Komunikasi Pada Dcs

KOMUNIKASI PADA DCS

BAB I PENDAHULUAN Distributed Control System adalah sistem kontrol industri terdistribusi berbasis komputer yang digunakan untuk mengontrol berbagai operasi dalam suatu industri, dimana kontroller disebar atau didistribusikan ke masing-masing plant yang terhubung ke sistem DCS. Secara garis besar, DCS memiliki tiga komponen utama, yaitu : 1) Operator Station, 2) Control Station, 3) Sistem Komunikasi. Sistem komunikasi DCS merupakan penghubung anatara operator station dan control station, selain itu juga dapat dimanfaatkan untuk interface-interface lain. Interface yang ada pada DCS yaitu : 1) Human Machine interface, 2) Engineering Interface, 3)Interface Proses, 4) interface ke system lain. DCS mengacu pada sistem kontrol biasanya suatu sistem manufaktur, proses atau segala

jenis

sistem dinamik,

dimana elemen kontroler tidak sentral

dalam lokasi(seperti otak) tapi didistribusikan di seluruh sistem dengan masing-masing komponen sub-sistem dikendalikan oleh sistem pengendali terhubung oleh

satu

jaringan untuk

atau

lebihcontroller. Seluruh

komunikasi

dan pemantauan.

Sebuah DCS biasanya menggunakan prosesor yang dirancang khusus sebagai controller dan menggunakan

kedua interkoneksieksklusif

dan komunikasi protokol untuk

komunikasi. Input dan output modul membentuk bagian komponen dari DCS.

Prosesor

menerima

informasi

dari modul input

kemodul output. Modul masukan menerima proses (lapangan alias) dan lapangan. Komputer bus atau

informasi

mengirimkan instruksi

dan mengirimkan

informasi

dari instrumenmasukan dalam untuk instrumen keluaran di

bus listrikmenghubungkan prosesor

dan modul

melalui multiplexer ataudemultiplexers. Bus juga menghubungkan kontroler terdistribuside ngan kontroler pusat dan akhirnya ke Human Interface-Mesin(HMI) atau kontrol konsol

BAB II PEMBAHASAN 1. Teknologi HART (Highway addressable Remote Transducer)

Adalah sebuah inovasi dalam dunia komunikasi data untuk pengontrolan sebuah tranduser secara remote/jarak jauh dengan mengunakan teknologi ini kita dapat melakukan remot dari Control Room pada DCS dengan 1 jaringan pengkabelan. Hal ini bisa terjadi karena dalam teknologi ini tranduser memiliki 2 buah nilai, yaitu nilai analog 4-20 mA 5 VDC dan juga digital dengan mengunakan modulasi 2200Hz untuk logika (0) dan 1100Hz untuk logika (1). Hal ini lebih efisien dalam sisi pengontrolan berbeda dengan sistem DDC terdahulu yaitu Direct Digital Control dengan menggunakan point to point untuk mengatur tranduser dan actuator. Hal ini mengakibatkan DDC hanya bisa mengontrol 1 plant dengan 1 komputer. Hal ini yang berbeda dalam DCS yang dapat mengatur rangkaian unit kontrol dikarenakan adanya teknologi HART ini. Dari field ditempatkan transmitter yang berfungsi mengubah besaran proses menjadi besaran elektrik, berupa arus 4-20 mA atau 1-5 V DC yang akan dikirim ke I/O module. Dari I/O modul sinyal analog akan dikonversi menjadi sinyal digital agar sinyal dapat diolah di kontroller, sinyal dari transmitter akan dikirim ke I/O module dan dikirimkan lagi ke controller secara terpusat.

Gambar 2. Sistem Komunikasi HART (Highway addressable Remote Transducer) 2. Teknologi Fieldbus

Adalah sebuah komunikasi data yang lebih bertujuan untuk mengurang atau mencegah adanya kegagalan dalam beberapa loop. Hal ini mengakibatkan agar jika terjadi kegagalan di suatu loop tidak akan berpengaruh pada loop kontrol yang lain. Penggunaan Fieldbus juga berfungsi sebagai penghematan routing kabel karena adressing system yang dilakukan oleh fieldbus memungkinkan banyak device dapat berkomunikasi melalui satu pair cable. Bebeda dengan teknologi HART, filedbus tidak melakukan data linierisasi yang terjadi pada teknologi HART dengan menggunakan sinyal analog 4-20 mA yang akan dikonversi, sedangakan teknologi fieldbus lebih menggunakan data yang sesuai pemograman. Bisa dibilang teknologi Fieldbus lebih bergantung pada software engineer dari segala sisi, seperti pengecekan, pengiriman data di unit kontrol, kalibrasi,dll Sebuah kompleks otomatis sistem industri seperti jalur perakitan manufaktur, biasanya membutuhkan hirarki terorganisir sistem kontrol. Dalam hirarki ini biasanya ada Human Machine Interface (HMI) di bagian atas, di mana operator dapat memantau atau mengoperasikan sistem. Hal ini biasanya terkait dengan lapisan tengah programmable logic controller (PLC) melalui sistem komunikasi non-waktu-kritis (misalnya Ethernet ). Di bagian bawah rantai kontrol adalah fieldbus yang menghubungkan PLC ke komponen yang benar-benar melakukan pekerjaan itu, seperti sensor , aktuator , motor listrik , lampu konsol, switch , katup dan kontaktor .

Gambar 3. Hirarki Terorganisir Sistem Kontrol Fieldbus bekerja pada struktur jaringan yang biasanya memungkinkan daisy-rantai , bintang, cincin, cabang, dan pohontopologi jaringan . Sebelumnya komputer yang terhubung menggunakan RS-232 ( koneksi serial ) dengan yang hanya dua perangkat bisa berkomunikasi. Ini akan menjadi setara dengan saat ini digunakan skema 4-20 mA komunikasi yang mengharuskan setiap perangkat memiliki titik komunikasi sendiri di tingkat controller, sementara fieldbus adalah setara dengan arus LAN-jenis koneksi , yang hanya membutuhkan satu titik komunikasi di tingkat controller dan memungkinkan beberapa (ratusan) dari analog dan digital poin untuk terhubung pada saat yang sama. Hal ini mengurangi baik panjang dari kabel yang dibutuhkan dan jumlah kabel yang dibutuhkan. Selanjutnya,

karena

perangkat

yang

berkomunikasi

melalui

fieldbus

membutuhkan mikroprosesor , beberapa titik yang biasanya disediakan oleh perangkat yang sama. Beberapa perangkat fieldbus sekarang mendukung skema kontrol seperti kontrol PID pada sisi perangkat, bukan memaksa controller untuk melakukan pemrosesan. Ada berbagai macam standar fieldbus. Beberapa yang paling banyak digunakan meliputi: 1. AS-Interface

2. CAN 3. Interbus 4. LonWorks 5. Modbus 6. Profibus 7. BITBUS 8. CompoNet 9. SafetyBUS p 10. SERCOS antarmuka 11. RAPIEnet Ada banyak teknologi yang bersaing untuk fieldbus dan harapan asli untuk satu pun mekanisme komunikasi terpadu belum direalisasikan.Hal ini seharusnya tidak terduga karena teknologi fieldbus perlu diimplementasikan secara berbeda dalam aplikasi yang berbeda; fieldbus otomotif secara fungsional berbeda dari pengendalian proses pabrik. Edisi terakhir dari standar IEC IEC 61158 memungkinkan 8 technologies.This adalah lapisan beberapa hierarki dari protokol otomatisasi. IEC 61158 terdiri dari bagian berikut, dengan judul Digital umum komunikasi data untuk pengukuran dan kontrol - Fieldbus untuk digunakan dalam sistem kontrol industri: 1. Part 1: Overview and guidance for the IEC 61158 series 2. Part 2: Physical Layer specification and service definition 3. Part 3: Data Link Service definition 4. Part 4: Data Link Protocol specification 5. Part 5: Application Layer Service definition 6. Part 6: Application Layer Protocol specification

1. AS-Interface

AS-Interface (Actuator Sensor Interface, AS-i) merupakan solusi jaringan industri (lapisan fisik, metode akses data dan protokol) yang digunakan dalam PLC, DCS dan PC berbasis sistem otomatisasi. Hal ini dirancang untuk menghubungkan lapangan sederhana perangkat I / O (biner misalnya ON / OFF perangkat seperti aktuator, sensor, rotary encoders, analog input dan output, tombol push, dan sensor posisi katup) di manufaktur diskrit dan aplikasi proses menggunakan 2 single -konduktor kabel. AS-Interface adalah 'terbuka' teknologi yang didukung oleh banyak vendor peralatan otomatisasi. Menurut AS-Interface Internasional saat ini ada, lebih dari 18 Juta AS-i perangkat lapangan diinstal secara global, tumbuh sekitar 2 juta per tahun. AS-Interface adalah alternatif jaringan untuk kabel keras perangkat lapangan. Hal ini dapat digunakan sebagai jaringan mitra untuk jaringan tingkat yang lebih tinggi fieldbus seperti * Profibus, * DeviceNet, Interbus dan * Industri Ethernet, untuk siapa itu menawarkan biaya rendah remote I / O solusi. Hal ini digunakan dalam aplikasi otomasi, termasuk kontrol konveyor, mesin kemasan, katup kontrol proses, tanaman pembotolan, sistem distribusi listrik, komidi putar bandara, lift, garis pembotolan dan lini produksi pangan. AS-Interface menyediakan dasar untuk Keselamatan Fungsional di mesin keselamatan / darurat aplikasi berhenti. Keamanan perangkat berkomunikasi atas AS-Interface mengikuti semua aturan data normal. Tingkat diperlukan verifikasi data disediakan oleh perubahan dinamis dalam data. Teknologi ini disebut sebagai Keselamatan Kerja dan memungkinkan keamanan perangkat dan standar, non-aman perangkat untuk terhubung ke jaringan yang sama. Menggunakan perangkat keras input yang sesuai aman (tirai cahaya misalnya, e-stop tombol, dan interlock pintu switch), AS-Interface dapat memberikan keselamatan mendukung sampai SIL (Safety Tingkat Integritas) 3 sesuai dengan EN 62061, CAT 4 menurut EN954-1 sebagai serta Kinerja Tingkat e (PL e) sesuai dengan EN ISO 13849-1. Spesifikasi AS-Interface dikelola oleh AS-International, sebuah organisasi anggota yang didanai berlokasi di Gelenhausen / Jerman. Beberapa organisasi internasional putri ada di seluruh dunia. 2. CAN bus (Controller Area Network)

CAN bus adalah protokol berbasis pesan, yang dirancang khusus untuk aplikasi otomotif tapi sekarang juga digunakan di daerah lain seperti otomatisasi industri dan peralatan medis.Pengembangan bus CAN mulai awalnya pada tahun 1983 di Robert Bosch GmbH. [1] Protokol ini secara resmi dirilis pada tahun 1986 di Society of Automotive Engineers (SAE) kongres di Detroit, Michigan. Chip pengontrol pertama BISA, diproduksi oleh Intel dan Philips, datang di pasar pada tahun 1987. Bosch menerbitkan BISA 2,0 spesifikasi pada tahun 1991. CAN bus adalah satu dari lima protokol yang digunakan dalam standar OBD-II diagnostik kendaraan. Para OBD-II standar telah wajib untuk semua mobil dan truk ringan yang dijual di Amerika Serikat sejak 1996, dan standar EOBD telah wajib bagi semua kendaraan bensin yang dijual di Uni Eropa sejak 2001 dan semua kendaraan diesel sejak tahun 2004. 3. MOD Bus Modbus adalah protokol komunikasi serial yang dipublikasikan oleh Modicon pada tahun 1979 untuk digunakan dengan pengendali yang dapat diprogram yang logika (PLC). Sederhana dan kuat,sejak itu menjadi salah satu protokol komunikasi standar de factodalam industri, dan sekarang di antara cara yang paling umum tersedia untuk menghubungkan perangkat elektronik industri. Alasan utama untuk penggunaan luas Modbus dalam lingkungan industri adalah: 1. Telah dikembangkan dengan aplikasi industri dalam pikiran 2. Hal ini secara terbuka diterbitkan dan bebas royalti 3. Sangat mudah untuk menyebarkan dan mempertahankan 4. Bergerak bit mentah atau kata-kata tanpa menempatkan banyak pembatasan pada vendor Modbus memungkinkan (sekitar 240)

terhubung ke

mengukur temperatur ke komputer. Modbus sering

untuk komunikasi jaringan

yang

sama,

dan kelembaban digunakan

antara

berangkat banyak

misalnya suatu

sistem yang

danmengkomunikasikan hasilnya untuk menghubungkan

komputer pengawasan dengan unit remote terminal (RTU) di kontrol pengawasan dan akuisisi data(SCADA) sistem. Banyak dari jenis data yang diberi nama daripenggunaannya

dalam mengemudi relay: satu output-bit fisik disebut kumparan, dan input single-bit fisik disebut masukan diskrit

atau kontak.

dari protokol Modbus dikelola oleh

Pengembangan

Organisasi Modbus,

dan update

yang

terbentuk

dari pengguna independen dan pemasok perangkat compliant Modbus. 4. ProfiBus Profibus (Proses Bus Lapangan) di automationtechnology dan

adalah

pertama

standar untuk

komunikasilapangan bus

kalidipromosikan pada

tahun

1989

oleh BMBF (Jerman departemenpendidikan dan penelitian) dan kemudian digunakan oleh Siemens.Seharusnya

tidak bingung

IndustriEthernet. Profibus bukan

dengan standar PROFINET untuk

merupakan protokol terbuka diterbitkan

dan bebas

royalti sebagai yang lebih tua seperti Modbus. Ada dua variasi dari Profibus yang digunakan saat ini, yang paling umum digunakan Profibus DP, dan lebih rendah digunakan, aplikasi tertentu, Profibus PA: a.

Profibus DP (Decentralized Peripherals) digunakan untuk mengoperasikan sensor dan aktuator melalui pengontrol terpusat dalam produksi (pabrik) aplikasi otomatisasi. Banyak pilihan diagnostik standar, khususnya, difokuskan pada di sini.

b. Profibus PA (Otomasi Proses) digunakan untuk memonitor peralatan pengukuran melalui sistem kontrol proses dalam aplikasi otomasi proses. Varian ini dirancang untuk digunakan dalam ledakan / daerah berbahaya ( Ex-zona 0 dan 1). Physical Layer (yaitu kabel) sesuai dengan IEC 61158-2, yang memungkinkan daya untuk dikirimkan melalui bus untuk instrumen lapangan, sementara membatasi arus yang mengalir sehingga kondisi peledak tidak diciptakan, bahkan jika kerusakan terjadi. Jumlah perangkat yang terhubung ke segmen PA dibatasi oleh fitur ini. PA memiliki tingkat transmisi data dari 31,25 kbit / s. Namun, PA menggunakan protokol yang sama dengan DP, dan dapat dihubungkan ke jaringan DP menggunakan perangkat coupler. DP lebih cepat bertindak sebagai jaringan tulang punggung untuk transmisi sinyal proses ke controller. Ini berarti bahwa DP dan PA dapat bekerja erat bersama-sama, terutama dalam aplikasi hibrida di mana proses dan otomatisasi pabrik jaringan beroperasi

berdampingan. Lebih dari 30 juta node Profibus dipasang pada akhir 2009. 5 juta di antaranya di industri proses.

BAB III KESIMPULAN 1. Jumlah kabel yang dibutuhkan adalah jauh lebih rendah di Fieldbus daripada di instalasi 420 mA. Hal ini karena banyak perangkat berbagi set sama kabel dalam mode multi-turun daripada membutuhkan seperangkat khusus kabel per perangkat seperti dalam kasus perangkat 4-20 mA. Selain itu, beberapa parameter dapat dikomunikasikan per perangkat dalam jaringan Fieldbus sedangkan hanya satu parameter dapat ditularkan pada koneksi 420 mA.

2. Meskipun teknologi fieldbus telah ada sejak 1988, dengan selesainya ISA S50.02 standar, pengembangan standar internasional waktu bertahun-tahun. Pada tahun 1999, IEC SC65C/WG6 standar komite bertemu untuk menyelesaikan perbedaan dalam draft IEC fieldbus standar. Hasil pertemuan ini adalah bentuk awal dari standar IEC 61158 dengan delapan set protokol yang berbeda yang disebut "Jenis" sebagai berikut: 

Type 1 Foundation Fieldbus H1



Type 2 ControlNet



Type 3 PROFIBUS



Type 4 P-Net



Type 5 FOUNDATION fieldbus HSE (High Speed Ethernet)



Type 6 SwiftNet (a protocol developed for Boeing, since withdrawn)



Type 7 WorldFIP



Type 8 Interbus