1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

SCADA adalah suatu sistem pengendalian alat secara jarak jauh, dengan kemampuan

memantau data-data dari alat yang dikendalikan. SCADA merupakan bidang yang secara

kontinyu selalu dikembangkan di seluruh bagian dunia pada berbagai tipe industri yang

menghabiskan bertrilyun-trilyun rupiah.

Penelitian-penelitian mengenai SCADA semakin berkembang dengan ditemukannya

media komunikasi bergerak, sehingga memunculkan istilah Mobile SCADA.

Salah satu penelitian untuk mengatasi permasalahan di atas adalah dengan dibuatnya

suatu sistem SCADA yang dikendalikan melalui web (Robotics and Automation Group,

2004). Di dalam penelitian ini digunakan sebuah server yang terkoneksi dengan internet yang

akan menangani beberapa fungsi dan kontrol robot. Dengan dipindahkannya beberapa fungsi

dan kontrol tersebut maka fungsi pengendalian robot akan menjadi lebih sederhana, yang

berakibat pula sistem bersifat generik, artinya bisa diterapkan di berbagai bidang aplikasi

industri. Selain itu juga dibuat program berbasis web yang bersifat user friendly. Hal-hal ini

akan mengatasi beberapa permasalahan di atas. Namun demikian sistem di atas masih belum

bersifat bergerak/mobile.

Oleh karena itu penelitian-penelitian baru dilakukan dengan merancang suatu sistem

SCADA yang menggunakan teknologi komunikasi bergerak, untuk selanjutnya kita sebut

sebagai Mobile SCADA. Mobile SCADA sendiri didefinisikan sebagai penggunaan sistem

SCADA dengan media komunikasi jaringan telepon bergerak (Mayer, 2002). Dengan

digunakannya infrastruktur komunikasi bergerak yang sudah ada tersebut, maka bisa

diwujudkan suatu sistem SCADA yang berbiaya murah, disertai dengan kemampuannya

untuk bisa dipasang di mana saja tanpa tergantung setting lokasi industri. Selain itu dalam

sistem ini juga akan digunakan suatu server terhubung internet yang akan mengakomodir

beberapa fungsi dan kontrol pengendalian sehingga kerumitan sistem akan terkurangi yang

mengakibatkan perangkat SCADA akan dapat dioperasikan dengan mudah dan lebih bersifat

generik serta perawatannya menjadi lebih murah. Penghematan biaya terjadi karena obyek

2

kendali bisa dikendalikan secara jarak jauh sehingga akan membantu penghematan kerja

manusia.

Namun demikian sistem-sistem SCADA yang dikembangkan di atas syarat dengan

rancang bangun yang modern dan integrasi yang tinggi antara perancang dan industri

pendukungnya. Penelitian-penelitian di atas bahkan membutuhkan biaya yang juga masih

sangat mahal untuk mengembangkan mesin SCADA (lihat Gb.1), yang merupakan komponen

utama dari sistem SCADA yang berupa kartu (card) yang tersambung ke telepon klien dan ke

obyek kendali. Sistem pengembangan alat seperti ini tentu akan sangat berat bila diterapkan

di Indonesia.

Maka dari itu dalam penelitian ini akan dikembangkan suatu sistem SCADA yang

tepat bagi kondisi industri menengah ke bawah di Indonesia, yang bisa dilaksanakan oleh

para peneliti di level universitas di Indonesia, dengan penggunaan komponen-komponen dan

perangkat lunak yang mudah didapatkan di pasaran, serta dengan menggunakan jaringan

komunikasi bergerak yang murah di Indonesia, seperti jaringan CDMA.

Selain permasalahan di atas, ada permasalahan utama yang akan menjadi titik

perhatian dalam penelitian ini, yaitu pembuatan protokol atau aturan-aturan kendali yang

nantinya akan menjadi lkitasan pembuatan perangkat lunak sistem Mobile SCADA ini.

Protokol ini nantinya harus dibuat sedemikian rupa sehingga perangkat lunak serta perangkat

keras yang dibangun dalam sistem ini dapat mengatasi berbagai permasalahan di atas, yaitu

bersifat generik, mudah digunakan, mudah dirawat, mudah beradaptasi, dan mobile.

1.2.Rumusan Masalah

1. Pengertian SCADA

2. Istilah dalam SCADA

3. Manfaat SCADA

4. Aplikasi SCADA

5. Cara kerja SCADA

1.3.Tujuan

1. Mengetahui SCADA

2. Mengetahui istilah dalam SCAA

3. Mengetahui manfaat SCADA

4. Mengetahui aplikasi SCADA

5. Mengetahui cara kerja SCADA

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian SCADA

SCADA (kependekan dari Supervisory Control And Data Acquisition) adalah sistem

kendali industri berbasis komputer yang dipakai untuk pengontrolan suatu proses, seperti:

Proses industri: manufaktur, pabrik, produksi, generator tenaga listrik.

Proses infrastruktur: penjernihan air minum dan distribusinya, pengolahan limbah,

pipa gas dan minyak, distribusi tenaga listrik, sistem komunikasi yang kompleks,

sistem peringatan dini dan sirine

Proses fasilitas: gedung, bkitara, pelabuhan, stasiun ruang angkasa.

Beberapa contoh lain dari sistem SCADA ini banyak dijumpai di lapangan produksi

minyak dan gas (Upstream), Jaringan Listrik Tegangan Tinggi dan Tegangan Menengah

(Power Transmission and Distribution) dan beberapa aplikasi yang dipakai untuk memonitor

dan mengontrol areal produksi yang cukup luas.

Suatu sistem SCADA biasanya terdiri dari:

Antarmuka manusia mesin (Human-Machine Interface)

Unit terminal jarak jauh yang menghubungkan beberapa sensor pengukuran dalam

proses-proses di atas

Sistem pengawasan berbasis komputer untuk pengumpul data

Infrastruktur komunikasi yang menghuhungkan unit terminal jarak jauh dengan

sistem pengawasan, dan

PLC atau Programmable Logic Controller

Berikut merupakan gambaran umum arsitektur SCADA.

4

2.2.Istilah dalam SCADA

HMI adalah subsistem dari SCADA yang berfungsi menampilkan data dari hasil

pengukuran di RTU ataupun menampilkan proses yang sedang terjadi pada keseluruhan

sistem. HMI merupakan sebuah software pada computer berbasis grafis yang berfungsi untuk

mempermudah pengawasan (Supervisory) kepada sang operator. HMI mengubah data-data

dan angka kedalam animasi, grafik/trend, dan bentuk yang mudah diterjemahkan oleh sang

operator.

MTU atau Master Terminal Unit merupakan sebuah sistem komputer(bisa komputer

bisa PLC ataubahkan microcontroller) yang bertugas memberikan data kepada HMI dari

RTU. di lain sisi MTU ini juga bertugas mengambil data dari tiap-tiap RTU (jika RTU lebih

dari 1) untuk diterjemahkan dan di berikan ke HMI. sistem pengambilan data dari tiap-tiap

RTU disebut “Polling”. terkadang MTU dan HMI dapat dijadikan 1 bagian, ketika MTU

menggunakan komputer yang sama dengan HMI.

RTU atau Remote Terminal Unit adalah subsistem SCADA yang berfungsi sebagai

terminal-terminal (semacam stasiun data) dari hasil pengukuran, pengendalian, pemantauan

status dan lain-lain. RTU juga berfungsi menerjemahkan, mengkonversi, menghitung sinyal

dari transducer seperti pengukuran arus listrik , Flow, Static Pressure, Differensial Pressure,

temperatur, dan lain-lain. dari hasil pengukuran tersebut hal yang dilakukan RTU adalah

melakukan kendali(jika merupakan sistem kendali) kemudian mentransmit data ke MTU atau

langsung mentransmit ke MTU jika sistem di RTU bukan untuk pengendalian (Controlling).

RTU juga dapat berfungsi sebagai pengatur set point yang dikirimkan dari HMI/MTU ke

RTU tersebut.

PLC atau Programmable Logic Controller adalah sebuah controller logic yang dapat

diProgram sesuai kebutuhan kita. PLC pada sistem SCADA biasanya di tempatkan pada

RTU, jadi PLC merupakan subsistem dari RTU. PLC ini bertugas melakukan

pengolahan/pengambilan data dari transducer/sensor transmitter yang juga memungkinkan

untuk melakukan pengendalian pada sistem di RTU tersebut misal digunakan untuk

pengaturan bukaan Valve.

Sistem Komunikasi, merupakan sebuah cara untuk mengkomunikasikan data dari

RTU ke MTU. pada RTU yang terletak jauh dari pusat control (MTU) maka sistem

5

komunikasi biasanya menggunakan Radio. pada industri tertentu ada yang lebih memilih

menggunakan GSM Radio yang biasanya untuk RTU yang sangat jauh tidak terjangkau

dengan radio biasa atau bisa menggunakan radio biasa namun harus menggunakan beberapa

repeater agar radio pada RTU dapat berkomunikasi dengan Radio pada MTU.

Yang dimaksud dengan Supervisory Control atau Master Terminal Unit (MTU)

adalah kendali yang dilakukan di atas kendali lokal atau Remote Terminal Unit (RTU),

sebagai ilustrasi, pada suatu ladang minyak dan gas (Oil and Gas Field) ada beberapa sumur

minyak (Oil Well) yang berproduksi. Hasil minyak mentah (Crude Oil) dari masing-masing

sumur produksi tersebut dikumpulkan di stasium pengumpul atau Gathering Station (GS) di

mana proses lanjutan terhadap minyak mentah yang terkumpul tersebut dilakukan. Biasanya

pada masing-masing sumur minyak produksi terpasang suatu sistem (RTU) yang memonitor

dan mengontrol beberapa kondisi dari sumur minyak produksi tersebut. Kendali lokal

dilakukan pada masing-masing production well dan supervisory control yang berada di

stasiun pengumpul, melakukan control dan monitoring kepada semua production well yang

ada di bawah supervisi. Jika salah satu production well mengalami gangguan, dan stasiun

pengumpul tetap harus memberikan dengan production rate tertentu, maka supervisory

control akan melakukan koordinasi pada production well lainnya agar jumlah produksi bisa

tetap dipertahankan.

Pada umumnya jarak antara RTU dengan MTU cukup jauh sehingga diperlukan

media komunikasi antara keduanya. Cara yang paling umum dipakai adalah Komunikasi

Radio (Radio Communication) dan Komunikasi Serat Optik (Optical Fiber Communication).

6

Pada sistem tenaga listrik, media komunikasi yang dipergunakan adalah Power Line

Communication, Radio Data, Serat optik dan kabel pilot. Pemilihan media komunikasi sangat

bergantung kepada jarak antar site, media yang telah ada dan penting tidaknya suatu titik (

gardu ).

Pengaturan sistem tenaga listrik yang komplek, sangat bergantung kepada SCADA.

Tanpa adanya sistem SCADA, sistem tenaga listrik dapat diibaratkan seperti seorang pilot

membawa kendaraan tanpa adanya alat instrumen dihadapannya. Pengaturan sistem tenaga

listrik dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis. Pada pengaturan secara manual,

operator mengatur pembebanan pembangkit dengan melihat status peralalatan listrik yang

mungkin dioperasikan misalnya Circuit Breaker ( CB ), beban suatu pembangkit, beban trafo,

beban suatu transmisi atau kabel dan mengubah pembebanan sesuai dengan frekuensi sitem

tenaga listrik. Pengaturan secara otomatis dilakukan dengan aplikasi Automatic Generating

Control ( AGC ) atau Load Frequency Control ( LFC ) yang mengatur pembebanan

pembangkit berdasar setting yang dihitung terhadap simpangan frekuensi.

Salah satu hal yang penting pada sistem SCADA adalah komunikasi data antara sistem

remote ( remote station / RTU ) dengan pusat kendali. Komunikasi pada sistem SCADA

mempergunakan protokol khusus, walaupun ada juga protokol umum yang dipergunakan.

Protokol yang dipergunakan pada sistem SCADA untuk sistem tenaga listrik diantaranya :

1. IEC Stkitar meliputi IEC 60870-5-101 yang berbasis serial komunikasi dan IEC

60870-5-104 yang berbasis komunikasi ethernet.

2. DNP 3.0

3. Modbus

4. Proprietary solution, misalnya KIM LIPI, HNZ, INDACTIC, PROFIBUS dan lain-

lain

2.3.Manfaat SCADA

SCADA bukanlah teknologi khusus, tapi lebih merupakan sebuah aplikasi.

Kepanjangan SCADA adalah Supervisory Control And Data Acquisition, semua aplikasi

yang mendapatkan data-data suatu sistem di lapangan dengan tujuan untuk pengontrolan

sistem merupakan sebuah Aplikasi SCADA.

Ada dua elemen dalam Aplikasi SCADA, yaitu:

7

1. Proses, sistem, mesin yang akan dipantau dan dikontrol - bisa berupa power plant, sistem

pengairan, jaringan komputer, sistem lampu trafik lalu-lintas atau apa saja.

2. Sebuah jaringan peralatan ‘cerdas’ dengan antarmuka ke sistem melalui sensor dan luaran

kontrol. Dengan jaringan ini, yang merupakan sistem SCADA, membolehkan Kita

melakukan pemantauan dan pengontrolan komponen-komponen sistem tersebut.

2.4.Aplikasi SCADA

SCADA digunakan untuk mengatur berbagai macam peralatan. Biasanya, SCADA

digunakan untuk melakukan proses industri yang kompleks secara otomatis, menggantikan

tenaga manusia (bisa karena dianggap berbahaya atau tidak praktis - konsekuensi logis adalah

PHK), dan biasanya merupakan proses-proses yang melibatkan faktor-faktor kontrol yang

lebih banyak, faktor-faktor kontrol gerakan-cepat yang lebih banyak, dan lain sebagainya,

dimana pengontrolan oleh manusia menjadi tidak nyaman lagi.

Sebagai contoh, SCADA digunakan di seluruh dunia misalnya untuk :

• Penghasil, transmisi dan distribusi listrik: SCADA digunakan untuk mendeteksi besarnya

arus dan tegangan, pemantauan operasional circuit breaker, dan untuk

mematikan/menghidupkan the power grid.

• Penampungan dan distribusi air: SCADA digunakan untuk pemantauan dan pengaturan laju

aliran air, tinggi reservoir, tekanan pipa dan berbagai macam faktor lainnya.

• Bangunan, fasilitas dan lingkungan: Manajer fasilitas menggunakan SCADA untuk

mengontrol HVAC, unit-unit pendingin, penerangan, dan sistem keamanan.

• Produksi: Sistem SCADA mengatur inventori komponen-komponen, mengatur otomasi alat

atau robot, memantau proses dan kontrol kualitas.

• Transportasi KA listrik: menggunakan SCADA bisa dilakukan pemantauan dan

pengontrolan distribusi listrik, otomasi sinyal trafik KA, melacak dan menemukan lokasi KA,

mengontrol palang KA dan lain sebagainya.

• Lampu lalu-lintas: SCADA memantau lampu lalu-lintas, mengontrol laju trafik, dan

mendeteksi sinyals-sinyal yang salah.

8

Dan, tentunya, masih banyak lagi aplikasi-aplikasi potensial untuk sistem SCADA.

SCADA saat ini digunakan hampir di seluruh proyek-proyek industri dan infrastruktur

umum.

Intinya SCADA dapat digunakan dalam aplikasi-aplikasi yang membutuhkan

kemudahan dalam pemantauan sekaligus juga pengontrolan, dengan berbagai macam media

antarmuka dan komunikasi yang tersedia saat ini (misalnya, Komputer, PDA, Touch Screen,

TCP/IP, wireless dan lain sebagainya).

2.5.Cara Kerja SCADA

Sebuah sistem SCADA memiliki 4 (empat) fungsi , yaitu:

1. Akuisisi Data.

2. Komunikasi data jaringan.

3. Peyajian data.

4. Kontrol(proses).

Fungsi-fungsi tersebut didukung sepenuhnya melalui 4 (empat) komponen SCADA,

yaitu:

1. Sensor (baik yang analog maupun digital) dan relai kontrol yang langsung berhubungan

dengan berbagai macam aktuator pada sistem yang dikontrol.

2. RTUs (Remote Telemetry Units). Merupakan unit-unit “komputer” kecil (mini),

maksudnya sebuah unit yang dilengkapi dengan sistem mandiri seperti sebuah komputer,

yang ditempatkan pada lokasi dan tempat-tempat tertentu di lapangan. RTU bertindak sebagai

pengumpul data lokal yang mendapatkan datanya dari sensor-sensor dan mengirimkan

perintah langsung ke peralatan di lapangan.

3. Unit master SCADA (Master Terminal Unit - MTU). Kalo yang ini merupakan komputer

yang digunakan sebagai pengolah pusat dari sistem SCADA. Unit master ini menyediakan

HMI (Human Machine Iterface) bagi pengguna, dan secara otomatis mengatur sistem sesuai

dengan masukan-masukan (dari sensor) yang diterima.

4. Jaringan komunikasi, merupakan medium yang menghubungkan unit master SCADA

dengan RTU-RTU di lapangan.

1. Akuisisi Data

9

Pada kenyataannya, kita membutuhkan pemantauan yang jauh lebih banyak dan

kompleks dari sekedar sebuah mesin yang menghasilkan sebuah produk (seperti contoh

sebelumnya). Kita mungkin membutuhkan pemantauan terhadap ratusan hingga ribuan sensor

yang tersebar di seluruh area pabrik. Beberapa sensor digunakan untuk pengukuran terhadap

masukan (misalnya, laju air ke reservoir), dan beberapa sensor digunakan untuk pengukuran

terhadap luaran (tekanan, massa jenis, densitas dan lain sebagainya).

Beberapa sensor bisa melakukan pengukuran kejadian secara sederhana yang bisa

dideteksi menggunakan saklar ON/OFF, masukan seperti ini disebut sebagai masukan diskrit

atau masukan digital. Misalnya untuk mengetahui apakah sebuah alat sudah bekerja (ON)

atau belum (OFF), konveyornya sudah jalan (ON) atau belum (OFF), mesinnya sudah

mengaduk (ON) atau belum (OFF), dan lain sebagainya. Beberapa sensor yang lain bisa

melakukan pengukuran secara kompleks, dimana angka atau nilai tertentu itu sangat penting,

masukan seperti ini disebut masukan analog, bisa digunakan untuk mendeteksi perubahan

secara kontinu pada, misalnya, tegangan, arus, densitas cairan, suhu, dan lain sebagainya.

Untuk kebanyakan nilai-nilai analog, ada batasan tertentu yang didefinisikan

sebelumnya, baik batas atas maupun batas bawah. Misalnya, Kita ingin mempertahankan

suhu antara 30 dan 35 derajat Celcius, jika suhu ada di bawah atau diatas batasan tersebut,

maka akan memicu alarm (baik lampu dan/atau bunyi-nya). Terdapat empat alarm batas

untuk sensor analog: Major Under, Minor Under, Minor Over, dan Major Over Alarm.

2. Komunikasi Data

Dari contoh sederhana pabrik pernak-pernik, yang dimaksud ‘jaringan’ pada kasus

tersebut adalah sekedar kabel yang menghubungkan saklar dengan panel lampu.

Kenyataannya, seringkali Kita ingin memantau berbagai macam parameter yang berasal dari

berbagai macam sensor di lapangan (pabrik), dengan demikian Kita membutuhkan sebuah

jaringan komunikasi untuk melakukannya.

Pada awalnya, SCADA melakukan komunikasi data melalui radio, modem atau jalur

kabel serial khusus. Saat ini data-data SCADA dapat disalurkan melalui jaringan Ethernet

atau TCP/IP. Untuk alasan keamanan, jaringan komputer untuk SCADA adalah jaringan

komputer lokal (LAN - Local Area Network) tanpa harus mengekspos data-data penting di

Internet.

Komunikasi SCADA diatur melalui suatu protokol, jika jaman dahulu digunakan

protokol khusus yang sesuai dengan produsen SCADA-nya, sekarang sudah ada beberapa

10

stkitar protokol yang ditetapkan, sehingga tidak perlu khawatir masalah kecocokan

komuninkasi lagi.

Karena kebanyakan sensor dan relai kontrol hanyalah peralatan listrik yang sederhana,

alat-alat tersebut tidak bisa menghasilkan atau menerjemahkan protokol komunikasi. Dengan

demikian dibutuhkan RTU yang menjembatani antara sensor dan jaringan SCADA. RTU

mengubah masukan-masukan sensor ke format protokol yang bersangkutan dan

mengirimkan ke master SCADA, selain itu RTU juga menerima perintah dalam format

protokol dan memberikan sinyal listrik yang sesuai ke relai kontrol yang bersangkutan.

Gambar Contoh Jaringan pada Sistem SCADA

3. Penyajian Data

Untuk kasus pabrik pernak-pernik kita, satu-satunya tampilan adalah sebuah lampu

yang akan menyala saat saklar diaktifkan. Ya, tentu saja kenyataannya bisa puluhan hingga

ratusan lampu, bayangkan siapa yang akan Kita minta untuk mengawasi lampu-lampu

tersebut.

Sistem SCADA melakukan pelaporan status berbagai macam sensor (baik analog

maupun digital) melalui sebuah komputer khusus yang sudah dibuatkan HMI-nya (Human

Machine INterface) atau HCI-nya (Human Computer Interface). Akses ke kontrol panel ini

bisa dilakukan secara lokal maupun melalui website. Bahkan saat ini sudah tersedia panel-

panel kontrol yang TouchScreen. Perhatikan contoh-contoh gambar dan penjelasan pada

STUDI KASUS.

Gambar Contoh akses SCADA melalui website KONTROL

11

Sayangnya, dalam contoh pabrik pernak-pernik kita tidak ada elemen kontrol. Baiklah,

kita tambahkan sebuah kontrol. Misalnya, sekarang operator juga memiliki tombol pada

panel kontrol. Saat dia klik pada tombol tersebut, maka saklar di pabrik juga akan ON.

Okey, jika kemudian Kita tambahkan semua kontrol pabrik ke dalam sistem SCADA melalui

HMI-nya, maka Kita mendapatkan sebuah kontrol melalui komputer secara penuh, bahkan

menggunakan SCADA yang canggih (hampir semua produk perangkat lunak SCADA saat ini

sudah canggih-canggih) bisa dilakukan otomasi kontrol atau otomasi proses, tanpa

melibatkan campur tangan manusia. Tentu saja, Kita masih bisa secara manual

mengontrolnya dari stasion master.

Tentunya, dengan bantuan SCADA, proses bisa lebih efisien, efektif dan meningkatkan

profit perusahaan.

12

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

SCADA (kependekan dari Supervisory Control And Data Acquisition) adalah sistem

kendali industri berbasis komputer yang dipakai untuk pengontrolan suatu proses, seperti:

Proses industri: manufaktur, pabrik, produksi, generator tenaga listrik.

Proses infrastruktur: penjernihan air minum dan distribusinya, pengolahan limbah,

pipa gas dan minyak, distribusi tenaga listrik, sistem komunikasi yang kompleks,

sistem peringatan dini dan sirine

Proses fasilitas: gedung, bkitara, pelabuhan, stasiun ruang angkasa.

Sebuah sistem SCADA memiliki 4 (empat) fungsi , yaitu:

1. Akuisisi Data.

2. Komunikasi data jaringan.

3. Peyajian data.

4. Kontrol(proses).

3.2 Saran

Dalam penulisan berikutnya harus lebih baik daripada makalah ini, karena kami merasa

sangat kurang dalam penulisan makalah ini.

13

DAFTAR PUSTAKA

www.google.com

www.wikipedia.com