Implementasi Sistem Monitoring Produksi Migas Menggunakan Scada [PDF]

Citation preview

KURSUS BTCO



IMPLEMENTASI SISTEM MONITORING PRODUKSI MIGAS MENGGUNAKAN SCADA



BAB - 1 PENDAHULUAN SISTEM MONITORING SCADA SCADA mempunyai singkatan Supervisory Control and Data Acquisition. Data akuisisi (Data Acquisition) berarti mengambil data atau informasi dari berbagai proses, Supervisory Control berarti melakukan aksi kontrol terhadap proses-proses yang ada. Sistem SCADA melakukan data akusisi melalui sebuah antarmuka (Interface) yang terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Data-data yang diambil melalui SCADA biasanya berupa variabelvariabel proses seperti tekanan, suhu, laju aliran cairan (flowrates), data-data status peralatan yang ada di lapangan seperti pompa (Start/Stop), Posisi saklar (On/Off), kemudian data-data alarm. Data akuisisi SCADA bisa dilihat pada gambar 1.1.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 1. 1 Data Akuisisi SCADA SCADA banyak digunakan di beberapa industri seperti berikut : 



Pembangkit tenaga listrik, baik yang konvensional atau yang bertenaga nuklir.







Industri pembuatan baja atau pengolahan bahan alam lainnya.







Industri Petrokimia seperti industri pupuk, semen, plastik, bahan baku kimia.







Fasilitas penelitian seperti penelitian bahan-bahan nuklir.







Industri minyak dan gas bumi, seperti untuk memonitor jumlah minyak atau gas bumi yang tersalurkan melalui jalur transmisi minyak dan gas bumi.







Dan lain-lain.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Sebagai contoh berikut sistem SCADA yang digunakan untuk memonitor pompa yang digunakan dalam sistem ESP yang banyak digunakan di industri perminyakan seperti terlihat pada gambar 1.2 dan 1.3.



Gambar 1.2 Data Akuisisi ESP System



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 1.3 Sistem SCADA untuk Pipeline Karena



SCADA



menggunakan



perangkat



lunak,



maka



SCADA



membutuhkan sistem operasi untuk menjalankan perangkat lunak. Sistem operasi yang mendukung SCADA adalah DOS, VMS, Unix, Windows NT, Windows 2000, serta Linux.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



BAB – 2 ARSITEKTUR SISTEM SCADA



2.1



Arsitektur SCADA Secara umum, SCADA terdiri dari berbagai komponen, yaitu :



       



Transmitter suhu, tekanan, dan instrumen pengukuran lainnya. Pengontrol Proses, PLC atau DCS. RTU (Remote Terminal Unit) MTU (Master Terminal Unit) Human Machine Interface (HMI) atau sering juga disebut Man Machine Interface (MMI) Realtime Database Historical Database Reporting Arsitektrur SCADA sendiri dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :



1. Arsitektur Perangkat Keras 2. Arsitektur Perangkat Lunak



2.2



Arsitektur Perangkat Keras Perangkat keras ini terdiri dari data server, pengontrol proses dan



instrumen pengukuran. Aksi pengontrolan dan monitoring dilakukan di data server. Pengontrol berhubungan dengan data server melalui suatu jaringan tertentu yang bisa berupa jaringan LAN (Local Area Network) yang menggunakan protokol TCP/IP, atau suatu jaringan lain yang khusus disediakan untuk pengontrol. Setiap jenis pengontrol memiliki protokol sendiri (proprietary protocol) untuk saling berkomunikasi dengan data server, walaupun sekarang telah ada protokol standar yang banyak didukung oleh pembuat PLC, DCS. Protokol-protokol yang telah menjadi standar adalah Modbus, Modbus Plus, DH+, TCP/IP, DNP, dan sebagainya. Sekarang ini terdapat dua jenis pengontrol proses yang paling banyak digunakan dalam SCADA, yaitu PLC, dan DCS. Masing-masing pengontrol Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



mempunyai



arsitektur SCADA yang berbeda. Berikut contoh arsitektur



perangkat keras SCADA menggunakan pengontrol PLC (gambar 2.1):



Gambar 2.1 Arsitektur perangkat keras SCADA menggunakan pengontrol PLC Contoh arsitektur perangkat keras SCADA menggunakan pengontrol seperti terlihat pada gambar 2.2.



Gambar 2.2 Arsitektur perangkat keras SCADA menggunakan pengontrol DCS Implementasi Sistem Monitoring SCADA



DCS



KURSUS BTCO



Arsitektur perangkat keras yang telah disebutkan diatas masih menggunakan kabel sebagai media komunikasinya, dikarenakan karena jarak antara peralatan-peralatan lapangan dengan ruang kontrol tidak terlalu jauh. Akan tetapi pada kenyataan sehari-hari banyak ditemui bahwa jarak antara lapangan dengan ruang kontrol sangat jauh, sehingga tidak mungkin menggunakan kabel sebagai komunikasinya. Sebagai



solusi



digunakan



gelombang



radio



sebagai



media



komunikasinya. Untuk keperluan ini dipergunakan alat yang disebut sebagai RTU (Remote Terminal Unit). Karakteristik dari RTU (gambar 2.3) adalah sebagai berikut : 



Ditempatkan di lapangan (remote).







Terintegrasi dengan PLC ataupun DCS.







Fungsi : 



Mengambil data-data lapangan.







Mengirimkan data-data tersebut ke MTU (Master Terminal Unit).







Memproses instruksi-instruksi kontrol dari MTU.



Kemudian peralatan lain yang diperlukan adalah MTU. Karakteristik MTU ini terlihat pada gambar 2.4 sebagai berikut : 



Terkoneksi dengan Jaringan LAN.







Dilengkapi dengan media penyimpanan, PC console, dan sebagainya.







Fungsi : 



Mengambil data-data lapangan melalui RTU.







Mengirimkan instruksi-instruksi kontrol ke RTU.







Online operator MMI.







Manajemen Alarm.







Pembuatan report.







Pengaman sistem.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 2.3 RTU (Remote Terminal Unit)



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 2.4 Sistem Komunikasi SCADA untuk Pipeline Selain pengontrol, MTU, dan RTU, perangkat keras lain yang sangat penting



yang



membangun



sistem SCADA adalah



instrumen-instrumen



pengukuran yang berada di lapangan, biasa juga disebut sebagai field instrument. Terdapat dua tipe field instrument dilihat dari segi bagaimana field instrument tersebut terhubung dengan pengontrol, yaitu : 1. Tipe Konvensional 



Menggunakan sinyal analog dengan arus 4-20 mA.







Setiap field instrument terhubung dengan pengontrol melalui kabel tersendiri.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



2. Tipe Fieldbus (gambar 2.5) 



Telah menggunakan Microprocessor.







Sinyal yang digunakan adalah sinyal digital.







Menyederhanakan pengkabel, karena satu kabel dapat digunakan oleh banyak peralatan. Conventional 4-20 mA



Fieldbus I/O Modules



Brid ge



Gambar 2.5 Tipe-tipe Field Instrument



2.3



Arsitektur Perangkat Lunak Perangkat lunak yang digunakan bersifat multi-tasking yang berarti



perangkat lunak tersebut dapat menjalankan beberapa aplikasi dalam waktu yang bersamaan. Arsitektur perangkat lunak dalam SCADA juga mempunyai tempat penyimpanan data, baik untuk data yang bersifat historis ataupun realtime. Tempat penyimpanan data tersebut disebut sebagai Realtime Database. Secara umum arsitektur perangkat lunak terdiri dari : 



HMI/MMI







I/O Server







OPC Server/Client







Realtime Database



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



MMI (Man Machine Interface) MMI (Man Machine Interface) atau sering disebut juga sebagai HMI (Human Machine Interface) adalah perangkat lunak yang sangat penting dalam sistem SCADA. MMI menyediakan tampilan gambar dan teks yang merupakan replika dari keadaan di lapangan. Perintah-perintah pengontrolan yang dilakukan oleh operator seperti membuka atau menutup katup, menjalankan pompa, dan sebagainya sebenarnya dilakukan melalui MMI ini. Perangkat lunak MMI mendukung tampilan multi layar, sehingga beberapa gambar dapat ditampilkan dalam waktu yang bersamaan. Perlengkapan yang diperlukan oleh MMI adalah sebagai berikut : 



Monitor







Keyboard (Industrial/Standard)







Mouse







Light pen







Track ball







Touch screen







Sound System



Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan MMI adalah : 1. Dapat berjalan pada sistem operasi Windows NT/Windows 2000. 2. Minimum warna yang disediakan adalah 256 warna dengan resolusi 1028x768. 3. User interface menggunakan standar Windows sehingga memudahkan pengguna. 4. Mempunyai fasilitas Export-Import gambar. 5. Mempunyai fasilitas standar aplikasi Windows lainnya seperti Copy&Paste, Cut&Paste, Move, Zoom ,Re-Sizing, Scrolling.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Contoh tampilan MMI bisa dilihat pada gambar 2.6 berikut ini :



Gambar 2.6 Contoh tampilan sebuah MMI Salah satu fasilitas dari MMI yang sangat penting adalah Trending. Trending ini dapat memberikan informasi yang sangat diperlukan untuk troubleshooting, juga sering digunakan untuk memprediksi nilai suatu besaran. Fasilitas-fasilitas standar dalam trending yang disediakan oleh sebuah MMI adalah sebagai berikut : 1. Setiap trending dapat menampilkan lebih dari 8 parameter. 2. Trending yang dapat ditampilkan adalah tidak terbatas. Keterbatasan terdapat pada kemampuan PC, juga dalam hal kemudahan pembacaan. 3. Selain menampilkan data-data realtime, juga dapat menampilkan datadata historis. 4. Terdapat fasilitas zooming dan scrolling. 5. Nilai parameter pada posisi cursor tertentu dapat ditampilkan.Berikut contoh trending bisa dilihat pada gambar 2.7. Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 2.7 Trending pada sebuah MMI untuk DCS Untuk membangun sebuah MMI diperlukan beberapa perangkat lunak sebagai berikut :  Application Programming Interface (API) •



Server Application (Visual C++)



•



Client Application (Visual Basic, Delphi, Power Builder, etc)



 Engineering Tools •



Engineering Configuration Tools



•



Graphics Display Builder (InTouch, Lookout, WinCC, iFix, Citect)



•



User Documentation



 Graphics Manipulation Software •



Bitmap : Adobe Photoshop, Corel PhotoPAINT, PaintBrush, etc



•



Vector : Adobe Illustrator, Micrografx Designer, CorelDRAW, Visio, etc.



 Web Authoring Tools Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



•



Microsoft FrontPage



•



Macromedia Dreamweaver



•



etc.



Secara umum fungsi dari MMI adalah sebagai berikut: 



Memberikan kemudahan akses pada peralatan-peralatan yang ada di lapangan



melalui



visualisasi



proses,



sehingga



mempermudah



pengoperasian, pemeliharaan, dan pengembangan. 



Menyediakan komunikasi dengan peralatan-peralatan di lapangan, seperti PLC, DCS atau RTU.







Memberikan



informasi



lapangan



secara



realtime



pada



operator



mengenai kondisi proses di lapangan melalui gambar (GUI).



2.4



OPC (OLE for Process Control) Beberapa tahun yang lalu, perusahaan pembuat perangkat lunak



terbesar di dunia Microsoft memperkenalkan teknologi baru dalam pembuatan perangkat lunak, yaitu teknologi OLE (Object Linking Embedding), COM (Component Object Model), dan DCOM (Distributed Component Object Model). Dengan menggunakan teknologi tersebut, perangkat lunak dapat saling berkomunikasi menggunakan modul-modul yang terdistribusi dalam suatu jaringan computer (LAN). Para pembuat perangkat keras serta pembuat perangkat lunak membentuk suatu organisasi yang bertujuan untuk membuat suatu standar dengan menggunakan teknologi dari Microsoft tadi untuk digunakan dalam industri. Hasilnya adalah apa yang disebut sebagai OPC. Arsitektur sistem informasi (gambar 2.8) yang berada di industri dapat dibagi menjadi tiga level : 1. Field Management. Pada level ini terdapat peralatan-peralatan pengukur suhu, pengukur tekanan, pengukur level, control valve, dan sebagainya. Dengan adanya instrument-instrumen yang semakin pintar ini, maka dapat diperoleh informasi mengenai kondisi instrument tersebut,



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



konfigurasi parameternya, besaran yang diukur, dan sebagainya. Informasi-informasi tersebut harus dapat diakses oleh pengguna. 2. Process Management. Pada level ini terdapat PLC, DCS yang memonitor dan mengontrol proses, juga menyediakan data-data lapangan secara elektronis yang sebelumnya didapat secara manual. 3. Business Management. Dengan dipasangnya sistem SCADA pada suatu proses, maka data-data lapangan dapat diintegrasikan dengan sistem bisnis yang ada, sehingga aspek-aspek financial dari proses dapat diatur dengan baik. Dengan terintegrasinya antara proses dalam suatu industri dengan



level



managemen



akan



sangat



memudahkan



dalam



pengambilan keputusan.



Gambar 2.8 Arsitektur Sistem Informasi Tentunya supaya integrasi antara proses dengan sistem managemen yang ada, maka data-data yang terdapat di lapangan harus dapat diakses Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



dengan mudah. Kunci dari hal tersebut adalah arsitektur komunikasi yang berorientasi kepada kemudahan untuk mengakses data, dan tidak tergantung pada jenis data yang diakses. Jawaban dari tantangan tersebut adalah menggunakan teknologi OPC. OPC menyediakan suatu standar yang digunakan untuk mengakses data dari berbagai sumber data seperti ditunjukan pada gambar 2.9.



Gambar 2.9 Aplikasi menggunakan beberapa OPC Server Sebelum OPC (gambar 2.10) muncul banyak sistem integrator serta vendor automation membuat sendiri interface-nya untuk dapat mengakses data dari perangkat keras atau instrumen yang telah mereka buat. Hal ini menimbulkan permasalahan : 



Setiap orang yang menginginkan untuk mengakses data dari suatu perangkat keras, maka dia harus membuat sendiri interface-nya karena setiap perangkat keras mempunya API (Application Progamming Interface) yang berbeda. Hal ini berarti untuk perangkat keras yang berbeda harus terdapat masing-masing interface.







Perubahan pada perangkat keras akan mengakibatkan interface yang telah dibuat menjadi tidak berfungsi, sehingga data tidak dapat diakses.







Jika terdapat dua interface yang berbeda tapi mengakses dari sumber data yang sama, maka akan menimbulkan konflik, sehingga data tidak dapat diakses.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 2.10 Konfigurasi sistem sebelum menggunakan OPC OPC (OLE for Process Control) menjembatani pembuat perangkat keras dan pembuat perangkat lunak (gambar 2.11). OPC menyediakan suatu protokol standar yang memungkinkan aplikasi yang berbeda dapat mengakses sumber data yang sama.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 2.11 Konfigurasi sistem setelah menggunakan OPC Banyak perangkat lunak dibuat menggunakan bahasa pemrograman seperti Visual Basic, Delphi, Power Builder, dan sebagainya. Microsoft mengantisipasi hal ini, sehingga COM/DCOM yang telah dibuat (biasanya menggunakan bahasa C++) dapat digunakan juga oleh aplikasi yang dibuat menggunakan Visual Basic, Delphi, dan sebagainya. Hal ini membuat OPC sangat fleksibel, karena OPC dapat dibuat menggunakan bahasa pemrograman apapun, selama bahasa pemrograman tersebut mendukung teknologi COM. Visual



Basic,



Delphi,



Power



Builder



adalah



sebagian



dari



bahasa



pemgrograman yang telah mendukung teknologi COM. OLE didesain untuk membuat aplikasi client dapat mengakses data dari berbagai sumber data atau instrumen secara konsisten. Standar OPC telah diterima oleh banyak pembuat perangkat keras ataupun perangkat lunak sehingga mempunyai berbagai keuntungan :



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO







Pembuat perangkat keras hanya perlu membuat satu komponen kecil berupa perangkat lunak, dimana komponen tersebut akan digunakan oleh pengguna perangkat keras.







Pembuat perangkat lunak tidak perlu lagi menulis ulang driver yang telah dibuat apabila ada perubahan pada perangkat keras.







Memberi



kebebasan



pada



pengguna



untuk



membangun



sistem



monitoring dan kontrol, karena tidak tergantung lagi pada suatu produk. Dengan OPC, integrasi berbagai macam sistem menjadi lebih mudah, seperti pada gambar 2.12 berikut :



Gambar 2.12 Integrasi sistem Beberapa fasilitas yang disediakan oleh OPC, adalah : 



Online data access. Dengan menggunakan OPC, pembacaan dan penulisan data antara perangkat lunak dengan perangkat keras atau instrumen dapat dilakukan secara efisien.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO







Alarm and Event Handling. OPC akan memberitahu client apabila terjadi alarm dan kondisi yang menyebabkan alam terjadi.







Historical Data Access. Kemampuan untuk membaca, memproses dan mengedit data historian.







Security. Keamanan akses dan data adalah sangat penting. OPC melalui teknologi DCOM dapat mengatur autentifikasi pengguna. Kelebihan OPC lainnya adalah mudah dalam implementasinya serta



mudah dioperasikan. Meskipun OPC (gambar 2.13) ditujukan untuk mengakses data melalui jaringan (LAN), OPC dapat juga digunakan dalam banyak hal. OPC dapat digunakan untuk mendapatkan data-data langsung dari instrument atau peralatan lainnya dan kemudian dimasukkan kedalam system SCADA, atau juga dapat digunakan untuk mengambil dari dari system SCADA, dan kemudian dimasukkan ke dalam aplikasi lain seperti Microsoft Office.



Gambar 2.13 Sistem OPC



Satu OPC Client (gambar 2.14), dapat digunakan untuk mengakses beberapa OPC Server, dimana OPC Server (gambar 1.15) tersebut dibuat oleh vendor yang berbeda-beda.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 2.14 OPC Client



Gambar 2.15 Konfigurasi OPC Client/Server



Untuk mengakses data menggunakan OPC, terlebih dahulu harus mengetahui konsep organisasi data dalam OPC. Data-data dalam OPC diorganisasikan kedalam bentuk server, group, dan item. Masing-masing saling berkaitan. Server berisi informasi mengenai status server itu sendiri, juga bertindak sebagai kontainer bagi group. Group merupakan pengelompokkan data-data yang saling berhubungan atau data-data yang mirip satu sama lainnya. Item tidak lain merupakan data-data yang berada pada suatu group. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.16 dan 2.17 dibawah ini:



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 2.16 Organisasi Data dalam OPC



Gambar 2.17 Aplikasi OPC Client



2.4.1 Realtime DataBase Dengan adanya perkembangan teknologi yang pesat dalam bidang pembuatan



perangkat



lunak



serta



perkembangan



teknologi



computer



mengimbas dalam perkembangan teknologi SCADA. Arsitektur SCADA Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



sekarang memasukkan database sebagai salah satu bagian yang sangat vital dalam sistem SCADA. Realtime database mengambil dan menyimpan data proses dengan resolusi penuh, juga menyediakan data, baik data-data realtime dan ataupun data-data



historis



pada



aplikasi



client.



Selain



itu



realtime



database



menyediakan data-data konfigurasi, data-data summary, dan data-data event. Data proses yang dimaksud adalah seluruh data yang berhubungan dengan berjalannya suatu proses (gambar 2.18). Berikut adalah data-data yang dapat dikategorikan sebagai data proses : 



Data realtime







Data historian







Data summary







Data konfigurasi







Data event



Gambar 2.18 Data Proses



Data-data yang telah diakuisisi tersebut harus dapat dianalisa, sehingga hasilnya dapat digunakan untuk meningkatkan performansi dan kualitas dari proses. Data-data proses dianalisa untuk hal-hal berikut : 



Analisa, optimisasi, dan diagnosa proses.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO







Pengaturan bahan-bahan yang digunakan dalam proses (Material Management).







Pemeliharaan peralatan (Predictive and Preventive Maintenance).







Menentukan dan meningkatkan kualitas produksi.







Pembuatan report (Reporting).







Analisa kegagalan (Failure Analysis). Realtime database digunakan untuk mengatasi kesenjangan informasi



antara pihak pengelola di lapangan dengan pihak manajemen. Untuk memperoleh data-data proses, pihak manajemen biasanya meminta langsung kepada operator lapangan, hal ini membutuhkan waktu yang cukup panjang. Dengan menggunakan database dalam hal ini realtime database, maka pihak manajemen bisa mengambil data langsung dari database, baik data-data yang bersifat realtime, atau juga data-data historian. Dengan demikian integrasi antara proses dengan sistem bisnis yang ada menjadi semakin mudah. Realtime database berbeda dengan database konvensional, dalam hal ini



RDBMS



(Relational



Database



Management



System),



karena



jika



menggunakan RDBMS maka data yang akan disimpan akan menjadi sangat besar, dan hal ini memerlukan media penyimpanan data yang besar pula. Disamping itu, apabila menggunakan RDBMS biasa pengambilan dan penyimpanan data akan sangat lambat, karena RDBMS tidak didesain untuk menyimpan data-data realtime. RDBMS dirancang untuk menyimpan data-data yang bersifat historis. Dalam sistem SCADA, realtime database yang digunakan harus mempunyai kemampuan berikut : 



Mendukung arsitektur client/server.







Konfigurasi yang mudah.







Mendukung data-data historian.







Mempunyai query engine yang handal.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



2.4.2 Keuntungan Penggunaan SCADA Keuntungan utama menggunakan SCADA adalah pengerjaan sebuah pekerjaan yang harus dilakukan pada tempat-tempat yang terpisahkan oleh jarak yang jauh dalam waktu yang relative singkat. Hal ini berkat adanya sistem komputerisasi dan kommunikasi pada sistem SCADA. Pekerjaan yang sebelumnya harus dilakukan dengan berpindah-pindah tempat sehingga memakan waktu, dapat dipersingkat waktunya dengan menggunakan teknologi SCADA. Hal ini tentunya dapat meningkatkan efektifitas dan efisiensi pekerjaan, baik secara personal maupun perusahaan. Keuntungan tambahan menggunakan SCADA adalah peningkatan kualitas dari informasi yang diperoleh, yaitu dalam hal akurasi data, waktu dan relevansi. Laporan perjam ataupun perhari yang dibuat secara otomatis menggunakan SCADA menyediakan hal-hal yang sangat berguna untuk engineer atau manajemen, yaitu :  Data produksi secara on-line dan real-time, sehinga pengambilan data menjadi semakin mudah  Memudahkan pengontrolan ataupun pengawasan pada daerah-daerah operasi dalam jarak yang cukup jauh  Akses yang lebih cepat terhadap data-data inventori  Mengurangi timbulnya masalah dalam hal pengoperasian  Peningkatan



kemampuan



sistem



telekomunikasi,



sehingga



kemampuan komunikasi jarak jauh menjadi semakin baik.  Memudahkan perawatan peralatan  Peningkatan kualitas cash-flow perusahaan  Mempercepat pengambilan keputusan, sebab data dapat diambil dengan mudah  Meningkatkan keamanaan operasi Percepatan dalam penyediaan data-data operasi seperti laju produksi wellhead, tekanan wellhead, level dan volume tank farm pada sistem tank gauging, kecepatan aliran pada pipeline, total volume, dan sebagainya berkaitan



langsung



dengan



keuntungan



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



secara



ekonomis



sebab



KURSUS BTCO



memungkinkan manajemen atau engineer untuk segera mendeteksi apabila ada kesalahan dan kemudian mengubah data-data operasi supaya menjadi lebih optimal. Kemudian



juga memungkinan pihak keuangan segera



mengirimkan tagihan kepada pelanggan untuk produk yang dikirimkan melalui jaringan pipa minyak atau gas kepada pelanggan tersebut. Peningkatan akurasi data diperoleh melalui kalibrasi dan pemeliharaan sistem SCADA yang dilakukan secara teratur. Dalam industri perminyakan banyak audit yang harus dilakukan akibat dari banyaknya manual entri yang harus dilakukan. Dengan adanya akuisisi data secara otomatis melalui SCADA, manual entri dapat diminimalisasi, hal ini tentunya juga meningkatkan akurasi data. Sekarang ini banyak perusahaan perminyakan menerapkan SCADA pada sistem custody transfer yang terintegrasi dengan sistem informasi manajemen perusahaan. Data custody transfer diperoleh langsung dari meter yang berada dilokasi transfer tanpa adanya intervensi dari manusia, kemudian ditransfer melalui sistem telekomunikasi yang ada kepada level manajemen, sehingga pihak manajemen dapat langsung membuat invoice kepada para pelanggannya. Keberadaan sistem SCADA memang dibutuhkan untuk melakukan proses perhitungan bagi hasil yang didapat oleh Pemda, hal ini disebabkan jumlah KPS yang ada pada daerah Pemda Banyuasin cukup banyak (7 KPS). Ke-7 KPS tersebut secara geografis dipisahkan oleh jarak yang cukup jauh, dan juga dapat di klasifikasikan dari segi kelengkapan sistem operasionalnya. Walaupun demikian pengimplementasian dari system SCADA ini terbatasi oleh peralatan yang dipergunakan oleh KPS tersebut sehingga untuk setiap KPS yang memiliki system operasional yang berbeda maka pengimplementasiannya akan berbeda pula, mulai dari yang semi-automation sampai full-automation, semi-automation



itu



berarti



masih



ada



unsur



manual



entry



pada



pengoperasiannya, full-automation itu berarti semua proses dilakukan oleh komputer.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



2.4.3 Persyaratan Pengimplementasian Sebuah Sistem SCADA Agar sebuah sistem proses dapat dimonitor secara realtime dengan menggunakan tekonologi SCADA maka ada beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh sistem tersebut, dan tentu persyaratan ini dapat menyesuaikan dengan tingkat kebutuhan akan data yang ingin dimonitor. Pada sebuah sistem yang harus secara kontinyu dimonitor maka diperlukan seperangkat alat bantu dalam bentuk perangkat keras dan lunak. Berikut adalah daftar perangkat keras dan lunak yang harus tersedia pada sebuah sistem SCADA agar dapat diimplementasikan. Perangkat Keras 1. Pengontrol proses yang dipergunakan harus diketahui merk, jenis dan tipenya. 2. Adanya interface untuk berkomunikasi dengan Komputer Personal (PC). 3. Lokasi pengontrol yang bersangkutan apakah lokal atau remote terhadap PC yang akan mengumpulkan data. 4. Poin 3 menentukan media transmisi yang akan digunakan untuk komunikasi antara PC dengan pengontrol, umumnya menggunakan media transmisi kabel dalam berbagai protokol standar semisal RS232, ethernet, DH+, dan yang lainnya. Perangkat Lunak 1. Sistem Operasi Window untuk mempermudah pengkonfigurasian perangkat lunak yang berkaitan dengan pengontrol dan secara umu sistem operasi ini didukung oleh banyak perusahaan



Indsutrial



Automation, akan tetapi tidak menutup kemungkinan menggunakan sistem operasi lain, Linux misalnya, akan tetapi perlu dipikirkan biaya maintenance untuk dimasa mendatang 2. IO Server yang bersangkutan dengan pengontrol telah tersedia, IO server ini dapat berupa DDE server maupu OPC Server, kedua protokol ini adalah defacto standar yang digunakan industri dewasa ini. Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



3. Sebuah real-time database ( datalogger) untuk menyimpan data untuk sementara waktu sebelum data tersebut disimpan pada Database utama (RDBMS), Oracle, sebagai salah satu contoh 4. Perangkat lunak MMI/HMI untuk melakukan pemonitoran dan supervisi pada proses Contoh Implementasi Sederhana bisa dilihat pada gambar 2.19.



Gambar 2.19 Contoh Implementasi SCADA Contoh implementasi diatas mengilustrasikan pengimplementasikan pada satu field pada satu kps saja bukan untuk keseluruhan sistem. Pada sistem diatas contoh pengontrol yang digunakan adalah Allen Bradley PLC. Dengan pengimplementasian seperti data yang dapat dimonitor hampir setiap saat, tergantung dari kemampuan Realtime Database-nya, yaitu antara ½ detik – 24 jam. Akan tetapi pengimplementasiannya tidak harus seperti yang diatas, ada kalanya menggunakan manual entry lebih efektif apabila data yang diperlukan tidak dalam hitungan detik atau menit.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



BAB – 3 IMPLEMENTASI SCADA



3.1



Implementasi SCADA untuk PEMDA Untuk memonitor data-data produksi yang terdapat pada KPS-KPS di



wilayah Pemda, maka diasumsikan hal-hal berikut : 1. Semua KPS telah mempunyai sistem SCADA. 2. Sistem SCADA KPS tersambung dengan jaringan komputer KPS melalui LAN atau WAN. 3. Terdapat koneksi jaringan komputer antara KPS dan PEMDA. Untuk dapat memonitor data-data produksi yang terdapat pada KPS secara online, maka harus dipasang komputer yang tersambung dengan sistem SCADA KPS. Tujuan dari pemasangan komputer ini adalah untuk mengambil data-data proses secara otomatis melalui sistem SCADA KPS. Selain jaringan komputer KPS yang harus diperhatikan, hal lain yang paling penting untuk diperhatikan adalah arsitektur sistem SCADA dari KPS itu sendiri. Setiap KPS mempunyai arsitektur SCADA yang berbeda-beda, hal ini karena setiap vendor dari SCADA mempunyai arsitektur masing-masing. Terdapat dua cara yang dapat digunakan untuk memasang komputer pada sistem SCADA KPS, kedua cara ini berbeda dilihat dari tempat untuk memasang komputer. Seperti telah disebutkan sebelumnya, bahwsa secara umum sistem SCADA itu terdiri dari tiga level, yaitu : 1. Level Device 2. Level Proses 3. Level Manajemen Level pertama adalah level tempat peralatan-peralatan instrumen, level kedua terdiri dari MMI, Real-Time database, dan OPC, dan level terakhir adalah level dimana terjadi interaksi antara manajer, pengambil keputusan dengan Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



proses yang ada. Pada level manajemen tersebut terjadi pengolahan data yang digabungkan proses bisnis yang ada sehingga menjadi suatu informasi yang bermanfaat. Pemasangan komputer untuk memonitor data-data pada sistem SCADA yang ada dapat dilakukan pada level device atau level proses. Apabila pemasangan komputer dilakukan pada level device, maka diperlukan suatu tambahan alat yang digunakan untuk



menghubungkan



komputer dengan device yang ada, hal ini dikarenakan komunikasi antar device biasanya menggunakan protokol tertentu. Sebagai contoh apabila komunikasi antar device menggunakan protokol PROFIBUS, maka pada komputer perlu dipasang PROFIBUS card yang menghubungkan dengan jaringan PROFIBUS. Selain pemasangan hardware, juga diperlukan pemasangan driver, serta IO Server atau OPC Server. Driver diperlukan supaya hardware tersebut dapat dikenali oleh komputer, sedangkan IO Server atau OPC Server diperlukan supaya data-data dari proses dapat diambil oleh MMI. Pemasangan komputer untuk mendapatkan data-data melalui level proses tidak memerlukan tambahan hardware, yang diperlukan adalah instalasi MMI yang sesuai dengan sistem SCADA yang ada. Syarat utama yang harus dipenuhi adalah komputer tersebut harus bisa mengakses IO Server atau OPC Server. Untuk pemasangan



sistem monitoring untuk PEMDA, diasumsikan



setiap KPS telah mempunyai sistem SCADA, dengan menggunakan protokol DH+, Modbus dan PROFIBUS.



3.2



Implementasi Data Monitoring Untuk Sistem SCADA Menggunakan Protokol DH+ Sistem SCADA menggunakan protokol DH+ secara umum dapat dilihat



pada gambar 3.1 berikut :



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 3.1 Konfigurasi SCADA Menggunakan Protokol DH+ Untuk mendapatkan data-data dari sistem SCADA diatas, maka perlu dipasang komputer (gambar 3.2) untuk mengambil data-data dari PLC. Kemudian pada komputer tersebut dipasang DH+ card dan di-install IO (gambar 3.3) Server atau OPC Server. Selanjutnya komputer tersebut akan melalui jaringan Ethernet (LAN) terhubung dengan MMI atau dengan Real-Time database



untuk



disimpan



data-datanya.



Kecepatan



menggunakan protokol DH+ adalah 230.4 KBaud.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



data



maksimum



KURSUS BTCO



Gambar 3.2 Pemasangan Komputer Pada Sistem SCADA Menggunakan Protokol DH+



Gambar 3.30 DH+ PCI Card



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Arsitektur SCADA untuk monitoring data-data menggunakan protokol DH+ selengkapnya dapat dilihat pada gambar 3.4 berikut :



Gambar 3.4 Implementasi Data Monitoring Pada Sistem SCADA Menggunakan Protokol DH+



3.3



Implementasi Data Monitoring Untuk Sistem SCADA Menggunakan Protokol PROFIBUS Sistem SCADA menggunakan protokol PROFIBUS secara umum dapat



dilihat pada gambar 3.5 berikut :



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 3.5 Pemasangan Komputer Pada Sistem SCADA Menggunakan Protokol DH+ Pada gambar diatas dipasang komputer untuk mengakses data-data dari PLC menggunakan protokol PROFIBUS. Hardware yang harus terinstall adalah PROFIBUS PCI Card yang menghubungkan komputer dengan jaringan PROFIBUS, sedangkan software yang harus terinstall adalah IO Server atau OPC Server untuk protokol PROFIBUS. Selanjutnya MMI atau Real-Time database dapat dihubungkan dengan komputer diatas melalui jaringan Ethernet (LAN) untuk ditampilkan atau disimpan datanya. Dapat dilihat bahwa komputer diatas selain berfungsi untuk mengambil data-data dari jaringan PROFIBUS juga berfungsi sebagai gateway yang menghubungkan jaringan PROFIBUS (gambar 3.6) dengan jaringan Ethernet. Kecepatan transfer data pada jaringan PROFIBUS berkisar antara 9,6 KBps sampai 12 MBps.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 3.6 PROFIBUS PCI Card



Arsitektur SCADA untuk monitoring data-data menggunakan protokol PROFIBUS selengkapnya dapat dilihat pada gambar 3.7 berikut :



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 3.7 Implementasi Data Monitoring Pada Sistem SCADA Menggunakan Protokol PROFIBUS



3.4



Implementasi Data Monitoring Untuk Sistem SCADA Menggunakan Protokol MODBUS Protokol MODBUS dikembangkan oleh perusahaan Modicon pada tahun



1979, dan digunakan untuk komunikasi berbasis master-slave atau clientserver antara peralatan-peralatan instrumen. Protokol ini merupakan protokol yang terbuka sehingga siapa saja dapat menggunakannya, serta telah banyak digunakan oleh kalangan industri. Arsitektur SCADA menggunakan protokol MODBUS dapat dilihat pada gambar 3.8 berikut :



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 3.8 Konfigurasi SCADA Menggunakan Protokol MODBUS



Dapat dilihat pada gambar diatas bahwa arsitektur SCADA diatas menggunakan berbagai macam pengontrol, dalam hal ini PLC. Hal tersebut dapat terlaksana karena digunakannya protokol komunikasi yang standar dan terbuka, dalam hal ini menggunakan protokol MODBUS. Secara fisik, protokol MODBUS menggunakan kabel serial RS-232/RS485 untuk komunikasi data. Perbedaannya adalah RS-232 tidak mendukung multi-node, sedangkan RS-485 mendukung konfigurasi multi-node. Arsitektur SCADA diatas menggunakan RS-485 sebagai media komunikasinya. Untuk mengambil data-data dari SCADA yang menggunakan protokol SCADA perlu dipasang sebuah komputer yang tersambung dengan sistem SCADA. Untuk itu diperlukan hardware dan software yang sesuai. Hardware yang diperlukan adalah RS-232 to RS-485 Converter dan IO Server atau OPC Server yang mendukung protokol MODBUS.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 3.9 Pemasangan Komputer Pada Sistem SCADA Menggunakan Protokol MODBUS Selanjutnya untuk menampilkan serta menyimpan data-data proses, komputer yang telah dipasang dapat dihubungkan dengan MMI dan Real-Time database melalui jaringan Ethernet (LAN). Arsitektur SCADA untuk monitoring data-data menggunakan protokol MODBUS selengkapnya dapat dilihat pada gambar 3.10 berikut :



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



Gambar 3.10 Implementasi Data Monitoring Pada Sistem SCADA Menggunakan Protokol MODBUS



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



KURSUS BTCO



BAB - 4 ANALISIS BIAYA SISTEM SCADA 4.1 Analisis Biaya Penggunaan Sistem SCADA Tabel 4.1 merupakan perkiraan kasar biaya yang diperlukan untuk membangun sebuah sistem SCADA untuk pemda Pemda. Tabel 4.1 Perkiraan Kasar Biaya untuk Pembangunan Sistem Monitoring Produksi Migas Nama Barang A. SCADA PROFIBUS Komputer Server Komputer Workstation Operating System Software Windows 2000 Server Operating System Software Windows 2000 Profesional MMI (Man Machine Interface) 500 Tags Runtime Real-time database 500 Tags PROFIBUS PCI Card+IO Server Jumlah B. SCADA DH+ Komputer Server Komputer Workstation Operating System Software Windows 2000 Server Operating System Software Windows 2000 Profesional MMI (Man Machine Interface) 500 Tags Runtime Real-time database 500 Tags DH+ PCI Card+IO Server Jumlah C. SCADA MODBUS Komputer Server Komputer Workstation Operating System Software Windows 2000 Server Operating System Software Windows 2000 Profesional MMI (Man Machine Interface) 500 Tags Runtime Real-time database 500 Tags MODBUS IO Server/OPC Server RS-232 to RS-485 Converter Jumlah D. Manual Entry System Oracle Database Server ( 5 User) Manual Entry Software Komputer Server Komputer Workstation Jumlah



Implementasi Sistem Monitoring SCADA



Harga (Rp) 10625000 7225000 12750000 1275000 13005000 41735000 13430000



Quantity 1 1 1 1 1 1 1



Rp100,045,000



10625000 7225000 12750000 1275000 13005000 41735000 13430000



1 1 1 1 1 1 1



Rp89,250,000



10625000 7225000 12750000 1275000 13005000 41735000 13430000 Rp100,045,000



1 1 1 1 1 1 1 1



Rp93,328,725



38250000 51000000 10625000 7225000



10625000 7225000 12750000 1275000 13005000 41735000 13430000 Rp100,045,000



Rp100,045,000



10625000 7225000 12750000 1275000 13005000 41735000 5950000 763725



Total (Rp)



10625000 7225000 12750000 1275000 13005000 41735000 5950000 763725 Rp93,328,725



1 1 1 1



38250000 51000000 10625000 7225000 Rp107,100,000



KURSUS BTCO



Harga-harga diatas belum termasuk dengan pajak dan biaya engineering service. Besar biaya engineering service tidak akan lebih besar dari jumlah biaya yang dikeluarkan untuk supply materialnya, biaya maksimum untuk Engineering Service yaitu sama dengan supply materialnya. Sedangkan untuk Pajak dikenakan adalah Pajak Pertambahan Nilai, Pajak Penghasilan, yang totalnya tidak lebih 20% dari nilai tertanggung.



Implementasi Sistem Monitoring SCADA