-up parameter seperti nilai-nilai perjalanan, batas, dll dimasukkan pada program ini dan download ke unit remote yang sesuai untuk memperbarui parameter operasi mereka.

Program HMI juga dapat membuat window terpisah untuk alarm. Window alarm dapat menampilkan nama alarm tag, deskripsi, nilai, nilai titik perjalanan, waktu, tanggal dan informasi terkait lainnya. Semua alarm akan disimpan pada file terpisah untuk diperiksa nanti.

Sebuah tren poin yang dibutuhkan dapat diprogram pada sistem. Tren grafik dapat dilihat atau dicetak di lain waktu. Generasi laporan manajemen juga dapat dijadwalkan untuk waktu tertentu dalam sehari, secara periodik, atas permintaan operator, atau  saat alarm.

Akses ke program ini hanya diperbolehkan untuk operator yang memenuhi syarat (hak). Setiap user diberikan password dan tingkat hak yang berbeda beda untuk mengakses daerah tertentu dari program ini .. Semua tindakan yang diambil oleh para pengguna yang login pada file untuk dapat diperiksa nantinya.

Arsitektur Sistem SCADA

Berikut ini penjelasan dari masing-masing bagian SCADA :

1. Operator

Operator manusia mengawasi sistem SCADA dan melakukan fungsi

supervisory control untuk operasi plant jarak jauh

2. Human Machine Interfaces (HMI)

HMI merupakan bagian terpenting dari sistem SCADA karena fungsinya yaitu sebagai “jembatan” bagi manusia (operator) untuk memahami proses yang terjadi pada mesin. HMI menampilkan data pada operator dan menyediakan input kontrol bagi operator dalam berbagai bentuk, termasuk grafik, kematik, jendela, menu pull-down, touch screen, dan lain sebagainya. HMI dapat berupa touch screen device ataupun komputer itu sendiri.

3. Master Terminal Unit (MTU)

 MTU berfungsi menampilkan data pada operator melalui HMI, mengumpulkan data dari tempat yang jauh, dan mengirimkan sinyal kontrol ke plant yang berjauhan. Kecepatan pengiriman data dari MTU ke plant jarak jauh relatif rendah dan metode kontrol umumnya open loop karena kemungkinan terjadi waktu tunda dan flow interruption.

Berikut ini beberapa fungsi dasar dari suatu MTU:

a. Input/Output Task: interface sistem SCADA dengan peralatan di plant.

b. Alarm Task: mengatur semua tipe alarm.

c. Trends Task: mengumpulkan data plant setiap waktu dan menggambarkan dalam grafik.

d. Report Task: memberikan laporan yang bersumber dari data plant.

e. Display Task: menampilkan data yang diawasi dan dikontrol operator.

4. Communication System

Sistem komunikasi antara MTU-RTU ataupun antara RTU-Field device diantaranya berupa:

o RS 232

o Private Network (LAN/RS-485)

o Switched Telephone Network

o Leased Line

o Internet

o Wireless Communication System

· Wireless LAN

· GSM Network

· Radio Modems

5. Remote Terminal Unit (RTU)

RTU berfungsi mengirimkan sinyal kontrol pada peralatan yang dikendalikan, mengambil data dari peralatan tersebut, dan mengirimkan

data tersebut ke MTU. Kecepatan pengiriman data antara RTU dan alat

yang dikontrol relatif tinggi dan metode kontrol yang digunakan umumnya

closed loop. Sebuah RTU mungkin saja digantikan oleh Programmable

Logic Controller (PLC). Beberapa kelebihan PLC sebagai RTU ialah :

· Solusi ekonomis

· Serbaguna dan fleksibel

· Mudah dalam perancangan dan instalasi

· Lebih reliable

· Kontrol yang canggih

· Berukuran kecil secara fisik

· Troubleshooting dan diagnosa lebih mudah

6. Field Device

Merupakan plant berbagai sensor dan aktuator. Nilai sensor dan aktuator inilah yang umumnya diawasi dan dikendalikan supaya objek/ dengan yang diinginkan pengguna.

EXAMPLE

SCADA Web Access

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *