Programmable Logic Controllers – 1

8 02 2009

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 :

  1. Power Supply, power supply mengubah suplai masukan listrik menjadi suplai listrik yang sesuai dengan CPU dan seluruh komputer.
  2. 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.
  3. 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]. 
  4. 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
  5. 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.

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.

selain fungsi yang telah diceritakan sebelumnya … PLC di pakai juga untuk Emergency Shutdown System (ESD)  karena responnya yang cepat dibandingkan DCS ….

berikut adalah jenis PLC Programming berdasarkan IEC-61131-3 .. ada lima bahasa pemrograman yang diakui oleh standar ini..

- Ladder Diagram (LD)
– Function Block Diagram (FBD)
– Instruction List (IL)
– Structure Text (ST)
– Sequential Function Chart (SFC)

Yang paling sering dipakai adalah LD … memang tergantung background,… kalo orang listrik lebih familiar dengan LD … karena rancangan PLC dari awal adalah menggantikan sistem konvensional relay yang buanyak banget wiring nya ….  Sedangkan kalo anak kuliahan biasanya lebih senang FBD karena biasanya sudah familiar dengan Sistem Digital (Diagram Block AND, OR, dll)

Manufacturer atau pembuat PLC diantaranya sebagai berikut:

  • Allen Bradley (www.ab.com), nama2 PLC nya: Control Logix, PLC-5, SLC, Flex Logix, dll. sedangkan software yang dipakai adalah RSLogix dan RSLinx. http://www.ab.com/programmablecontrol/
  • Schneider Electric (http://www.telemecanique.com/en/functions_discovery/function_5_11.htm), Modicon Quantum, Compact, Momentum, Micro, Premium, dll. Software yang di pakai adalah Concept buat Modicon Quantum
  • Siemens -> S7-400, S7-300, S5 (sudah tidak diproduksi lagi .. cuman masih banyak yang pakai .. dan masih ada stock). Software yang dipakai Step7 (S7-400 dan S7-300) dan Step5 (buat S5, masih under DOS tampilannya)
  • Mitsubishi
  • GE Fanuc
  • Omron





SCADA

7 02 2009

Apa sich SCADA itu..

SCADA merupakan singkatan dari Supervisory Control And Data Acquisition.Maksud dari SCADA yaitu pengawasan,pengontrolan dan pengumpulan data. Suatu sistem SCADA terdiri dari sejumlah RTU (Remote Terminal Unit), sebuah Master Station/ RCC (Region Control Center), dan jaringan telekomunikasi data antara RTU dan Master Station. Nah dalam komunikasi antara Master Station (MS) dengan setiap Remote Terminal Unit (RTU) dilakukan melalui media yang bisa berupa fiber optik, PLC (power line carrier), atau melalui radio, dimana dalam hal ini data dikirimkan dengan protokol tertentu (biasanya tergantung vendor SCADA yang dipakai) misalnya Indactic 33, IEC-60870, dll. Sistim ini banyak dipakai di lapangan produksi minyak dan gas (Upstream),Jaringan Listrik Tegangan Tinggi (Power Distribution) dan beberapa aplikasi sejenis dimana sistem dengan konfigurasi seperti ini dipakai untuk memonitor dan mengontrol areal produksi yang tersebar di area yang cukup luas.

Istilah SCADA, DCS (Distributed Control System), FCS dan PLC (Programmable Logic Control ) saat ini sudah menjadi agak kabur karena aplikasi yang saling tumpang tindih. Walaupun demikian kita masih bisa membedakan dari arsitektur-nya yang serupa tapi tak sama. Sesuai dengan rancang bangun awalnya, DCS lebih berfungsi baik untuk aplikasi kontrol proses, sedangkan SCADA lebih berfungsi baik untuk aplikasi seperti istilah diterangkan diatas

SCADA telah mengalami perubahan generasi, dimana pada awalnya design sebuah SCADA mempunyai satu perangkat MTU yang melakukan Supevisory Control dan Data Acquisition melalui satu atau banyak RTU yang berfungsi sebagai (dumb) Remote I/O melalui jalur komunikasi Radio, dedicated line Telephone, Protocol Line Carrier (PLC) dan lainnya.

Generasi berikutnya, membuat RTU yang intelligent, sehingga fungsi local control dilakukan oleh RTU di lokasi masing-masing RTU, dan MTU hanya melakukan supervisory control yang meliput beberapa atau semua RTU. Dengan adanya local control, operator harus mengoperasikan masing-masing local plant dan membutuhkan MMI local. Banyak pabrikan yang mengalihkan komunikasi dari MTU – RTU ke tingkatan MMI (Master) – MMI (Remote) melalui jaringan microwave atau satelit. Ada juga yang mengimplementasi komunikasinya pada tingkatan RTU, karena berpendapat bahwa kita tidak bisa mengandalkan system pada Computer, dan komunikasi pada tingkatan Computer (MMI) membutuhkan bandwidth yang lebar dan mahal.

Dengan majunya teknologi Intranet dan Internet saat ini, concept SCADA diatas berubah menjadi lebih sederhana dan memanfaatkan infrastruktur Intranet yang pada saat ini umumnya sudah dibangun oleh perusahaan-perusahaan besar seperti Pertamina. Apabila ada daerah-daerah atau wilayah yang belum terpasang infrastruktur Intranet, saat ini dipasaran banyak bisa kita dapatkan Wireless LAN device yang bisa menjangkau jarak sampai dengan 40 km (tanpa repeater) dengan harga relatif murah.

Setiap Remote Area dengan sistem kontrolnya masing-masing yang sudah dilengkapi dengan OPC (OLE for Process Control; OLE = Object Linking & Embedding) Server, bisa memasangkan suatu Industrial Web Server dengan Teknologi XML yang kemudian bisa dengan mudah di akses dengan Web Browser biasa seperti yang kita gunakan untuk Internet Browsing seperti MS Internet Explorer, Netscape, dsb. Dari Web Browser ini kita bisa mendapatkan semua tampilan seperti pada layar MMI local, atau dibuatkan tampilan sendiri sesuai kebutuhan. Kontrol tetap bisa dilakukan melalui Web Browser ini sebagaimana layaknya MMI di lokasi local.

Untuk sekuriti, system harus kita lengkapi dengan Router yang hanya mem-publish Web Server ke WAN (Wide Area Network) untuk mengisolir hacker untuk mengganggu Control System pada Control Network kita di lokasi masing-masing. Industrial Web Server juga dilengkapi dengan banyak sekali fasilitas sekuriti, seperti login name dengan password, menentukan komponen mana yang perlu di-publish dan mana yang ‘read only’, mana yang bisa dilakukan ‘control’ dari remote, dan sebagainya.

System seperti ini populer dengan sebutan Remote Application Control System (RACS), yang makin digemari orang, karena sebenarnya hal seperti inilah yang dibutuhkan pada waktu kita akan memasangkan suatu SCADA system. Idealnya, seluruh Pertamina mulai dari EP dengan TMG-nya, UP dengan banyak Unit Daerahnya, PDN dengan jaringan Distribusi dan Pemasarannya, dengan mudah bisa di-integrasikan melalui teknologi Intranet dan Internet. Bahkan kita bisa me-launch Web Server kita ke jaringan Internet yang otomatis bisa kita akses dari manapun di seluruh dunia.

Sedikit tambahan,beberapa peralatan/istilah yg lazim digunakan dlm Control System, yaitu:

SCADA (Supervisory, Control, and Data Acquisition)

HMI/MMI (Human/Man Machine Interface)

PLC (Programmable Logic Controller)

DCS (Distributed Control System)

Remote I/O (Input/Output)

Signal Conditioning

Data Transferred Media (Coaxial Cable, Optic Cable, Radio Freq, Protocol Line Carrier)

Processor, Memory(RAM/ROM) ..dst

Control System itu memiliki Hirarki/Tingkatan/Level dalam sistemnya, dan teknologi terbaru saat ini hirarki2 tsb sdh menjadi terintegrasi yg kemudian dikenal dgn istilah “Integrated System” (klo yg ini ntar pembahasannya bisa jd lebih lebar dan luas lagi).

Secara sederhana/gampangnya Hirarki-nya dibagi menjadi beberapa tingkatan:

Level 1 (yg paling bawah) adalah : Instrument, Motor, M/C (yg berhubungan secara langsung dgn Proses)

Level 2 : PLC / DCS, adalah perangkat yg spt halnya PC memiliki Processor, Memory, jg I/O yg terkoneksi ke Equipment2 di Level 1.

Nah, Program2 itulah yg dibuat & diLoad oleh User ke Memory agar Processor meng-eksekusi perintah2 tsb melalui Remote I/O-nya.

Ada 2 type yaitu Analog dan Digital.

Level 3 : HMI/MMI (semacam Panel Digital) atau SCADA berupa Software yg terinstal di Computer/PC untuk membantu User memahami/mengawasi/mengontrol(value adjustment) proses yg berlangsung atau juga kondisi equipment di Plant melalui Layar Monitor (biasanya di Control Room) Selain itu data2 yg telah terbaca tersebut bisa disimpan/direcord/diLog dlm storage disk di PC, sehingga Trend dr proses atau equimpent bisa diketahui (per-day/per-week/per-month/ dst)

Kalau masalah bgmna hubngnya dgn Networking kemudian Analisa, maka kalau diruntutkan dari level yg paling rendah itu adalah proses Signal Conditioning (Analog to Digital Converter/ADC, DAC, Signal Coding Methode, Profibus, Profinet, Controlnet,… dst) kemudian jika signal data2 trsbut sdh ter-Kondisikan/se-type spt halnya signal data komputer barulah kemudian itu urusannya Computer Networking (Client-Server)

Apa Beda DCS dengan PLC?

Dalam sebuah artikel dikatakan bahwa PLC dan DCS mempunyai fungsi yang sama. Saat ini perbedaan DCS dan PLC telah kabur karena masing-masing telah saling mengambil peran. PLC mengambil sebagian peran DCS dan sebaliknya.

Ini sangat berbeda dengan yang dipahami selama ini bahwa :

- DCS (Distributed Control System) sesuai dengan namanya adalah sebuah SISTEM PENGONTROLAN yang bekerja menggunakan beberapa controller dan mengkoordinasikan kerja semua controller tersebut. Masing-masing controller tersebut menangani sebuah plant yang terpisah. Controller yang dimaksud tersebut adalah PLC.

- Sedangkan PLC (Programmable Logic Controller) sesuai dengan namanya adalah sebuah CONTROLLER yang dapat deprogram kembali. Jika PLC hanya berdiri sendiri dan tidak digabungkan dengan PLC yang lain, SISTEM pengontrolannya dinamakan DDC.

Jadi, PLC adalah sub sistem dari sebuah sistem besar yang bernama DCS. Yang sejajar dalam hal ini adalah DDC dengan DCS dan FF, serta PLC dengan SLC, Microcontroller, dan sebagainya.

Benarkah demikian?

Perkembangan awal PLC, difungsikan lebih ke logic Control (Discrete Input/Output). Tapi Sekarang, PLC sudah mengakomodasi bukan hanya discrete Input/Output, didalamnya sudah dapat menerima  signal dari Thermocouple, RTD, Load Cell, dan sebagainya langsung ke I/O PLC.

Mungkin ini yang menjadi “kabur”, dimana fungsi-fungsi tersebut sebelumnya dipegang oleh DCS, sekarang dengan PLC saja sudah bisa.

PLC pada dasarnya hanya pengontrol logika yang dapat diprogram. Walaupun pada perkembangannya PLC sudah dilengkapi analog signal, kemampuan aritmatiknya sangat terbatas.

Sedangkan DCS, Sistem Pengendali terdistribusi Penekanannya ada di D-nya, Distribusi, yaitu distribusi tiga hal : Distribusi Resiko kegagalan, Distribusi lokasi dan Distribusi Pengendalian dan Man Power.

Secara tradisional, memang benar bahwa DCS lebih lambat responnya dibanding PLC. Karena memang untuk regulatory control tidak perlu respon yang terlalu cepat karena kalau gagal masih ada safety shutdown system. Satu (1) second overall masih cukup untuk hampir semua aplikasi. Berbeda dengan safety application yang sering merupakan ladang PLC.

Sekarang, kelihatannya sudah berbeda karena hardware dari yang secara tradisional DCS vendor makin “seperti PLC”.

Ada yang mengatakan, “PLC itu Install and Forget it”, kalau DCS kebalikannya, karena lebih bersifat kompleks dan perlu monitoring.

Kalau dilihat dari kompleksitas sistemnya, tergantung bagaimana konfigurasi sistem yang dipasang. Shutdown System Plant dengan menggunakan PLC-based juga bisa sangat kompleks, jauh lebih kompleks dibanding dengan DCS. Kalau tidak, mengapa para ahli sedemikian peduli sampai mengeluarkan IEC-61508, IEC-61511, IEC-62601 dan sebagainya.

PLC terbaru saat ini sudah sanggup untuk mengolah sejumlah besar informasi secara real time karena sudah memiliki RAM antara 2 – 6 MB, memiliki konektivitas dengan Ethernet dan dapat diprogram dalam bentuk teks terstruktur maupun ladder logic.

Pun, umumnya dioperasikan dengan Windows XP, dilengkapi dengan Human Machine Interface, HMI (misalnya Rockwell RSView), yang memungkinkan  diadopsinya aplikasi Visual Basic, Hysys dan aplikasi lainnya.

Integrity level PLC tidak bisa dipandang secara individual, seharusnya dipadukan dengan final element dan sensor sebagai satu kesatuan Safety Instrumented Function (SIF).

Perbedaan PLC dan dcs sekarang sudah tidak ada lagi, karena perkembangan teknologi yang sudah maju.. dimana PLC sudah banyak yang berperan sebagai DCS, malah lebih dari itu PLC bisa berperan seperti SAP…!

PLC seringkali dipakai untuk safety system (trip system dari suatu equipment). Walaupun di DCS ada fasilitas LOGIC maupun sequence, kebanyakan untuk trip system, sinyal tripnya tetap diumpankan ke PLC, misalnya alarm LL dari level steam drum sinyalnya diumpankan ke PLC untuk men-TRIP-kan Boiler.

Jadi perbedaan PLC ama DCS mungkin terletak pada kecepatan responnya.

Dari studi kasus, di Caltex, DCS sudah lama dan ada penggantian dengan sistem PLC+MMI. Tapi biasanya, kalau di perusahaan migas ada dua sistem DCS dan PLC. PLC untuk Fire/gas and Shutdown System, DCS untuk Continuous Control. Juga banyak aplikasi yang lainnya, seperti spesifik kontrol untuk Compresor/turbin, Vibration Monitoring, Flow Computer System, Optimization,dan lain-lain. Dan semua apikasi itu bisa disambungkan ke DCS. DCS bisa memonitor semua sistem yang ada (PLC+MMI, flow computer, turbin control, optimization software, dan lain-lain). Mungkin sebenarnya bisa aja ditangani oleh satu DCS saja atau PLC+MMI saja. Tetapi di perusahaan Oil and Gas dibuat banyak sistem, salah satu alasannya untuk redundancy, kalau memakai satu sistem saja sekali mati, mati semua plantnya. Tetapi, kalau di industri makanan, mungkin cukup PLC+MMI saja, karena lebih murah daripada membeli DCS yang mahal.

Pendapat lainnnya mengatakan bahwa PLC tidak sama dengan DCS, PLC bukan sub sistem DCS dan DCS bukan PLC yang dibesarkan.

Bila dilihat dari awal terbentuknya kedua perangkat itu, PLC dibuat untuk menggantikan Relay Logic yang berfungsi sebagai shutdown system. DCS dibuat untuk menggantikan Controller (single Loop, multi loop, close loop, open loop, etc), yang mengendalikan jalannya Proses (Proses Control). Proses Controller tentu tidak sama dengan Logic Controller, dan jangan dipisahkan, karena akan berbeda maknanya.

Dalam aplikasinyapun begitu. Maukah jika pada sistem  pengaman (ESD/PLC) kita terjadi kegagalan, maka semua Control Process menjadi Uncontrol, karena PLC digunakan sebagai System Control..?? Atau sebaliknya, kita sudah tidak memiliki sistem pengaman (ESD/PLC), ketika Sistem Control terhadap proses (DCS) terjadi kegagalan, karena DCS juga digunakan sebagai ESD..???. Lebih jelas lagi jika kita melihat “kewajaran” peruntukannya kedua sistem tersebut. PLC “wajar/layak” digunakan untuk sistem pengaman (ESD) kompresor, pompa, turbin, heater, boiler, dan “Equipment Proses” yang lain. Sementara DCS, kewajaran peruntukannya adalah sistem “Pengendalian / Control”. Pengendalian terhadap perubahan level, flow, press, dan “Variable Proses” yang lain.

Pada pengembangannya, PLC mulai menggunakan “Analog Input”. Input dari Transmitter atau Thermocouple. Tapi coba kita lihat ke Software pemrograman logic. Semua Analog input akan diubah menjadi Digital dan kembali menjadi parameter digital pada fungsi Logic yang digunakan. Kalaulah PLC kemudian memiliki fungsi PID Controller, lebih cenderung diperuntukan ke sistem dimana ESD dan proses control merupakan satu kesatuan Sequence yang tidak bisa dipisah. Misalnya Turbo Machinery Control.

Tetapi kalau Aplikasi Anti surge, bukanlah ESD, dan lebih cenderung ke fungsi Control (bukan Logic). Bisa dilihat dari kasus sebagai berikut yang mungkin akan lebih terlihat dimana PLC dan DCS wajar diaplikasikan.

Pada sebuah kompresor yang menggunakan sistem Auto Start untuk Pompa Lube Oil (L.O). Pompa yang normal beroperasi adalah Pompa Turbine (PT) dan Stand by adalah Pompa Motor (PM). Jika Press L.O. turun karena sesuatu hal misalnya PT Trip, setelah mencapai setting Press PM akan Auto Start. Penggunaan Sensor Press L.O. berupa Electronic Smart Pressure Transmitter dan Press.Trans. menjadi Analog input di PLC.

Kejadiannya adalah : Saat PT Trip, PM terlambat Start dan kompresor Trip, karena turunnya press sangat cepat dibawah satu (1) detik. Setelah dilihat terjadi keterlambatan respon pada Press.transmitter, walaupun damping sudah minimum. Ternyata memang semua peralatan berbasis microprocessor itu akan memiliki Dead Time (juga dikatakan di Manual Book). Untuk mengatasinya kembali digunakan Pressure Switch untuk sistem Auto Start L.O. (sesuai desain awal). Apakah ada standard yang mengatakan sensor dari Sistem Logic ESD harus menggunakan Switch..??? Alangkah terlambat lagi jika input PLC berasal dari DCS.

Dari cerita di atas, apakah kita akan menggukan DCS untuk fungsi PLC dan PLC untuk DCS..?

Membicarakan mengenai beda antara PLC dan DCS selalu saja akan campur aduk kalau tidak di set dari awal kerangka berbicaranya pada tataran definisi atau realitas/kemampuan hardware software architecture-nya dalam mengerjakan tugas tertentu.

Kalau berdasarkan definisinya, maka :

PLC = Programmable Logic Controller

PLC secara definisi adalah sebuah controller (processor) yang bisa diprogram (programmable) yang fungsinya adalah menjalankan (execute) fungsi-fungsi logic. Logic yang dimaksud di sini, melihat pada sejarah awal dibuatnya, adalah discrete/sequence function yang biasanya ditangani oleh relay. Dari awalnya para vendor yang mengusung nama PLC memang bergerak di bisnis discrete/sequence control.

DCS = Distributed Control System

Apapun system control yang terdistribusi (Sebagai lawan dari DDC = direct digital control) dikategorikan sebagai DCS. Pada DDC seluruh control dilakukan dalam central processor sehingga apabila dia kegagalan, seluruh control plant akan ikut gagal. DDC, digunakan hampir, kalau tidak bisa disebut keseluruhannya sebagai Regulatory Control. Dan dari awalnya vendor-vendor yang mengusung nama DCS memang menggunakan produknya sebagai regulatory control.

Celakanya, para vendor yang ada pada masing-masing kubu ini mulai saling berebut pasar (terutama vendor yang dulunya mengaku vendor PLC). Ini disebabkan karena kemampuan processor/CPU dan juga memori yang makin cepat dan harganya juga makin murah.

Mereka mulai “mengkhianati” dan mulailah ada cross application. Vendor yang dulunya mengusung nama PLC sudah mulai memasuki arena regulatory control karena mereka mulai pede dengan barang mereka. Demikian pula Vendor yang dulunya mengusung nama DCS mulai tertarik memasuki arena discrete karena dari segi hardware saat ini sudah memungkinkan processor-nya punya execution time yang cepat sehingga pasar dicrete sudah bisa dimasuki.

Dengan begitu, kalau melihat pada menyataan kemampuan architecture barang yang dimiliki masing-masing, maka pengertian PLC dan DCS sudah mulai kabur. Maka kalau standard mengatakannya adalah “Programmable Electronic”. Anything programmable and its electronic based device.

Khusus mengenai dikotomi switch dan transmitter, spesifikasi response transmitter yang response timenya (include dead time) adalah 100 ~ 500 miliseconds. Dead timenya sendiri 40 ~ 100 miliseconds. Standard tidak menyarankan mana yang lebih baik dipakai karena kedua-duanya sama baiknya tergantung aplikasinya (bahkan akibat kemampuan transmitter yang bisa dipakai untuk check trend data analog, maka pemakaian transmitter makin popular.

Kalau terdapat masalah dengan transmitter jangan langsung ambil kesimpulan bahwa switch lebih baik daripada transmitter. Jangan-jangan transmitternya model kuno, atau salah pasang setting sehingga backup pump terlambat jalan. Untuk pompa berapa kecepatan respon pompanya sendiri yang notabene mechanical ??? Penentuan settingnya lebih krusial daripada mempermasalahkan switch atau transmitter.

Dalam teori, controller sebuah safety control disarankan terpisah dari controller process control. Namun, hal ini bukanlah sebuah kemutlakan yang harus diikuti. Terkadang sebuah process control tidak bisa dipisahkan dengan safety control. Contoh : pada sebuah test station onshore, ESD adalah process control itu sendiri termasuk sistem alarmnya. Interlocking system yang berfungsi mengidentifikasi dan menindaklanjuti alarm-alarm kritikal semisal HHLL pada vessel juga adalah bagian dari process control.

Artikel yang dimaksud di atas lebih tepat mengatakan bahwa “DCS dan PLC mempunyai banyak fungsionalitas yang sama”. Kalau dikatakan bahwa “DCS dan PLC mempunyai fungsi yang sama”, dapat diartikan bahwa seluruh functionality DCS dan PLC sama, padahal masih ada banyak fungsionalitas yang tidak sama antara DCS dan PLC.

Perbedaan fungsionalitas tersebut juga berarti bahwa DCS dan PLC tidak bisa di-implementasikan pada aplikasi yang sama. Misalnya untuk sebuah large chemical plant, tetap diperlukan kedua sistem DCS dan PLC, masing-masing untuk aplikasi sesuai dengan rancang bangun atau kegunaan  dari sistem (DCS atau PLC).

* DCS bukanlah PLC yang besar. Kita bisa mempunyai DCS dengan 300 I/O dan 2 Processor Module, dan PLC dengan 8000 I/O dengan satu atau dua Processor Module; System Architecture DCS dan PLC berbeda.

* DCS juga bukan PLC-PLC yang terintegrasi menjadi satu system besar. Kata “Controller” pada PLC lebih ditujukan sebagai “Logic Controller”, sedangkan pada DCS lebih ditujukan sebagai “Process Controller”

* Baik DCS maupun PLC adalah configurable dan reconfigurable

* DDC dan PLC digabung ataupun tidak adalah dua system yang berbeda

* Kita tidak bisa menyejajarkan sistem yang berbeda-beda; sedangkan untuk sistem yang sama pun (sesama DCS atau sesama PLC) tidaklah mudah untuk menyejajarkan satu dengan yang lain.

Tetapi memanglah demikian adanya. Topik ini adalah topik klasik yang sering dibicarakan dalam berbagai technical forum, tidak hanya di Indonesia tetapi juga secara internasional, dan tetap tidak membuahkan konklusi. Yang penting kita gunakan sistem yang sesuai dengan kegunaan.








Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.