Teknologi Profibus vs FF (Foundation Fieldbus)

Teknologi Profibus vs FF 

Rangkuman Diskusi Mailing List Migas Indonesia (Migas_Indonesia@yahoogroups.com) – Juni 2003
Website: http://www.migas-indonesia.com  

Pertanyaan : (Yona Ariawan – Satomo Indovyl Monomer) Bisakah dijelaskan persamaan dan perbedaan antara teknologi Profibus dan Foundation Fieldbus?  

Tanggapan 1 : (Waskita Indrasutanta – Wifgasindo Dinamika) Secara umum ProfibusPA dan FF (FOUNDATION Fieldbus – nama teknologi) adalah protocol fieldbus yang berbeda, akan tetapi menggunakan Physical Layer dan Data Link Layer yang sama. Jadi keduanya menggunakan Manchester Coding pada 31.25 kbps dan cabling & accessories yang sama.  Pada awalnya kedua teknologi fieldbus dirancang mempunyai dua lapisan network yaitu H1 dan H2, akan tetapi perkembangannya menuju arah yang agak berbeda. Profibus menamakan network H1 sebagai ProfibusPA, dan lapisan network diatasnya adalah ProfibusDP dan ProfibusFMS; sedangkan FF masih menggunakan H1 dan disebut sebagai FF-H1, dan mempunyai lapisan network diatasnya yaitu FF-HSE (FOUNDATIONT Fieldbus High Speed Ethernet), dimana kedua lapisan mempunyai protocol yang sama (FF-HSE adalah FF-H1 yang di-encapsulate untuk bisa menggunakan Ethernet dengan IP, TCP dan UDP). Perbedaan mencolok dari kedua protocol tersebut terletak dimana FF lebih mementingkan factor ‘deterministism’ yang diperlukan untuk aplikasi Process Control.  Perbedaan yang mencolok lagi yaitu teknologi FF lebih memanfaatkan FF device-nya untuk menjalankan function block, sehingga kita mempunyai arsitektur FCS (Field Control System) yang membuahkan banyak fitur dan keuntungan.  Mudah-mudahan uraian singkat ini bisa memberikan gambaran. Untuk detilnya silahkan mengunjungi website Profibus International http://www.profibus.com dan Fieldbus Foundation (nama organisasi) http://www.fieldbus.org.   

Tanggapan 2 : (Nanang Suprapto – PT.Control Systems) Persamaan antara Foundation Fieldbus (FF) dgn Profibus PA (PPA) adalah:

1. Spiritnya sama yaitu saving cable / multidroping field devices
2. Dipakai untuk proses kontinyu (continuous process), bukan untuk proses discrete (on-off).

 Perbedaannya antara lain:
PPA: Field device baru yang berbasis Profibus PA “tidak bisa” langsung ditambahkan dalam segment Profibus PA tanpa shut down process/ control system dan tanpa konfigurasi segment terlebih dahulu.
FF: Field device baru yang berbasis Foundation Fieldbus “bisa” langsung ditambahkan dalam segment Foundation Fieldbus tanpa shut down process/ control system (plug and play, auto detection).PPA: Pengalamatan (addressing) Profibus PA memerlukan manual hardware dan setting konfigurasi. Kesalahan dapat mengakibatkan segment Profibus PA tidak bisa bekerja.
FF: Pengalamatan (addressing) Foundation Fieldbus secara otomatis, mengurangi kesalahan orang (human error).PPA: Profibus PA memerlukan gateway ke Profibus DP sebelum data dari Profibus PA sampai ke Control Systemnya. Sehingga menambah single point of failure dan mengurangi unjuk kerjanya. Sehingga menambah biaya, waktu engineering, kompleksitas gambar, pekerjaan konfigurasi. Sehingga menambah biaya proyek dan waktu.
FF: Foundation Fieldbus “tanpa” memerlukan gateway untuk sampai ke Control Systemnya. Sehingga biaya lebih rendah, waktu engineering lebih pendek, minimum single point of failure.PPA: Hanya menyediakan pengendalian (control loop) sentral dari controller DCSnya.
FF: Menyediakan fleksibilas yakni bisa pengendalian (control loop) sentral di controller DCSnya, dan control di lapangan (control loop terjadi dari transmitter FF langsung ke Control valve FF dikontrol oleh PID function block yang ada di salah satu dari field devices tsb). Sehingga unjuk kerja lebih baik dan kualitas pengendaliannya lebih baik.

PPA: Memerlukan banyak message untuk mengendalikan satu control loop dibandingkan Foundation Fieldbus. Ini membatasi jumlah field devices. Secara praktis, satu Profibus PA segment bisa dihubungkan 8 field devices atau kurang. Berdasarkan info dari pemakai, 10 devices per segment waktu tunda untuk control loop agak lama dibandingkan Foundation Fieldbus. 
FF: Tidak memerlukan banyak message untuk mengendalikan satu control loop, sehingga mengutamakan deterministic factor.  Lebih banyak field devices yang dihubungkan dalam satu segment Foundation Fieldbus dari pada Profibus PA.

PPA: saat ini belum menyediakan peralatan analytical karena controllernya menghadapi lack of profile. Profile untuk devices yang didukung sering lack of paramater agar devices tsb bekerja dengan baik.
FF: sudah menyediakan analytical berbasis Foundation Fieldbus.

PPA: satu alat konfigurasi “tidak dapat” dipakai untuk mengkonfigurasi berbagai merek Profibus PA Devices. Hanya bisa mengkonfigurasi berbagai Profile. Hanya alat konfigurasi device yang disediakan oleh vendor tsb sajalah yang bisa melakukan konfigurasi spesifik parameter devicenya. Dengan kata lain, pengguna harus punya alat konfigurasi dari setiap Profibus PA devices yang ada di plant.
FF: satu alat konfigurasi bisa dipakai untuk berbagai merek Foundation Fieldbus device.

PPA: Jika anda mempunyai multiple Profibus PA segment yang dihubungkan pada link boxes, maka anda harus menghubungkan alat konfigurasinya langsung ke masing-masing segment untuk melakukan konfigurasi Profibus PA device.
FF: tidak harus menghubungkan alat konfigurasi ke masing-masing segment untuk melakukan konfigurasi Foundation Fieldbus device walaupun memakai multiple Foundation Fieldbus segment.

HMI or MMI (part1)

HMI adalah singkatan dari Human Machine Interface sedangkan
MMI adalah singkatan dari Man Machine Interface.
Intinya sih sama aja

bila dilihat dari singkatannya pengertian HMI/MMI  adalah Interface (antar muka) antara Mesin dengan Manusia. Mesin dalam hal ini bisa berupa Mesin, System Package atau bahkan Sebuah Plant (cth: Petrochemical/Oil&Gas Plant).

Pada umumnya HMI/MMI adalah berupa komputer dengan display di Monitor CRT/LCD dimana kita bisa melihat keseluruhan system dari layar tersebut. Layaknya sebuah komputer, HMI/MMI biasanya dilengkapi dengan keyboard dan Mouse. dan biasa juga diganti dengan touch screen. Dimana keyboard sendiri juga bisa di ganti dengan tampilan di layar buat penginputan.

Sebagai ilustrasi ..
andaikan ada sebuah plant yang terdiri dari Tangki, Pompa, dll beserta alat2 intrumentasinya seperti Level Indicator Transmitter (LIT), Pressure Indicator Transmitter (PIT), dll.
Maka kita bisa menggambarkan plant tersebut di layar dengan mencontoh dari P&ID (Pipeline & Instrumentation Diagram) dan bisa menampilkan value (nilai) dari masing2 sensor/transmitter yang bersangkutan.
Untuk lebih jelasnya bisa click link berikut ini hubungan antara plc dan hmi/mmi

Berikut fungsi dari HMI/MMI:

• Monitoring, kita dapat memonitor/mengawasi kondisi plant kita secara real time tanpa perlu keluar dari control room.
• Setting (based on security level), kita dapat merubah setting misal settingan alarm high dan low dari suatu pressure atau bahkan kita bisa merubah settingan trip suatu system.
• Take action (based on security level), kita dapat menjalan suatu proses atau menshutdown proses tersebut.
• Alarm, disediakan Alarm History dan Summary. Sehingga nantinya kita bisa menge-track alarm2 apa saja yang aktif dan bisa mendapatkan alasan kenapa suatu system tiba-tiba trip/shutdown.
• Trending, ini adalah graphic dari sebuah process misal temperature dari system yang bersangkutan. Bisa dilihat secara Real Time atau History
• etc

Software-sofware HMI/MMI diantaranya sebagai berikut:

• Wonderware InTouch  (http://us.wonderware.com/products/intouch) – (sekarang dah versi 10)
• Siemens – SIMATIC WinCC (http://www.automation.siemens.com/hmi/html_76/products/software/wincc/index.htm ) 
• Schneider – Vijeo look (http://www.modicon.com/HMISoftware/vijeo/index.htm)
• Rockwell – RSView (http://www.rockwellautomation.com/rockwellsoftware/performance/view32/)
• CiTect HMI (http://www.citect.com/ )
• etc

… bersambung ke part2…

SIS dan SIL

SIS dan SIL

Rangkuman Diskusi Mailing List Migas Indonesia – Juli 2003

Pertanyaan : (Nanang Suprapto – PT. Control Systems) Berdasarkan pengalaman saya saat ini, ketika saya mendiskusikan tentang SIS, SIL Level, On-Line Partial Stroking dll dengan beberapa Oil & Gas Co, FEED Consultant maupun EPC Contractor di Indonesia yang sedang menangani project baru baik Offshore Oil & Gas Production Platform maupun On-shore Oil & Gas Processing Plant, muncul beberapa pandangan yang berbeda-beda dari mereka.

• Ada yang berpendapat bahwa oh… plant saya ini tidak perlu SIL 3. Cukup SIL 2 saja. Tanpa diberikan suatu alasan teknis yang memadai.
• Ada yang berpendapat bahwa oh.. plant saya ini harus SIL 3 sedangkan jenis Plant yang akan dibangun serupa dengan yang diatas. Walaupun pada kenyataannya jumlah sensor/ transmitternya maupun ESD valvenya yang dipakai masih simplex. Sehingga SIL 3 nya perlu dipertanyakan lagi.
• Ada yang dengan bangganya ..pokoknya kalau sudah pakai TMR system maka SIS Systems saya pasti SIL 3.
• dll

Hal ini menunjukkan kekurang pahaman concept/ philosophy tentang SIL tsb dan kapan/ pada kondisi bagaimana SIL 4, SIL 3, SIL 2 dan SIL 1 itu diterapkan. Hal tsb begitu sangat berbahaya ketika mereka ditunjuk/ ditugasi oleh perusahaan sebagai penanggung jawab concept design. Mungkin mereka berpikir ….masa bodoh lah.. toh orang lain juga yang akan mengoperasikannya….saya hanya bertugas membuat concept desain saja. Mati manusianya atau Plant meledak… itu bukan urusan saya… Jika ada yang punya info tentang SIL tsb, dan kapan SIL 4,3,2, atau 1 akan diterapkan, mohon sharing infonya. Mengingat banyak dari anggota milis Migas kita ini adalah para engineers yang akan terlibat dalam desain concept SIS Systems baik di EPC Contractor maupun Oil & Gas Co.

Tanggapan 1 : (Slamet Suryanto – Pertamina) Kebetulan saya pernah di Tim untuk peningkatan reliability kilang LNG Badak Train A-F, diantaranya dengan mengevaluasi SIL dikaitkan dengan standar ISA S84.01. Tim Badak menggunakan konsultan, diantaranya Dr. Angela Summers (ex Triconex). Pada dasarnya SIL (safety integrated level) adalah tingkat availability dari SIS (safety instrumented system) pada suatu fasilitas yang terinstumentasi. Tingkat availability merupakan tingkat kehandalan suatu SIS diyakini akan bekerja pada saat dibutuhkan. Tingkat availability juga dapat dinyatakan dalam tingkat failure yaitu 1-Pf (satu dikurangi failure probability). SIS umumnya terdiri dari sensor, programmable logic solvers dan final control elements. Contoh SIS diantaranya ESD (Emergency shutdown), PSD (Process shutdown), EDP (Emergency Depressurization) atau F & G (Fire & Gas). Level SIL direquire berdasarkan ISA S84.01 atau IEC 61508 adalah sebagai berikut (berdasarkan ingatan aja, silakan dikoreksi):

- SIL 1 : tingkat availabilitynya 90.00 – 99.90%
- SIL 2 : tingkat availabilitynya 99.90 – 99.99%
- SIL 3 : tingkat availabilitynya 99.99 – 99.9999%

Seperti sudah dijelaskan di depan bahwa SIL dapat ditentukan dengan menghitung failure probabilitynya (Pf), maka kemudian dihitung Pfnya untuk setiap SIS-nya. Tool yang biasa digunakan adalah FTA (fault tree analysis) dengan cara awal menentukan top event jika terjadi failure pada SIS. Bahan yang dapat digunakan untuk menentukan top event diantaranya hasil studi HAZOP , cause-effect chart instrumentasi atau kombinasi dari keduanya dari SIS. Tiap top event scenario dari SIS kemudian terhitung tingkat failure dan availability levelnya. Selanjutnya membandingkan dengan kriteria yang telah ditetapkan berdasarkan design philosopy apakah SIL 1, 2 atau 3 dengan mengacu pada resiko yang dapat diterima (maaf dalam hal ini rekan-rekan saya asumsikan sudah terbiasa dengan metode FTA). Tidak setiap SIS harus mengaplikasikan SIL 3, bergantung filosofi yang diterapkan karena menyangkut additional cost yang tidak murah. Harus diingat bahwa untuk meningkatkan tingkat availability SIS tidak selalu bertumpu pada TMR system, preventive maintenance dan regular test juga akan meningkatkan tingkat availability. Sehingga kadang-kadang dengan hanya menambah frekuensi regular test sudah bisa mengatrol tingkat availability >0.50%.

Tanggapan 2 : (Nanan Yanie – BP Indonesia) Setahu saya sih penetapan SIL itu didasarkan pada risk assessment. Dari hasil risk assesment tersebut, dapat diketahui risk level-nya, dan dari situ baru kemudian ditetapkan SIL-nya. Ada banyak metod penetapan risk level ini, dari mulai yang quantitative sampai qualitative. Untuk SIL ini, setahu saya, hanya dari IEC saja yang mempunyai SIL sampai 4. Salah satunya, di IEC 61508, bisa dilihat kapan SIL 1,2,3,4 digunakan. Tetapi itu semua tetap berpangkal pada risk assessment. Mungkin kejadian oh.. saya SILnya segini saja, dan yang lain segini saja, terjadi memang karena risk-nya berbeda. Jadi untuk satu proses yang sama, penetapan SIL yang dibutuhkan di satu plant bisa berbeda dengan SIL di plant yang lain. Misalnya plant yang satu berada di tengah kota, sedangkan yang satunya berada di tempat terpencil, puluhan kilo dari tempat penduduk, sehingga risk levelnya berbeda, dan SIL yang dibutuhkan pun beda. Atau… bisa juga karena perbedaan justifikasi dalam risk assesment ini. Dalam hal penetapan frequency misalnya, karena di tempatnya tidak pernah terjadi, padahal di tempat lain ternyata pernah terjadi juga. Pengetahuan tentang historical industrial frequency incident sangat penting dalam hal ini. Industrial database sangat membantu dalam hal ini. Salah satunya PSID (Process Safety Incident Database)yang diterbitkan oleh CCPS AICHE. Biasanya sih perusahaan mempunyai standard/kriteria sendiri untuk membantu menjaga konsistensi di tempatnya. Sedangkan mengenai bagaimananya (pemilihan teknologi yang digunakan, design, instalasi, inspection, dll-nya) agar dia bisa mempunyai SIL yang diinginkan, rekan2 instrumen pasti tahu detailnya lebih banyak. Bapak/ibu instrumen, ditunggu pencerahannya…

Tanggapan 3 : (Arief Rahman – Singggar Mulia) Ada beberapa hal yang menurut saya penting untuk di consider berkaitan dengan SIS : 1. Safety aspect. Sebuah System bisa saja mempunyai availability yang sangat tinggi (99,999% misalnya) yang artinya jarang fail. Tapi pertanyaan-nya : kalau system tersebut fail apa yang terjadi ? Fail to safe atau fail to danger. Safety PLC secara umum mempunyai diagnostic coverage yang cukup tinggi sehingga fail to danger-nya (terutama yang un-detected) sudah cukup rendah. Kalkulasi bisa menunjukkan bahwa bisa saja sebuah system yang availability-nya tinggi masih bisa less safe. 2. Standard mensyaratkan Management Of Change (MOC) yang cukup ketat untuk SIS. Oleh karena itu, standard-standard yang ada mensyaratkan Separation antara SIS dan Basic Process Control (DSC, Fieldbus dsb). Persoalannya bukan semata-mata availability tetapi salah satunya karena requirement MOC. Beberapa Fieldbus yang di approve untuk SIS (Profisafe) benar-benar di design untuk SIS application. 3. Bahwa Safety Integrity Level (SIL) di assign untuk SATU Safety Instrumented Function (SIF). Tidak ada SIL yang di assign untuk SYSTEM. Oleh karena itulah maka pada saat assign SIL kita harus assign untuk masing-masing SIF (bukan Loop seperti yang dikemukakan oleh email di bawah ini). Memang dalam beberapa hal satu SIF juga satu Loop, tapi itu tidak harus. 4. SIS cukup complicate dan troublesome. Oleh karena itu maka dalam Safety Life Cycle yang ada di standard (misal ISA S-84) disarankan mencoba yang non SIS terlebih dahulu. Kalau tanpa SIS, risk yang ada sudah bisa di reduced di bawah acceptable level (karena ada layer of protection yang lain, misalnya mechanical, inherent safe design, emergency procedure, dsb-dsb) maka SIS bisa saja tidak dipasang. 5. Seringkali vendor convince kita supaya kita focus hanya pada Logic Solver saja (Misalnya TMR, Quad dsb-dsb) dan berusaha membelokkan kita dengan mengatakan bahwa apabila logic solver kita sudah SIL-3 maka EVERYTHING is suitable for SIL-3. It’s WRONG !!! Dari kalkulasi bisa ditunjukkan bahwa walaupun sensornya sudah voting 2OO3, pakai TMR (SIL-3) tapi kalau SDV-nya single dan diagnostic coverage-nya tidak ada (seperti kebanyakan SDV yang ada sekarang), Manual testingnya 1 tahun sekali, maka SIL yang kita punyai adalah SIL-1 !!!! 6. Bahwa dalam SIL assignment step yang paling penting adalah Process Hazard Analysis (PHA) dan Risk Identification. Jelas ini membutuhkan multidiscipline team effort. Ada satu tip yang diberikan oleh Pak Paul Gruhn : Kalau dari SIL assignment yang dilakukan ternyata ditemukan banyak SIL-3, maka sebaiknya ditinjau kembali baik SIL assignment methodology-nya, process design-nya dsb-dsb.

Tanggapan 4 : (Cahyo Hardo – Premier Oil) Nampaknya kursus-nya Paul Gruhn tempo hari sangat mengesankan yah Pak Arief. Melihat isinya saja saya sudah pusing kepala nih he..he..Dan juga, melihat sepintas, ternyata requirement-nya bikin hati jadi harus hati-hati. MOC, PHA, dst….yang ujungnya adalah orang yang terlibat. Issue kompetensi dari orang yang terlibat bukanlah hal yang umum, tetapi, saya jarang sekali melihat issue maintenance dari SIS, issue sosialisasinya terhadap orang yang tidak terbiasa dengan sistem ini, human error dst…yang ujungnya adalah tanggungjawab management guna membuat sistem ini melekat seperti sistem safety pendahulunya….Semuanya, tentunya harus dikaji ulang, termasuk jika akan diadakan pengurangan tenaga kerja pada kemudian hari guna tetap menjaga integrity yang eksis dan solid di hari ini, akan tetap seperti itu pada tahun ke sekian Mungkin memang benar kali si Gruhn, kalau bisa buat yang simpel, kenapa mesti yang ruwet.

Tanggapan 5 : (Arief Rahman Thanura – VICO Indonesia) Ada beberapa hal yang saya agak berbeda pendapat : 1. “Bahwa SIL adalah tingkat AVAILABILITY dari SIS ……………” ANSI/ISA S-84 menyebutnya SAFETY AVAILABILITY, yang pengertiannya cukup berbeda dengan availability. Saya cuplikkan definisinya dari standard : “Fraction of time that a safety system is able to perform its designated SAFETY SERVICES when the process is operating. In thi standard, the average probability of Failure On Demand (PFDavg) is the preferred term”. Ada penekanan aspek safety-nya dalam definisinya dan ini agak berbeda dengan definisi pada umumnya : Availability = Uptime/Total time = Uptime/(Uptime+Downtime).. 2. IEC-61508 memasukkan SIL-4 sedangkan S-84 hanya sampai SIL-3. Ini karena IEC-61508 dipakai semua industri sementara S-84 hanya pada process industry.

Tanggapan 6 : (Slamet Suryanto – Pertamina) Mas Arief, Mohon dapat diberikan perbedaan aplikasi antara safety availability dan availability jika diterapkan dalam SIS yang sama. Apakah data base probability failure antara safety availability dan availability untuk komponen-komponen SIS berbeda sehingga ada perbedaan istilah yang perlu ditekankan?

Tanggapan 7 : (Arief Rahman Thanura – VICO Indonesia) Pak Slamet Suryanto dan teman-teman yang lain, Sebelumnya saya mohon maaf, kalau nanti keterangan saya salah. Seperti kita ketahui, secara methodology failure mode dari suatu peralatan dibagi ke dalam dua bagian utama yakni : Safe (Spurious) Failure dan Danger Failure. Safety availability pada dasarnya berkaitan dengan danger failure, bukan Safe (spurious) Failure. Oleh karena itu kalau vendor memberitahu kita Mean Time To Failure (MTTF), harus diperjelas MTTFs atau MTTFd atau gabungan keduanya. Kalau gabungan berapa safe fraction failure-nya. Salah satu rumus untuk simplex system, misalnya, Availability Danger = Safety Availability = MTTFd/(MTTFd + TI/2 + MTTR). Dari training yang saya dapat diterangkan bahwa ini alasan mengapa standard menyebut SAFETY availability.

Tanggapan 8 : (Iwan Jatmika – BP Indonesia) Perkenankan saya sedikit mengkomentari masalah instrument ini, namun karena topicnya menarik dari sisi HSE, maka saya hanya mencoba meng-highlight philosophy dasar safety-nya seperti yang dikhawatirkan Mas Nanang (terimakasih mas, cukup bagus untuk menggambarkan situasi engineer di negara kita)….mosok Insinyur Indonesia kebingungan dan tidak tahu konsep dasar sehingga tidak PD mengambil engineering decision(nunggu bule, walaupun kadang-kadang juga sama-sama bingung-nya, tapi pakai bahasa inggris he..he)…padahal dari sisi “SAFETY” akan sangat kritikal. Untuk mas Arif (salam kenal) by definition, that’s alright. Untuk mas Slamet (salam Kenal), terimaksih saya dapat pencerahan, memang pada dasarnya SIL level mencoba mengkuantifikasi akan seberapa SIS Safety Availability facilities kita. Nothing wrong with SIL level 1, 2, 3, or 4. Kalau dilihat dari diskusi-diskusi dibawah ini, seprtinya semuanya sudah tahu dari mana standards and codes dari SIL diambil. Namun, nah ini kita-kita juga harus samam-sama belajar, terutama sekali saya sendiri, bagaimana mengambil benang merah dari ketersediaan informasi & data menjadi sutau kemengertian yang utuh (mungkin kita dulu sewaktu sekolah kebanyakan multiple-coice kali ya, namun jarang dapet ujian essay dan analysis, sehingga kita kadang-kadang sedikit susah mencari alur pengertian yang kadang sangat sederhana) Kembali Ke SIL (Safety Integrity Level). Saya setuju dengan definisi mengapa kita mengadakan SIL review, karena kita ingin mendapatkan model secara quantitative safety intrumented protection loop kita sesuai dengan safety design requirement, sekali lagi design requirement kita. Jadi kita yang menginginkan akan seberapa levelnya. Karena pada dasarnya semakin tinggi level nya (say level 3 & 4), availabilitinya semakin tinggi, namun semakin tinggi pula kebutuhan akan tingkat monitoring & maintenance-nya. Begitu pula tingkat ke-remote-annya. Apakah fasilitas diharapkan akan sering dikunjungi oleh operator, atau tidak perlu dikunjungi operator? Seberapa keinginan kita untuk menjaga avilability dari operation, berapa tingkat shutdown yang akan dibolehkan, seberapa tingkat resiko HSE yang akan di protect,dll. Nah dari sini baru kita menentukan philosophy SIL dari masing-masing Instrumented Loop protections-nya. Dan lebi-lebih OIL (Overall Integrity Level)-nya. Contoh-nya….kalau fasilitas didesign remote, un-manned,dan sangat berbahaya bagi orang yang terexpose, maka tingkat SIL 3 & 4 di field kalau bisa dihindari karena akan membutuhkan monitoring dan maintenance yang sangat sering (akhirnya dikunjungi juga). Namun kalau fasilitas itu kritikal dari sisi operasi availability, manned, dan urusan maintenance tidak persoalan, maka SIL 3 atau 4,yang sangat diharapkan. Nah disini, terjadinya tawar-menawar antara ketersediaan products PFD (final control element) + PFD (Sensor) + PFD (Logic Solver)dengan human factor and operation & maintenance program. Adapun FTA, OREDA data, dll adalah sebagi data base dan tools untuk mencoba mengkuantifikasi sehingga decision can be made! Jadi sekarang, gantian kita yang bilang sama bule, Hey Mister, for our facilities with all the agreed operation philosophy plan , We need SIL level 2 (or 3, or 4) because of the operation availability needed, maintenance program plan agreed, safety exposure to the employee and community modeled, potential escalation of the fire accident, and the costumer demand availability. I will contact my buddy Mr. Nanang to give you single complete control system solution, and Mr. Arief and Mr. Slamet are my best consultant in SIS right now. He…he….ini namanya over PD.

Tanggapan 9 : (Slamet Suryanto – Pertamina) Mas Iwan ini bisa………aja. Selama ini yang jadi topik pembicaraan adalah SIL level yang dibutuhkan kemudian baru dirancang konfigurasi SIS, maintenance dan testing programnya. Bagaimana jika dibalik, berapa SIL level dari existing SIS yang ada?

Tanggapan 10 : (Iwan Jatmika – BP Indonesia) Logika paling gampang ya juga dibalik processnya: Dari existing SIS, kita nilai PFD (final control element) + PFD (Sensor) + PFD (Logic Solver) baik dengan manufacture data book reliability, kalau nggak ada dari maintenance log book, atau dari recognize technology and or industrial technology paper/ book. Dari situ can secara gampangnya akan ketemu “Average Probability of Failure on Demand”, misalnya 0,01 sampai 0,001, berarti SIS tsb adalah SIL 2, dst…dst.. Gampang kan ?

Tanggapan 11 : (Arief Rahman Thanura – VICO Indonesia) Mas Iwan dan Mas Slamet, sebetulnya masalah menyangkut existing tidak semudah hanya tinggal balik kalkulasi SIL saja. Di standard ANSI/ISA S84, misalnya, disebutkan : “For existing SIS designed and constructed in accordance with codes, standards, or practices PRIOR to the issue of this standard, the owner/operator shall determine that the equipment is designed, maintained, inspected, tested, and operating in a SAFE MANNER”. Kelihatan sekali bahwa kalimat yang dibuat sangat ngambang terutama mengenai SAFE MANNER. Para owner-lah yang mesti menentukan SAFE MANNER sesuai dengan company policy-nya masing-masing. Standard tidak secara tegas mengatakan apa yang harus dilakukan. Mau dihitung SIL-nya lagi ya monggo, kalau tidak ya tidak apa-apa sepanjang anda bisa men-justifikasi bahwa existing system anda safe.

Tanggapan 12 : (Iwan Jatmika – BP Indonesia) Kalau tidak salah dulu pernah dibahas di mailing list ini tentang Grand fathering claus, dengan contoh kasus connection di vessel. Dulunya boleh pakai screw, tapi standard yang baru mensyaratkan flange connection. Kalau tidak ada grandfathering kan bisa barabe. Mengacu dari statement ANSI/ ISA S84 seperti yang dikemukakan Mas Arief di bawah ini, sebenarnya menjadi “self-explanatory” bahawa kita diberi kebebasan cara untuk mengassess status SIS existing kita. Bahwa secara professional kita bertanggung jawab (safety manner) terhadap safety availability dari SIS yang ada. Nah bagaimana cara menunjukkan tanggung jawab profesional kita, ya kita mencoba menilai SIS existing kita itu, apakah sudah sesuai dengan fungsi dan reliability sesuai dengan harapan dari para stake-holder-nya. Nah kalau sebagai orang HSE, maka kita pengin tahu, salah satu caranya ya dengan mengetahui Safety Integrity Level dari SIS itu masih mendukung existing facility safety protection philosophy-nya nggak? Contoh gampangnya, bila secara operation performance dengan segala operation management expectation mensyaratkan bahwa SIL 2 sudah cukup, maka kalau hasil review kita menunjukkan bahwa subject SIS yang kita review SIL-nya adalah 3, ini tidak berarti SIS kita lebih baik (ya kalau kita hanya menilai dari performance SIL tsb.), tapi adakah aspek-aspek maintenance yang berlebihan sehingga akan menambah maintenace cost, additional exposure to human factor intervention, sehingga overal safety level (OIL) menjadi menurun? Nah wilayah SAFETY MANNER di bidang design, construction, operation & maintenance, inspection, adalah bidang yang sangat menarik untuk diskusikan. Pendekatannya bisa by System ataupun by Strategy……. wah kita perlu mengundang pakar-pakar HSE di forum MIGAS ini………, namun, lebih daripada itu saya kok mendapat suatu pencerahan bahwa ini bisa menjadi trigger bagi kita bahwa di-discipline yang lain Process, mechanical, electrical, Structural, Operation, pendekatan Safety-nya harus terkomunikasikan antar disiplin dan terintegrasi sehingga yang namannya OIL itu menjadi sesuatu yang berarti. Saya yakin masing-masing Company punya pendekatan tersendiri untuk menamakan kegiatan ini, misalnya PSIM (process safety and integrity management, dll).

Tanggapan 13 : (Slamet Suryanto – Pertamina) Saya 100% setuju dengan pendapat Mas Arief dimana granfathering claus berlaku untuk SIL target yang notabene code-nya baru keluar 1996. Kesetujuan saya berdasarkan pengalaman ketika menghadapi Risk Insurance Broker dimana saran dari expertnya mendukung clausul tersebut dan aman-aman saja ketika berhadapan dengan Insurance Company. Namun demikian policy dari top Management juga akan mempengaruhi apakah perlu atau tidak untuk menerapkan SIL target untuk SIS di fasilitasnya. Bagi operator tentunya akan lebih pe-de dengan SIL yang lebih tinggi. Berdasarkan QRA studi oleh DNV bahwa IRPA (Individual Risk Per Annum) untuk operator adalah 66% dimana menduduki ranking tertinggi untuk risiko di offshore facilities.

Seputar SCADA

Seputar SCADA

Rangkuman Diskusi Mailing List Migas Indonesia – Juli 2003
mailing list : migas_indonesia@yahoogroups.com

Pertanyaan : (Mohamad Zaki Zulqornain – Valco Mulia International) Sbg orang yg awam masalah instrumentasi, saya ingin menanyakan ttg masalah SCADA. Yg saya tahu cuma singkatannya saja (Supervisory Control & Data Acquisition), dan yg saya tangkap SCADA ini adalah sebuah sistem jaringan utk sistem kontrol dan pengiriman data. Betulkah spt itu? Apakah ini sama dgn DCS, Fieldbus, dsb? Utk aplikasi di oil & gas spt apa?

Tanggapan 1 : (Waskita Indrasutanta – Wifgasindo Dinamika Instrument Engineering) Sesuai dengan singkatannya, SCADA system adalah suatu system yang melakukan Data Acquisition dan Supervisory Control. Pada awal diciptakannya, SCADA terdiri dari MTU (Master Terminal Unit) yaitu sebuah computer dengan software untuk HMI (mentayangkan Data) dan Supervisory Control terhadap semua Input/Output pada RTU (Remote Terminal Unit). Kebanyakan RTU benar-benar dipasang pada site yang remote yang dihubungkan ke MTU melalui Radio Modem, sehingga kesan yang ditimbulkan untuk sebuah SCADA system adalah system yang diperuntukkan untuk Wide Area atau Remote Application. Istilah SCADA menjadi kabur terhadap DCS dan PLC karena perkembangan masing-masing system yang mempunyai fungsi yang overlap, seperti RTU yang melakukan local control pada RTU; DCS/PLC yang dipadukan melalui Radio Modem; dsb. Maka dari itu saya lebih cenderung menyebut system seperti ini sebagai RACS (Remote Application Control System). (FOUNDATION Fieldbus) FF-RACS bisa dibangun dengan membuat Linking Device untuk berfungsi sebagai RTU dan dipadukan dengan IP Radio sebagai FF-HSE.

Tanggapan 2 : (Agung P. Djatmiko – ConocoPhillips) Sekedar tambahan informasi, diambil dari: http://members.iinet.net.au/~ianw/primer.html General Definition SCADA (supervisory control and data acquisition): An industrial measurement and control system consisting of a central host or master (usually called a master station, master terminal unit or MTU); one or more field data gathering and control units or remotes (usually called remote stations, remote terminal units, or RTU’s); and a collection of standard and/or custom software used to monitor and control remotely located field data elements. Contemporary SCADA systems exhibit predominantly open-loop control characteristics and utilize predominantly long distance communications, although some elements of closed-loop control and/or short distance communications may also be present. Systems similar to SCADA systems are routinely seen in factories, treatment plants etc. These are often referred to as Distributed Control Systems (DCS). They have similar functions to SCADA systems, but the field data gathering or control units are usually located within a more confined area. Communications may be via a local area network (LAN), and will normally be reliable and high speed. A DCS system usually employs significant amounts of closed loop control. SCADA systems on the other hand generally cover larger geographic areas, and rely on a variety of communications systems that are normally less reliable than a LAN. Closed loop control in this situation is less desirable. So what is SCADA? It is used to monitor and control plant or equipment. The control may be automatic, or initiated by operator commands. The data acquisition is accomplished firstly by the RTU’s scanning the field inputs connected to the RTU (it may be also called a PLC – programmable logic controller). This is usually at a fast rate. The central host will scan the RTU’s (usually at a slower rate.) The data is processed to detect alarm conditions, and if an alarm is present, it will be displayed on special alarm lists. Data can be of three main types. Analogue data (ie real numbers) will be trended (ie placed in graphs). Digital data (on/off) may have alarms attached to one state or the other. Pulse data (eg counting revolutions of a meter) is normally accumulated or counted. The primary interface to the operator is a graphical display (mimic) which shows a representation of the plant or equipment in graphical form. Live data is shown as graphical shapes (foreground) over a static background. As the data changes in the field, the foreground is updated. Eg a valve may be shown as open or closed. Analog data can be showneither as a number, or graphically. The system may have many such displays, and the operator can select from the relevant ones at any time

Tanggapan 3 : (Waskita Indrasutanta – Wifgasindo Dinamika Instrument Engineering) Saya pribadi kurang setuju dengan statement dibawah ini: “The data acquisition is accomplished firstly by the RTU’s scanning the field inputs connected to the RTU (it may be also called a PLC – programmable logic controller).” Menurut saya: RTU bisa berfungsi sebagai PLC; PLC bisa dipergunakan sebagai RTU, tetapi RTU dan PLC adalah dua device yang berbeda.

Tanggapan 4 : (Ardiansyah Kusumah – Cegelec) Perkembangan sekarang dengan kemajuan teknologi IT, SCADA tidak hanya koneksi antar RTU/PLC yang ada di remote area ke Master Terminal Unit (HMI). Namun juga koneksi (transfer data) antar PC Server area 1- PC Client area2 atau PC Server area1-PC Server area2. Dengan menggunakan peralatan komunikasi seperti phone line atau radio link atau VSAT(satelit) transfer data dapat dilakukan. Apakah benar seperti yang dinyatakan dalam pernyataan di bawah ini bahwa close loop control tidak dianjurkan? “SCADA systems on the other hand generally cover larger geographic areas, and rely on a variety of communications systems that are normally less reliable than a LAN. Closed loop control in this situation is less desirable”. Adakah standar tipe pengontrolan dan besaran fisis (flow,pressure,temperature) apa saja yang dapat dikontrol dengan sistem SCADA?

Tanggapan 5 : (Amirsyah Pohan – Cegelec) Saya ingin menambah keterangan sedikit mengenai RTU & PLC RTU fungsi utamanya mentransmisikan / menerima data (via serial link, radio, fiber optic etc.) bukan untuk pengontrolan. Data yang akan ditransmisikan harus di akusisi (digunakan I/O card + CPU atau PLC), sehingga fungsi CPU atau kontroller di RTU hanya untuk pengolahan data. Makanya RTU selalu terdiri dari dua bagian: pengolahan data dan penerima/pengirim data. PLC sendiri fungsi utamanya adalah untuk pengontrolan.

Tanggapan 6 : (Waskita Indrasutanta – Wifgasindo Dinamika Instrument Engineering) Yah, diskusi menjadi semakin seru dan mulai agak membingungkan. Semuanya, Pak Ardiansyah, Pak Amirsyah dan posting rekan-rekan lain benar. Maka dari itu, saya lebih cenderung untuk menggunakan RACS (Remote Application Control System) untuk system yang sering disebut SCADA tersebut. Kalau menurut Pak Amirsyah RTU tidak melakukan control, pada generasi awal SCADA system memang benar adanya. ‘Supervisory Control’ pada SCADA generasi awal dilakukan oleh MTU dan Operator (dengan HMI atau pada waktu itu disebut sebagai SCADA software) melalui RTU ke I/O di lapangan remote. Walaupun demikian, karena kebutuhan adanya local control tanpa melalui transmisi komunikasi data, maka RTU berfungsi pula sebagai local control untuk site masing-masing, sehingga apabila terjadi kegagalan komunikasi data, local control tetap berfungsi. Demikian pula, control system lainnya (PLC, DCS, FCS, dsb.) generasi sekarang juga mempunyai sarana komunikasi data melalui berbagai media (Radio, Microwave, Fiber Optic, dsb.), sehingga bisa difungsikan sebagai RTU dan MTU selain local control. Selain HMI (Operator Interface), MTU juga melakukan ‘Supervisory Control’ seperti koordinasi antar production well atau upstream / downstream upset. Dalam satu SCADA system bisa terdiri dari sebuah atau lebih MTU dan dilakukan grouping sesuai dengan area dan fungsinya. Pada pernyataan dibawah “……. Closed loop control in this situation is less desirable”, berarti bahwa fasiltas local closed loop control pada RTU (yang pada awalnya belum dirancang untuk melakukan closed loop local control) merupakan fasilitas tambahan hasil pengembangan system. Jadi tidak sematang seperti pada system yang memang dirancang untuk melakukan closed loop control. Kalau kita menggunakan FCS, DCS atau PLC yang difungsikan sebagai RTU, maka kendala itu tidak ada. Standar tipe pengontrolan adalah standar ISA untuk PID, Cascade, Feedforward, dsb. dan tidak tergantung pada besaran fisisnya. Beberapa aplikasi khusus seperti ‘Combustion Efficiency System’, ‘Automatic Boiler Blowdown’, ‘Net Oil Computer’, dsb. memerlukan algoritma khusus pula. Pada FF (FOUNDATION(tm) Fieldbus) system, semua Function Block, baik itu basic, advanced ataupun special harus melalui proses registrasi oleh Fieldbus Foundation dengan melalui beberapa test. Begitu ‘Registered’ (approved), maka algoritma atau Function Block tersebut menjadi standar yang bisa dipakai oleh semua orang –> ‘open’ (tidak ada hak paten). Integrasi RACS dengan WAN (IT Network) sangat dimungkinkan dengan teknologi saat ini, yaitu dengan teknologi XML, Web Portal, WebHMI dan sebagainya. Sebagai referensi, bisa dilihat makalah Industrial Ethernet Network yang baru saja saya bawakan pada WIA-2003 di Bandung Minggu lalu dan makalah-makalah lainnya.

PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)

dari berbagai sumber …

PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)

Pengertian

            Programmable Logic Controllers (PLC) adalah komputer elektronik yang mudah digunakan (user friendly) yang memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam [2].             Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah :sistem elektronik yang beroperasi secara dijital dan didisain untuk pemakaian di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O dijital maupun analog [3].

Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut :

1.    Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.

2.    Logic, menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain sebagainya.

3.    Controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.  

PLC ini dirancang untuk menggantikan suatu rangkaian relay sequensial dalam suatu sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki pengetahuan di bidang pengoperasian komputer secara khusus. PLC ini memiliki bahasa pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program yang telah dibuat dengan menggunakan software yang sesuai dengan jenis PLC yang digunakan sudah dimasukkan.Alat ini bekerja berdasarkan input-input yang ada dan tergantung dari keadaan pada suatu waktu tertentu yang kemudian akan meng-ON atau meng-OFF kan output-output. 1 menunjukkan bahwa keadaan yang diharapkan terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan yang diharapkan tidak terpenuhi. PLC juga dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang memiliki output banyak.

Fungsi dan kegunaan PLC sangat luas. Dalam prakteknya PLC dapat dibagi secara umum dan secara khusus [4]. Secara umum fungsi PLC adalah sebagai berikut:

1.      Sekuensial Control. PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.

2.      Monitoring Plant. PLC secara terus menerus memonitor status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan mengambil tindakan yang diperlukan sehubungan dengan proses yang dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut pada operator.                       

Sedangkan fungsi PLC secara khusus adalah dapat memberikan input ke CNC (Computerized Numerical Control). Beberapa PLC dapat memberikan input ke CNC untuk kepentingan pemrosesan lebih lanjut. CNC bila dibandingkan dengan PLC mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dan lebih mahal harganya. CNC biasanya dipakai untuk proses finishing, membentuk benda kerja, moulding dan sebagainya.            

Prinsip kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses yang dikendalikan lalu melakukan serangkaian instruksi logika terhadap sinyal masukan tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori lalu menghasilkan sinyal keluaran untuk mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya. 

Keuntungan dan Kerugian PLC [2][5]

            Dalam industri-industri yang ada sekarang ini, kehadiran PLC sangat dibutuhkan terutama untuk menggantikan sistem wiring atau pengkabelan yang sebelumnya masih digunakan dalam mengendalikan suatu sistem. Dengan menggunakan PLC akan diperoleh banyak keuntungan diantaranya adalah sebagai berikut:

Ø  Fleksibel

Pada masa lalu, tiap perangkat elektronik yang berbeda dikendalikan dengan pengendalinya masing-masing. Misal sepuluh mesin membutuhkan sepuluh pengendali, tetapi kini hanya dengan satu PLC kesepuluh  mesin tersebut dapat dijalankan dengan programnya masing-masing.

 Ø  Perubahan dan pengkoreksian kesalahan sistem lebih mudah

Bila salah satu sistem akan diubah atau dikoreksi maka pengubahannya hanya dilakukan pada program yang terdapat di komputer, dalam waktu yang relatif singkat, setelah itu didownload ke PLC-nya. Apabila tidak menggunakan PLC, misalnya relay maka perubahannya dilakukan dengan cara mengubah pengkabelannya. Cara ini tentunya memakan waktu yang lama.

 Ø  Jumlah kontak yang banyak

Jumlah kontak yang dimiliki oleh PLC pada masing-masing coil lebih banyak daripada kontak yang dimiliki oleh sebuah relay.

 Ø  Harganya lebih murah

PLC mampu menyederhanakan banyak pengkabelan dibandingkan dengan sebuah relay. Maka harga dari sebuah PLC lebih murah dibandingkan dengan harga beberapa buah relay yang mampu melakukan pengkabelan dengan jumlah yang sama dengan sebuah PLC. PLC mencakup relay, timers, counters, sequencers, dan berbagai fungsi lainnya.

 Ø  Pilot running

PLC yang terprogram dapat dijalankan dan dievaluasi terlebih dahulu di kantor atau laboratorium. Programnya dapat ditulis, diuji, diobserbvasi dan dimodifikasi bila memang dibutuhkan dan hal ini menghemat waktu bila dibandingkan dengan sistem relay konvensional yang diuji dengan hasil terbaik di pabrik.

 Ø  Observasi visual

Selama program dijalankan, operasi pada PLC dapat dilihat pada layar CRT. Kesalahan dari operasinya pun dapat diamati bila terjadi.

 Ø  Kecepatan operasi

Kecepatan operasi PLC lebih cepat dibandingkan dengan relay. Kecepatan PLC ditentukan dengan waktu scannya dalam satuan millisecond.

 Ø  Metode Pemrograman Ladder atau Boolean

Pemrograman PLC dapat dinyatakan dengan pemrograman ladder bagi teknisi, atau aljabar Boolean bagi programmer yang bekerja di sistem kontrol digital atau Boolean.

Ø  Sifatnya tahan uji

Solid state device lebih tahan uji dibandingkan dengan relay dan timers mekanik atau elektrik. PLC merupakan solid state device sehingga bersifat lebih tahan uji.

 Ø  Menyederhanakan komponen-komponen sistem kontrol

Dalam PLC juga terdapat counter, relay dan komponen-komponen lainnya, sehingga tidak membutuhkan komponen-komponen tersebut sebagai tambahan. Penggunaan relay membutuhkan counter, timer ataupun komponen-komponen lainnya sebagai peralatan tambahan.

 Ø  Dokumentasi

Printout dari PLC dapat langsung diperoleh dan tidak perlu melihat blueprint circuit-nya. Tidak seperti relay yang printout sirkuitnya tidak dapat diperoleh.

 Ø  Keamanan

Pengubahan pada PLC tidak dapat dilakukan kecuali PLC tidak dikunci dan diprogram. Jadi tidak ada orang yang tidak berkepentingan dapat mengubah program PLC selama PLC tersebut dikunci.

 Ø  Dapat melakukan pengubahan dengan pemrograman ulang

Karena PLC dapat diprogram ulang secara cepat, proses produksi yang bercampur dapat diselesaikan. Misal bagian B akan dijalankan tetapi bagian A masih dalam proses, maka proses pada bagian B dapat diprogram ulang dalam satuan detik.

 Ø  Penambahan rangkaian lebih cepat

Pengguna dapat menambah rangkaian pengendali sewaktu-waktu dengan cepat, tanpa memerlukan tenaga dan biaya yang besar seperti pada pengendali konvensional.

       

Selain keuntungan yang telah disebutkan di atas maka ada kerugian yang dimiliki oleh PLC, yaitu:

Ø  Teknologi yang masih baru

Pengubahan sistem kontrol lama yang menggunakan ladder atau relay ke konsep komputer PLC merupakan hal yang sulit bagi sebagian orang

 Ø  Buruk untuk aplikasi program yang tetap

Beberapa aplikasi merupakan aplikasi dengan satu fungsi. Sedangkan PLC dapat mencakup beberapa fungsi sekaligus. Pada aplikasi dengan satu fungsi jarang sekali dilakukan perubahan bahkan tidak sama sekali, sehingga penggunaan PLC pada aplikasi dengan satu fungsi akan memboroskan (biaya).

 Ø  Pertimbangan lingkungan

Dalam suatu pemrosesan, lingkungan mungkin mengalami pemanasan yang tinggi, vibrasi yang kontak langsung dengan alat-alat elektronik di dalam PLC dan hal ini bila terjadi terus menerus, mengganggu kinerja PLC sehingga tidak berfungsi optimal.

 Ø  Operasi dengan rangkaian yang tetap

Jika rangkaian pada sebuah operasi tidak diubah maka penggunaan PLC lebih mahal dibanding dengan peralatan kontrol lainnya. PLC akan menjadi lebih efektif bila program pada proses tersebut di-upgrade secara periodik.

  

Bagian-Bagian PLC

Sistem PLC terdiri dari lima bagian pokok, yaitu:

Ø  Central processing unit (CPU). Bagian ini merupakan otak atau jantung PLC, karena bagian ini merupakan bagian yang melakukan operasi / pemrosesan program yang tersimpan dalam PLC. Disamping itu CPU juga melakukan pengawasan atas semua operasional kerja PLC, transfer informasi melalui internal bus antara PLC, memory dan unit I/O.
Bagian CPU ini antara lain adalah :
q  Power Supply, power supply mengubah suplai masukan listrik menjadi suplai listrik yang sesuai dengan CPU dan seluruh komputer.
q  Alterable Memory, terdiri dari banyak bagian, intinya bagian ini berupa chip yang isinya di letakkan pada chip RAM (Random Access Memory), tetapi isinya dapat diubah dan dihapus oleh pengguna / pemrogram. Bila tidak ada supplai listrik ke CPU maka isinya akan hilang, oleh sebab itu  bagian ini disebut bersifat volatile,  tetapi ada juga bagian yang tidak bersifat volatile.
q  Fixed Memory, berisi program yang sudah diset oleh pembuat PLC, dibuat dalam bentuk chip khusus yang dinamakan ROM (Read Only Memory), dan tidak dapat diubah atau dihapus selama operasi CPU, karena itu bagian ini sering dinamakan memori non-volatile yang tidak akan terhapus isinya walaupun tidak ada listrik yang masuk ke dalam CPU. Selain itu dapat juga ditambahkan modul EEPROM atau Electrically Erasable Programmable Read Only Memory yang ditujukan untuk back up program utama RAM prosesor sehingga prosesor dapat diprogram untuk meload program EEPROM ke RAM jika program di RAM hilang atau rusak [6].
q  Processor, adalah bagian yang mengontrol supaya informasi  tetap jalan dari bagian yang satu ke bagian yang lain, bagian ini berisi rangkaian clock, sehingga masing-masing transfer informasi ke tempat lain tepat sampai pada waktunya
q  Battery Backup, umumnya CPU memiliki bagian ini. Bagian ini berfungsi menjaga agar tidak ada kehilangan program yang telah dimasukkan ke dalam RAM PLC jika catu daya ke PLC tiba-tiba terputus. 

Ø  Programmer / monitor (PM). Pemrograman dilakukan melalui keyboard sehingga alat ini dinamakan Programmer. Dengan adanya Monitor maka dapat dilihat apa yang diketik atau proses yang sedang dijalankan oleh PLC. Bentuk PM ini ada yang besar seperti PC, ada juga yang berukuran kecil yaitu hand-eld programmer dengan jendela tampilan yang kecil, dan ada juga yang berbentuk laptop. PM dihubungkan dengan CPU melalui kabel. Setelah CPU selesai diprogram maka PM tidak dipergunakan lagi untuk operasi proses PLC, sehingga bagian ini hanya dibutuhkan satu buah untuk banyak CPU.   

… (deleted)…

Ø  Modul input / output (I/O).Input merupakan bagian yang menerima sinyal elektrik dari sensor atau komponen lain dan sinyal itu dialirkan ke PLC untuk diproses. Ada banyak jenis modul input yang dapat dipilih dan jenisnya tergantung dari input yang akan digunakan. Jika input adalah limit switches dan pushbutton dapat dipilih kartu input DC. Modul input analog adalah kartu input khusus yang menggunakan ADC (Analog to Digital Conversion) dimana kartu ini digunakan untuk input yang berupa variable seperti temperatur, kecepatan, tekanan dan posisi. Pada umumnya ada 8-32 input point setiap modul inputnya. Setiap point akan ditandai sebagai alamat yang unik oleh prosesor.Output adalah bagian PLC yang menyalurkan sinyal elektrik hasil pemrosesan PLC ke peralatan output. Besaran informasi / sinyal elektrik itu dinyatakan dengan tegangan listrik antara 5 – 15 volt DC dengan informasi diluar sistem tegangan yang bervariasi antara 24 – 240 volt DC mapun AC. Kartu output biasanya mempunyai 6-32 output point dalam sebuah single module. Kartu output analog adalah tipe khusus dari modul output yang menggunakan DAC (Digital to Analog Conversion). Modul output analog dapat mengambil nilai dalam 12 bit dan mengubahnya ke dalam signal analog. Biasanya signal ini 0-10 volts DC atau 4-20 mA. Signal Analog biasanya digunakan pada peralatan seperti motor yang mengoperasikan katup dan pneumatic position control devices.Bila dibutuhkan, suatu sistem elektronik dapat ditambahkan untuk menghubungkan modul ini ke tempat yang jauh. Proses operasi sebenarnya di bawah kendali PLC mungkin saja jaraknya jauh, dapat saja ribuan meter. 

Ø  Printer. Alat ini memungkinkan program pada CPU dapat di printout atau dicetak. Informasi yang mungkin dicetak adalah diagram ladder, status register, status dan daftar dari kondisi-kondisi yang sedang dijalankan, timing diagram dari kontak, timing diagram dari register, dan lain-lain. 

Ø  The Program Recorder / Player. 

Alat ini digunakan untuk menyimpan program dalam CPU. Pada PLC yang lama digunakan tape, sistem floopy disk. Sekarang ini PLC semakin berkembang dengan adanya hard disk yang digunakan untuk pemrograman dan perekaman. Program yang telah direkam ini nantinya akan direkam kembali ke dalam CPU apabila program aslinya hilang atau mengalami kesalahan.

 Untuk operasi yang besar, kemungkinan lain adalah menghubungkan CPU dengan komputer utama (master computer) yang biasanya digunakan pada pabrik besar atau proses yang mengkoodinasi banyak Sistem PLC .

Konsep Perancangan Sistem Kendali dengan PLC  [7][8]

            Dalam merancang suatu sistem kendali dibutuhkan pendekatan-pendekatan sistematis dengan prosedure sebagai berikut :

1.   Rancangan Sistem Kendali

       Dalam tahapan ini si perancang harus menentukan terlebih dahulu sistem apa yang akan dikendalikan dan proses bagaimana yang akan ditempuh. Sistem yang dikendalikan dapat berupa peralatan mesin ataupun proses yang terintegrasi yang sering secara umum disebut dengan controlled system.

2.  Penentuan I/O

Pada tahap ini semua piranti masukan dan keluaran eksternal yang akan dihubungkan PLC harus ditentukan. Piranti masukan dapat berupa saklar, sensor, valve dan lain-lain sedangkan piranti keluaran dapat berupa solenoid katup elektromagnetik dan lain-lain.

3.  Perancangan Program (Program Design)

Setelah ditentukan input dan output maka dilanjutkan  dengan proses merancang program dalam bentuk ladder diagram dengan mengikuti aturan dan urutan operasi sistem kendali.

4.  Pemrograman (Programming)

5.  Menjalankan Sistem (Run The System)

Pada tahapan ini perlu dideteksi adanya kesalahan-kesalahan satu persatu (debug), dan menguji secara cermat sampai kita memastikan bahwa sistem aman untuk dijalankan.

….. bersambung ke part2 …