LOGO
PERANGKAT KERAS SISTEM SCADA
Presentasi Mata Kuliah
Teknologi SCADA Modern
Program Studi S2 Teknik Elektro FT-UGM
2010
OUTLINE PRESENTASI
PENGENALAN SCADA
MASTER STATTION SCADA
REMOTE STATION SCADA
KOMUNIKASI MASTER-REMOTE
STATION
KESIMPULAN
LOGO
PENGENALAN SCADA
PENDAHULUAN
Dalam pabrikasi modern dan proses industri kemudahan dankeamanan telemteri industri sering dibutuhkan untuk
menghubungkan peralatan dan sistem yang terpisah pada
jarak jauh.
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) merupakansistem terkomputerisasi dua arah untuk melakukan kontrol
secara real-time, monitoring dan supervisi perangkat jarak jauh
(remote devices)
Sistem SCADA melakukan fungsi supervisi sepertipengambilan data dan fungsi kontrol
Data real time disajikan terintegrasi, sehingga operator sistemdapat memperoleh informasi yang tepat guna pengambilan
keputusan operasi perangkat jarak jauh (remote) dan fokus
mengatasi permasalahan dengan cepat.
FUNGSI DASAR SCADA
Akuisisi data
Supervision
Control
www.themegallery.com
Mengumpulkan data (pembacaan meter dan status peralatan) dari peralatan melalui RTU.
Data dikirim ke operator melalui media komunikasi.
Pengawasan sistem Tenaga dilakukan olehoperator berdasar data yang diperoleh dariproses akuisisi data
Mengirimkan sinyal untuk mengoperasikanperalatan instrumentasi dan kontrol
contoh : Closing and tripping switch gears,dsb
Keuntungan dari SCADA
Monitoring jarak jauh sistem secara Lengkap, tepat waktu,akurat dan terorganisir
Meningkatkan Kualitas Kinerja Sistem
Meningkatkan Efisiensi Sistem
Meningkatkan Keamanan Sistem
Mengurangi Biaya Operasi
Mengurangi biaya pengembangan sistem
Managemen data (engineering dan operasi)
Up-to-date laporan dan statistic
APLIKASI SCADA
Manufaktur, pabrikasi, produksi, pembangkit listrik dsb
INDUSTRIAL PROCESS,
Pengolahan dan distribusi air, transmisidan distribusi daya listrik , dsb
INFRASTRUCTURE PROCESS,
Pada Bangunan, bandara, pelabuhanScada digunakan memonitor dan
mengontrol HVAC dan konsumsi energi.
FACILITY-BASED PROCESS.
Aplikasi SCADA : water treatment
www.themegallery.com
www.themegallery.com
SCADA PADA SISTEM TENAGA
SCADA PADA SISTEM TENAGA
SCADA
Master
Station
SubstationRTU
Substation SCADA
Communication Channel
FUNGSIONAL:
Monitoring & Akuisisi data
Supervisi sistem tenaga
Kontrol Sistem Tenaga
SubstationRTU
Substation SCADA
Komponen Sistem SCADA
5 level atau hirarki esensial sistemSCADA:1. Piranti instrumentasi dan kontrol : mengumpulkan data
lapangan
2. RTU (remote terminal unit) : menyediakan interface ke
sensor analog dan digital yang ditempatkan di tiap remote
site
3. Master station
4. Sistem komunikasi : menyediakan jalur untuk komunikasi
antara master station dengan remote site
5. Sistem computer untuk memproses data
Layout Sistem SCADA
LOGO
MASTER STATION
Master Station
Master station terdiri dari satu atau beberapa stasiun operator yang terhubung ke sistem komunikasi
Fungsi utama master station
mendapatkan data secara periodik dari RTU dan sub master station
melakukan kontrol jarak jauh
Feature yang harus tersedia pada master station :
Interface operator untuk menampilkan status RTU dan memungkinkan kontrol
operator
Logging data dari the RTU
Alarming data dari RTU
Struktur Tipikal Master Station
FUNGSI MASTER STATION
Monitoring
Data Acquisition
Supervisory Control
Alarm
Event Logging and Recording
Data display
FUNGSI MASTER STATION
Monitoring
Data Acquisition
Supervisory Control
Alarm
Event Logging and Recording
Data display
Memonitor perilaku sistemsecara keseluruhan.
Mengirim dan menerimasinyal ke dan dari RTUs
FUNGSI MASTER STATION
Monitoring
Data Acquisition
Supervisory Control
Alarm
Event Logging and Recording
Data display
Kemampuan untuk
mendapatkan berbagai
informasi dari lapangan.
FUNGSI MASTER STATION
Monitoring
Data Acquisition
Supervisory Control
Alarm
Event Logging and Recording
Data display
Kontrol jarak jauh
peralatan substation
FUNGSI MASTER STATION
Monitoring
Data Acquisition
Supervisory Control
Alarm
Event Logging and Recording
Data display
Tanda bahaya dalam bentuk
Audio dan visual pada
kondisi tidak normal.
FUNGSI MASTER STATION
Monitoring
Data Acquisition
Supervisory Control
Alarm
Event Logging and Recording
Data display
Logging
dari kejadian
sistem di
monitor dan
tindakan
operator
Monitoring
Data Acquisition
Supervisory Control
Alarm
Event Logging and Recording
Data displaymemberikan informasi
kepada operator
tentang parameter sistem
FUNGSI MASTER STATION
Sub Master Station
Sub master station diperlukan untuk mengontrol lokasi pada daerah tertentu.
Fungsi Submaster Station:
Mendapatkan data dari RTU pada region tertentu
Melakukan log and display data tersebut pada operator station lokal.
Meneruskan data ke master station
Meneruskan permintaan kontrol dari master station ke RTU pada region
Arsitektur Sub master
Perangkat Keras Master Station
a) Server (SCADA, EMS/DMS, DTS, data historikal, sub sistem komunikasi, dan offline database);
b) Workstation meliputi :
Workstation Dispatcher,
Workstation Enjiner,
Workstation DTS
Workstation di luar control center
c) Monitor;
d) Layar tayang;
e) Printer laser hitam putih dan printer berwarna;
f) Static display; untuk menampilkan waktu dan ataubesaran listrik.
g) Global Position System (GPS); menerima sinyal pewaktuan dari satelit yang kemudian dijadikan sebagai acuan waktu
Perangkat Keras Master Station
g) Switch; terdiri dari:
Switch untuk Fast Ethernet LAN,
Switch untuk Gigabit Ethernet LAN, dan
Switch untuk remote station
h) Router; komunikasi antar control center menggunakan protocol ICCP
i) Local Area Network; berfungsi untuk menghubungkan peralatan di master station
j) Storage : berfungsi sebagai media penyimpandata, backup operating system, backup program, dan backup database
Server (1)
a. Server SCADA, berfungsi sebagai pengolah dan
penyimpan semua data informasi yang diperoleh
dari sub sistem komunikasi untuk dikirimkan
kepada server yang lain sesuai dengan kebutuhan.
b. Server Historikal, berfungsi sebagai penyimpan
semua data dan informasi baik yang dinamis
maupun statis serta semua perubahan informasi
yang didapat dari server SCADA maupun server
EMS/DMS.
c. Server EMS/DMS, berfungsi sebagai pengolah data
dari server SCADA, server historikal, dan data
snapshot dikombinasikan dengan logikal data yang
ada di server EMS/DMS untuk menjalankan aplikasi
kelistrikan baik secara real time maupun study.
Server (2)
d. Server DTS, berfungsi untuk menjalankan aplikasi
training baik berupa simulasi maupun modelling
sesuai dengan kebutuhan dispatcher.
e. Sub Sistem Komunikasi, adalah server yang
berfungsi sebagai kontrol komunikasi ke
RTU/remote station dengan model polling serta
sinkronisasi yang ditentukan sesuai dengan
kebutuhan.
f. Offline Database Server, merupakan server yang
menyimpan data historikal dalam jangka waktu lama,
menjadi sumber data untuk perhitungan kinerja,
perhitungan availability, pelaporan dan data statistik.
Off Line Database
Offline database merupakan database khusus yang berfungsi untuk menyimpan data historikal pada server
tersendiri.
Dengan adanya offline database, data historikal dapatdisimpan minimal selama satu tahun. Pengambilan
data offline database tidak boleh mengganggu kinerja
database SCADA.
Aplikasi kinerja diperlukan untuk kebutuhan analisisSCADA dan operasi jaringan tenaga listrik, dengan
memanfaatkan data yang ada di offline database
server.
Layar Tayang
Tampilan pada layar tayang memilikifungsi yang sama dengan tampilan pada monitor dispatcher.
Layar Tayang dapat menampilkan:a. Jaringan yang menjadi daerah tanggung jawabnya;
b. Single Line Diagram;
c. Topologi jaringan;
d. Status peralatan, waktu, dan besaran listrik
e. Warna jaringan
Konfigurasi Master Station
Konfigurasi master station dibedakan menjadi beberapa level berdasarkan tingkatan perangkat keras, lunak, dan lingkup
supervisi sistem kelistrikan
Contoh :
Konfigurasi Master Station Transmisi PLN (level1)
Konfigurasi Master Station
Contoh :
Konfigurasi Master Station Transmisi PLN (level5)
LOGO
REMOTE STATIONSCADA
Remote Station
Stasiun yang dipantau, atau diperintah dan dipantau oleh master station, yang terdiri dari gateway, IED, local HMI, RTU, dan meter energi.
Remote Station Pembangkit
Konfigurasi remote station unit pembangkit, Terdapat sistem kontrol pembangkit dan sistem kontrol SCADA yang terpisah satu sama lain
Gateway, IED, HMI
Gateway
Intelligent Electronic Device (IED)
Human Machine Interface (HMI)
Simpul rele (relay node) jaringan data dimana jalur transmisidengan definisi protokol yang berbeda dari semua tujuh layer protokol terinterkoneksi oleh konversi protokol.
Peralatan elektronik berbasis mikroprosesor yang memilikifungsi tertentu untuk melakukan telekontrol, telemetering, telesignal, proteksi, dan meter energi.
Perangkat dimana pengguna berinteraksi dengan sistemSCADA. HMI menyediakan fasilitas dimana pengguna dapatmemberikan input kepada sistem dan sistem dapatmemberikan output kepada pengguna
Remote Terminal Unit (RTU)
RTU adalah peralatan yang dipantau, atau diperintah dan dipantau oleh master station.
RTU merupakan unit kontrol dan akuisisi data yang memonitor dan mengintrol peralatan pada lokasi remote.
Fungsi utama RTU adalah mengontrol dan mendapatkan data dari peralatan dan mentransfer data ke sebuah central station.
RTU dapat berkomunikasi dengan sub-RTU. RTU juga dapat bertindak sebagai stasiun relai ke RTU lain yang tidak dapat
diakses secara langsung oleh central station
RTU dapat dihubungkan dengan Local HMI di gardu induk sebagai pengganti control panel.
Remote Terminal Unit (RTU)
www.themegallery.com
Remote Terminal Units connecting to sensors in the process, converting sensor signals to digital data and sending digital data to the
supervisory system.
RTU/Data
Concentrator
Switchgear
Analog
(Transducers)
Digital
(Relays)
Alarms/Indication
(Relays)
IEDs
Substation Equipment
Transformers
Circuit Breakers
Bus
Disconnect Switches
Transmission/Distribution Lines
Remote Reclosers
Capacitor Banks
Intelligent Electronic Devices
Substation Battery
Communication UPS
FUNGSI RTU
Akuisisi data-data analog maupun sinyal-sinyalindikasi.
Melakukan kontrol buka/tutup kontak, naik/turunsetting atau fungsi-fungsi set point lainnya.
Meneruskan hasil-hasil pengukuran (daya aktif, daya reaktif, frekuensi, arus, tegangan) dan
sebagainya ke pusat pengendalian.
Melakukan komunikasi dengan pusatpengendalian (Control Centre)
Perangkat Keras RTU
Modul processor
Analog inputs,
Analog outputs,
Counter inputs,
Digital inputs,
Digital outputs,
Communication interface,
Power supply,
rack and enclosure.
Typical RTU hardware structure
Konfigurasi RTU
Control Processor (CPU)
Umumnya berbasis mikroprosessorMemori terbagi menjadi 3 tipe: EPROM RAM Electrically erasable memory (flash or
EEPROM)
Penambahan mathematical processor(coprocessor) berguna untuk kalkulasimatematik komplek
Port komunikasi untuk: Interface ke terminal diagnostik Interface ke operator station link komunikasi ke central site (dengan modem)
Fungsi Central Process Unit
a) Layanan central;
b) Organisasi aliran data;
c) Sinkronisasi waktu dengan GPS lokal atau GPS di
control center;
d) Sinkronisasi komunikasi serial atau field bus;
e) Resolusi realtime
f) Fungsi gateway.
Modul input analog
Modul input analog mengkonversi sinyal analog menjadi sinyal digital
Block diagram typical modul analog input
Modul output analog
Modul output analog melakukan fungsi kebalikan modul input analog yaitu mengkonversi nilai digital (dari CPU) menjadi sinyal analog
mengunakan konverter digital-analog (DAC).
Modul Input Digital
Digital input circuit
Typical :
16 digital inputs per module Associated LED indicator for
each input to indicate current
states
Optical isolation provided for each digital input
Modul digital input digunakan untuk mengindikasikan beberapa halseperti status dan sinyal alarm
Modul Output digital
Typical :
8 digital outputs Associated LED indicator
for each output to indicate
current status
Optical isolation or dry relay contact for each
output
SPLN S3.001: 2008 PERALATAN SCADA
Modul counter
Modul pulse counter berfungsi sebagai akumulator dari pulsa kontrol dan status peralatan.
The typical specifications:
4 counter inputs Four 16 bit counters Count frequency up to 20
kHz range
Duty cycle preferably 50% for the upper count frequency
limits.
Modul Komunikasi
Module kounikasi berfungsi sebagai interface antara CPU dengan MODEM
Media komunikasi pada RTU:
RS-232/RS-442/RS-485
Ethernet
Dial up telephone lines
Microwave/MUX
Satellite
Radio
NR System Structure (Single Ring)M1 Workstation (laptop A)
RTU RCS-9698
Switch PCS-9882 Main IEC-61850 LAN
Bay AT2 Bay F02
Relay BCU1 BCU23
rd Party Relay
comply IEC-61850BCU
Plant I/O
Meter 3rd
Party Relay not
comply IEC-61850
Protocol Converter RCS-9794AB
Switch PCS-9882 Switch PCS-9882
RTU and work station acquire data from IEDs directly The model ensure the independence of various data No data server
Power supply
Semua perangkat-perangkat sistempengendalian yang terdapat pada gardu indukseperti remote termial unit, supervisory interfaces dan perangkat-perangkattelekomunikasi memerlukan sumber catu dayaDC yang tidak boleh terputus.
Sumber catu daya ini biasanya terdiri danpenyearah-penyearah, satu set baterei danpanel distribusi.
Sumber tegangan yang diperlukan untukpenyearah biasanya terdiri dan sumber teganganarus bolak-balik 380/220 V AC, 50 Hz, 3 yang umumnya sudah tersedia pada gardu induk.
Power supply
LOGO
KOMUNIKASI
MASTER-REMOTE STATION
Komunikasi Data
Pertukaran data antara remote staton dan master station SCADA dilakukan melalui interkoneksi komunikasi
Persyaratan Komunikasi data :a. Ketersediaan yang sangat tinggi;b. Integritas data yang sangat tinggi;c. Mendukung operasi real time;d. Efisiensi transfer informasi yang tinggi;e. Operasi yang bebas dari interferensi elektromagnetik yang tinggi
Media komunikasi untuk pertukaran data :a. Fiber optic;b. Kabel pilot;c. Radio data.
Interkoneksi Master Remote Station
Single master station
Single master station, single RTU
Single master station, multiple RTU(s), radial circuit
Single master station, multiple RTU(s) multi-drop circuit
Interkoneksi Master Remote Station
Multiple master stations
Dual master stations, multiple RTU(s), multi-drop circuit
Multiple master stations, multiple single ported RTU(s)
Interkoneksi Master Remote Station
Multiple master stations
Multiple master stations, multiple dual ported RTU(s)
Interkoneksi Master Remote Station
Combinations System
Single master station, single sub-master station, multiple RTU(s)
Single master station, multiple sub-master stations, multiple RTU(s)
Interkoneksi Master Remote Station
Networked System
Single master station, substation WAN/LAN connection via routers
Multiple master station, substation WAN/LAN connection via routers
LOGO
KESIMPULAN
KESIMPULAN
Remote Station adalah stasiun yang dipantau atau diperintah olehmaster station meliputi gateway, IED, local HMI, RTU, meter energi.
Fungsi master station meliputi : monitoring, akuisisi data, supervisory control, alarm, data logging, dan display data
Master station melaksanakan telekontrol (telemetering, telesignal, dan remote control) terhadap remote station.
Perangkat sistem SCADA terdiri master station dan remote station yang terhubung melalui sistem komunikasi
SCADA merupakan sistem yang mengawasi dan mengendalikanperalatan proses yang tersebar secara geografis
REFERENSI
Bailey, David. 2003. Practical SCADA for Industry.
Pandjaitan, Bonar. 1999. Teknologi SistemPengendalian Tenaga Listrik berbasis SCADA
SPLN S3.001: 2008. Peralatan SCADA Sistem TenagaListrik
IEEE Std C37.1-2007. IEEE Standard for SCADA and Automation Systems
GUICO, ENGR. ALEJANDRO G. JR. 2007. SCADA -Distribution Automation. 8th IIEE-CSC Annual National Student Convention.
Clarke, Gordon. Et all. 2004. Practical Modern SCADA Protocol. Elsevier
WenLong Wang, Lu Roy, Guo Kevin. 2010. Digital SS and SA Solution.
LOGO
Top Related