PENGEMBANGAN GRAPHICAL USER INTERFACE (GUI) UNTUK OPERATOR TRAINING SIMULATOR (OTS)
LAPORAN TUGAS AKHIR disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNIK ELEKTRO
oleh :
HANDRI HENDARTO NIM : 13202088 Kelompok Keilmuan Teknik Kendali
SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
LEMBAR PENGESAHAN PENGEMBANGAN GRAPHICAL USER INTERFACE (GUI) UNTUK OPERATOR TRAINING SIMULATOR (OTS) oleh: Handri Hendarto NIM : 13202088 Kelompok Keilmuan Teknik Kendali
LAPORAN TUGAS AKHIR Telah diterima dan disahkan sebagai kolokium untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro Pada
Program Studi Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Institut Teknologi Bandung
Menyetujui,
Bandung, _______________
Pembimbing,
Dr. Ir. Bambang Riyanto NIP : 131661124
ABSTRAKSI
Graphical User Interface (GUI) adalah suatu sistem interface pada komputer yang memberikan atau memfasilitasi tampilan pilihan pada layar, yang biasanya berbentuk ikon (simbol gambar) atau menu (daftar karakter alfanumerik) sebagai sarana yang dapat digunakan pengguna untuk memberikan perintah melalui divais input. Tujuan dari tugas akhir ini adalah mengembangkan suatu sistem GUI untuk Operator Training Simulator (OTS) di pabrik ammonia. Sistem GUI ini berfungsi sarana interaksi antara operator dengan komputer, dan dapat membantu operator meningkatkan kinerja dan produktivitasnya. Dengan demikian pelatihan operator oleh OTS diharapkan dapat memberikan manfaat yang optimal. GUI yang dikembangkan terdiri dari lima belas jendela yang menampilkan seksi Primary Reformer dari pabrik ammonia. Pengembangan sistem GUI dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak human-machine-interface (HMI) AspicMP. Beberapa fitur pada AspicMP membantu dalam pengembangan GUI: komunikasi data yang cepat melalui OPC Server; pembuatan objek visual untuk library AspicMP yang mudah; dan script ISL yang fleksibel.
Kata kunci :
GUI, OTS, HMI, Primary Reformer, pabrik ammonia, AspicMP
ABSTRACT
Graphical User Interface (GUI) is a computer interface system that displays, or facilitates the display of, on-screen options, usually in the form of icons (pictorial symbols) or menus (lists of alphanumeric characters) by means of which users may enter commands using appropriate input devices. The main goal of this final project is to develop a GUI system for Operator Training Simulator (OTS) at an ammonia plant. The GUI system acts as a mean of interaction between an operator and a computer, and helps the operator enhancing his performance and productivity. Hopefully, OTS’ training for operator will present its fullest benefits. The developed GUI consists of fifteen windows that display the Primary Reformer section of an ammonia plant. The development of the GUI system was done on HMI software AspicMP platform. Some features in AspicMP that help developing the GUI: fast data communication using OPC Server; easy visual object creation for AspicMP library; and flexible ISL script.
Keywords : GUI, OTS, HMI, Primary Reformer, ammonia plant, OPC, AspicMP
KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan berkat -Nya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Saya manyadari bahwa hasil tugas akhir ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu saya mengharapkan masukan berupa saran dan kritik dari pembaca dan semua pihak untuk dapat meningkatkan mutu hasil tulisan saya selanjutnya. Dalam kesempatan ini saya juga ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah mendukung pengerjaan tugas akhir ini, baik secara langsung maupun tidak langsung. Ayah, Ibu serta kedua Adik saya yang telah banyak memberikan dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir ini Dr. Ir. Bambang Riyanto selaku dosen pembimbing yang telah banyak membimbing saya selama mengerjakan tugas akhir Mas Heri, Aryo, Aviv, Didit, Mbak Tien, Mbak Helen, dan Suryani yang merupakan satu tim proyek Tugas Akhir Oscar, Sigit, Fandi, Erik, Fandy, Tiksen, Aldo, Andika, Tekfuk, Paulus, Thomas, Niki, Sofian, dan Raymond yang merupakan teman-teman satu kost dan sudah banyak membantu Staf pengajar Program Studi Teknik Elektro dan ITB yang telah membantu selama ini Teman-teman di Teknik Elektro Teman-teman di unit mahasiswa KMB Staf pengajar dan teman-teman SMU Xaverius 1 Palembang Serta kepada semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu
Akhir kata semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua yang membacanya. Sekian dan terima kasih.
Bandung, 14 Juni 2007
(penulis)
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................I ABSTRAKSI .............................................................................................................II ABSTRACT ...............................................................................................................III KATA PENGANTAR ...............................................................................................IV DAFTAR ISI..............................................................................................................V DAFTAR
GAMBAR
....................................................................................................................................VII I DAFTAR TABEL ......................................................................................................X
BAB I PENDAHULUAN I.1.
Latar Belakang Masalah ....................................................................1
I.2.
Tujuan ................................................................................................2
I.3.
Ruang Lingkup...................................................................................2
I.4.
Metode Penelitian ..............................................................................2
I.5.
Sistematika Pembahasan ....................................................................2
I.6
Pembagian Tugas pada Pengembangan Perangkat Lunak Operator Training Simulator .............................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1.
II.2.
Pembuatan Ammonia .........................................................................4 II.1.1
Unsur Pembentuk Ammonia ...............................................4
II.1.2
Unit-Unit Pada Proses Pembuatan Ammonia .....................4
Sistem Kontrol Proses ........................................................................8 II.2.1
Single Feedback Control.....................................................8
II.2.2
Hand Control/Feed Forward Control (Manual Loader) ....9
II.2.3
Cascade Control .................................................................9
II.2.4
Computed Variable Control / Process Variable Compensation .........................................10
II.2.5
Selector Control ..................................................................10
II.2.
II.2.6
Split Range Control.............................................................11
II.2.7
Ratio Control ......................................................................11
II.2.8
Bias Control ........................................................................12
Operator Training Simulator (OTS)..................................................12 II.2.1
II.3.
II.4.
User Interface ....................................................................................14 II.3.1
Pendahuluan Mengenai User Interface ...............................14
II.3.2
Interface Mode ....................................................................17
II.3.3
Gambar dan Grafik .............................................................18
Graphical User Interface (GUI) ........................................................18 II.4.1
II.5.
Komponen Penyusun OTS ..................................................12
Representasi GUI ................................................................20
Perangkat Lunak HMI untuk Landasan GUI .....................................22 II.5.1
Perbandingan Perangkat Lunak HMI di Pasaran ................22
BAB III GUI UNTUK OTS III.1.
Sistem Kontrol pada Variabel GUI ....................................................29 III.1.1
Single Feedback Control.....................................................29
III.1.2
Hand Control/Feed Forward Control (Manual Loader) ....29
III.1.3
Cascade Control .................................................................29
III.1.4
Selector Control ..................................................................30
III.1.5
Computed Variable Control / Process Variable Compensation .........................................31
III.1.6
Ratio Control ......................................................................32
III.1.7
Bias Control ........................................................................33
III.2.
Deskripsi Umum GUI untuk OTS .....................................................35
III.3.
Representasi GUI ...............................................................................37 III.3.1
Jendela Primary Reformer Overall .....................................38
III.3.2
Jendela Feed Control and WHS ..........................................42
III.3.3
Jendela Desulphurization ....................................................47
III.3.4
Jendela Natural Gas Receiving and Distribution ...............51
III.3.5
Jendela Interrupt .................................................................55
III.3.6
Jendela ESD ........................................................................57
III.4.
Fitur-Fitur yang Terdapat pada AspicMP ..........................................64
III.5.
Pertukaran Data antara GUI dan OPC ...............................................66
BAB IV HASIL PENGEMBANGAN GUI, PENGUJIAN DAN KINERJA IV.1. Hasil Pengembangan GUI..................................................................69 IV.2. Pengujian Kinerja Sistem ...................................................................69 IV.2.1
Metode dan Perangkat Pengujian........................................69
IV.2.2
Pengujian dan Kinerja GUI .................................................69
IV.2.3
Pengujian Tampilan Keluaran yang Diterima.....................70
IV.2.4
Pengujian Respon Operator ................................................71
IV.2.5
Pengujian Kepadatan Informasi ..........................................71
IV.2.6
Kemampuan GUI Menghadapi Operator ............................71
IV.2.7
Pertukaran Data antar Komponen .......................................72
IV.2.8
Pembebanan pada Memori Komputer ................................72
IV.3. Hasil Pengujian ..................................................................................72 IV.3.1
Hasil Pengujian Keluaran yang Diterima ...........................72
IV.3.2
Hasil Pengujian Respon Operator .......................................73
IV.3.3
Hasil Pengujian Kepadatan Informasi ................................73
IV.3.4
Hasil Pengujian Kemampuan GUI......................................74
IV.3.5
Hasil Pengujian Pertukaran Data dengan OPC ...................74
IV.3.6
Hasil Pengujian Pembebanan Memori ................................75
IV.3.7
Pengujian terhadap AspicMP ..............................................75
IV.4. Analisis Hasil Pengujian ....................................................................78 IV.5. Perbandingan Tampilan GUI yang Dikembangkan dengan Tampilan di Pabrik .............................................................................80
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1.
Kesimpulan ........................................................................................81
V.2
Saran ..................................................................................................82
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1
Penanggung jawab bagian-bagian pada diagram blok OTS ..............3
Gambar II.1
Diagram blok pembuatan Ammonia ..................................................8
Gambar II.2
Diagram blok single feedback control ...............................................9
Gambar II.3
Diagram blok feed forward control ...................................................9
Gambar II.4
Diagram blok cascade control ...........................................................9
Gambar II.5
Diagram blok process variable compensation...................................10
Gambar II.6
Diagram blok selector control ...........................................................10
Gambar II.7
Diagram blok split range control.......................................................11
Gambar II.8
Diagram blok ratio control ................................................................11
Gambar II.9
Diagram blok bias control .................................................................12
Gambar II.10 Blok diagram OTS .............................................................................13 Gambar II.11 Dua sisi user interface ........................................................................15 Gambar II.12 Komponen-Komponen Representasi GUI .........................................22 Gambar III.1 Diagram blok 1PIC2001 ....................................................................29 Gambar III.2 Diagram blok 1HC2001 .....................................................................29 Gambar III.3 Diagram blok 1PIC2002 dan 1PIC2011 ............................................30 Gambar III.4 Diagram blok 1FIC2014 dan 1PIC2006 ............................................31 Gambar III.5 Diagram blok 1FIC2001 ....................................................................32 Gambar III.6 Diagram blok 1FIC2004 ....................................................................32 Gambar III.7 Diagram blok 1PDIC2003 .................................................................33 Gambar III.8 Diagram blok pengembangan GUI ....................................................36 Gambar III.9 Bagian utama tampilan GUI ..............................................................37 Gambar III.10 Tampilan jendela Primary Reformer Overall ....................................38 Gambar III.11 Tampilan jendela Feed Control and WHS .........................................42 Gambar III.12 Tampilan jendela Desulphurization ...................................................47 Gambar III.13 Tampilan jendela Natural Gas Receiving and Distribution ..............51 Gambar III.14 Tampilan jendela Page Interrupt Primary Reformer.........................55 Gambar III.15 Tampilan jendela Page Interrupt Feed Control & WHS ...................55 Gambar III.16 Tampilan jendela Page Interrupt Desulphurization ..........................56
Gambar III.17 Tampilan jendela Page Interrupt NG RD ..........................................56 Gambar III.18 Tampilan jendela ESD 1IS201 bagian 1 ............................................57 Gambar III.19 Tampilan jendela ESD 1IS201 bagian 2 ............................................58 Gambar III.20 Tampilan jendela ESD 1IS202 1IS203 ..............................................58 Gambar III.21 Tampilan jendela ESD 1IS204 1I251 1I252 ......................................59 Gambar III.22 Tampilan jendela ESD 1IS401...........................................................59 Gambar III.23 Tampilan jendela ESD 1IS402 bagian 1 ............................................60 Gambar III.24 Tampilan jendela ESD 1IS402 bagian 2 ............................................60 Gambar III.25 Diagram Blok Sistem AspicMp .........................................................64 Gambar III.26 Ilustrasi Pertukaran Informasi antara Operator, GUI, dan OPC ........66 Gambar III.27 Contoh Data Poin pada GUI dan OPC ...............................................67 Gambar IV.1 Ilustrasi Pengujian GUI......................................................................70 Gambar IV.2 Tampilan data-data yang dikirim oleh OPC ......................................76 Gambar IV.3 Contoh objek visual yang dibuat sebagai library ..............................76 Gambar IV.4 Perbandingan GUI (atas) dengan tampilan pabrik (bawah) (1) .........80 Gambar IV.5 Perbandingan GUI (atas) dengan tampilan pabrik (bawah) (2) .........81 Gambar IV.6 Perbandingan GUI (atas) dengan tampilan pabrik (bawah) (3) .........82 Gambar IV.7 Perbandingan GUI (atas) dengan tampilan pabrik (bawah) (4) .........83 Gambar IV.8 Perbandingan GUI (atas) dengan tampilan pabrik (bawah) (5) .........84
DAFTAR TABEL
Tabel I.1
Pembagian tugas dalam pengembangan OTS ....................................3
Tabel II.1
Perbandingan antara GUI dan CUI ....................................................19
Tabel III.1
Sistem kontrol pada seksi Primary Reformer ....................................34
Tabel III.2
Objects, properties dan states di jendela Primary Reformer .............39
Tabel III.3
Objects, properties dan states di jendela Feed Control & WHS........43
Tabel III.4
Objects, properties dan states di jendela Desulphurization...............47
Tabel III.5
Objects, properties dan states di jendela Natural Gas Receiving and Distribution ................................................................52
Tabel III.6
Contoh nama variabel dan jenisnya ...................................................62
Tabel III.7
Data point untuk variabel 1FIC2009..................................................68
Tabel IV.1
Pengujian tampilan GUI ....................................................................72
Tabel IV.2
Pengujian respon operator..................................................................73
Tabel IV.3
Informasi yang diterima dari jendela yang tampil .............................73
Tabel IV.4
Contoh perubahan tampilan GUI .......................................................74
Tabel IV.5
Controh perubahan variabel terhadap waktu .....................................74
Tabel IV.6
Jumlah memori yang digunakan untuk GUI ......................................75
Tabel IV.7
Pembebanan pada memori komputer .................................................77
