Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

63
PT Kaltim Methanol Industri POLITEKNIK NEGERI MALANG 1.1. Sistem Kontrol Sistem kontrol (control system) merupakan suatu kumpulan cara atau metode yang dipelajari dari kebiasaan-kebiasaan manusia dalam bekerja, dimana manusia membutuhkan suatu pengamatan kualitas dan proses dari apa yang telah mereka ciptakan atau kerjakan, sehingga menghasilkan keluaran atau karakteristik yang sesuai dengan yang diinginkan. Dalam aplikasinya, suatu sistem kontrol memiliki tujuan atau sasaran tertentu. Sasaran sistem kontrol yaitu untuk mengendalikan variabel-variabel masukan (input) dan keluaran (output) dalam suatu proses melalui elemen-elemen kontrol. Secara umum sistem kontrol memiliki dua sistem loop, yaitu loop terbuka dan tertutup. Dimana loop tertutup memiliki feed back atau umpan balik terhadap output dari proses sebelum menjadi output yang diinginkan. Sedangkan sistem loop terbuka tidak memerlukan feed back. Hal ini dikarenakan sederhananya proses sehingga tak membutuhkan feed back. Gambar 1.1 Sistem Kontrol open loop 17

description

Menjelaskan tentang kontrol umum skala industri seperti Distributed Control System (DCS) dan Programable Logic Controller (PLC)

Transcript of Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

Page 1: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

1.1. Sistem Kontrol

Sistem kontrol (control system) merupakan suatu kumpulan cara atau

metode yang dipelajari dari kebiasaan-kebiasaan manusia dalam bekerja,

dimana manusia membutuhkan suatu pengamatan kualitas dan proses dari

apa yang telah mereka ciptakan atau kerjakan, sehingga menghasilkan

keluaran atau karakteristik yang sesuai dengan yang diinginkan.

Dalam aplikasinya, suatu sistem kontrol memiliki tujuan atau sasaran

tertentu. Sasaran sistem kontrol yaitu untuk mengendalikan variabel-variabel

masukan (input) dan keluaran (output) dalam suatu proses melalui elemen-

elemen kontrol.

Secara umum sistem kontrol memiliki dua sistem loop, yaitu loop terbuka

dan tertutup. Dimana loop tertutup memiliki feed back atau umpan balik

terhadap output dari proses sebelum menjadi output yang diinginkan.

Sedangkan sistem loop terbuka tidak memerlukan feed back. Hal ini

dikarenakan sederhananya proses sehingga tak membutuhkan feed back.

Gambar 1.1 Sistem Kontrol open loop

Gambar 1.2 Sistem Kontrol Closed Loop

Pada sistem kontrol berbasis industri dan dalam skala besar digunakan

PLC (Programmable Logic Controler), DCS ( Distribution Control System ),

dan SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Ketiga kontroler

17

Page 2: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

tersebut memiliki satu fungsi yang sama yaitu untuk mengontrol, namun tiap-

tiap jenis kontroler memiliki spesifikasi yang berbeda. Seperti pada DCS dan

SCADA, keduanya menekankan keistimewaan adanya display pada tiap

variabel masukan dan luaran, dan juga sama-sama mengontrol lingkup proses

atau plant yang luas. Tetapi SCADA memiliki lingkup yang lebih luas lagi

dan perbedaan dalam sistem komunikasi. Sedangkan PLC menekankan pada

cepatnya respon sistem dan sistem interlock yang menjadi brand PLC.

Di PT Kaltim Methanol Industri pengontrolan sistem dilakukan oleh PLC

dan DCS, meskipun dini hari DCS atau pun PLC keduanya memiliki cara

kerja yang sama dengan respon yang cepat, tetapi didasarkan dengan efisiensi

dan tepat guna, kegunaan DCS dan PLC lama yang sudah ada di PT KMI ini

hanya diberlakukan sistem upgrade, bukan penggantian keseluruhan sistem.

PLC diberlakukan sebagai sistem pengamanan atau interlock dan DCS

merupakan induk kontrol yang membawahi beberapa kontrol, hal ini

dilakukan karena PLC di PT KMI memiliki frekuensi kecepatan respon

hingga 50 Hz sedangkan DCS memiliki repon yang lebih lambat

dibandingkan PLC, sehingga digunakan sebagai display lapangan atau plant.

1.2. Programmable Logic Controller (PLC)

1.2.1. Definisi

PLC pertama kali diperkenalkan oleh pendiri Modicon, Richard

E. Morley untuk yang pertama kalinya pada 1966. Modicon adalah

Modular Digital Converter.

Berdasarkan pengertian NEMA (National Electrical

Manufacturing Association), PLC atau Programable Logic Controller

adalah suatu perangkat elektronik digital dengan memori yang dapat

diprogram untuk menyimpan intruksi-intruksi yang menjalankan

fungsi-fungsi spesifik, seperti logika, sekuen, timing, counting dan

aritmetika untuk mengontrol mesin dan proses. Berbeda dengan PC

(Personal Computer), PLC memiliki fitur-fitur yang dilengkapi unit

output dan input modul yang dapat dihubungkan langsung dengan

18

Page 3: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

perangkat luaran (switch, sensor, relay, aktuator, dll), dan ada

beberapa jenis PLC yang sudah memiliki fitur ADC/DAC built-in.

PLC di program dengan perangkat lunak khusus yang memenuhi

standar IEC 61131-3.

1.2.2. Komunikasi

PLC dirancang untuk instalasi dan perawatan teknisi dan ahli

listrik di industri yang tidak harus memiliki skill elektronika yang

tinggi, karena PLC bersifat fleksibel dalam kontrol berdasarkan

pemrograman dan eksekusi instruksi logika. Berikut beberapa jenis

bahasa yang digunakan dalam pemrograman PLC :

1. Function Block Diagram

Bahasa pemrograman PLC ini merupakan kombinasi

program dengan cara yang mirip dengan sirkuit elektronik.

Bahasa ini menarik berbagai macam fungsi yang telah

ditetapkan dan dimodifikasi.

2. Squential Function Chart

Squential Function Chart menjelaskan urutan operasi

dan interaksi antara proses parallel. Bahasa pemrograman

ini berasal dari Grafect dan SDL (digunakan untuk protokol

manusia).

3. Ladder Diagram

Ladder Diagram merupakan bahasa pemrograman

PLC yang berbentuk seperti anak tangga tersusun dari kiri

ke kanan dan ke bawah. Bahasa pemrograman ladder

diagram sangat umum digunakan pada tiap vendor PLC,

hal ini dikarenakan bahasa pemrograman yang lebih

mudah. Ladder diagram disusun oleh enam kategori

intuksi yaitu:

a. Tipe relay (contact dan coil).

b. Timer / counter.

19

Page 4: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

c. Data manipulation.

d. Arithmetic.

e. Data transfer.

f. Kontrol program.

4. Structured Text

Bahasa pemrograman PLC ini mirip dengan bahasa

Pascal (menggunakan instruksi if, while dan lain-lain).

Variabel yang didefinisikan dalam bahasa pemrograman

ini dapat digunakan dalam bahasa lain. Hal ini digunakan

untuk melakukan manipulasi data yang kompleks dan

menulis blok.

5. Instruction List

Bahasa ini merupakan bahasa mesin pemrograman

PLC yang memilik 21 instruksi dan 3 modifikasi yaitu “N”

yang berarti meniadakan hasil “C” membuat instruksi

bersyarat dan “(“ merupakan perintah menunda.

PLC memiliki beberapa kemampuan, yaitu :

1) PLC menggantikan logika dan pengerjaan sirkuit

kontrol relay yang merupakan instalasi langsung.

2) Rangkaian kontrol cukup dibuat secara software.

Pengkabelan hanya untuk menggabungkan peralatan

input dan output.

3) Memudahkan dalam mendesain dan memodifikasi

rangkaian karena hanya perlu mengubah program pada

PLC.

Dari beberapa penjelasan tersebut PT KMI

menggunakan PLC sebagai Interlock atau sebuah metode

untuk mencegah keadaan yang tidak diinginkan pada

mesin, yang dalam pengertian umum dapat mencakup

listrik, elektronik, atau perangkat maupun sistem mekanis.

20

Page 5: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Pada sebagian besar aplikasi yang berhubungan adalah

alat yang digunakan untuk membantu mencegah mesin

mencederai para operator dan atau merusak dirinya sendiri

dengan cara menghentikan mesin ketika terjadi tripping

(mati mendadak). Interlock juga berfungsi sebagai sistem

pengaman yang penting dalam pengaturan industri, dimana

mereka melindungi karyawan dari perangkat seperti robot,

mesin penekan, dan palu. Salah satu sistem kerja interlock

seperti halnya microwave oven yang dilengkapi dengan

saklar yang terkoneksi untuk menon-aktifkan magnetron

jika pintu dibuka.

Demikian pula mesin cuci rumah tangga yang akan

menghentikan siklus berputarnya ketika salah satu syarat

tidak terpenuhi, seperti pintu mesin cuci yang masih

terbuka. Sistem interlock biasanya hanya berupa saklar.

Pada sistem pabrik yang kompleks biasanya melibatkan

DCS dalam pengaturannya.

1.2.3. Proses Kerja PLC Secara Umum

PT Kaltim Methanol Industri menggunakan PLC sebagai

protection system, hal ini didasarkan standar protokol yang telah

ditentukan oleh IEC 61511 bahwa sistem proteksi dan sistem

utama proses harus dipisahkan. Meskipun dini hari kinerja PLC

menyamai DCS dan sebaliknya.

21

Page 6: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.3 Bagan Proses Kerja PLC Sederhana

Secara sederhana bagan proses kerja PLC ditunjukkan pada

gambar 1.3. Mula-mula power supply menghasilkan tegangan

VDC yang kemudian men-supply daya pada CPU, modul

komunikasi dan kemudian modul I/O (modul input dan output).

Pengolahan, penyimpanan dan pembuatan program dan data

terletak pada bagian CPU, bagian ini biasanya akan memiliki

sebuah perangkat komunikasi interface sehingga dapat di-handle

oleh operator sehingga dalam hal ini modul komunikasi sangat

berperan. Selanjutnya CPU akan melakukan proses monitoring

pada masukan dan keluaran.

Masukan sinyal dari field atau lapangan akan diterima oleh

modul input berupa sinyal analog atau digital (berdasarkan modul

yang dipakai, tapi pada kasus PLC HIMA H51Q-HRS

menggunakan modul input dan output digital), namun dini hari

PLC mampu menerima kedua sinyal analog maupun digital dengan

penambahan modul digital atau analog pada rak yang berbeda.

Ekspansi ini hanya bisa dilakukan apabila terdapat fitur masukan

atau luaran analog dan digital.

Kemudian setelah sinyal diterima oleh modul input, sinyal

kemudian akan dikirimkan pada CPU atau otak utama. Setelah itu

CPU akan memonitor dan memberikan intruksi selanjutnya dan

22

Modul Input CPU

Power Supply

Modul Output

INPUT Field

OUTPUT Field

Page 7: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

mengirimkan sinyal digital pada modul output, namun apabila

modul output tidak menerima feedback dari instrument di

lapangan, maka CPU akan mengeluarkan status alarm sebagai

warning. Apabila sebaliknya, maka LED pada modul output akan

menyala hijau dan CPU tidak mendapatkan interupsi.

Secara spesifik berdasarkan proses kerja PLC adalah sebagai

berikut.

Gambar 1.4 Detail Diagram Proses kerja PLC HIMA H51Q HRS

Dari gambar diagram diatas, dalam modul input terdapat 2

modul yang bekerja, yaitu Fold Input Module dan Coupling

Module dan dalam bagan modul output terdapat Fold Output

Module dan Coupling Module. Sedangkan dalam bagan CPU

terdapat 3 modul yaitu Central Module, Communication Module,

dan Cooprosesor Module.

Sebelum memasukkan program dalam CPU melalui modul

komunikasi, pertama-tama power supply modul mendistribusikan

23

Page 8: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

daya VDC-nya ke driver utama (CPU) dan I/O melalui channel

distribution module yang akan terus dimonitor oleh power supply

monitoring module. Dimana driver utama ialah CPU, berdasarkan

vendor HIMA dengan tipe H51Q HRS, CPU dibagi lagi menjadi

beberapa bagian, yakni cooprosesor module, central module dan

communication module. Selain itu modul I/O juga dibagi menjadi

dua, yaitu fold input module dan fold output module, tapi dalam hal

ini coupling module dapat diklasifikasikan sebagai salah satu

bagian modul I/O karena digunakan sebagai monitoring kedua

modul I/O. Coupling module akan memonitor sinyal dari I/O yang

akan memberikan status warning apabila modul I/O tidak

mendapatkan atau mengirimkan sinyal.

1.2.4. Proses Kerja pada Power Supply

Saat PLC dinyalakan pertama-tama power supply akan

menerima tegangan masukan sebesar 24 Volt DC dan akan

mengeluarkan luaran sebesar 5 Volt DC untuk didistribusikan ke

prangkat-prangkat pusat, seperti central module, modul I/O, dan

pemonitor supply. Penggunaan power supply bisa diredudansi,

untuk menstabilkan output maka output perangkat redundant tidak

boleh memiliki perbedaan dari perangkat utama lebih dari 0,025V.

Pada masukan dan luaran tegangan terdapat converter DC-DC

dan fasilitas lain seperti perangkat pencegah tegangan berlebih dan

pembatas arus.

Power supply yang bekerja mendistribusikan 5 Volt DC

dimonitoring oleh pemonitor power supply (F7131) yang

didisplay-kan oleh tiga led indikator.

Pemonitor power supply memiliki dua buffer batrai, dimana

kedua batrai digunakan untuk central device dan perangkat

redundant. Batrai penyangga ini menyangga RAM dan hardware

clock hal ini dikarenakan central modul harus saling memonitor

24

Page 9: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

dengan menggunakan watchdog, sehingga ketika perangkat utama

mengalami gagal daya atau error, watchdog yang selalu

memonitor pada kedua perangkat akan mengalihkan kinerja pada

perangkat redundant.

Batrai buffer juga memiliki masa aktif atau life time hal ini

diindikasikan ketika central modul meminta untuk mengganti

batrai buffer pada F7131.

1.2.5. Proses Pada Central Device

Berdasarkan pembagian perangkat-perangkat PLC

berdasarkan fungsinya pada gambar 3.4, maka proses pada central

device dibagi menjadi dua proses, yaitu proses pada central module

dan cooprosesor module.

A. Proses Pada Central Module

Ketika power supply telah mendistribusikan tegangan 5Volt

DC-nya, maka central modul akan bekerja sebagai otak utama

dalam pengendalian PLC yang kemudian dibantu oleh

cooprosesor dalam operasi Alogaritma. Central modul ini akan

menyimpan data-data yang diterimanya pada EPROM dan

CMOS-RAM (pada bagian ini komponen yang berperan

sebagai CMOS-RAM adalah XCR3256XL yang digunakan

dalam sistem pemrograman, masukan register, dan prediksi

model timer, CMOS ini mampu menyimpan setting BIOS saat

PLC dalam keadaan mati dan memiliki fungsi utama, yaitu

untuk menyimpan pengaturan program, diagnosa dan info

tanggal dan waktu pembuatan file meskipun central module

dalam keadaan mati) dan terdapat mikroprosesor HD64180

dengan kecepatan 10Mhz (pada bagian ini, HD6140 merupakan

komponen IC Zilog Z80180 yang memiliki fungsi utama

dalam proses pengolahan data, pengaturan pengalamatan pada

memori dan fungsi perlengkapan I/O seperti DMA, UART, dan

25

Page 10: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

timer dan adanya gerbang tunggu, sebuah oscillator dan

channel instruksi, memiliki dua channel DMA, kontrol

instruksi pada chip, dan memiliki kontrol ASCI). Pada central

module terdapat dua led dan display diagnosis untuk info

keluaran dari sistem, level I/O dan proyek dan terdapat fail-safe

watchdog yang digunakan untuk menjaga central modul.

Apabila central module mengalami error atau mengalami

tripping maka watch dog akan menerima sinyal dan segera

melakukan redudansi pada central module lainnya yang aktif.

Central module dilengkapi dengan I/O bus untuk berkoneksi

dengan input atau output modul. Saat ada masukan dari input

modul maka I/O bus akan mengirimkan data pada

mikroprosesor (HD64180) dan kemudian I/O bus akan

mengirimkan sinyal perintah ke output modul.

B. Proses Pada Cooprosesor Module

Secara umum cooprosesor modul memiliki tugas untuk

membantu center modul dalam pengoperasian alogaritma.

Terdiri dari mikroprosesor HD6140 ( pada bagian ini, HD6140

merupakan komponen IC Zilog Z80180 yang memiliki fungsi

utama dalam proses pengolahan data, pengaturan pengalamatan

pada memori dan fungsi perlengkapan I/O seperti DMA,

UART, dan timer dan adanya gerbang tunggu, sebuah oscillator

clock dan kanal-kanal instruksi, memiliki dua channel DMA,

kontrol instruksi pada chip, dan memiliki kontrol ASCI, ).

26

Page 11: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.5 Cooprosesor Module

Secara keseluruhan mikroprosesor memiliki beberapa

komponen pembantunya, yaitu mikroprosesor supervisory

circuits (ADM691AA) dimana komponen tersebut memiliki

fungsi sebagai kontrol monitoring power supply dalam unit

mikroprosesor. Fungsi-fungsi ini terdiri dari fitur

mikroprosesor reset, watch dog timer, dalam pembackupan

batrai, proteksi penulisan pada CMOS-RAM dan juga untuk

mengantisipasi kegagalan daya.

Untuk berkomunikasi cooprosesor memiliki dua perangkat

RS 485 untuk berkomunikasi dengan software dalam

pengaturan baud rate hingga 57600 bps dan juga dapat diatur

melaui DIP switch yang terdapat pada modul cooprosesor.

Adanya komponen Zilog 5C3016VSG digunakan sebagai

kontroler serial komunikasi yang memiliki beberapa fitur

seperti instruksi vektor dan pensupportan DMA dan juga

berfungsi untuk mentransmit dan menerima data dalam

27

Page 12: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

berbagai protokol. Pada cooprosesor terdapat dual port RAM

untuk berkomunikasi dengan central module.

C. Proses Pada Ethernet Module

Modul ini berfungsi sebagai komunikasi antar perangkat

redundant dan menghubungkan langsung pada PC

programmer. Terdapat dua koneksi dimana koneksi

menggunakan RJ 48 yaitu HSR dan 10/100Base T. HSR

menghubungkan perangkat utama dengan perangkat redundant

atau menghubungkan satu channel dengan yang lainnya,

sedangkan 10/100Base T menghubungkan antara PLC dengan

terminal switch yang langsung menghubungkan dengan PC

programmer.

Gambar 1.6 Koneksi Pada Modul Ethernet

1.2.6. Proses Pada Modul I/O

A. Pada Modul Input

Modul dilengkapi hingga 16 masukan dalam satu slot.

Modul ini akan mendeteksi dan menampilkan pada display led

28

Page 13: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

apabila mendapatkan sinyal, apabila tidak mendapatkan sinyal

masukan maka led tidak akan menyala.

B. Pada Modul Output

Modul ini akan beroperasi sebagai indikator adanya sinyal

luaran yang diterima dengan membaca respon balik sinyal

keluaran dari instrument di lapangan. Apabila modul tidak

mendapatkan respon balik, maka akan mengirimkan indikasi

pada CPU dan CPU akan memberikan status warning.

1.3. Distributed Control System (DCS)

1.3.1. Definisi

Distributed Control System (DCS) merupakan perangkat

sistem yang berfungsi mendistribusikan berbagai fungsi yang

digunakan untuk mengendalikan berbagai variable proses dan unit

operasi proses menjadi suatu pengendalian yang terpusat pada

suatu control room dengan berbagai fungsi pengendalian,

monitoring dan optimasi. DCS adalah sebuah sistem kontrol yang

biasanya digunakan pada sistem manufacture atau proses, dimana

elemen controller tidak terpusat pada central system (sistem pusat),

tetapi tersebar di sistem dengan komponen sub sistem di bawah

kendali satu atau lebih perangkat kontrol. Keseluruhan sistem

tersebut bisa dikelompokkan menjadi sebuah jaringan untuk

monitoring dan komunikasi.

Kemudian untuk memahami suatu sistem kontrol pada DCS

terlebih dahulu mengerti apa yang dimaksud dengan loop system,

sistem ini terdiri dari:

1) Alat pengukur (sensor equipment).

2) Alat kontrol untuk pengukuran proses (controller).

3) Alat untuk aktualisasi (actuator).

29

Page 14: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Sistem kontrol otomatis pada awalnya berasal dari kontrol

manual yang berawal dari kontrol menggunakan pneumatic.

Penggunaan system pneumatic pada saat ini sangat memerlukan

biaya yang besar karena pada saat penginstalasian sistem kontrol

pneumatic cenderung lebih rumit dan memerlukan jalur pipa

penumatik untuk satu kontrol loop.

Sebelum berkembang menjadi sistem DCS, sebelumnya

kontrol ini dikenal dengan nama DDC (Digital Data Control).

DDC menggunakan sistem elektronik dengan system cabin area,

dimana pengukuran dan kontrol diletakkan dalam satu ruangan

sehingga bisa dimasukkan menjadi satu data analog yang lalu

ditampilkan pada layar operator.

Pada sistem DCS hasil pengukuran proses dan pengontrolan

dimasukkan dalam satu sistem Control Processor Unit (CPU) yang

datanya bisa langsung dilihat operator untuk tindakan yang

diperlukan, pada satu loop bisa diatur langsung secara otomatis

karena dalam komputer terdapat sistem pengontrolan yang

diperlukan oleh proses tersebut.

Sebuah DCS secara umum menggunakan komputer sebagai

pengontrol (controller) dan menggunakan proprietary

interconnections dan protokol untuk komunikasi. DCS

memberikan banyak kemudahan untuk sebuah industri atau

manufacture yang sangat variatif, diantaranya ialah :

Electrical power grids dan electrical generation plants

Environmental control system

Traffic signal

Water management system

Refining dan chemical plants

Pharmaceutical manufacturing

30

Page 15: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

1.3.2. Fungsi dan Cara Kerja

Berikut adalah beberapa fungsi DCS :

DCS berfungsi sebagai alat untuk melakukan kontrol suatu loop

system dimana satu loop bisa menjadi beberapa proses kontrol.

Berfungsi sebagai pengganti alat-alat kontrol manual dan auto

yang terpisah-pisah sehingga menjadi suatu kesatuan dan lebih

mudah dalam proses pemeliharaan dan penggunaannya.

Sarana pengumpul data dan pengolahan data agar di dapat suatu

proses yang benar-benar diinginkan.

Filisofi DCS dalam perencanaannya yaitu :

Integration.

Distribution.

Reliability.

Opennes.

User friendlyness.

Investment security and expandibility

Cara kerja DCS sebagai suatu sistem kontrol otomatis bekerja

dengan cara:

Mengumpulkan data yang diterima dari lapangan berupa sinyal

standar.

Mengolah data signal standar yang didapat dengan sistem

pengontrolan yang berlaku sehingga bisa diterapkan untuk

mendapatkan nilai yang cocok untuk koreksi signal.

Bila terdapat error atau penyimpangan data maka dilakukan

koreksi dari data yang didapat guna mencapai nilai standar yang

dituju.

Setelah terjadi koreksi dari simpangan data dilakukan

pengukuran atau pengumpulan data ulang dari lapangan.

1.3.3. Sinyal I/O DCS atau Instrument

31

Page 16: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Masukan DCS berupa sinyal yang sesuai dengan standarisasi

ISA (Industri Standard) pada umumnya I/O dapat digolongkan

menjadi 4, yaitu :

1) AI (Analog Input)

2) AO (Analog Output)

3) DI (Digital Input)

4) DO (Digital Output)

Dimana sinyal analog merupakan sinyal data dalam bentuk

gelombang kontinyu dengan besaran yang berubah terhadap waktu

yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik

gelombang atau mengubah dari gelombang kontinyu menjadi

gelombang diskrit.

A. Analog Input

Pada analog input masukan berupa arus standar dan

tegangan sebesar 4-20 mA atau 1-5 VDC, sinyal ini diperoleh

dari hasil konversi transmitter yang berada pada unit plant atau

lapangan yang kemudian ditransfer oleh junction box menuju

DCS. Berikut adalah acuan pembacaan sensor yang terjadi

pada unit plant.

4mA = 0 % (Pembacaan Sensor)

12mA= 50 % (Pembacaan Sensor)

20mA=100 % (Pembacaan Sensor)

Namun, dalam hal ini apabila pada pengiriman sinyal

transmitter mengirimkan sinyal sebesar 0 mA, hal ini dapat di

artikan oleh sensor sebagai kondisi short atau gagal operasi dan

bukan error. Sehingga terdeteksi bagian plant yang

bermasalah.

B. Analog Output

32

Page 17: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Analog output merupakan sinyal yang dikirimkan DCS

pada modul pengolahan data atau konversi yang kemudian

akan dikirimkan melalui BUS IO menuju actuator signal

analog berupa sinyal kontinyu atau 4-20 mA (1-5 VDC) sesuai

dengan standard analog input untuk sinyal koreksi ke actuator.

C. Digital Input

Digital input merupakan bagian dari DCS yang digunakan

untuk mengumpulkan data digital yang hanya berupa sinyal

open atau close atau logika “1” dan “0” dari sebuah modul

konversi.

Dimana :

1 VDC = Close atau “0”

5 VDC = Open atau “1”

D. Digital Output

Digital output berfungsi mengirimkan hasil konversi dari

modul pengolah data atau IO modul yang berupa data sinyal

digital ON-OFF pada perangkat actuator atau sensor yang

berada pada plant. Dimana posisi “0” adalah OFF atau 1 VDC

dan “1” adalah ON atau 5 VDC

1.1.1. Perangkat DCS

Perangkat pada DCS secara umum terbagi menjadi:

1. HIS (Human Interface System)

2. FCS (Field Control Station)

3. Battery / Batrai

33

Page 18: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.7 Dasar-dasar Perangkat Penyusun DCS

1. Human Interface System (HIS)

Pada setiap DCS, Human Machine Instrument (HMI) pada

umumnya tersusun oleh beberapa komputer. Komputer-

komputer tersebut berfungsi sebagai interface antara hardware

dengan user. Ada dua jenis HMI berdasarkan kegunaan yaitu

operation station dan engineering station. Operation station

yang biasanya berupa console komputer mempunyai fungsi

mendukung pengoperasian. Untuk mendukung fungsi tersebut,

operation station pada umumnya didesain dengan

memperhatikan aspek ergonomis dan kemudahan penggunaan

(user friendly) dikarenakan akan digunakan oleh operator

dalam waktu yang lama.

Sedangkan engineering station pada DCS adalah komputer

yang mendukung fungsi rekayasa (engineering) komponen-

komponen yang menyusun DCS yang meliputi fungsi

konfigurasi dan fungsi pemrograman.

2. Field Control Station (FCS)

FCS atau yang dikenal dengan control station memiliki

fungsi sebagai unit kontrol untuk mengendalikan variabel-

34

Page 19: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

variabel terkendali pada proses. Bagian ini adalah otak utama

dari DCS yang mengeksekusi dan mengkomputasi kontrol di

lapangan. Kelebihan pada FCS adalah sebagai berikut :

Terhubung langsung dengan proses.

Sistem pengamanan yang tinggi.

FCS yang digunakan untuk FIO (Flexible I/O) dan RIO

(Remote I/O) sudah memakai model dual redundant. Pada

dual redundant terdapat dua processor yang saling

berkomunikasi dan V net coupler (VL net coupler), modul

power supply, modul bus interface dan bus coupler, juga

node bus.

Berikut ialah perangkat penyusun FCS :

A. CPU (Central Unit Processor).

B. Bus Coupler.

C. Catu Daya (Power Supply Unit).

D. V net/IP.

E. Battery / Batrai.

F. Modul masukan dan luaran (I/O Modules).

35

Page 20: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.8 Nama-nama Unit Perangkat Pada FCS

Gambar 1.9 Field Control Station dengan IO Modul

36

Page 21: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

3. Battery/ Batrai

Pada DCS terdapat berbagai fungsi batrai, salah satunya

terdapat pada BCV, FCS dan CGW. Namun kegunaannya sama

yaitu untuk melakukan back up data pada processor selama

terjadi kegagalan pada daya.

1.1.1. Perangkat Penyusun Field Control Station (FCS)

A. Central Processor Unit (CPU)

Control Processor Unit merupakan suatu perangkat penyusun

yang memiliki proses kerja seperti kalkulator, dimana CPU

berfungsi melakukan proses aritmatika dan logika terhadap data

yang diambil dari memori atau masukan data dari hardware.

Processor Card

Prosesor card berfungsi menampilkan kalkulasi

pengontrolan sebaik memonitor CPU dan power supply-nya

sendiri.

37

Page 22: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.10 Processor Card

B. Coupler

Coupler merupakan perangkat yang digunakan untuk

menghubungkan sebuah bus komunikasi dengan yang lainnya

tanpa ada instruksi dalam power supply dan tanpa menimbulkan

bahaya.

V net coupler Unit

V net coupler ini berfungsi menerima/mengirim

komunikasi pada V net dan mengawasi komunikasi dari

processor card ke V net.

38

Page 23: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

RIO Bus Coupler Unit

Unit RIO Bus coupler memasangkan card interface bus

RIO yang terpasang di FCU pada RIO bus dengan modulasi

dan demodulasi sinyal.

ESB Bus Coupler Unit

ESB bus coupler memasangkan card interface bus ESB

yang terpasang dalam FCU pada bus ESB dengan modulasi

dan demodulasi sinyal.

C. Power Supply

Power Distribution Board

Power Distribution Board menerima power supply yang

telah ditentukan pada terminal masukan dan keluaran

power supply melalui filter dari noise ke koneksi keluaran

power supply.

Gambar 1.11 Power Distribution Board

Power Supply

Secara umum power supply berfungsi untuk

menghasilkan daya yang kemudian akan disistribusikan

39

Page 24: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

pada power distribution board dan perangkat-perangkat

lainnya.

D. V net/ IP

Vnet/IP menerima jaringan kontrol high-speed ketika

menyesuaikan pada IEEE802.3 dan standarisasi komunikasi

TCP/IP. Vnet/IP didesain sebagai jaringan rangkap (duplexed

network). Jaringan rangkap menyambungkan komunikasi

terbuka dengan menggunakan dua sistem komunikasi dari bus 1

dan bus 2, dan standar protocol yang bermacam-macam dari

kontrol komunikasi dan Ethernet. Ketika mengkonfigurasi

sebuah jaringan, perangkat ini dapat digunakan secara komersil

bagi perangkat komunikasi Ethernet.

Gambar 1.12 Koneksi Jaringan V net/IP

Koneksi Jaringan V net/ IP

Bagian ini menjelaskan koneksi yang beragam untuk

mengatur jaringan Vnet/IP dan status komunikasi dari

kontrol bus.

1. Koneksi dari perangkat dalam domain V net/IP.

40

Page 25: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

2. Koneksi antara domain V net/IP.

3. Status Bus Vnet/IP.

4. Koneksi dengan domain kontrol bus lainnya.

Koneksi dari Perangkat dalam Domain V net/IP

Perangkat-perangkat dalam domain V net/IP terkoneksi

dalam jaringan star menggunakan 2 layer saklar dari Gbps

sebagai central device. Karena dirangkapnya V net/IP

dibagi menjadi sub net independen dari tiap bus, sangat

perlu untuk memasang atau menggunakan sebuah layer 2

saklar dalam tiap bus.

Gambar 1.13 Koneksi perangkat pada V net/IP

Koneksi Antara Domain Vnet/IP

Secara komersil tersedia layer 3 saklar yang digunakan

untuk mengkoneksikan antara domain Vnet/IP. Instalasi

layer 3 saklar dalam tiap bus dari Vnet/IP bus rangkap.

41

Page 26: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Dengan menggunakan line yang diizinkan sebagai jalan

transmisi antara domain koneksi broadband dapat

dilakukan.

Gambar 1.14 Tipe Domain Koneksi Pada Vnet/ IP

Berikut adalah tiga tipe koneksi antara domain V net/IP :

bi-directional, hierarchial dan bridge connection (koneksi

jembatan).

Koneksi Bi-directional

Tipe koneksi tidak dibedakan antara hubungan paling

bawah (lower) dan paling atas (upper) dengan domain V

net/IP. Tipe koneksi ini dapat dibentuk dengan mengatur

domain paling bawah (lower) untuk tidak menerima pesan

dari FCS, HIS dan frame komunikasi FCS TCP dari domain

paling atas, tapi domain paling atas dapat menerimanya dari

domain paling bawah (lower).

42

Page 27: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Koneksi Hierarchial

Koneksi tipe ini membedakan hubungan bagian teratas

(upper) dan bagian terbawah (lower) dengan domain

Vnet/IP. Tipe koneksi ini dapat dibentuk dengan mengatur

domain tebawah untuk tidak menerima pesan dari FCS,

HIS, dan frame komunikasi FCS TCP dari domain

terbawah, tapi domain teratas dapat menerimanya dari

domain terbawah.

Koneksi Bridge

Koneksi tipe ini menjamin independen dari domain. Tipe

koneksi ini dapat dibentuk dengan mengatur domain untuk

tidak menerima pesan FCS, HIS, dan frame communication

FCS TCP dari domain lainnya dan dengan mengatur waktu

grup pada “0” untuk tidak megerjakan waktu sinkronisasi.

Status Bus Vnet/IP

Status bus Vnet/IP menunukkan status komunikasi dari

stasiun dalam semua domain yang terkoneksi pada sebuah

jaringan V net/IP sebagaimana perangkat-perangkat

terkoneksi sepanjang domain. Status V net/IP

merefleksikan dalam dialog box Display Status Network.

Jika status komunikasi bus berubah, maka luarannya pada

sebuah sistem HIS adalah pesan alarm.

E. Battery / Batrai

Pada bagian unit batre, bagian ini berfungsi untuk mem-back

up atau menyimpan memori pada processor card selama terjadi

kegagalan pada daya.

43

Page 28: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.15 Batrai Pada Salah Satu Bagian DCS

F. Modul I/O

1. Nest Module

I/O modul nest digunakan untuk memasang modul-modul

I/O secara multiple.

AMN11

Gambar 1.16 Penampang Depan dan Belakang AMN11

4.

CN1 adalah membantu tegangan luaran yang digunakan

untuk mengeluarkan sinyal antara 1V dan 5VDC pada

recorder. CN1 memerlukan kabel yang dikususkan untuk

Model AKB301.

Konektor ini bisa digunakan untuk contoh dengan

mengkoneksikannya ke blok (TE16), ini adalah koneksi

44

Page 29: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

pada sebuah recorder (penyimpanan data), dengan mode

kabel AKB301.

Cara mengkoneksikan bisa dilakukan antara jaringan

I/O modul dan penyimpanan data.

AMN12

Model AMN12 digunakan pada pemrosesan sinyal

high-speed.

Nest Model AMN31 untuk Modul I/O Terminal

Modul multiplexer dan modul digital I/O (tipe terminal)

bisa diinstal pada jaringan terminal modul I/O, meskipun

begitu, tidak bisa diinstal pada jaringan yang sama.

Gambar 3.17 Nest Model AMN31

Nest Model AMN32 untuk Modul I/O Konektor

Tegangan modul input multiplexer (tipe konektor) dan

modul I/O digital (Tipe Konektor) bisa diinstal dalam

konektor jaringan modul I/O.

45

Page 30: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 3.18 Nest Model AMN32

Nest Model AMN33 untuk Modul I/O Komunikasi

Modul komunikasi diinstal pada modul jaringan

komunikasi.

Gambar 3.19 Nest Model AMN33

Nest Model AMN34 untuk Modul I/O Kontrol Analog

Multipoint

Kontrol modul I/O analog multipoint dipasang pada

jaringan untuk modul kontrol I/O analog.

46

Page 31: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 3.20 Nest Model AMN34

Nest Model AMN51 untuk Card Communication

Kartu komunikasi dapat dipasang pada kartu

komunikasi jaringan. Hingga dua modul komunikasi bisa

diinstal dalam satu jaringan.

Gambar 3.21 Nest Model AMN51

Nest Model AMN52 untuk Modul Communication (untuk

PROFIBUS-DP)

Modul komunikasi dapat dipasang dalam jaringan

modul komunikasi. Hingga empat modul dapat diinstal

dalam satu jaringan.

47

Page 32: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 3.22 Nest Model AMN52

2. I/O Module

Analog Module

Modul masukan dan keluaran sinyal analog dan sinyal-

sinyal terkonversi.

Sejak tipe dan batas sinyal software I/O dispesifikasikan,

tanpa kontrol atau knob ditemukan pada modul ini.

Gambar 3.23 Analog I/O module

Tabel 3.1 Macam-macam Modul I/O Analog

48

Page 33: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

1) Modul Masukan Tegangan/Arus Model AM10

Ketika modul secara keseluruhan mengkonversikan

standar sinyal masukan (1-5v) atau sinyal dari dua kabel

transmitter (4-20mA).

2) Modul Masukan Tegangan/Arus Model

AAM11/AAM11B

Ketika modul secara keseluruhan mengkonvert

standarisasi masukan sinyal (1-5v) atau sinyal dari dua

kabel transmitter(4-20mA), benda ini dapat menerima

batasan yang besar dari tipe sinyal lainya.

3) mV, Thermocouple, dan Pendeteksi Temperatur

Resistant (RTD) Masukan Modul Model

AAM21/AAM21J

Benda ini mengkonversikan sinyal masukan dari mV,

thermocouple, pendeteksi resistansi temperature (RTD)

atau rheostat ysng terselip. Untuk menggunakan model

AAM21/AAM21J dengan masukan thermocouple,

pengimbangan temperature modul (unit RJC, untuk yang

terpisah) diperlukan.

Gambar 1.24 Penampang Luar dari Modul Kompensasi Suhu

Ketika menggunakan sebuah SPBD stasiun manual,

koneksikan stasiun dengan kabel AKB311 pada modul

keluaran AAM50, modul keluaran tegangan/arus model

AAM51 pada stasiun menggunakan kabel AKB311.

49

Page 34: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.25 Kabel AKB311

4) Modul Tegangan/Arus Keluaran Model AAM50

Mengkonversikan dan mengeluarkan arus yang

berbeda-beda antara 4-20mA. Model AAM50 dapat

digunakan pada skematik dual-redundant.

5) Modul Tegangan/Arus Keluaran Model AAM51

Mengkonversikan dan mengeluarkan arus yang

berbeda diantara 4-20mA dari jenis-jenis tegangan antara

0 hingga 10 v. Arus keluaran model AAM51 bisa

digunakan pada skematik dual-redudansi.

Ketika model AAM50, AAM51 dapat diseting pada

mode keluaran arus, spesifikasi dual-redudansi menjadi

mungkin. Ketika dua model AAM50, AAM51 dipasang

dalam slot berurutan dimulai dengan nomer ganjil (1 -2,

3-4,. . . 13-14, 15-16), kedua model harus diatur pada

spesifikasi dual-redudansi. Ketika menjadi dual-

redudant, keluaran harus tetap, dengan demikian, urutan

terminal A dan C harus terkoneksi (lihat gambar

dibawah). Kotak pendek untuk men-jumper dua terminal

dapat dilakukan dengan bagian nomer pada A1534JT.

Sebuah AAM50 dan sebuah AAM51 tidak dapat

dibentuk dari pasangan dual-redudant.

50

Page 35: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.26 Dual Redundant Luaran Arus

6) Pulsa Masukan Modul Model APM11

Modul ini menerima dan menghitung pulsa yang

terhubung, arus dan tegangan pulsa dari medan. Modul

ini juga membawa konversi sinyal luaran untuk

mengisolasi hubungan pulsa transistor, dan luarannya

sebagai luaran auxsiliar.

Modul ini memiliki power supply internal untuk

transmitter yang terisolasi dari instrument power supply.

Beban resistansi di atur dengan fungsi pembangkit

system agar sejalur dengan spesifikasi transmitter.

Setelah bentuk gelombang dari pulsa masukan, photo

coupler mengekstrak isolasi I/O dan mengeluarkannya.

Seperti yes/no dari masukan filter dapat dipilih dari

pembangkit fungsi system, hal ini dapat digunakan untuk

menerima sinyal dalam jumlah yang besar dari

(chattering), seperti kontak relay.

Keluaran transistor merupaka keluaran rangkaian

terbuka. Ketika level tegangan dari input sinyal tinggi

“1”, maka luaran transistor akan non-aktif, ketika low

“0”, maka akan aktif. Gambar menunjukkan koneksi dari

maskan pulsa pada terminal masukan.

51

Page 36: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Modul Kontrol Analog I/O Multipoint

Kontrol modul analog I/O multipoint memungkinkan

memultiplekserkan 8 poin 1 – 5 VDC analog ke sinyal

digital untuk masukan, dan memungkinkan me-multiplexer-

kan 8 poin sinyal digital kedalam sinyal analog 4-20mADC

untuk luaran secara berurutan.

Gambar 1.27 Modul I/O Analog Konektor Kontrol Multipoint

AMC80 memungkinkan untuk dipergunakan pada

perangkat berikut. Perangkat yang kompatibel dengan

produk YOKOGAWA card MAC2 cocok diaplikasikan

dengan AMC80.

1) MHM μXL nest pengkondisi sinyal untuk kontrol I/O.

2) MCM μXL papan terminal untuk kontrol I/O.

3) ENM CENTUM-XL nest pengkondisi sinyal untuk

kontrol I/O.

4) ECM CENTUM-XL papan terminal untuk kontrol I/O.

52

Page 37: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Tabel 3.2 Keterangan dan Pengaturan Tiap Modul

53

Page 38: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Tabel 3.3 Keterangan dan Pengaturan Tiap Modul

Digital Module

Digital I/O modul diatur dengan unit kartu dan unit

terminal lainnya atau unit konektor. Masukan dan luaran

digital I/O 16 atau 32 poin sinyal dan mengkonversi sinyal.

Sejak tipe atau sinyal I/O sinyal telah diset, tidak ada

modul dan knob yang ditemukan pada modul ini. Tabel

dibawah menunjukkan tipe-tipe dari modul I/O.

54

Page 39: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Tabel 3.4 Tipe-tipe Modul I/O Digital

Communication Module

Modul komunikasi ini terkoneksi pada sub sistem (PLC

dan sistem lainnya) untuk FCS yang melalui serial sirkuit

komunikasi dan membawa kontrol keluar dan memonitor

mereka. Fieldbus Communication Module digunakan untuk

mengkoneksikan perangkat fieldbus dengan interface modul.

Sebuah unit tunggal atau modul komunikasi diatur dari

panel depan dan unit kartu, dan tidak bisa dinon-aktifkan.

Berikut adalah nama-nama modul komunikasi :

7) Model ACM11 RS-232C Modul Komunikasi.

8) Model ACM12 RS-422/RS-485 Modul Komunikasi.

9) Model ACF11 Modul Komunikasi Fieldbus.

10) Model ACP71 PROFIBUS-DP Modul Komunikasi.

55

Page 40: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.28 Modul Konektor Komunikasi Tampak Depan

Gambar 1.29 Modul Konektor Komunikasi

Communication Card

Kartu komunikasi digunakan untuk mendeteksi tujuan

umum komunikasi dari medan stasiun kontrol dan sub sistem

melalui serial links, jadi sub sistem dapat dikontrol atau

dimonitor.

Modul Ethernet modul komunikasi ACM71

menerima/mengirim data dari/ke sub sistem seperti MELSEC

melalui Ethernet.

1) ACM21 : RS-232C Kartu Komunikasi.

2) ACM22 : RS-422/RS-485 Kartu Komunikasi.

3) ACM71 : Modul Komunikasi Ethernet.

56

Page 41: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.30 Card Konektor Komunikasi

Modul I/O Relay

Relay dipasang dalam unit terminal, dan bisa ditempatkan

tanpa me-non aktifkan modul. Masukan relay memiliki

power supply internal 24 VDC untuk masukan dari luar

untuk masukan. Masukan sinyal adalah common. Semua 16

relay keluaran poin terisolasikan. Kedua masukan dan

keluaran modul memiliki LED display lampu yang

mendisplaykan status on/off.

Modul Multiplexer

Modul multiplexer, terdiri dari sepasang terminal atau

konektor dan unit kartu, mengkonversikan sinyal yang

57

Page 42: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

dating hingga 16 poin atau keluaran sinyal atara 4 dan 20

mA. Diterimanya masukan termasuk tegangan DC, beda

potensial dari tegangan DC, dan sinyal dari mV,

thermocouple, RTD, dan transmitter dua pengkabelan.

Sejak tipe dan batasan dari sinyal I/O adalah system

pembangkit pulsa, tidak ada kontrol atau knob yang

ditemukan pada modul ini.

1.1.2. Sistem Komunikasi Pada DCS

A. CGW (Communication Gateway Unit)

Pada perangkat komunikasi, sistem yang digunakan adalah

sistem dengan CGW (Communication Gateway Unit). Centum

VP pada PT Kaltim Methanol Industri menggunakan

komunikasi CGW karena merupakan ekspansi dari Centum CS

3000 dengan sistem CGE, sistem ini terdiri dari dual-redundant

V-net dan single V-net.

58

Page 43: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Gambar 1.31 Contoh Sistem Komunikasi Pada DCS (Vendor YOKOGAWA,

Tipe CS 3000)

1.1.3. Proses Pada DCS

Secara dasar kontrol pada DCS menyerupai sistem kontrol

pada PLC, hanya saja perbedaan terletak pada modul-modul yang

digunakan. Hal ini di sebabkan adanya penggunaan display

keseluruhan sistem plant dan juga komunikasi pada DCS.

Selain terkoneksi pada HMI (Human Machine Interface), DCS

juga membawahi kinerja sistem PLC, selain dalam hal

pemrograman dari segi komunikasi pun kompleks. Digunakannya

modul-modul I/O pun dibedakan menjadi dua jenis, yaitu digital

dan analog.

59

Page 44: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Secara mendasar bagian pada DCS tersusun atas HIS (Human

Interface System), FCS (Function Control System) dan battery atau

batrai.

A. Proses Pada Human Interface System (HIS)

Pada bagian ini proses dititik beratkan pada bagaimana agar

sistem dapat termonitor dengan baik pada computer dan

ditampilkan pada windows user engineer. Dengan perangkat

yang memadai seperti keyboard dan layar display, maka

variable-variabel masukan atau luaran dapat dikontrol dengan

baik.

Display pada HIS berasal dari data-data pada FCS yang

dikirimkan melalui jaringan Vnet/IP. Vnet mengirimkan dan

menerima data dari processor card yang kemudian akan

dikirimkan pada Vnet/IP selanjutnya, HIS, dan bahkan router.

Gambar 1.32 Sistem Pada Vnet/IP Network

60

Page 45: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

B. Proses Pada Field Control Station (FCS)

FCS merupakan otak utama dari sistem DCS, pada unit ini

terjadi proses pengumpulan, penyimpanan, pengolahan dan

pengiriman data pada V net/IP.

Tiap vendor DCS memiliki modul yang berbeda-beda, pada

vendor YOKOGAWA FCS secara dasar tersusun atas CPU

(Central Processor Unit), power supply (power supply dan

battery), perangkat komunikasi (bus coupler dan Vnet/IP) dan

modul I/O.

Gambar 1.33 Detail Single FCS (Field Control System)

Pertama-tama power supply mendistribusikan dayanya pada

tiap perangkat di FCS. Setelah itu sinyal yang telah di

standarisasikan dari lapangan atau pun PLC (jika membawahi

PLC) masuk kedalam modul input, sinyal yang masuk kedalam

modul input akan diubah menjadi masukan digital dan akan

diolah pada CPU.

Di unit CPU data akan diolah dan disimpan dalam memori.

Kemudian, dari CPU perintah-perintah selanjutnya akan

61

Page 46: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

dikirmkan pada modul output dalam bentuk sinyal yang telah

distandarisasikan menjadi sinyal analog.

Communication device akan mengirimkan data-data berupa

variable masukan dan luaran. Perangkat communication device

ialah V net/IP atau VL net/IP tergantung pada sistem yang

dipakai dan kecocokan perangkat pada DCS. CPU

berhubungan dengan communication device menggunakan bus

coupler, begitu juga communication device berhubungan

dengan HIS. Selain HIS, communication device berhubungan

dengan perangkat lainnya seperti L3SW, router, dan Ethernet.

Gambar 1.34 Hubungan Communication Device

C. Proses Pada Batrai

Ketika terjadi kegagalan pada daya DCS, maka battery

secara otomatis akan mendeteksi dan men-supply daya pada

hardware dalam FCS (Field Control Station).

62

Page 47: Sistem Kontrol (Distributed Control System dan Programable Logic Controller)

PT Kaltim Methanol IndustriPOLITEKNIK NEGERI MALANG

DAFTAR PUSTAKA

Wijaya, Surya Pandu. 2013. Sistem Kendali Terdistribusi. Malang : Politeknik

Negeri Malang.

Ali, Muhammad M.T. 2012. Konsep Dasar Sistem Kendali Terdistribusi.

Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta.

Ali, Muhammad M.T. 2010. Sistem Kontrol Terdistribusi. Yogyakarta :

Universitas Negeri Yogyakarta.

G Jania. 1997. Loop Diagram Datasheet. YOKOGAWA LURGI.

63