Modbus

Novriandy Darmawan

Dear Rekan2 milist, Saya ingin sharing sedikit mengenai pekerjaan saya. Sebelumnya saya perkenalkan diri saya terlebih dahulu. Saya Novriandy Darmawan, saya kerja di LPG Plant bagian maintenance Instrumentasi & Control. Kami mempunyai RC2000 controller untuk mengontrol compressor ARIEL yg di drive oleh Waukesha engine. Controller ini menggunakan serial komunikasi modbus dengan Engine System Manager. Kami bermaksud indikasi pada RC2000 kontroller bisa di monitor di Control Room kami dan masuk ke PLC Allen Bradley Control Logic 5000. Adakah teman2 milist ada yang pernah melakukan pekerjaan ini sehingga kami bisa monitor engine & compressor. Kalau misalnya kami perlu menambah device, apakah yang harus di tambah dan dimodifikasi mengingat output signal dari RC2000 controller 0 - 5 VDC, bukan signal analog 4 - 20 mA.

Enung Nurmalia

Pak Novri,

kayaknya response fitri lebih aplikatif.

tinggal pasang module modbusnya Prosoft (mvi56-mcm?) di AB ControlLogix setup modbus-RTU configuration yang sama di kedua node (engine system manager dan AB) tentukan modbus function di AB dan length register yang mau diambil jadi dech...

Novriandy Darmawan

Ok mbak nung,

Saya sdh konsul sm orang AB. Mereka menyarankan utk memasang module modbus. Jadi dr RC2000 controller masuk ke compact logic terlebih dahulu (krn melalui controlnet) kemudian baru masuk ke control room dan config ke AB control logic. Tp ini semua baru masukan dr mereka. Utk spek teknis blm di analisa..

Enung Nurmalia

Heemmm...sounds new project is coming...Knapa melibatkan controlnet segala kalo modbus-rtu aja cukup,Pak?But, good luck! ;)

Edi Saputra

Setahu saya input dengan modbus protocol bisa diconnect melalui serial port dari Control logic. Biasanya diperlukan converter RS-232/RS-485 untuk koneksinya. Manual allan bradley terlampir mungkin bisa membantu.

Fitri Ade Gunawan

Jika ingin menggunakan modbus communication antara RC2000 dan Control logix 5000. Yg perlu diketahui adalah sbb:1. tipe komunikasi : TCP/IP, atau serial RS-232 atau serial RS-485/4222. tipe modbus : RTU atau ASCII3. speed, databit, parity,stop bit : berapa kbps, 7 bit atau 8 bit,4. register mapping5. jarak antara PLC dan RC2000, pastikan tipe komunikasi support untukjarak tsb.

untuk di sisi PLC dengan menambah card untuk modbus master dari prosoft technology, bisa dilihat di websitehttp://www.prosoft-technology.com/prosoft/products/for_rockwell_automation/protocol/serial/modbus/mvi56e_mcmr#

Arnold Antonius

Mas Novi

Saran sy berkaitan dengan kasus Anda :

- Pastikan Modbus dari Engine System Manager (ESM) apakah Serial atau TCP/IP atau Modbus Plus- pastikan ESM bukan bersifat proprietery dan harus punya port untuk link dengan open system lainnya- Pastikan apakah HMI yang dipakai oleh PLC AB di control room RSView atau Wonderware atau lainya

Analisa ReviewJika seandainya (diasumsikan) Modbus ESM adalah TCP/IP dan HMI digunakan Wonderware, maka Anda hanya perlu membeli OPC Server Modbus TCP/IP (tinggal cari di google, mis Matricon, atau OPC Link Wonderware dll). (Note: pastikan OPC Server yg dibeli sd punya fitur OPC Browse dan mampu melakukan aliasing untuk tag-tag dari masing-masing compressor sehingga mudah dikenali saat men-develop tampilan HMI yang akan memvisualisasikan masing-masing Actua Value dan Status Value). Dan tambahkan suatu satu Ethernet Card pada PC dimana Wonderware diinstalasikan dan konfigurasikan IP address-nya sesuai topologi dan perkiraan kapasitas jaringan yg diinginkan. (Note: tdk perlu Ethernet Card tambahan lg jika PC telah terhubung dg Hub atau Switch)

Selanjutnya instalasikan OPC Server tersebut pada PC dimana HMI (Wonderware) berada dan kemudian lakukan koneksi dengan ESM menggunakan kabel UTP. Setelah itu cek koneksi ketersambungan dengan melakukan PING dan lakukan singkronisai waktu antar ESM dgn OS PC. Bila statusnya ping telah REPLY maka selanjutnya tinggal melakukan tags aliasing pada OPC Server dengan terlebih dahulu melakukan tag browsing untuk memastikan apakah semua Actual

Value (data analog) dan Status Value (data Digital / Discrete Value) yang ingin divisualisasikan di HMI telah muncul semua ataukah belum.Selanjutnya lakukan aliasing tag agar mudah dikenali dan mudah dingat pada lingkungan Wonderware (yg dalam hal ini bertindak sebagai OPC Client).

Bila semua tag yg akan divisualisasikan telah tersedia, selanjutnya lakukan pengembangan jendela (window) dari HMI sesuai dengan keinginan. Beberapa jendela yg umumnya harus ada: P&ID, historical trending, realtime trending, faceplate (bila sekalian bisa untuk mengontrol compressor), alarm logger, event logger, snapshort report shift report.NoteDalam hal ini Anda tidak perlu lagi melakukan komunikasi dari ESM ke PLC AB secara fisik karena secara topologi komunikasi data PLC AB juga merupakan salah satu 'node' dalam 'domain' ke HMI (Wonderware) yg dalam hal ini berfungsi sebagai client node dan sekaligus merupakan front end untuk sistem basis data pada sistem automasi sederhana ini.

Ferdi Firdausy

Dear Pak Novri,

Pak intinya kalau alat tersebut sudah menggunakan modbus berarti sudah mempunyai addressnya misalkan start/stop, indikasi arus atau lainya. jadi tinggal diprogram dari PLC nya untuk memanggil alamat tersebut. kalau masalah output signal dari controller RC 2000 disesuaikan aja dengan fasilitas di PLC nya. biasanya kalau sudah system komunikasi modbus bs langsung dibaca, karena di PLC ada yang menyiapkan komunikasi datanya juga.

Mungkin teman2 yang lain bs membantu.

Novriandy Darmawan

Ok pak ferdi terima ksh atas infonya..Kalo boleh tau ada gak ya modbus module yg bs lgsg konek ke PLC.. Biar output signal lgsg di konvert otomatis ke analog signal.

Arnold Antonius

Sediki tambahan sj.Adapun filosofi dalam mendisain control system disini, yg harus diperhatikan bahwa scope dari tujuan proyek ini apakah untuk MACHINARY AUTOMATION ataukah apakah untuk PLANT MONITORING.

Kalau untuk tujuan PLANT MONITORING saja, kenapa harus membebani Main Montroller (PLC AB CL 5000) dengan tambahan kerja, tambahan modul, mengurangi reserve memori PLC, menambah peluang kegagalan, dll. Bayangkan saja betapa sibuknya PLC anda setelah dibebani data2 baru itu, padahal secara plant reliability, Main Controller merupakan Equipment Critical 1.

Dilain pihak, padahal kasus anda ini sangat-sangat sederhana dan secara sistem sudah jelas control system architecture nya.

Saran saya coba riview kembali filosofi dari control system dan definisikan tujuannya secara jelas lalu buat analisa untung ruginya berdasarkan jastifikasi keandalan plant (plant reliability) juga jastifikasi ekonomisnya. Dan minta saran dari Senior Engineer yg expert untuk bidang Control System dan bukan yang hanya Automation Engineer atau PLC Engineer.

Terima Kasih Mohon maaf bila ada kekeliruan penjelasan.

Rachmadi Indrapraja

Wah respon nya reliability banget..^_^

Sedikit menanggapi, kebutuhan "sekedar" Plant Monitoring memang terkesan kurang "greget" jika dihadapkan dengan masalah reliability.

Tetapi apakah tidak ada jalan tengah ?? Bukan kah peralatan elektronik dianggap free maintenance dengan availibility 99.00% - 99.90% (SIL 2).

Atau mungkin perlu ada metode reliability assessment??

Mohon dishare cara nya Pak..^_^

Arnold Antonius

Begini Kang Indrapraja

Saat kita mendisain suatu (katakanlah) control system, sebaiknya tdk hanyadilihat dari tujuan operasionalnya saja. Misalnya dlm kasus mas Novri dibawah, pokoknya bagaimana caranya agar semua variabel proses / mesin (compressor) atau status mesin bisa muncul di MMI.

Betul sekali, dengan men-plug-kan satu modul Interface Modbus pd PLC AB pasti akan solve (hal ini sangat-sangat mudah). Tapi satu hal yg harus dingat bahwa yg namanya Plant (apalagi Oil&Gas atau PetroChemical atau Fertilizer), bukanlah tempat untuk uji coba kemampuan (skill) automation engineering seseorang. Semua penambahan perangkat pada suatu Plant, seyokyanya harus dilakukan dengan studi terlebih dahulu; dimana outcome dari studi ini akan menghasilkan rekomendasiJastifikasi Ekonomis dan Jastifikasi Keandalan (baik keselamatan operasi/proses, keselamatan peralatan dan keselamatan manusia/lingkungan). Katakanlah misalnya untuk kasus diskusi ini, PLC AB CL 5000 ini juga misalnya mengontrol cooling tower atau aktivasi Booster Pump dll, sehingga dengan penambahan suatu modul lg di PLC maka beban kerja PLC akan bertambah, yg secara logika reliability sederhana, akan menyebabkan peluang kegagalan pada PLC unit akan meningkat.

Padahal untuk kasus mas Novri ini sebebarnya masalahnya sangat simple, tinggal tempelkan satu OPC Server pada MMI, semua data pada Compressor Manager akan bisa langsung di-capture.

Mungkin sj biaya Modbus OPC Server jauh lebih murah dari pada Modul Modbus PLC AB, tinggal tarik satu kabel dan lakukan 'handshake' pada protokol komunikasinya, selanjutnya datanya sudah tersedia sebagai Object Linking & Embedding (OLE object) pd lingkungan Microsoft dan bisa share dengan MMI apapun yg open system (non proprietary). Saya pikir cara ini sangat simple & tdk akan membebani kerja Main Controller, yg notabene merupakan Equipment Critical One pd suatu Reliability Plant.

Sedikit catatan saja bahwa kita tdk sedang membahas Safety PLC yg tentunya sudah diperkirakan tingkat kegagalannya (PFD) sehingga akan menghasilkan Unit Redudansi, mis 2oo3 untuk TMR atau 1oo2 untuk Dual Redundance dll. Sehingga lupakan saja istilah SIL yg anda maksudkan itu sehingga diskusi tdk bias. Bila ingin diskusi tentang reliability plant silahkan buka topik baru lagi, tentunya dengan suatu contoh kasus reliability plant juga.

febri wardana

Ikutan nimbrung....

Mungkin kita perlu lihat dari tujuannya dan sudah ada beberapa alternatif yg ditawarkan rekan2 migas :1. Monitoring saja dan tidak membutuhkan update yg cepat : jika memang memungkinkan ada HMI yg sudah terhubung dgn PLC RC2000 dan tersedia koneksi utk OPC, memang langkah ini yg paling ekonomis dan safe krn tidak dilakukan perubahan apapun disisi PLC. Tentu saja dgn koneksi ke HMI (yg salah satunya via modbus atau protokol lain) biasanya memang relatif ada delay waktu krn melewati 2 layer interface

2. Monitoring saja dan membutuhkan update scan yg lebih cepat : ada modbus/protokol interface lain yg harus terpasang PLCnya shg bisa dikomunikasikan ke OPC server modbus dan diteruskan ke HMI atau Historian

3. Monitoring dan Kontrol : sama dgn item 1, direct ke PLC langsung ke sistem yg akan ditugaskan utk fungsi read/write.

Untuk item 2 dan 3 biasanya akan terkendala dgn keterbatasan PLC (RC2000) apakah di proteksi logicnya oleh vendor (krn license package) atau kita gak confident dgn sistem tsb untuk ditambahkan modbus cardnya. Memang salah satu alasan lainnya adalah reliabilitynya akan turun krn processor akan ditambahkan logic utk membaca modbus datanya. Tapi saya rasa tidak akan turun banyak dan mengganggu sistem keseluruhan, ini berdasarkan pengalaman saya. Standard PLC, TMR yg saya tahu koneksi modbus adalah standard yg diberikan mereka untuk interkoneksi ke sistem lain. Option lain adalah PLC/TMR sistem skrg sudah TCP/IP, web based dan OPC standard shg mudah utk integrasi dgn 3rd party sistem, dan tentunya hal ini sudah dipikirkan oleh si OEM bahwasannya tidak akan mengganggu fungsi kontrolnya.

Usulan menambah compact logix sbg interface diatas RC2000 menggunakan modbus protokol mungkin sedikit berlebihan, kecuali jika compact logix ini dipakai sbg pengumpul modbus data beberapa PLC dibawahnya atau untuk tujuan tertentu. Hal ini pernah saya jumpai utk sistem Fire and Gas panel system (general monitor) yg terhubung ke compact logix via modbus, dan data di compact logix dikirim ke DCS utk monitoring alarm dan melakukan fungsi peringatan dini jika ada kebakaran terjadi (energize alarm, deluge valve, dll). Hal ini dikarenakan setiap card utk GM teridentifikasi sbg modbus address dgn maksimum 255 card dalam 1 panel.

Sekadar masukan saja, mohon masukannya jika ada yg kurang benar.

Rachmadi Indrapraja

Sebelumnya hatur nuhun masukkanya..

Yup, memang sangat sederhana kalau hanya menambahkan OPC server. Tetapi apakah ini jaminan lebih reliable ? adakah reliability assessment nya jika dibandingkan dengan penambahan paket PLC (utk monitoring/automation) yang notabene bisa diketahui tingkat availibility nya.

Maaf kalo jadi melebar ya...^_^

Tetapi menjadi penting karena ditempat saya bekerja, Dept. Reliability menjustifikasi segala modifikasi dan perubahan peralatan pabrik sebagaimana yang akan dilakukan thread maker Modbus.

Jadi ini kesempatan untuk saya yg masih kebingungan untuk bertanya kira-kira reliability assessment untuk perangkat elektronik (hardware/software) "bagaimana wujudnya" ? apakah perlu data kegagalan selama sekian waktu sebelum dapat diketahui tingkat reliability nya ? atau kita bisa menggunakan informasi availibility seperti yang dijaminkan alat sesuai SIL nya ?

Mohon dishare, Maklum masih cupu...^_^

Agus Yulianto

Mungkin perlu diperjelas lagi yang dimaksudkan oleh mas Novriandy. Anda mengatakan output RC2000 controller hanya 0-5VDC. Yang saya tanyakan, anda ingin memonitor status on/off dari RC2000 atau ingin menampilkan data dari seluruh parameter yang dikontroller oleh RC2000?.

Kalau anda hanya ingin menampilkan status on/off dari RC2000: Anda tinggal menghubungkan output 0-5VDC ke analog input card yang type 0-5VDC yang ada di PLC AB anda, kalau card ini belum tersedia di PLC AB nya anda harus menambahkanya terlebih dahulu. Type analog input card yang 0-5 VDC saya kurang hafal, silahkan anda browsing sendiri.Setelah itu anda harus masuk ke program PLC, dengan menambahkan program untuk membaca inputan tersebut. Apakah program tambahan anda sudah bisa membaca analog input tersebut, anda bisa monitor secara online melalui program RS logix 5000 yang anda gunakan. Pastikan program anda sudah benar.

Untuk bisa menampilkan data anda ke HMI, anda harus masuk ke IO server atau OPC server. Anda harus menambahkan tag untuk membaca address analog input yang sudah anda tambahkan di PLC. Untuk memastikan data anda sudah terbaca di OPC server anda bisa lihat dari client server. ( Biasanya OPC server sudah dilengkapi dengan client server program).

Bila data PLC anda sudah terbaca di OPC server, anda tinggal membuat tampilan visual di program HMI nya. tinggal meng link kan tampilan visual HMI and dengan tag yang anda buat dengan OPC servernya.

Bila anda ingin menampilkan keseluruhan data dan parameter yang dikontrol oleh RC2000, anda harus pastikan bahwa RC2000 nya dilengkapi atau ada card communication untuk TCP/IP, karena anda ingin menggabungkan dengan tampilan data yang ada di PLC AB. Jika card ini sudah ada anda tinggal hubungkan dengan sebuah hub yang ada di computer servernya.

Baru anda masuk ke OPC server, browse semua data atau adrress yang ada di RC2000, jika semua data sudah terbaca di OPC server, anda tinggal membuat tampilan visual di HMI nya. Selanjutnya anda tinggal me link kan semua tag/data di OPC server dengan tampilan HMI anda.

Jika anda tidak ingin menggabungkan tampilan HMI nya dengan PLC AB nya atau stand alone, anda tinggal menghubungkan komunikasi modbus serial RC2000 dengan port serial yang ada di computer servernya. Langkah berikutnya seperti diatas. Jika anda menggunakan komunikasi serial, tentunya ada keterbatasan panjang kabel yang bisa anda gunakan. Jika anda memerlukan jarak yang jauh anda harus ubah RS232 serial ike RS485.

Novriandy Darmawan

Dear pak agus,

Bagus sekali infonya. Utk diketahui tujuan km adalah agar parameter2 yg ada di RC2000 dpt di monitor semua di kontrol room mengingat kompressor km terletak di field yg jauh. Untk serial komunikasi yg km gunakan yaitu RS422. Jarak ke kontrol room sekitar 100 meter. Apakah harus di ganti dgn RS485 atau sdh cukup dgn RS422..

Agus Yulianto

Kalau tujuannya menampilkan semua data/parameter2 yang ada di RC2000 anda tidak perlu masuk ke PLC AB nya. Kalau modul kumunikasi yang tersedia RS422, anda tidak bisa menggabungkannya dengan tampilan di HMI yang untuk PLC AB nya, anda harus menginstall program HMI nya di komputer secara terpisah.

Ada beberapa software scada/HMI yang sudah dilengkapi driver PLC ( seperti modbus communication nya), seperti Citect scada, tetapi juga banyak software scada/HMI yang belum dilengkapi dengan driver untuk komunikasi dengan PLC atau kontroller. Jadi jika anda menggunakan software scada/HMI yang belum ada driver komunikasinya, anda harus install software IO server atau OPC server.

Anda tinggal menghubungkan kabel komunikasi dari RS422 yang ada di RC2000 dengan RS422 yang ada di komputer. Harus ditambahkan RS422 converter di komputer yang akan digunakan. Sedangkan langkah pemrogrammannya seperti yang saya sebutkan sebelumnya.

Menurut saya tidak ada perbedaan yang fundamental antara RS422 dengan RS485. Keduanya dapat mendukung panjang kabel maksimal 1200 m. Modes operationnya sama2 half duplex.Sedangkan perbedaanya adalah, pada panjang kabel 12 m, transfer data untuk RS422 adalah 10 Mbs sedangkan RS485 adalah 35 Mbs. Sedangkan dengan panjang kabel 1200 m trasfer datanya adalah sama2 100 kbs. Perbedaan yang lain adalah mengenai network topologynnya: RS422 : multidrop sedangkan RS485 : Multipoint.

Semoga bermanfaat.

Novriandy Darmawan

Pak agus,

Kalo begitu langkh pertama yg harus saya lakukan yaitu mempersiapkan software HMI nya terlebih dahulu ya. Kalau wonderware itu bagaimana pak agus, saya blm pernah pakai.Kalau ada software yg lebih murah kira2 apa ya yg bisa mendukung RS422? Jadi saya tidak perlu menambah module modbus prosoft lagi.

Agus Yulianto

Menurut saya tidak perlu menambahkan modul modbus prosoft lagi. Kalau tujuannya untuk monitoring, anda tidak perlu masuk ke PLC AB, jadi tidak perlu menshutdown PLC AB sehingga ini juga akan mengurangi tingkat resiko pekerjaan anda.

Wonderware software HMI yang bagus dan sdh sangat terkenal sehingga harga akan sangat mahal. Kalau tujuannya untuk monitoring dan anda masih mempertimbangkan dari sisi ekonomisnya bisa menggunakan plantview scada atau aspic scada, selain mudah dan simple dlm pemrogrammannya, dari sisi harga juga jauh lebih murah dibandingkan wonderware.

Langkah pertama sebelum menginstall HMI, anda harus mengetahui semua address yang digunakan oleh RC2000, hal ini akan digunakan untuk meng capture data oleh OPC server. Setelah install softawre HMInya. Jika HMI tidak dilengkapi driver protokol modbus, anda juga harus install juga software OPC server yang mendukung modbus protokol. Salah satu software OPC server yang menurut saya handal dan stabil adalah KEPware KEPserver Ex.

Setelah itu hubungkan kabel komunikasi dari RS422 yang di RC2000 dengan RS422 yang di PC. Dan pastikan bahwa kabel diagram yang digunakan sudah benar, karena setiap kontroller atau plc mempunyai diagram kabel yang berbeda beda. Setelah itu bisa mulai untuk pemrogramannya.

Semoga bermanfaat.