Distributed Control System (DCS)

1. Pengertian DCS

Distributed Control System merupakan 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. Distributed control system (DCS) adalah sebuah system kontrol yang

biasanya digunakan pada sistem manufacturing atau proses, dimana elemen controller tidak berada

pada sentral sistem (sebagai pusat) tetapi tersebar di sistem dengan komponen subsistem di bawah

kendali satu atau lebih controller. Keseluruhan sistem dapat menjadi sebuah jaringan untuk

komunikasi dan monitoring.

Distributed control system (DCS) digunakan dalam industri untuk memonitor dan mengontrol

peralatan yang tersebar dengan atau tanpa campur tangan manusia. Sebuah DCS biasanya

menggunakan komputer sebagai controller dan menggunakan propietary interconections dan

protokol untuk komunikasi. Modul input dan output membentuk part komponen untuk DCS, Prosesor

menerima informasi dari modul input dan mengirim informasi ke modul output. Modul input

menerima informasi dari instrumentasi input dalam sistem dan modul output mengirim ke instrumen

output pada sistem. Bus komputer atau bus elektrikal menghubungkan prosessor dengan modul

melalui multiplexer atau demultiplexer. Mereka juga menghubungkan kontroller yang tersebar

dengan sentral kontroller dan akhirnya terhubung ke Human machine Interface (HMI) atau panel

kontrol.

DCS adalah sebuah istilah yang sangat luas yang menggambarkan sebuah solusi untuk industri

yang sangat variatif, termasuk di dalamnya adalah:

Electrical power grids dan electrical generation plants

Environmental control systems

Traffic signal

Water management system

Refining dan chemical plants

Pharmaceutical manufacturing

Arsitektur memerlukan solusi yang luas melibatkan baik koneksi langsung dengan peralatan

(aktuator) seperti saklar, pompa, valve atau koneksi via sistem sekunder seperti sistem SCADA.

Sebuah DCS tidak memerlukan campur tangan operator untuk operasionalnya, tetapi dengan

digabungnya SCADA dan DCS memungkinkan untuk interaksi dengan operator melalui sistem

SCADA. DCS adalah sistem yang terintegrasi ditujukan untuk mengontrol proses manufakturing

yang kontinyu atau batch-oriented, seperti oil refining, petrochemical, central station dan pembuatan

kertas. DCS dihubungkan dengan sensor dan aktuator dan mengunakan set poin kontrol untuk

mengatur aliran material ke pabrik. Contoh yang paling umum adalah set point control loop yang

terdiri dari sensor tekanan, kontroler, dan control valve. Pengukuran tekanan atau aliran cairan

ditransmisikan kepada kontroler, biasanya melalui bantuan sebuah alat sinyal kondisi Input/Output

(I/O). saat variabel yang diukur mencapai titik tertentu, kontroler akan memerintahkan valve atau

aktuator untuk membuka atau menutup sampai proses aliaran cairan mencapai titik yang ditentukan.

Pengolahan minyak yang besar menggunakan ribuan I/O dan memberlakukan DCS yang sangat

besar. Proses tidak dibatasi untuk mengatur aliran cairan melalui pipa saja tetapi juga termasuk

mesin kertas, kontrol variasi kecepatan motor, mesin semen, operasi penambangan dan hal-hal

lainnya.

2. Fungsi DCS

DCS berfungsi sebagai alat untuk melakukan kontrol suatu loop system dimana satu loop dapat

mengerjakan beberapa proses control.

Berfungsi 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.

3. Cara Kerja DCS

DCS digunakan sebagai alat control suatu proses. Untuk mempelajari suatu sistem kontrol dengan

DCS, harus dipahami terlebih dahulu apa yang disebut dengan loop system, dimana pada suatu

loop system terdiri dari:

Alat pengukur ( Sensor Equipment)

Alat control untuk pengaturan proses (Controller)

Alat untuk aktualisasi ( Actuator)

DCS terhubung dengan sensor dan actuator serta menggunakan setpoint untuk mengatur aliran

material dalam sebuah plant / proses. Sebagai contoh adalah pengaturan setpoint control loop yang

terdiri dari sensor tekanan, controller, dan control valve. Pengukuran tekanan atau aliran

ditransmisikan ke kontroler melalui I/O device. Ketika pengukuran variable tidak sesuai dengan set

point (melebihi atau kurang dari setpoint), kontroller memerintahkan actuator untuk membuka atau

menutup sampai aliran proses mencapai set point yang diinginkan.

4. 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

5. Komponen – komponen DCS

Secara umum komponen dari DCS terdiri dari 3 komponen dasar yaitu: Operator Station,

Control Module, dan I/O module.

5.1. Operator Station

Operator station 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. Operator station juga dapat digunakan untuk

menampilkan trend data, messages, dan data proses.

5.2. Control Module

Control modul merupakan bagian utama dari DCS. Control modul adalah pusat kontrol atau

sebagai otak dari seluruh pengendalian proses. Control modul melakukan proses komputasi

algoritma dan menjalankan ekspresi logika. Pada umumnya control module berbentuk blackbox

yang terdapat pada lemari atau cabinet dan dapat ditemui di control room. Control module

biasanya menggunakan mode redundant untuk meningkatkan kehandalan control.

Fungsi dari control module adalah mengambil input variable yang akan dkontrol. Nilai variable

tersebut akan dikalkulasi. Hasil dari kalkulasi ini akan dibandingkan dengan set point yang

sudah ditentukan. Set point ini adalah nilai yang diharapkan sebuah proses. Jika hasil kalkulasi

berbeda dengan set point, nilai tersebut harus dimanipulasi sehingga mencapai set point yang

sudah ditentukan. Hasil manipulasi nilai akan dikirim ke input output modul dan untuk

disampaikan ke aktuator.

5.3. I/O Module

I/O Module merupakan interface antara control module dengan field instrument. I/O module

berfungsi menangani input dan output dari suatu nilai proses, mengubah sinyal dari digital ke

analog dan sebaliknya. Modul input mendapatkan nilai dari transmitter dan memberikan nilai

proses kepada FCU untuk diproses, sedangkan FCU mengirimkan manipulated value kepada

modul output untuk dikirim ke actuator. Setiap field instrument pasti memiliki alias di I/O

module. Setiap field instrument memiliki nama yang unik di I/O Module.