OVERVIEW SCADA

1.1 Pendahuluan

SCADA singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition

Dimaksudkan dengan SCADA adalah suatu sistem pengawasan, pengendalian dan

pengolahan data secara real time. .Komponen SCADA meliputi Master Station, media

telekomunikasi dan Remote Station /Remote Terminal Unit.

Sistem SCADA diterapkan di banyak perusahaan antara lain : Perusahaan Listrik,

Perusahaan Air Minum, Pabrik Semen, Pabrik Susu, Perusahaan Transportasi,Pengeboran

Minyak Lepas Pantai , Gedung – Gedung modern dll.

Pada Perusahaan Listrik , penggunaan SCADA melingkup pada banyak

pengusahaan .Pengusahaan tenaga listrik meliputi pengoperasian pada bidang :

Sistem Pembangkitan

Sistem Penyaluran

Sistem Distribusi .

Didalam pengoperasian secara sistem, diharapkan tidak terjadi pemutusan pelayanan

selama 24 jam selama sehari dan tujuh hari dalam seminggu.

Untuk tujuan tersebut SCADA dan Telekomunikasi menjadi hal yang sangat diperlukan

keberadaannya sebagai sarana pengendali real time..

Kegiatan operasi jaringan sistem penyaluran dan distribusi dikoordinir oleh Pusat Pengatur

Beban (Penyaluran atau Distribusi ) dan pada hirarki dibawahnya oleh Regional Contol

Centre / RCC untuk sistem Penyaluran dan Area Pengatur Distribusi/APD untuk sistem

Distribusi.

Petugas pelaksana pengaturan biasa disebut sebagai Dspatcher dan ditempatkan pada

gedung kontrol RCC atau APD

Tugas dari dispatcher ialah mengkoordinir operasi jaringan yang menjadi tanggung

jawabnya menyangkut pengawasan, pengendalian dan pencatatan serta melakukan

tindakan-tindakan untuk mempertahankan keandalan, mutu dan efisiensi operasional sistem

tenaga listrik.Kegiatan tersebut meliputi keadaan sistem pada saat kondisi normal ,

menghadapi gangguan serta recovery terhadap terjadinya suatu gangguan.

Untuk mencapai tujuan operasi diharuskan memenuhi faktor-faktor berikut :

Mengenal dengan baik jaringan sistem tenaga listrik yang dikelola termasuk kondisinya.

Menyusun pedoman operasi yang mencakup tujuan, aturan, tugas, aturan pelengkap dan

gambar/tabel/formulir.

Organisasi pelaksana.

Faktor-faktor tersebut sangat terbantu dengan adanya fasilitas SCADA (Supervisory,

Control and Data Acquisition). Pola Operasi sesuai dengan keadaan di lapangan sudah

diantisipasi dengan faslitas ini. Jadi faktor-faktor yang menyebabkan kesalahan operasi

dapat diminimalisir. Pola operasi sesuai konfigurasi jaringan distribusi direprentasikan dalam

bentuk Single Line Diagram dengan peralatan-peralatan manuver atau switching. Untuk

mengoperasikan peralatan tersebut harus memenuhi kriteria-kriteria yang telah ditetapkan

dalam tahapan-tahapan yang harus dipenuhi.Apabila salah satu tahapan tidak terpenuhi

maka eksekusi atau menuver jaringan tersebut tidak dapat dilaksanakan. Jadi kesalahan

yang diakibatkan oleh faktor manusia dapat dihilangkan.

Meskipun telah dibantu dengan peralatan SCADA ,setiap Dispatcher harus memahami

Standing Operation Prosedure (SOP) jaringan sistem tenaga listrik yang menjadi tanggung

jawabnya. Demikian pula , operator Gardu Induk maupun operator gardu distribusi harus

tetap mengetahui prosedur operasi pengaturan dan pengusahaan jaringan yang menjadi

tanggung jawabnya, sehingga fungsi peralatan SCADA sebagai alat kerja operasional akan

menjadi optimal.

Operasi Sistem Tenaga Listrik berlangsung secara terus menerus selama 24 jam sehari

dan biasa dikenal dengan istilah Real Time

Dispatcher / operator Sistem Distribusi Tenaga Listrik atau Dispatcher yang bekerja secara

bergiliran 24 jam sehari. Biasanya dibagi dalam 3 regu piket dalam 24 jam.

Setiap regu piket yang menggantikan regu sebelumnya harus mengadakan persiapan-

persiapan sebelum melakukan tugasnya yaitu melaksanakan operasi harian dalam Real

Time.

Persiapan-persiapan yang harus dilaksanakan adalah :

Mempelajari Rencana Operasi Harian dari Sistem Transmisi, baik yang menyangkut

rencana pembangkitan maupun yang menyangkut penyaluran. Dispatcher harus

mengetahui kondisi penyaluran dalam keadaan Normal, Siaga atau Darurat. Hal ini

diperlukan untuk melaksanakan operasi pengaturan beban sistem distribusi. Untuk itu

perlu saling berkomunikasi anatar dispatcher Pembangkitan, Penyaluran maupun

distribusi.

Mempelajari penyimpangan-penyimpangan yang terjadi terhadap Rencana Operasi

Harian Sistem terutama yang menyangkut gangguan yang terjadi dalam Sistem

Transmisi. Kondisi Sistem transmisi harus diketahui setiap saat apakah dalam kondisi

Normal, Siaga atau Darurat,

Mempelajari pekerjaan-pekerjaan pemeliharaan dan perbaikan yang dilaksanakan akan

memerlukan pemadaman sehingga ada manuver jaringan. Apabila ada perubahan

perubahan jaringan maka hal ini memerlukan perhatian khusus agar jangan sampai

terjadi kesulitan dalam operasi.

Mengecek kesiapan fasilitas untuk operasi seperti alat komunikasi, telemetering dan

telekontrol SCADA sehingga Dispatcher yang akan melaksanakan tugas mengetahui

kondisi fasilitas tersebut yang sangat diperlukan untuk pelaksanaan tugas.

Pelaksanaan operasi di dalam real time adalah pelaksanaan Rencana Operasi Harian dan

apabila terjadi penyimpangan dari kondisi Normal maka penyimpangan ini harus

dikendalikan dalam Real Time Operation dengan mengikuti Pedoman-pedoman Operasi

atau Standing Operation Procedure disingkat SOP.

Prosedur pengaturan jaringan secara umum dengan menggunakan fasilitas SCADA

dilaksanakan dengan :

Manuver atau manipulasi jaringan melalui fasilitas telekontrol SCADA dimana telah

disesuaikan dengan pola operasi konfigurasi jaringan distribusi yang ada..

Menerima informasi-informasi yang berhubungan dengan keadaan jaringan dari

Workstation dan kemudian membuat penilaian atau observasi seperlunya untuk

menetapkan tindak lanjut.

Memonitor besaran-besaran pengukuran dengan fasilitas telemetering SCADA pada

jaringan dan kemudian membuat penilaian atau observasi seperlunya untuk

menetapkan tindak lanjut.

Mengkoordinasikan pelaksanaannya dengan pihak-pihak lain yang berhubungan

dengan operasi jaringan yaitu : Region P3B, Petugas Pelayanan Gangguan, Petugas

Pemeliharaan dan Operator Gardu Induk bila ada.

Mengawasi jaringan secara terus menerus dan tidak terputus putus oleh

operator/dispatcher dibantu oleh fasilitas SCADA yang berfungsi sebagai supervisi

jaringan dimana bila terjadi kondisi abnormal akan memberi masukan berupa alarm.

Mengusut dan melokalisasi jaringan terganggu dengan fasilitas SCADA melalui perintah

telekontrol dengan memperhatikan besaran-besaran telemeter yang ada pada

workstation.

Mendeteksi gangguan sehingga titik gangguan dapat diketemukan untuk diperbaiki.

Mode operasi sitem tenaga listrik dalam kondisi real time ada 4 (empat) keadaan mode

operasi yaitu, keadaan normal, gangguan, darurat dan pemulihan. Mode tersebut dapat

digambarkan seperti di bawah ini.

NORMAL

GANGGUANPEMULIHAN

Gambar 1 : Empat keadaan sistem operasi tenaga listrik.

Seperti dijelaskan diatas bahwa sistem tenaga listrik bila terjadi gangguan sedapat mungkin

diatasi, sehingga kembali pada keadaan normal dan waktu yang diperlukan juga semakin

singkat.Peran peralatan SCADA dan Telekomunikasi adalah sangat dominan untuk

mencegah terjadinya gangguan yang meluas, dan mengupayakan agar gangguan dapat

segera datasi dengan waktu yang secepat-cepatnya

1.2Sistem SCADA Jaringan Sistem Tenaga Listrik

Pengertian Umum SCADA

Beberapa definisi utama yang sering ditemui dalam konteks SCADA adalah sebagai

berikut:

SCADA.

Supervisory Control and Data Aquisition (SCADA) merupakan suatu sistem untuk

mendapatkan data tepat waktu (real time) baik dari Remote Terminal Units (RTUs) atau

sumber komunikasi lain di lapangan, sehingga operator jaringan memungkinkan

melakukan pengawasan (supervisory) operasi jaringan dan pengendalian peralatan

pemutus beban dari jauh (remote operation).

Pengatur.

Yang dimaksud dengan Pengatur adalah Unit PLN yang melaksanakan pengaturan

operasi jaringan sistem tenaga listrik.

Ruang Kontrol (Ruang Kendali-Control Room).

Merupakan tempat/ruangan dimana operator melaksanakan tugas pengawasan dan

pengaturan operasi jaringan dan atau pendistribusian energi listrik. Ruang Kontrol

disebut pula sebagai Master Station yang terdiri dari komputer utama yang handal dan

Communication Interface yang memungkinkan pertukaran data antara RTUs dengan

master Station.

Komputer Utama (Main Computer).

Adalah prosesor induk yang berfungsi memproses semua data yang diterima dari Remote

Terminal Unit, Man-Machine Interface, maupun dari prosesor lainnya.

Front End Computer.

Adalah suatu central processor yang ditempatkan diantara kanal input dan processor

lainnya berfungsi untuk memproses data sebelum diteruskan ke processor yang lebih

besar.

DARURAT

Human Machine Interface.

Merupakan alat penghubung antara Komputer Utama dan manusia/operator.

Papan Peraga (Mimic Board).

Papan Peragaan merupakan berupa suatu panel atau layar lebar yang menampilkan

informasi umum operasi jaringan real time sebuah jaringan sistem ttenaga listrik.

Layar Tayangan (Projection Screen)

Merupakan sebuah layar lebar yang dipakai untuk menerima sorotan gambar dari alat

video peragaan (Video Display Unit).

Remote Terminal Unit (RTU)

RTU disebutkan pula sebagai Remote Station merupakan sebuah peralatan yang

ditempatkan di gardu induk yang berupa prosesor yang berfungsi sebagai penerima,

pengolah dan meneruskan informasi dari peralatan yang dimonitornya serta

mengirimkannya ke master station atau menerima instrtruksi – instruksi dari master

Station.

Fungsi-fungsi utama dari SCADA adalah sebagai berikut :

Akuisisi data yaitu merupakan proses penerimaan dari data-data RTU di jaringan dan

harus dapat berkomunikasi dengan RTU.

Konversi data yaitu merupakan proses konversi data-data telemetri yang diterima dari

RTU di jaringan dan merubah data-data tersebut dalam bentuk format standard untuk

proses lebih lanjut.

Pemrosesan data yaitu menganalisa data yang diterima untuk dilaporkan kepada

operator/dispatcher.

Supervisory control yaitu memungkinkan operator/dispatcher melaksanakan

pengendalian pada peralatan-peralatan di jaringan.

Tagging, yaitu operator/dispatcher untuk meletakkan informasi tertentu pada peralatan

tertentu dan sebagai alat bertukar informasi sesama operator/dispatcher.

Pemrosesan alarm dan event, menginformasikan kepada operator/dispatcher apabila

ada perubahan di dalam sistem jaringan ..

Post Mortem Review, membantu menetukan akibat pada sistem jaringan jika ada

gangguan besar pada jaringan.

Kemampuan SCADA sangat tergantung kepada program aplikasi yang dipakai

didalam sistem SCADA tersebut. Beberapa contoh aplikasi :

Untuk sistem Distribusi antara lain :

Fault Detection, yaitu memberikan informasi gangguan melalui bekerjanya peralatan

proteksi, sehingga deteksi gangguan dapat cepat diketahui dan titik gangguan dapat

segera diketahui.

Isolation, yaitu kemampuan untuk melokalisasi jaringan terganggu dengan

memanfaatkan fasilitas telekontrol untuk manuver atau manipulasi jaringan.

Restoration, yaitu kemampuan untuk mengembalikan kondisi jaringan pada posisi

normal sebelum terganggu setelah gangguan diperbaiki dengan fasilitas telekontrol

untuk mengendalika peralatan dijaringan seperti cubicle, LBS, recloser maupun

sectionalizer.

Untuk Sistem Transmisi :

Enegy Management Sistem ( EMS )

Power System Analysis

Load Flow

Load Frequency Control

Konfigurasi perangkat keras Sistem SCADA seperti gambar dibawah ini.

Gambar. 2 Konfigurasi Sistem SCADA

Fungsi Tele Control Control,Tele Signal, Tele Metering

Untuk fungsi Distribusi fungsional RTU yang terpasang lokasi ditentukan sebagai berikut :

1. Gardu Induk

Telecontrol : pemutus beban, pemisah, pengaturan posisi

tap changer trafo.

Telemeasurement : tegangan. arus, kwh, power factor, kvarh untuk

masing-masing penyulang masuk dan keluar,

busbar dan trafo.

Telesignalling : peralatan pemutus, posisi tap changer, dan

pengaman (ground fault, over current, DC source

fault, buchholz, transformator temperature

trip/alarm atau peralatan pengaman lain).

2. Gardu Trafo Distribusi (Key Point).

Telecontrol : pemutus beban, pemisah

Telemeasurement : tegangan. arus, kwh, power factor, kvArh untuk

penyulang trafo.

Telesignalling : peralatan pemutus, pengaman (ground fault,

over current, DC fault atau peralatan lain).

3. Pole Mounted Swithes (recloser, loadbreak switch dll.)

Telecontrol : pemutus beban, pemisah

Telesignalling : peralatan pemutus dan pengaman (ground fault,

over current, DC fault, atau peralatan lain).

4. Pole Mounted Capasitor Bank

Telemetering : capasitive current, power factor, daya reaktif,

tegangan.

Telesignalling : open close status.

Sedangkan untuk fungsi Penyaluran fungsional RTU adalah sebagai berikut :

Telecontrol : pemutus beban, tap changer Trafo

Telemeasurement : KV, A, MW,MVAR, Cos Phi,.

Telesignalling : status peralatan pemutus, peralatan pengaman

(ground fault, over current, DC fault atau

peralatan lain).

Load Frequency Control

1.3 Peralatan Sistem SCADA

Peralatan system SCADA PLN telah diatur pada POLA SCADA, yang merupakan

standardisasi peralatan baku .Kompleksitas peralatan SCADA ditentukan oleh pada

level organisasi operasi sistem tenaga listrik mana akan dioperasikan, sehingga akan

didapat keseragaman pola peralatan SCADA di PLN. Dengan adanya Philosophy ini

maka tahap selanjutnya yaitu penyusunan Functional Requirement akan lebih terarah

dan lebih pasti, mengacu kepada kebutuhan operasional sistem yang akan

dioperasikan antara lain :

1. Melengkapi alat operasional jaringan tegangan menengah serta

meningkatkan kemampuan manjemen operasi sistem tenaga listrik.

2. Meningkatkan reliabilitas sistem tenaga listrik.

3. Memperbaiki kualitas jaringan tenaga listrik.

4. Menyediakan data yang akurat/tepat untuk proses lanjutan, seperti:

optimisasi operasi jaringan, perencanaan dan perawatan jaringan;

maupun untuk pelayanan pelanggan serta peningkatan kinerja

manajemen operasi sistem tenaga listrik..

Dengan memperhatikan tujuan dan sasaran tersebut maka peralatan SCADA-meliputi:

1. Remote Terminal Units (RTUs)

2. Sistem Komunikasi.

3. Master Station (Ruang Kontrol)

4. Peralatan Interfacing dengan peralatan jaringan .

Master Station

Master Station merupakan kumpulan perangkat keras dan lunak yang ada di control

center, pada umumnya konfigurasi sebuah master station tidak akan sama,

disesuaikan dengan kebutuhan system scadanya.Namun secara garis besar

konfigurasi dari sbuah master station terdiri dari:

Komputer Front End

Komputer Server

Komputer Human Machine Interface

Komputer Database server

Komputer Engineering

Swicth atau HUB LAN

Radio Master

Recorder

Global Position Sistem untuk referensi waktu

DTS ( Dipatcher Training Simulator)

UPS

Projector

Wall Display.

Peripheral pendukung seperti Printer, logger

Sofware Aplikasi SCADA untuk Server maupun HMI

Front End

Front End adalah peralatan komputer yang berfungsi sebagai peralatan komunikasi /

menghubungkan antara Master Terminal Unit dengan Remote Terminal unit, dimana

fungsi dari Front end adalah sebagai pengolah komunikasi dan menyimpan data

sementara diantaranya :

Pengambilan Data dari RTU, yaitu pengambilan status dan pengukuran dapat diambil

secara polling, untuk mempercepat pengambilan data maka hanya data yang berubah

yang saja yang diambil.

Penyimpan data, yaitu data status dan pengukuran yang telah di

proses, disimpan di file server, atau dikirim ke HMI.

Pengiriman data, yaitu sebagai alat mengirim data dari server ke RTU

atau sebaliknya.

Pengiriman data ke HMI yaitu ketika permintaan data status RTU

diterima Front End dari HMI, maka seluruh data RTU tersebut akan

dikirim ke HMI dan data ini diambil dari file Server.

Penyesuaian Waktu dari setiap RTU yaitu mempunyai fungsi agar

setiap RTU mempunyai waktu yang sama dengan Master Terminal

Unit, maka secara priodik mengirim data waktu yang diterima dari

MTU ke setiap RTU yang dikelolanya.

Diagnosa RTU yaitu untuk memeriksa apabila setiap RTU masih

bekerja atau tidak, maka secara periodik dikirim data khusus ke setiap

RTU. Bila RTU tidak memberikan jawaban setelah beberapa kali

pengulangan, maka Front End akan mengirimkan berita ke Master

bahwa RTU tersebut tidak berfungsi.

HMI (Human Machine Interface)

Human Machine Interface atau Man Machine Interface merupakan sarana atau

perangkat yang sangat penting dalam Pusat Pengatur Beban sebagai media

komunikasi antara Operator/Dispatcher dengan komputer, dimana operator dapat

langsung memantau dan mengomando elemen-elemen yang berada di gardu Induk k

yang masuk dalam system SCADA. Selain itu dapat juga menyimpan data data dan

informasi system secara real time untuk dijadikan bahan analisa selanjutnya.

Banyaknya operator yang bekerja dalam ruangan pusat pengatur menentukan

banyaknya workstation/terminal yang diperlukan.

Sistem HMI meliputi semua peralatan yang dipergunakan untuk menyampaikan

informasi kepada operator/dispatcher dan dapat dipakai oleh operator/dispatcher

untuk mengoperasikan sistem.

Secara garis besar fungsi HMI adalah sebagai berikut :

Melihat/memantau kondisi sistem distribusi.

Memasukkan atau merubah data.

Melakukan navigasi diantara fungsi-fungsi SCADA.

Memonitor dan mengendalikan peralatan Sistem Jaringan Distribusi.

Memonitor dan Mengendalikan konfigurasi sistem jaringan distribusi.

Media Komunikasi

Kebutuhan media komunikasi dipertimbangkan berdasarkan konfigurasi antara master

computer yang berada di pusat pengendali dengan RTU. Konfigurasi yang diperlukan

antara Master Komputer dengan RTU berbentuk star atau gabungan bentuk pohon

bintang .

Dengan spesifikasi media komunikasi sebagai berikut :

Low Data Speed (300 s/d 9600 bps)

Mode transmisi sinkronus atau asinkronus

Prosedur Transmisi Master-Slave

Untuk keandalan diperlukan duplikasi link komunikasi.

Media komunikasi yang dipergunakan dapat bermacam-macam diantaranya Radio

Data, Pilot Calbe, Fiber Optic, PLC (Power Line Carrier), Microwave atau Saluran

Telepon ( Leased Line).

RTU

RTU adalah suatu peralatan yang terpasang pada gardu yang mana didalamnya

terdapat processor yang berfungsi untuk mengambil data baik status maupun data

pengukuran secara scanning ( polling), serta fungsi lainnya adalah melaksanakan

perintah-perintah dari HMI yaitu seperti Buka tutup CB, melaporkan realisasi apa yang

diperintahkan HMI lengkap dengan keadaan RTU saat itu (real time).

Semua rangkaian proses di sisi site atau gardu baik metering maupun status cb yang

diproses oleh RTU , selajutnya data tersebut disimpan dalam data memory (RAM)

sebelum diminta oleh Front End pada control center, selain itu juga Rtu berfungsi

untuk melaksanakan komando ( Buka Tutup CB) dengan permintaan dari HMI .

Adaptation Work/Interfacing

Interfacing adalah sebuah Panel yang berisi rele-rele bantu /AUX dan terminal terminal

antara RTU dengan peralatan yang akan di kontrol oleh system SCADA.

Tele informasi Data

Besar kecilnya sistem SCADA ditentukan dari jumlah teleinformasi yang direncanakan.

Analisa kebutuhan Sistem SCADA juga mengacu pada besar kecilnya teleinformasi,

karena akan menentukan kapasitas dari master komputer yang ada.

Macam-macam teleinformasi ditinjau dari bentuknya adalah :

Digital Output, merupakan sinyal digital yang dikirim dari master komputer dan

berupa sinyal perintah seperti telekontrol.

Digital Input, merupakan sinyal digital yang dikirim dari peralatan remote ke master

komputer setelah melalui RTU yang berupa sinyal indikasi. Sinyal ini terbagi dalam

2 (dua) macam yaitu single signalling dan double signalling yang membedakan

keduanya adalah penggunaannya misalnya untuk keakuratan posisi PMT

diperlukan double signalling.

Analog Input, merupakan sinyal analog yang dikirim dari meter-meter analog yang

mangalami proses Analog to Digital Converter di RTU sebelum dikirim ke master

komputer untuk diproses lebih lanjut.

Tele informasi data dituangkan pada tele information plan untuk dapat menyusun data

basenya.

Tele informaton plan di bedakan antara Tele information plan untuk SCADA, dan tele

information plan untuk pemeliharaan.