XII Pengembangan DCS 1
Configuration Distributed Control System Human machine interface Operator Operation and monitoring function
Operator Control
Display operation funtion Human machine data base
Ohter system, Communication antara system yang lain
Engeneering interface Engineering
Operation and monitoring function
System configuration and maintenance
Interface to other system
Control Station
Control Data-base
Control Data base
Control funtion DDC
Control function DDC
Process 2
Process
Process interface
HMI of DCS Operator Station Collects data relating to the process operation
Displaying and manipulating the process data Control Station Contains control function Communication System Exchanges data between the operator station, control station and
other stations
DCS Interfaces 3
• • • •
Human – machine interface Engineering interface Interface to other systems Process interface
HMI DALAM SISTEM MONITORING DAN KONTROL
PLANT
4
•Wonderware – Intouch •WinCC •Vijeo Look •RSView •CiTect HMI •Lab View •CX Supervisor •Cimplicity
Siemens – Schneider – Rockwell – Omron Gfanuc -
HMI DALAM SISTEM MONITORING DAN KONTROL (2)
5
HMI (HUMAN MACHINE INTERFACE) Communication
Monitoring
DEVICE
Controlling
PLANT Definisi : Merupakan sistem yang menghubungkan antara manusia dan teknologi mesin. HMI dapat berupa pengendali dan visualisasi status baik dengan manual maupun melalui visualisasi komputer yang bersifat real time Tujuan : Untuk meningkatkan interaksi antara mesin dan operator melalui tampilan layar komputer dan memenuhi kebutuhan pengguna terhadap informasi sistem 6
HMI Terminology There is a distinct difference between User Interface
versus Operator Interface or Human Machine Interface (HMI). The term user interface is often used in the context of (personal) computer systems and electronic devices. HMI is typically local to one machine or piece of equipment, and is the interface method between the human and the equipment/machine.
7
HMI Terminology (Cont.)
8
Term
Definition
HMI
Human–Machine Interface: Computer hardware and software that allows operators to interface with the control system
CRT HMI
Cathode Ray Tube HMI: The term is specifically used where there is a transition from hand stations to the HMI
DCS HMI
Proprietary HMI from DCS vendors that is optimized for process control
GUI
Graphical User Interface: General computer term for software that allows graphical interaction with the computer
Open HMI
HMI built on PC hardware and Windows operating system for general use; not specific to any hardware or industry
Open HMI
Open HMI that incorporates information systems and controls
PLC HMI
Proprietary HMI from PLC vendors that is optimized for discrete control; often connected as a remote PLC rack
Overview: PLC, DCS, SCADA
(remote contol) SCADA DCS
(Local control) RTU-FCx PLC - HART - smart sensor 9
Who are the users? Operators (local and remote)
Engineers Designers
Supervisors Unit Managers ERP developers Administators
10
Trend configuration Graphic editor and operator interface Engineering interface (database engineering)
11
HMI Design and the overall design cycle
12
System/software architecture
13
Clearly the big picture
14
Redundancy (Cont.)
15
Design HMI
16
17
18
Hirarki HMI
20
Komponen HMI
21
Unit kontrol lokal (Local Control Unit, LCU) : Merupakan unit terkecil pada DCS yang mampu melaksanakan kontrol kalang tertutup. Contoh: PLC, mikroprosesor dll. Antarmuka manusia tingkat rendah (Low-Level Human Interface, LLHI): Peralatan yang digunakan untuk antarmuka antara operator atau orang instrumen dengan LCU secara langsung, misalnya mengubah set-point, mode kontrol, konfigurasi kontrol atau menala parameter kontrol. Data Input/Output Unit (DI/OU): Digunakan untuk antarmuka dengan proses dengan tujuan mengambil atau mengeluarkan data dan tidak melakukan aksi kontrol.
Komponen HMI Antarmuka manusia tingkat tinggi (High-Level Human Interface, HLHI):
Seperangkat peralatan yang mempunyai fungsi sama seperti LLHI tetapi dengan kemampuan lebih bagus dan pemakaian lebih nyaman untuk pengguna (user friendliness).
Operator System : collect data relating to the process operation, displaying and manipulating the process data Peralatan pemroses tingkat tinggi (High-Level Computing Device, HLCD):
Sekumpulan perangkat berbasis mikroprosesor yang melakukan fungsi pengendalian terhadap plant. Peralatan antarmuka komputer (Computer Interface Device, CID): Sekumpulan perangkat yang digunakan untuk interaksi antara komputer dengan komponen DCS lain. Fasilitas komunikasi bersama (Shared Communication Facilities): Digunakan sebagai alat komunikasi data bersama antara peralatan DCS. 22
Fitur-fitur kunci suatu SCADA software •Human Machine Interface •Tampilan yang memudahkan manusia (operator) untuk memahami atau mengendalikan mesin atau mengendalikan mesin (sistem, palnt). •Graphic Display •Tampilan grafis, bukan hanya angka, untuk mempermudah pengamatan operator. Animasi proses akan jauh lebih membantu. •Alarms •Alarm untuk memberi warning saat sistem dalam kondisi abnormal.umumnya alarm ini dimasukan ke dalam database untuk dicatat sebagai history. •Trend •Trend ialah grafik garis yang menggambarkan kondisi/status suatu device. Data sering lebih mudah dibaca dalam bentuk trend dai pada angka biasa. 23
•RTU/PLC Interface , bagian program yang menghubungkan PLC dengan SCADA sofware. Jika PLC yang dihubungkan berbeda maka program penghubungnya pada umumnya juga berbeda.
•Scalability/Expandability , program SCADA harus dapat diperluas tanpa menggangu program lama yang sudah ada. •Access to data , program memiliki akses pada data tertentu yang diinginkan. •Database , penyimpanan data ke dalam databese •Networking , program ini dapat berjalan dalam suatu aringan, baik pada LAN maupun internet. •Fault tolerance and redudancy , program memiliki toleransi tertentu terhadap kesalahan yang terjadi. SCADA system juga harus bersifat redudant, dimana saat MTU utama down akan diganti oleh MTU cadangan. •Client/Server distributed processing , p emrossan data bersifat distributed, dimana Server maupun Client memiliki bagian pemrosesan tersendiri. 24
HMI Model Lama
Maintenance console / emergency panel Sometimes, the group level has its own manmachine interface for local operation control (here: cement packaging)
• •
• •
•
Displays the current state of the process (visualization) Display the alarms and events (alarm log, logbook) Display the trends (historians) and analyse them Display handbooks, data sheets, inventory, expert system (documentation) Allows communication and data synchronization with other centres
27
Fungsi HMI •Memonitor keadaan yang ada di plant •Mengatur nilai pada parameter yang ada di plant •Mengambil tindakan yang sesuai dengan keadaan yang terjadi •Memunculkan tanda peringatan dengan menggunakan alarm jika terjadi sesuatu yang tidak normal •Menampilkan pola data kejadian yang ada di plant baik secara real time maupun historical (Trending history atau real time).
28
Fungsi HMI: Monitoring, Setting , Take action Alarm Event Trending 29
struktur HMI •Main Menu Main menu merupakan: Tampilan awal untuk memasuki display. Halaman security sehingga orang yang memasuki software harus memilki password. •Plant Overview Plant overview dapat berupa gambaran grafis dari keseluruhan sistem. Bagian ini umumnya juga memiliki link navigasi ke berbagai group lokal dari plant. •Area Graphics Area Graphics menampilkan detail dari keseluruhan proses beserta peralatannya dalam area tertentu. Selain itu area graphics juga dapat menampilkan data yang diberikan peralatan yang dimonitor atau dikontrol oleh PLC (status, data dan kondisi dari masing-masing peralatan bisa ditampilkan dalam popup windows).
30
•Control Display Control display berfungsi untuk: Melakukan pengendalian output di plant dari software tersebut Memberi ruang/field bagi inputan operator (grafis atau teks). Memberikan range tertentu (maksimum-minimum). Contoh informasi yang bisa ditampilkan disini: oStatus oMode (Auto/Manual) oJumlah running hours oJumlah siklus proses •Setpoint display Setpoint display berfungsi : Untuk melihat dan adjust semua setpoint dari sistem kontrol pada area tertentu. •Trend &Alarm Sumary Displays Trend Display memberikan tampilan grafis dari veriabel proses Alarm summary Display menampilkan daftar alarm yang diterima oleh SCADA, dimana alrm bisa diatur prioritasnya sesuai kebutuhan kita. 31
32
33
34
35
36
37
Pengertian Protokol Pengertian Umum Protokol: Tatacara/aturan berkomunikasi
antar komponen (modul DCS, PLC, PC, field devices, dll) yang terkoneksi dalam sebuah jaringan.
Ex. Protokol Modbus Protokol Modbus: Master-Slave Protokol Jaringan Kontrol terdiri dari sebuah Master dan maksimum 247 slave
Topologi kabel RS485 pada protokol Modbus
•
CP1W-CIF11 Option Board
Sumber : www.myomron.com Gambar 2.25Option Board CP1W-CIF11
41
41
Ex. Protokol Profibus Profibus: Process field bus :
-Profibus FMS:Field Massage Service -Profibus DP: Decentralized Peripheral -Profibus PA:Process Automation
Topologi Jaringan Profibus
Akses Bus: Kombinasi komunikasi Multi master dan Master Slave
Profibus DP/PA
Pengggunaan Komputer untuk memonitor dan mengontrol PLC
Jaringan Master – Slave Ethernet
Jaringan Komunikasi master slave adalah menggunakan host untuk mengatur semua jaringan komunikasi antara piranti jaringan..
Master Slave Serial 232
RS-485 double twisted pair (DTP)
Komunikasi 1-N Komunikasi 1-N merupakan terdiri dari sebuah PLC sebagai master dan beberapa PLC sebagai slave. Untuk PLC CP1L sendiri dalam sebuah master maksimal dapat bertukar data dengan 8 buah slave. Setiap slave harus memiliki pengalamatan yang berbeda satu sama lain, hal ini dikarenakan agar tidak terjadi pembacaan data yang berbeda dengan alamat yang sama yang mengakibatkan data tidak dapat dibaca. Alamat bisa dipandang sebagai identitas untuk komponen – komponen ladder diagram. Berbagai merk dan tipe PLC memiliki pengalamatan yang berbeda. PLC tersebut harus memiliki konfigurasi alamat penulis dan penerima data. Link Area pada PLC CP1L berada pada CIO 3000 sampai dengan CIO 3015 (16 Word). Dimana CIO 3000 – 3007 merupakan Write Area dan CIO 3008 – 3015 merupakan Read Area. Berikut aturan pengalamatan slave PLC omron CP1L.
Perancangan Master slave PLC
Setting PC Link Master Agar dapat menerima data dari RTU, harus dilakukan penyetingan sebagai berikut: Communication Mode: PC Link (Master) Baud Rate : 38400bps, 115200bps PLC Link Mode : All LinkWord : 10 word PC Link Unit : 2 (tergantung jumlah slave yang ada)
Setting PC Link Slave
Program Master
Monitor
Monitoring Analog
Control
Program Slave
Control RTUi Alamat Analog
Monitoring RTUi Control MTU
Program and Run Master slave a. Rangkai kabel RS 485 dengan mode 4 kawat pada option board dan sambungkan pada RTU1 dan MTU b. Tentukan Port pada PLC CP1L yang digunakan, pilih untuk MTU Port 1 dan RTU1 Port 2 (lihat Alamat Komunikasi Master Slave) c. Buat program Ladder untuk RTU1 dan tentukan I/O mana yang dimonitoring atau dikontrol oleh MTU (lihat Alamat Komunikasi Master Slave) d,. Buat Program Ladder untuk MTU dan tentukan I/O RTU mana yang dimonitoring atau dikontrol oleh MTU e. Set Serial Port1 MTU pada menu settings CX programmer , dan pilih PC link (Master) dan isikan jumlah NT/PC Link max (2) serta isikan Communication seting.
f. Set Serial Port1 RTU1 pada menu settings CX programmer , dan pilih PC link (Slave) dan isikan PC link unit No. (0) serta isikan Communication seting. g. Work on line Program dan Run operating Mode serta Amati pada program MTU dan RTU1
TERIMA KASIH Sarjono Wahyu Jadmiko M.Eng
57
