Bagaimana Sistem SCADA Bekerja?
Apa itu Scada?
SCADA adalah singkatan dari supervisory control and data acquisition atau (kontrol pengawasan dan akuisisi data). Ini adalah jenis program aplikasi perangkat lunak untuk kontrol proses. SCADA adalah sistem kontrol pusat yang terdiri dari antarmuka jaringan pengontrol, input/output, peralatan komunikasi dan perangkat lunak.
Sistem SCADA digunakan untuk memantau dan mengendalikan peralatan dalam proses industri yang meliputi manufaktur, produksi, pengembangan, dan fabrikasi. Proses infrastruktur meliputi distribusi gas dan minyak, tenaga listrik, distribusi air. Utilitas publik meliputi sistem lalu lintas bus, bandara. Sistem SCADA mengambil pembacaan meter dan memeriksa status sensor dalam interval reguler.
Sejumlah besar proses terjadi di perusahaan industri besar. Setiap proses yang Anda perlu monitor sangat kompleks karena setiap mesin memberikan output yang berbeda. Sistem SCADA dipakai untuk mengumpulkan data dari sensor dan instrumen yang berada di daerah terpencil. Komputer kemudian memproses data ini dan menyajikannya secara tepat waktu.
Sistem SCADA mengumpulkan informasi (seperti kebocoran pada saluran pipa) dan mentransfer informasi kembali ke sistem sambil memberikan peringatan bahwa kebocoran telah terjadi dan menampilkan informasi dengan cara yang logis dan terorganisir. Sistem SCADA digunakan untuk berjalan pada sistem operasi DOS dan UNIX.
Pengertian SCADA
Umumnya sistem SCADA adalah sistem terpusat yang memonitor dan mengendalikan seluruh area. Ini adalah paket perangkat lunak murni yang diposisikan di atas perangkat keras. Sistem pengawasan mengumpulkan data pada proses dan mengirimkan kontrol perintah ke proses.SCADA adalah unit terminal jarak jauh (remote) yang juga dikenal juga sebagai RTU. Sebagian besar tindakan kontrol dilakukan secara otomatis oleh RTU atau PLC. RTU terdiri dari konverter logika yang dapat diprogram yang dapat diatur untuk kebutuhan spesifik.
Misalnya, di pembangkit listrik tenaga panas, aliran air dapat diatur ke nilai tertentu atau dapat diubah sesuai dengan kebutuhan. Sistem SCADA memungkinkan operator untuk mengubah titik yang ditetapkan untuk aliran, dan memungkinkan kondisi alarm memunculkan kehilangan aliran dan suhu tinggi dan kondisi tersebut ditampilkan dan direkam.
Sistem SCADA memonitor keseluruhan kinerja loop. Sistem SCADA adalah sistem terpusat untuk berkomunikasi dengan teknologi kabel dan nirkabel ke perangkat Client. Kontrol sistem SCADA dapat menjalankan sepenuhnya semua jenis proses industri.
Contoh: Jika terlalu banyak tekanan dalam membangun saluran pipa gas, sistem SCADA dapat secara otomatis membuka katup pelepas.
Arsitektur SCADA
1. Arsitektur SCADA Perangkat Keras (hardware):
Sistem SCADA umumnya dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian:- Lapisan Client
Lapisan Client yang melayani interaksi mesin manusia. - Lapisan server data
Lapisan data server yang menangani sebagian besar kegiatan data proses.
Peralatan fisik seperti sensor yang terhubung ke PLC atau RTU. RTU mengubah sinyal sensor menjadi data digital dan mengirimkan data digital ke master. Menurut umpan balik utama yang diterima oleh RTU, itu berlaku sinyal listrik untuk relai. Sebagian besar operasi pemantauan dan kontrol dilakukan oleh RTU atau PLC seperti yang dapat kita lihat pada gambar berikut.
2. Arsitektur SCADA Perangkat Lunak (sofware):
Sebagian besar server digunakan untuk multitasking dan basis data waktu nyata. Server bertanggung jawab untuk pengumpulan dan penanganan data. Sistem SCADA terdiri dari program perangkat lunak untuk menyediakan tren, data diagnostik, dan mengelola informasi seperti prosedur pemeliharaan terjadwal, informasi logistik, skema terperinci untuk sensor atau mesin tertentu dan panduan pemecahan masalah sistem pakar.Ini berarti operator dapat mengirimkan representasi skematis dari pembangkit yang sedang dikendalikan. Misal contohnya : Pemeriksaan alarm, perhitungan, logging dan pengarsipan; pengendali polling pada seperangkat parameter, yang biasanya terhubung ke server.
Prinsip Kerja SCADA
Sistem SCADA melakukan fungsi-fungsi berikut:- Akuisisi Data
- Komunikasi data
- Informasi/penyajian data
- Pemantauan/Kontrol
Akuisisi Data
Sistem waktu nyata terdiri dari ribuan komponen dan sensor. Sangat penting untuk mengetahui status komponen dan sensor tertentu. Sebagai contoh, beberapa sensor mengukur aliran air dari reservoir ke tangki air dan beberapa sensor mengukur tekanan nilai ketika air dilepaskan dari reservoir.Komunikasi Data
Sistem SCADA memakai jaringan kabel untuk berkomunikasi antara pengguna dan perangkat. Aplikasi real-time memakai banyak sensor dan komponen yang harus dikendalikan dari jarak jauh. Sistem SCADA menggunakan komunikasi internet. Semua informasi ditransmisikan melalui internet menggunakan protokol khusus. Sensor dan relai tidak dapat berkomunikasi dengan protokol jaringan sehingga RTU dipakai untuk berkomunikasi sensor dan antarmuka jaringan.Informasi/Presentasi Data:
Jaringan rangkaian normal memiliki beberapa indikator yang dapat dilihat untuk dikendalikan tetapi dalam sistem SCADA real-time, ada ribuan sensor dan alarm yang tidak mungkin ditangani secara bersamaan. Sistem SCADA memakai antarmuka mesin manusia (HMI) untuk memberikan semua informasi yang sudah dikumpulkan dari berbagai sensor .Antarmuka Mesin-Manusia
Sistem SCADA menggunakan antarmuka mesin manusia atau human machine interface (HMI). Informasi tersebut ditampilkan dan dipantau untuk diproses oleh manusia. HMI menyediakan akses beberapa unit kontrol yang dapat berupa PLC dan RTU. HMI menyediakan presentasi grafis dari sistem.Misalnya, ini memberikan gambar grafis dari pompa yang terhubung ke tangki. Pengguna dapat melihat aliran air dan tekanan air. Bagian penting dari HMI adalah sistem alarm yang diaktifkan sesuai dengan nilai yang telah ditentukan.
Contohnya: Alarm ketinggian air tangki diatur nilai 60% dan 70%. Jika ketinggian air mencapai di atas 60%, alarm memberikan peringatan normal dan jika ketinggian air mencapai di atas 70%, alarm memberikan peringatan kritis.
Monitoring/Kontrol
Sistem SCADA menggunakan sakelar yang berbeda untuk mengoperasikan setiap perangkat dan menampilkan status di area kontrol. Bagian mana pun dari proses dapat dinyalakan/dimatikan dari stasiun kontrol menggunakan sakelar ini. Sistem SCADA diimplementasikan untuk bekerja secara otomatis tanpa campur tangan manusia tetapi pada situasi kritis ditangani oleh tenaga manusia.SCDA untuk Remote Pabrik Industri Jarak Jauh
Di perusahaan industri besar banyak proses terjadi secara bersamaan dan masing-masing perlu dipantau, yang sebenarnya merupakan tugas yang kompleks. Sistem SCADA digunakan untuk memantau dan mengendalikan peralatan dalam proses industri yang meliputi distribusi air, distribusi minyak, dan distribusi daya. Tujuan utama dari proyek ini adalah untuk memproses data waktu nyata dan mengendalikan lingkungan industri terpencil skala besar. Dalam skenario real-time, sistem pencatatan suhu untuk operasi instalasi jarak jauh diambil.
Sensor suhu terhubung ke microcontroler, yang terhubung ke PC di ujung depan dan perangkat lunak (software) dimuat di komputer. Data dikumpulkan dari sensor suhu. Sensor suhu terus mengirim sinyal ke microcontroler yang karenanya menampilkan nilai-nilai ini di panel depan.
Satu dapat mengatur parameter seperti batas bawah dan batas atas pada layar komputer. Ketika suhu sensor berjalan di atas titik setel, microcontroler mengirim perintah ke relai yang sesuai. Pemanas yang terhubung melalui kontak relai dimatikan dan dinyalakan.
Contoh Aplikasi SCADA: untuk Remote Pabrik Industri Jarak Jauh
Ini adalah Sistem pencatatan suhu. Di sini 8 sensor suhu dalam mode multiplexing terhubung ke microcontroler melalui ADC 0808. Kemudian nilai semua sensor dikirim secara serial oleh microcontroler melalui Max 32 ke port com PC.Perangkat lunak "Sistem DAQ" yang dimuat pada PC mengambil nilai-nilai ini dan menunjukkannya di panel depan, dan juga mencatatnya ke basis data "daq.mdb". Seseorang dapat mengatur dengan cara interaktif beberapa parameter seperti titik setel, batas bawah, dan batas tinggi pada layar komputer.
Ketika suhu beberapa sensor meningkat melampaui titik setel, microcontroler mengirimkan perintah untuk menyampaikan IC driver. Pemanas yang terhubung melalui kontak relai (khusus untuk sensor itu) dimatikan OFF (atau ON dalam kasus yang berlawanan). Batas tinggi dan batas bawah adalah untuk alarm.
Contoh Aplikasi SCADA
- Pembangkit listrik, transmisi dan distribusi
- Distribusi air dan sistem reservoir
- Bangunan umum seperti pemanas listrik dan sistem pendingin.
- Generator dan turbin
- Sistem kontrol lampu lalu lintas
Kelebihan/Keuntungan SCADA
- Sistem SCADA menyediakan informasi mekanik dan grafis onboard
- Sistem SCADA mudah dikembangkan. Kita dapat menambahkan set unit kontrol dan sensor sesuai dengan kebutuhan.
- Kemampuan sistem SCADA untuk mengoperasikan situasi kritis.