Pembahasan Lengkap Sistem SCADA

Supervision Control and Data Acquisition atau SCADA adalah gabungan dari software dan beberapa hardware yang membentuk sebuah sistem untuk mengawasi (Supervisi), Mengontrol (Control) dan Mengakusisi Data (Data Acquisition) dalam suatu proses kendali sistem tertentu. 

Sistem ini dipakai oleh PLN untuk melakukan monitoring dan pengontrolan jaringan transmisi dan distribusi listrik sejak tahun 1980-an. Selain itu beberapa industri dan manufaktur juga menggunakan sistem SCADA ini untuk memonitoring dan mengontrol peralatan produksinya.

Pengertian SCADA

Jadi sistem SCADA ini merupakan suatu integrasi antara software, komputer dan sistem kontrol dimana kita dapat memonitoring, mengumpulkan data, sekaligus mengontrol peralatan dari jarak tertentu menggunakan media kabel frekuensi radio atau bahkan jaringan internet.

Fungsi SCADA

Pada dasarnya SCADA ini mempunyai 3 fungsi, yaitu : 

• Supervisi
  Monitoring data dan status peralatan,
  Misalkan monitoring hasil pengukuran sensor tertentu dan status actuator seperti relay terbuka atau tertutup, konveyor berjalan atau tidak dan lain lain. 
  
  
• Data Akusisi
  Mengumpulkan data, menyimpannya bahkan menganalisanya secara otomatis,
  Misalkan pada pengukuran sensor suhu sistem SCADA, dibuatlah suatu logika ketika nilai suhu diatas 40°C maka peringatan muncul pada sistem SCADA dan alarm menyala.
  
  
• Control
  Mengontrol peralatan berdasarkan data yang diperoleh atau dapat dilakukan secara manual,
  Misalkan dibuat suatu logika ketika sensor proximity logam mendeteksi adanya logam pada konveyor yang berjalan, maka pneumatik akan aktif dan mendorong logam tsb agar tersingkir.
  Kemudian pengontrolan pneumatik ini juga dapat dilakukan secara manual melalui pusat kontrol

Bagian SCADA dan Fungsinya

Pada Dasarnya SCADA ini mempunyai 4 komponen utama yaitu :

1.    Pusat Kontrol

Pusat Kontrol ini merupakan suatu hardware yang digunakan untuk melakukan pengontrolan dan monitoring data / status peralatan.

Pusat kontrol ini terdiri dari komputer dan biasanya juga terdapat beberapa komponen penunjang lainnya seperti MMI, Mimic Board dan Printer logger.

Main Control ini memiliki beberapa fungsi yaitu :

• Melakukan monitoring data dan status peralatan dari RTU,
  misalkan monitoring hasil pengukuran sensor tertentu yang terpasang di RTU dan monitoring status peralatan seperti konveyor berjalan atau tidak, katub terbuka atau tertutup, relay terbuka atau tertutup dan lain lain.
  
  
• Mendistribusikan data ke MMI (man machine interface), Mimic Board dan Printer Logger dan mem-filekan informasi tersebut.
  
  
• Mengirim perintah ke RTU untuk melakukan proses tertentu seperti mengendalikan Actuator atau membaca pengukuran sensor.

Komponen penunjang yang biasanya dihubungkan ke Main control

• MMI (Man Machine Interface) / HMI (Human Machine Interface) berfungsi sebagai antarmuka / interface tambahan antara user dengan sistem (Selain Komputer).
• Mimic Board digunakan untuk menampilkan sistem yang dikontrol / hasil pengukuran dalam bentuk diagram, angka, dan status.
• Printer digunakan untuk mencetak informasi yang didapat dalam bentuk gambar, data, atau grafik.

2. Media Transmisi 

Media Transmisi ini berfungsi sebagai penghubung atau media komunikasi antara Pusat Kontrol dengan RTU (Remote Terminal Unit). Media transmisi ini bisa berupa kabel fiber optik, kabel pilot, gelombang frekuensi radio atau bahkan internet.

3. RTU (Remote Terminal Unit)

RTU ini merupakan suatu alat atau mesin yang akan bekerja sesuai dengan logika yang ditanam pada alat tersebut. RTU ini memiliki beberapa fungsi dalam sistem SCADA diantaranya :

• Menerima hasil pengukuran sensor (seperti nilai Arus, tegangan, frekuensi listrik) dan status peralatan (seperti pneumatik mendorong atau tidak, saklar terbuka atau tidak, dan lain lain).
• Mengirimkan data hasil pengukuran sensor (seperti Arus, tegangan frekuensi) dan status peralatan (seperti saklar terbuka / tertutup) ke Pusat Kontrol.
• Melakukan tindakan berdasarkan logika yang ditanam (secara otomatis) atau melakukan tindakan berdasarkan perintah dari Pusat Kontrol misalnya membuka / menutup saklar (dilakukan secara manual).

4.    Field Device

Terlihat pada gambar diatas bahwa pada dasarnya Field Device ini terdiri dari dua komponen yaitu sensor dan actuator.

Sensor adalah alat yang mengukur nilai parameter tertentu seperti suhu, ketinggian, gerakan, arus, tegangan dan lain lain.

Sementara itu actuator adalah peralatan yang digunakan sebagai penggerak sistem seperti pneumatik untuk mendorong alat, konveyor untuk memindahkan alat, dan relay untuk memutus dan menghubungkan aliran listrik dan lain lain.

Cara Kerja SCADA

1. Pada jaringan distribusi dan transmisi listrik PLN

Berikut adalah contoh cara kerja SCADA dalam jaringan transmisi dan distribusi listrik PLN :

1. Main kontrol mengirimkan suatu permintaan atau perintah ke RTU, misalkan pengukuran arus, tegangan, frekuensi dan status saklar.
2. Kemudian perintah tersebut terkirim melalui media komunikasi yang digunakan.
3. Kemudian RTU akan menerima perintah tersebut dan mulai melakukan pengukuran arus, tegangan, frekuensi dan membaca status saklar yaitu terbuka atau tertutup.
4. Hasil pengukuran dan pembacaan status saklar tsb akan dikirimkan kembali ke Main control (Server 1 & server 2).
5. Selanjutnya hasil pengukuran sensor dan status saklar tersebut ditampilkan melalui sebuah layar atau interface, yaitu komputer pada pusat kontrol.
6. Main control dapat melakukan perintah (secara manual) berdasarkan data yang didapat dari RTU, Perintah tsb yaitu untuk membuka / menutup saklar. 
7. Proses tersebut terjadi secara berkelanjutan dan terus menerus sehingga PLN mampu melakukan supervisi, pengontrolan dan akusisi data jaringan transmisi dan distribusi listrik.

- Studi Kasus sistem SCADA pada Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Beserta Jaringan Transmisi & Distribusi-nya :

Pada studi kasus ini saya mengambil contoh pada salah satu unit PT.PLN (Persero) Bagian Distribusi yang bertugas untuk mengatur  dan  mengendalikan  jaringan  tegangan listrik  20  KV.

Keterangan gambar :

• PMT = Pemutus Tenaga / Saklar Pemutus Tenaga
• GD = Gardu Distribusi
• GI = Gardu Induk

1. Pada gambar diatas terlihat bahwa penyulang A terjadi suatu gangguan dimana gangguan tsb terjadi pada jaringan GD.3 (Gardu Distribusi 3) arah bawah. 
2. Hal tsb membuat GD.4 dan GD.5 mengalami padam.
3. Dengan  menerapkan  sistem  SCADA,  APD  (Area  Pengatur  Distribusi) dapat  melakukan  tindakan dari  pusat  kontrol  dan  tanpa  harus  datang  ke  GD.4  dan  GD.5  untuk menghidupkan  kembali  listrik  yang  padam
4. Lalu Main Control melakukan tindakan dengan membuka LBS (Load Break Switch) yang terdapat diantara  GD.3 dan  GD.4 (Lihat pada gambar) dengan  cara  mengklik  open  pada  layar  komputer.
5. Lalu  komputer  langsung  mengirimkan  sinyal  ke  RTU  melalui  media  komunikasi,  setelah  itu RTU  menerima  sinyal  untuk  membuka  LBS,  maka  RTU  menyalakan  motor  yang  ada  didalam kubikel  untuk  membuka  LBS.
6. Sesudah LBS (Load Break Switch) terbuka, RTU (Remote Control Unit) kembali mengirimkan status ke pusat kontrol bahwa LBS  telah  terbuka,  maka  pada  layar  komputer akan terbaca bahwa status LBS open atau LBS terbuka. 
7. Kemudian operator akan meng-klik close pada LBS di Gardu Hubung (Bawah GD5) dan LBS pada penyulang ekspress (Paling Kanan)  sehingga  GD.4  dan  GD.5  mendapat  pasokan  listrik  dari  Gardu  Induk  melalui penyulang  ekspress seperti terlihat pada gambar di bawah.
   
   
8. Dengan  menerapkan  sistem  SCADA ini pada APD (Area Pengatur Distribusi) dapat  menghidupkan kembali  listrik  yang  padam  karna  gangguan tsb,  tanpa  harus  menunggu  gangguan  tersebut  selesai diperbaiki.

2. Pada Industri dan Manufaktur

Sama seperti pada jaringan distribusi dan transmisi listrik PLN, SCADA pada industri dan manufaktur ini juga digunakan untuk melakukan monitoring pengukuran sensor dan status peralatan (Actuator) pada mesin produksi sekaligus pengontrolan alat produksi. Akan tetapi perbedaannya biasanya di industri RTU (Remote Terminal Unit) yang digunakan adalah PLC (Programmable Logic Controler). PLC ini akan melakukan suatu perintah atau proses sesuai dengan logika yang ditanamkan.

Misalkan pada gambar tersebut PLC dihubungkan ke sensor proximity, actuator pneumatik dan konveyor. Jadi ditanamlah suatu logika ketika sensor mendeteksi adanya benda maka konveyor akan berhenti bergerak dan pneumatik mulai mendorong ke bawah. Biasanya otomasi jenis ini digunakan untuk pengemasan minuman dimana ketika pneumatik mendorong ke bawah maka tutup minuman tersebut akan terpasang.

Aplikasi SCADA

Pada Sistem Distribusi dan Transmisi Listrik

Pada sistem distribusi dan transmisi listrik, SCADA ini digunakan untuk memonitoring arus, tegangan, frekuensi listrik dan status saklar pada gardu distribusi / transmisi. Selain itu SCADA digunakan untuk melakukan pengontrolan saklar (menutup / membuka saklar) pada saluran distribusi / transmisi dari pusat kontrol.  

Pada Indistri dan Manufaktur

Pada industri atau manufaktur SCADA ini digunakan untuk memonitoring hasil pengukuran sensor seperti suhu, tekanan, gerak dan lain lain, dan juga status peralatan / actuator misalnya pneumatik dalam keadaan mendorong atau tidak, konveyor berjalan atau tidak dan lain lain.

Berdasarkan hasil pengukuran sensor tersebut, pusat kontrol juga dapat melakukan tindakan secara manual misalkan mematikan alat tertentu dan mengaktifkan actuator dan lain lain.

Software SCADA

Berikut adalah software atau aplikasi yang dapat digunakan untuk SCADA, Antara lain :

1. Wonderware
2. SCADA OMRON CX-SERVER OPC
3. INTELLUTION IFIX SCADA
4. AVEVA Plant SCADA
5. ConneXview
6. EcoStruxure Geo SCADA
7. Dan lain lain

Berbagi :