D I S U S U N O L E H :

F a t w a C a h y o K u s u m o

Desain dan Realisasi Sistem Kontrol ProsesMelalui Jaringan Menggunakan Distributed

Control System Centum CS 3000

F a t w a C a h y o K u s u m o

2 2 0 6 . 1 0 0 . 1 3 7

DOSEN PEMBIMBING:

1. Ir. Ali Fatoni, MT.

2. Imam Arifin. ST, MT

TE091399TE091399--Tugas Tugas AkhirAkhir

Latar belakang

Terdapat jarak yang jauh antara kontroler dan plant

Penggunaan Distibuted Control System(DCS) di industri

Permasalahan

• Merancang sistem kontrol proses menggunakanDistributed Control System (DCS) Centum CS 3000 dan embeded system melalui jaringan

Tujuan

Mengintegrasikan DCS Centum CS 3000 dengan embeded system melalui jaringan untuk mengontrol plant dari jarak jauh

Distibuted Control System Centum CS 3000

Human Inteface Station (HIS)

Fungsi Pembuatan program kontroler

Pengontrol jalannya proses

Sebagai pengawas jalannya proses

Field Control Station (FCS)

Fungsi FCS: Mengambil input yang masuk dari

transmitter Perhitungan sinyal kontrol. Mengirimkan sinyal kontrol ke

aktuator.

Komponen FCS :Komponen FCS : Central Processor Unit (CPU) Unit Catu Daya (Power Supply Unit,

PSU) Modul masukan/keluaran (I/O

modules, IOM).

Advantech ADAM 5000 TCP

Advantech ADAM 5000 TCP, merupakan suatu modul I/O yang digunakan sebagai akuisisi data. Modul yang digunakan Pada Advantech ADAM 5000 TCP terdiri dari :

Modul masukan analog (5017)

Modul Keluaran analog (5024) Modul Keluaran analog (5024)

\Modul Masukan/Keluaran digital (5050)

Plant Pressure Process Rig 78-314

OLE for Process Control (OPC)

Identifikasi Plant

Perbandingan Grafik Identifikasi dengan simulasi

Arsitektur Simulator untuk Sistem Kontrol Proses

Definisi Kebutuhan

Perancangan sistem kontrol proses ini membutuhkan komponen-komponen seperti :

PC HIS

PC Labview PC Labview

NI PCI E6025 Series

Local Area Network(LAN)

ADAM 5000 TCP

Plant Pressure Process Rig

PC HIS

Komputer Human Interface Station merupakan komputer pusat yang memiliki fungsi sebagai kontroler Komputer Human Machine Interface merupakan bagian dari Distributed Control System Centum 3000.

spesifikasi :

Prosessor : Intel(R) Pentium (4) 4 CPU 3.00 GHz

Memori : 224Mb RAM

Operating system : Microsoft Windows XP Professional

Perangkat lunak : Centum CS 3000

PC Labview

Komputer Labview memiliki fungsi sebagai penghubung antara Centum CS 3000 dengan perangkat keras Advantech ADAM 5000 TCP (embeded system). Dari komputer ini, digunakan untuk pengiriman dan penerimaan data.

spesifikasi:

Prosessor : Intel(R) Core(TM) 2 duo CPU E7300 2.66 GHz

Memori : 988 Mb RAM

Operating system : Microsoft Windows XP Professional

Perangkat lunak : Labview 7.1

NI PCI E6025 Series

PCI E6025 ini digunakan sebagai akuisisi data. Datadari modul keluaran analog FCS akan dihubungkandengan modul masukan analog PCI dan modulmasukan analog PCI akan dihubungkan denganmodul keluaran analog FCS.modul keluaran analog FCS.

Local Area Network (LAN)

Penggunaan LAN pada perancangan sistem kontrol ini, sebagai penghubung antara PC Labview dengan perankat keras ADAM 5000 TCP

ADAM 5000 TCP

Perangkat keras ADAM 5000 TCP ini, digunakan sebagai I/O untuk menjalankan proses. Hal ini dikarenakan, perangkat keras ADAM 5000 TCP bekerja setelah diberikan masukan dari komputer Labview 7.1. Nilai yang dibaca pada perangkat keras Labview 7.1. Nilai yang dibaca pada perangkat keras ADAM 5000 TCP adalah nilai desimal. Untuk menjalankan alat ini, perintah dikirim melalui jaringan ethernet dengan komunikasi modbus.

Plant Pressure Process Rig 78-314

Plant pressure process rig 78-314 digunakan sebagai representasi dari suatu proses yang terjadi di industri

Koneksi DCS Centum CS 3000 dengan Labview

Komunikasi antara HIS

dengan FCS menggunakan

V-Net.

Koneksi antara FCS dengan

PC Labview menggunakanPC Labview menggunakan

kabel.

PCI yang digunakan

NI PCI E6025Series

Koneksi PC Labview dengan ADAM 5000 TCP

Koneksi antara PC Labview

dengan ADAM 5000 TCP

menggunakan jaringan

EthernetEthernet

Di butuhkan perangkat lunak

berupa OPC sebagai

penghubung

Koneksi PC Labview dengan ADAM 5000 TCP (2)

OPC yang digunakan adalah OPC KEPServer

Koneksi PC Labview dengan ADAM 5000 TCP (3)

Koneksi PC Labview dengan ADAM 5000 TCP (4)

Perancangan Kontroler

Pengujian Sistem

Pengujian sistem dilakukan dengan dua plant dan dua keadaan :

Pengujian plant tanpa disturbancePlant virtual Plant virtual

Plant riil

Pengujian plant dengan disturbance Plant virtual

Plant riil

Pengujian plant virtual tanpa disturbance

Respon sistem dengan

Kontroler PID.

Setpoint= 2.5 Volt

Gain proposional = 32%

Gain Integral = 15%Gain Integral = 15%

Gain Derivative = 1.3%

Waktu tunda= 4 Detik

Error steady state = 4.4%

Pengujian plant riil tanpa disturbance

Respon sistem dengan

Kontroler PID.

Setpoint= 3 VoltSetpoint= 3 Volt

Gain proposional = 92%

Gain Integral = 15%

Gain Derivative = 2.3%

Waktu tunda= 5 Detik

Error steady state = 0.1%

Hasil perbandingan pengujian plant tanpa disturbance

PlantΤr

(detik)Τs 5% (detik)

Error Steady

State(%)

waktu tunda (detik)

(detik) (detik)State(%) (detik)

Virtual 15.1 45.3 4.4 4

riil 18.77 56.31 0.1 5

Pengujian plant virtual dengan disturbance

Respon sistem dengan

Kontroler PID.

Setpoint= 4 Volt

Gain proposional = 7%Gain proposional = 7%

Gain Integral = 1.4%

Gain Derivative = 0.5%

Waktu tunda= 3 Detik

Error steady state = 6.25%

Waktu kembali respon kekeadaan steady state = 2 detik

Pengujian plant riil dengan disturbance

Respon sistem dengan

Kontroler PID.

Setpoint= 2.5 Volt

Gain proposional = 92%

Gain Integral = 15%Gain Integral = 15%

Gain Derivative = 2.3%

Waktu tunda= 5 Detik

Error steady state = 0.8%

Waktu kembali respon kekeadaan steady state = 4 detik

Hasil perbandingan pengujian plant dengan disturbance

Plant Τr (detik)Τs5% (detik)

Error Stedy

State(%)

Waktu kembali (detik)

Waktu Tunda(detik)

Virtual 23.7 71.1 6.25 2 3

riil 15.92 47.76 0.8 4 5

kesimpulan

Pada jaringan komunikasi untuk pengiriman data dan penerimaan data melalui jaringan menggunakan protokol TCP

Pada pengujian dengan menggunakan plant tanpa disturbance, waktu tunda terbesar terdapat pada penggunaan plant riil sebesar 5 detik. Pada pengujian ini, kesalahan waktu tunak terbesar terdapat pada plant virtual sebesar 4.4%. plant virtual sebesar 4.4%.

Pada pengujian dengan menggunakan plant dengan disturbance, waktu tunda terbesar terdapat pada penggunaan plant riil sebesar 5 detik. Pada percobaan ini, kesalahan waktu tunak terbesar terdapat pada plant virtual sebesar 6.25%.

Ketika plant virtual atau riil diberikan gangguan dan gangguan tesebut dihilangkan, waktu kembali respon plant ke keadaan tunak tercepat pada plant virtual, yaitu 2 detik. Kesalahan waktu tunda terbesar terdapat pada penggunaan plant virtual, yaitu 6.25%.

Video demo

TERIMA KASIH

Additional slide