TUGAS AKHIR PEMANFAATAN PROTOCOL MODBUS PADA KWH METER ELEKTRONIK TIPE ION 8600 UNTUK MEMONITOR BESARAN ENERGI LISTRIK TRAFO DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI CITECT SCADA Diajukan guna melengkapi sebagian syarat Dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun Oleh : Nama
: Rizally Priatmadja
NIM
: 41411120011
Jurusan
: Teknik Elektro
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2014
ii
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur yang tak terhingga penulis panjatkan kehadiran Allah SWT Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang, atas berkah serta izin-Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek ini dengan baik dan tak lupa shalawat dan salam kepada senantiasa tercurahkan kepada nabi besar Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat hingga akhir zaman. Tugas Akhir ini berjudul “PEMANFAATAN PROTOCOL MODBUS PADA
KWH
MEMONITOR
METER
ELEKTRONIK
BESARAN
ENERGI
TIPE
LISTRIK
ION
8600
TRAFO
UNTUK DENGAN
MENGGUNAKAN APLIKASI CITECT SCADA” yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Srata Satu (S1) Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan syukur dan ucapan terima kasih sebesar-besarnya kepada :
1. Allah SWT, karena dengan rahmat dan anugrahnya penulis mampu menyelesaikan tugas skripsi dengan lancar. 2. Nabi Muhammad SAW, Sebagai inspirator dan panutan hidup. 3. Bapak Ir. Andi Ardiansyah, M.Eng, selaku Pembimbing dan Wakil Dekan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana 4. Bapak Ir. Yudhi Gunardhi, M.T, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Mercu Buana
iv
5. Seluruh Dosen, Teknisi dan Staff pada Program Studi Teknik Elektro Universitas Mercu Buana 6. Orang tua, Istri, Keluarga dan Teman-teman yang selalu memberi dorongan moril dan semangat
Akhir kata, tak ada gading yang tak retak, begitu juga dengan Tugas Akhir ini penulis sadari masih jauh dari sempurna, mengingat keterbatasan waktu, kesempatan serta pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan oleh penulis demi kebaikan dan kesempurnaan penyusunan laporan ini dimasa yang akan datang
Jakarta, Juli 2014
Penulis
v
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i HALAMAN PERNYATAAN........................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iii ABSTRAK ......................................................................................................... iv KATA PENGANTAR ...................................................................................... v DAFTAR ISI .... ................................................................................................ vii DAFTAR TABEL ............................................................................................. x DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang ......................................................................................... 1 1.2 Perumusan masalah ................................................................................. 2 1.3 Batasan masalah ..................................................................................... 2 1.4 Tujuan penelitian..................................................................................... 3 1.5 Metodologi penelitian ............................................................................. 3 1.6 Sistematika penulisan .............................................................................. 3
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Teori Umum ............................................................................................ 6 2.1.1 Konsep Dasar Sistem .................................................................... 6 2.1.1.1 Pengertian Sistem ............................................................ 6 2.1.1.2 Karakteristik Sistem ........................................................ 7 2.1.1.3 Klasifikasi Sistem ............................................................ 9 2.1.1.4 Daur Hidup Sistem .......................................................... 11 2.1.2 Konsep Data .................................................................................. 13
2.2 Teori Khusus .......................................................................................... 14 2.2.1 Sistem Monitoring Beban Real Time Gardu Induk ..................... 14
vi
2.2.2 Gardu Induk ................................................................................. 15 2.2.3 Peralatan Gardu Induk ................................................................. 19 2.2.4 Besaran Besaran Listrik ............................................................... 38 2.2.5 IED ( Inteligence Electronic Device ) .......................................... 40 2.2.5.1 Kwh Meter Schneider ION 8600......................................41
2.2.6 Protokol Modbus............................................................................44 2.2.7 Jaringan Komputer.........................................................................45 2.2.8 Jenis Jenis Jaringan.........................................................................47 2.2.8.1 LAN ( Local Area Network )............................................47 2.2.8.2 MAN ( Metropolitan Area Network )...............................47 2.2.8.3 WAN ( Wide Area Network )...........................................48 2.2.9 Intranet.........................................................................................49 2.2.10 SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition )..............49 2.2.10.1 Master Station SCADA..................................................51 2.2.10.2. Remote Station SCADA................................................54
BAB III Perancangan dan Pembangunan Sistem 3.1 Prinsip Kerja Sistem............................................................................... .61 3.1.1 Sistem Client ................................................................................ .61 3.1.2 Sistem Server ............................................................................... .63 3.2 Perancangan Sistem ............................................................................... .64 3.3 Alat dan Bahan ....................................................................................... .66 3.3.1Perangkat Keras ............................................................................ .66 3.3.1.1 Personal Computer (PC)....................................................66 3.3.1.2 Kabel UTP/STP (RJ45).....................................................68 3.3.1.3. Media Komunikasi............................................................68 3.4 Pemasangan Perangkat dan Instalasi Sistem............................................69 3.4.1 Pemasangan Perangkat Keras.........................................................69 3.4.1.1 Pemasangan kWh Meter.....................................................69 3.4.1.2 Pemasangan Kabel RJ45....................................................70 3.4.1.3 Pemasangan Hubswitch......................................................70
vii
3.4.2 Pemasangan Perangkat Lunak........................................................70 3.4.2.1 Instalasi Software Citect Scada v 6.0.................................70 3.4.2.2 Instalasi Software ION Setup.............................................74
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM 4.1 Persiapan Pengujian ............................................................................... 83 4.2 Peralatan Pengujian ................................................................................ 83 4.3 Tujuan Pengujian......................................................................................84 4.4 Pengujian Aplikasi....................................................................................85 4.4.1 Pengujian Form Login...................................................................86 4.4.2 Pengujian Form Layout.................................................................88 4.4.3. Pengujian Form Metering.............................................................89 4.5 Pengujian Konektifitas Server-Client........................................................91 4.5.1. Pengujian Konektifitas Server-Client Dengan Media Fiber Optik........................................................................................................92 4.5.2. Pengujian Konektifitas Server-Client Dengan Media Radio Frekuensi.................................................................................................94 4.6. Pengujian Measurement Device...............................................................96
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 97 5.2 Saran...... ................................................................................................ 98
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
viii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Spesifikasi masing-masing tipe kWh ION 8600
43
Tabel 2.2 Daftar display pada meter digital
55
Tabel 4.1 Hasil pengujian pengukuran besaran energi listrik.
96
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Daur hidup sistem
13
Gambar 2.2 Switcyard Gardu Induk Konvensional
16
Gambar 2.3 Gedung Kontrol Gardu Induk Konvensional
17
Gambar 2.4 Switcyard GIS
17
Gambar 2.5 Gedung Kontrol GIS
18
Gambar 2.6 Gardu Induk Mobil
19
Gambar 2.7 Arrester
21
Gambar 2.8 Tranformator Tegangan
22
Gambar 2.9 Tranformator Tegangan Magnetik
24
Gambar 2.10 Tranformator Tegangan Kapasitif
27
Gambar 2.11 Kurva Saturasi CT
28
Gambar 2.12 Perbedaan Penampang CT
29
Gambar 2.13 CT sisi Primer Batang / Bar Primary
29
Gambar 2.14 CT Tipe Lilitan Sekunder
30
Gambar 2.15 Tranformator Arus 3 fasa
30
Gambar 2.16 Pemisah
31
Gambar 2.17 PMT Bulk Oil
32
Gambar 2.18 PMT Low Oil Content
33
Gambar 2.19 Air Blast Circuit Breaker
33
Gambar 2.20 Vacum Circuit Breaker
34
Gambar 2.21 PMT dengan Media SF-6
34
Gambar 2.22 PMT dengan Penggerak Per
35
Gambar 2.23 PMT dengan Penggerak Hidrolik
35
Gambar 2.24 Pemutus dengan Penggerak Pneumatik
36
Gambar 2.25 Transformator IBT 150/20 Kv
37
Gambar 2.26 Transformator IBT 150/70 kV
37
Gambar 2.27. kWh Meter Schneider ION 8600
44
Gambar 2.28 Gambar Komunikasi Modbus
45
x
Gambar 2.27 Local Area Network
47
Gambar 2.28 Metropolitan Area Network
48
Gambar 2.29 Wide Area Network
48
Gambar 2.30. Blok Diagram Sistem SCADA
51
Gambar 2.31. Konfigurasi Master Station
52
Gambar 2.32 Konfigurasi Remote Terminal Unit
58
Gambar 2.33 Konfigurasi Remote Station
59
Gambar 2.34 Konfigurasi remote station di unit pembangkit
60
Gambar 3.1 Blok diagram sistem monitoring.
62
Gambar 3.2. Sistem client
63
Gambar 3.3. Sistem Server
63
Gambar 3.4 Tampilan halaman muka
64
Gambar 3.5 Tampilan halaman login
64
Gambar 3.6 Tampilan halaman Layout
65
Gambar 3.7 Tampilan halaman metering
66
Gambar 3.8. Langkah instalasi citect 1
71
Gambar 3.9 Langkah instalasi citect 2
71
Gambar 3.10 Langkah instalasi citect 3
72
Gambar 3.11 Langkah instalasi citect 4
73
Gambar 3.12 Langkah instalasi citect 5
73
Gambar 3.13 Langkah instalasi citect 6
74
Gambar 3.14 Langkah instalasi ION Setup 1
75
Gambar 3.15 Langkah instalasi ION Setup 2
75
Gambar 3.16 Langkah instalasi ION Setup 3
76
Gambar 3.17 Langkah instalasi ION Setup 4
77
Gambar 3.17 Langkah instalasi ION Setup 5
78
Gambar 3.18 Langkah instalasi ION Setup 6
78
Gambar 3.19 Form login aplikasi ION setup
79
Gambar 3.20 Form tipe koneksi
80
Gambar 3.21 Tampilan aplikasi ION setup setelah login
80
Gambar 3.22 Tampilan menu 3rd Party Protocol
81
Gambar 3.23 Tampilan form password kWh Meter
81
xi
Gambar 3.24 Tampilan Address protocol modbus pada kWh meter.
82
Gambar 4.1. Layout Aplikasi Citect Scada
85
Gambar 4.2. Layout Aplikasi Sistem Metering Gardu Induk
86
Gambar 4.3. Form Login Aplikasi Sistem Monitoring Gardu Induk
87
Gambar 4.4. Pengisian Form Login Aplikasi Sistem Monitoring Gardu Induk
87
Gambar 4.5. Perbedaan Menu Sebelum dan Sesudah Login
87
Gambar 4.6. Posisi Menu Layout pada Menu Utama
88
Gambar 4.7. Layout Jaringan Komunikasi Sistem
89
Gambar 4.8. Posisi Menu Layout pada Menu Utama
90
Gambar 4.9. Tampilan menu Metering Gardu Induk
91
Gambar 4.10. Blok Diagram Komunikasi Intranet dengan Media Fiber Optic
92
Gambar 4.10. Taskbar RUN
92
Gambar 4.11. Ping IP kWh Meter yang terkoneksi dengan media Fiber Optic
93
Gambar 4.12. Reply ping IP dari client atau device kWh Meter
93
Gambar 4.13. Blok Diagram Komunikasi Intranet dengan Media Radio Frekuensi 94 Gambar 4.14. Taskbar RUN
94
Gambar 4.15. Ping IP kWh Meter yang terkoneksi dengan media Radio Frekuensi.95 Gambar 4.16. Reply ping IP dari client atau device kWh Meter
xii
95
