SCADA

SCADA adalah Supervisory Control And Data Acquisition

Ada dua elemen dalam Aplikasi SCADA, yaitu:

1. Proses, sistem atau mesin yang akan dipantau dan dikontrol - bisa berupa power plant, sistem pengairan, jaringan komputer, sistem lampu trafik lalu-lintas atau apa saja;
2. Sebuah jaringan peralatan ‘cerdas’ dengan antarmuka ke sistem melalui sensor dan luaran kontrol. Dengan jaringan ini, yang merupakan sistem SCADA, memungkinkan Anda melakukan pemantauan dan pengontrolan komponen-komponen sistem tersebut.

SCADA digunakan di seluruh dunia misalnya yaitu pada :

• Penghasil, transmisi dan distribusi listrik: SCADA digunakan untuk mendeteksi besarnya arus dan tegangan, pemantauan operasional circuit breaker dan untuk mematikan/menghidupkan the power grid;
• Penampungan dan distribusi air: SCADA digunakan untuk pemantauan dan pengaturan laju aliran air, tinggi reservoir, tekanan dalam pipa dan berbagai macam faktor lainnya;
• Bangunan, fasilitas dan lingkungan: Manajer fasilitas menggunakan SCADA untuk mengontrol HVAC, unit-unit pendingin, penerangan dan sistem keamanan.
• Produksi: Sistem SCADA mengatur inventori komponen-komponen, mengatur otomasi alat atau robot, memantau proses dan kontrol kualitas.
• Transportasi KA listrik: menggunakan SCADA bisa dilakukan pemantauan dan pengontrolan distribusi listrik, otomasi sinyal trafik KA, melacak dan menemukan lokasi KA, mengontrol palang KA dan lain sebagainya.
• Lampu lalu-lintas: SCADA memantau lampu lalu-lintas, mengontrol laju trafik dan mendeteksi sinyal-sinyal yang salah

Beberapa hal yang dapat dilakukan dengan Sistem SCADA:

• Mengakses pengukuran kuantitatif dari proses-proses yang penting, secara langsung saat itu maupun sepanjang waktu.
• Mendeteksi dan memperbaiki kesalahan secara cepat dan tepat.
• Mengukur dan memantau trend sepanjang waktu.
• Menemukan dan menghilangkan kemacetan (bottleneck) dan pemborosan (inefisiensi).
• Mengontrol proses-proses yang lebih besar dan kompleks dengan staf-staf terlatih yang lebih sedikit.

Makalah SCADA

Video Scada Training

Sumber

Pneumatik

Pneumatik merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang bergerak, keadaan-keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat keseimbangan. Perkataan pneumatik berasal bahasa Yunani “ pneuma “ yang berarti “napas” atau “udara”. Jadi pneumatik berarti terisi udara atau digerakkan oleh udara mampat. Pneumatik merupakan cabang teori aliran atau mekanika fluida dan tidak hanya meliputi penelitian aliran-aliran udara melalui suatu sistem saluran, yang terdiri atas pipa-pipa, selang-selang, gawai dan sebagainya, tetapi juga aksi dan penggunaan udara mampat.

Komponen pneumatik

Komponen pneumatik beroperasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar, tetapi dalam praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6 bar untuk penggunaan yang ekonomis. Beberapa bidang aplikasi di industri yang menggunakan media pneumatik dalam hal penangan material adalah sebagai berikut :
a. Pencekaman benda kerja
b. Penggeseran benda kerja
c. Pengaturan posisi benda kerja
d. Pengaturan arah benda kerja

Penerapan pneumatik secara umum :
a. Pengemasan (packaging)
b. Pemakanan (feeding)
c. Pengukuran (metering)
d. Pengaturan buka dan tutup (door or chute control)
e. Pemindahan material (transfer of materials)
f. Pemutaran dan pembalikan benda kerja (turning and inverting of parts)
g. Pemilahan bahan (sorting of parts)
h. Penyusunan benda kerja (stacking of components)
i. Pencetakan benda kerja (stamping and embosing of components)

Keuntungan Pemakaian Pneumatik

1. Merupakan media/fluida kerja yang mudah didapat dan mudah diangkut : Udara dimana saja tersedia dalam jumlah yang tak terhingga, saluran-saluran balik tidak diperlukan, pembuangan udara bertekanan dapat dipusatkan.
2. Dapat disimpan dengan mudah
3. Bersih dan kering
4. Tidak peka terhadap suhu
5. Aman terhadap kebakaran dan ledakan
6. Tidak diperlukan pendinginan fluida kerja : Pembawa energi (udara bertekanan) tidak perlu diganti sehingga untuk ini tidak dibutuhkan biaya. Minyak setidak-tidaknya harus diganti setelah 100 sampai 125 jam kerja.
7. Rasional (menguntungkan) : Pneumatik adalah 40 sampai 50 kali lebih murah daripada tenaga otot. Hal ini sangat penting pada mekanisasi dan otomatisasi produksi.
8. Kesederhanaan (mudah pemeliharaan)
9. Sifat dapat bergerak : Selang-selang elastik memberi kebebasan pindah yang besar sekali dari komponen pneumatik ini.
10. Aman
11. Dapat dibebani lebih ( tahan pembebanan lebih )
12. Biaya pemasangan murah
13. Pengawasan (kontrol) : dapat dilaksanakan dengan pengukur-pengukur tekanan (manometer).
14. Fluida kerja cepat : Udara bertekanan dapat mencapai kecepatan alir sampai 1000 m/min (dibandingkan dengan energi hidrolik sampai 180 m/min ).
15. Ringan
16. Kemungkinan penggunaan lagi (ulang)
17. Konstruksi kokoh

Diagram Rangkaian Pneumatik

Kerugian / keterbatasan Pneumatik

1. Ketermampatan (udara) : tidak mungkin untuk mewujudkan kecepatan-kecepatan piston dan pengisian yang perlahan-lahan dan tetap, tergantung dari bebannya. Pemecahan : kesulitan ini seringkali diberikan dengan mengikutsertakan elemen hidrolik dalam hubungan bersangkutan, tertama pada pengerjaan-pengerjaan cermat ( bor, bubut atau frais ) hal ini merupakan suatu alat bantu yang seringkali digunakan.
2. Gangguan Suara (Bising). Pemecahan : dengan memberi peredam suara (silencer)
3. Kegerbakan (volatile). Pemecahan : dapat dilakukan dengan menggunakan perapat-perapat berkualitas tinggi.
4. Kelembaban udara. Pemecahan : penggunaan filter-filter untuk pemisahan air embun (dan juga untuk penyaring kotoran-kotoran).
5. Bahaya pembekuan. Pemecahan : Batasi pemuaian udara bertekanan dalam perkakas-perkakas pneumatik, biarkan udara memuai sepenuhnya pada saat diadakan peniupan ke luar.
6. Kehilangan energi dalam bentuk kalor.
7. Pelumasan udara bertekanan:  bahan pelumas harus dikabutkan dalam udara bertekanan.
8. Gaya tekan terbatas:  Untuk gaya yang besar, pada tekanan jaringan normal dibutuhkan diameter piston yang besar.
9. Ketidakteraturan
10. Tidak ada sinkronisasi : Menjalankan dua silinder atau lebih paralel sangat sulit dilakukan.
11. Biaya energi tinggi

Pemecahan Kerugian Pneumatik
Pada umumnya, hal-hal yang merugikan dapat dikurangi atau dikompensasi dengan :
a. Peragaman yang cocok dari komponen-komponen maupun alat pneumatik.
b. Pemilihan sebaik mungkin sistem pneumatik yang dibutuhkan.
c. Kombinasi yang sesuai dengan tujuannya dari berbagai sistem penggerakan dan pengendalian 

 Untuk mengetahui langkah pembuatan rangkaian pneumatik di Fluidsim, klik disini.

Sumber

LADSIM (Ladder Logic Simulator)

Ladsim adalah sebuah software atau perangkat lunak yng digunakan untuk mensimulasikan bahasa pemograman Ladder diagram pada PLC (Programmable Logic Controller).

Interface utama aplikasi LADSIM

Tabel simbol

Contact : inputan yang mengandung sumber yang dibutuhkan oleh keluaran atau inputan

Coil : output yang menerima sumber dari input atau contact

Box : lembar kerja untuk membuat program ladder

Branch : percabangan yang berada pada output atau input

 

Debugging Simulator

Tampilan debugging simulator

Fungsi bagian-bagian :

1. Inputs : untuk mengaktifkan tombol-tombol yang berperan sebagai input, bisa berupa sensor
2. Outputs : keluaran dari input, yaitu reaksi ketika control input diaktifkan
3. Timers : program untuk menghitung waktu secara mundur ataupun maju untuk mengubah posisi output ataupun input

a.      T1,T2,...: alamat diagram ladder

b.     Pre: waktu yang telah ditetapkan dalam control ladder

c.     Acc: menunjukkan detik berjalan yang sedang disimulasikan sampai waktu yang ditetapkan pada preset

d.      DN: bila ada tanda “X”, berarti waktu sudah selesai dijalankan

     4. Counters : penghitung jumlah pengulangan

a.       C1,C2,... : alamat counter pada diagram ladder

b.      Pre: pengulangan yang telah ditetapkan dalam counter ladder

c.  Acc: menunjukkan pengulangan yang sedang berjalan pada simulasi sampai jumlah yang ditentukan pada preset

d.      UP: menghitung jumlah pengulangan dari kecil ke besar

e.      DN: menghitung jumlah pengulangan dari besar ke kecil

           5.       Flags : memberi tanda pada cotroller

Contoh Kasus

Kasus pertama : menghidupkan dan mematikan lampu dengan dua tombol, tombol 1 untuk START dan tombol 2 untuk STOP

Jawab : terdapat 2 inputan yaitu tombol 1 dan tombol 2 sedangkan outputnya adalah lampu

Tombol 1 : IP0 (Normally Open)

Tombol 2 : IP1 (Normally Close)

Lampu     : OP0 (Normally Open)

• Kontak Normally Open (NO) : saat koil dalam posisi tidak dialiri arus listrik, maka kontak dalam posisi terbuka (open, OFF) dan saat koil diberikan arus listrik maka kontak dalam kondisi menutup (ON)
• Kontak Normally Close (NC) : merupakan kebalikan dari kontak NO

Jika IP0 (Tombol 1) ditekan maka OP0 (Lampu) akan menyala

Jika IP1 (Tombol 2) ditekan maka OP0 (Lampu) akan mati

Ladder logic

Kasus kedua : sebuah lampu berkedip selama selang waktu 3 detik, 2 detik lampu hidup dan 1 detik lampu padam dan demikian seterusnya. Tombol 1 adalah tombol START dan tombol 2 adalah tombol STOP.

Jawab: terdapat 2 inputan, yaitu tombol 1 dan tombol 2. Outputnya yaitu sebuah lampu.

Tombol 1 : IP0 (Normally Open)

Tombol 2 : IP1 (Normally Close)

Lampu     : OP0 (Normally Open)

• Time preset : waktu yang telah diterapkan dalam suatu program simulasi
• Time aktual : visualisasi perhitungan waktu yang sedang disimulasikan sampai menunjukkan waktu yang telah ditetapkan dalam time preset

Jika IP0 (Tombol 1) ditekan maka OP0 (Lampu) akan menyala selama 1 detik dan mati selama 1 detik

Kasus ketiga : terdapat tiga lampu, apabila salah satu lampu dihidupkan maka lampu yang lain tidak dapat dihidupkan (lampu lomba)

Jawab:

Sumber : modul lab fisika dasar IT Telkom

PLC

PLC (Programable Logic Controller)  merupakan sistem kontrol yang berdasarkan CPU yang menggunakan perangkat keras dan memori untuk mengendalikan proses. Kontrol jenis ini didesain untuk menggantika hardware relay dan timer logic. PLC menyediakan kemudahan pengendalian berdasarkan pemrograman dan pelaksanaan instruksi logic yang sederhana. PLC mempunyai fungsi intenal seperti timer, counter dan shift register sehingga kontrol yang rumit dapat diwujudkan dengan sesederhana mungkin. Pemasaran PLC dengan harga rendah didominasi oleh perusahaan – perusahaan dari Jepang seperti Mitsubishi, Omron, Toshiba.

Keuntungan dari penggunaan PLC:

1. Kemampuan bekerja pada lingkungan yang keras, dapat beroperasi normal dalam beberapa kondisi suhu, kelembaban, fluktuasi tegangan  dan noise.
2. Kehandalan yang tinggi dibandingkan sistem kovensional
3. Sesuai untuk kontrol mesin pada sistem otomatisasi pabrik
4. Standarisasi pada kontrol hardware
5. Pembiayaan rendah, dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama dan aplikasi yang luas. 
6. Perawatan yang mudah, indikator input dan output memungkinkan trouble shooting sistem lebih cepat dan mudah. Konfigurasi output bertipe relay Plug-in.
7. Waktu penerapan yang lebih singkat
8. Perubahan yang mudah tanpa biaya tambahan
9.  Biaya proyek dapat dikalkulasi secara akurat
10. Ukuran yang lebih kecil dan konsumsi daya yang lebih rendah.
11. Waktu pelatihan yang lebih singkat
12. Fleksibilitas dicapai dari software
13. Dapat diterapkan tidak hanya pada kontrol sekuensial dan pengolahan paralel tetapi untuk segala bidang kebutuhan kontrol dari mesin tunggal sampai sistem otomatisasi pabrik.

Komponen Penyusun PLC :

1. Unit CPU (Central Processing Unit)

Merupakan bagian yang berfungsi sebagai otak bagi sistem. CPU berisi mikroprosesor yang menginterpretasikan sinyal-sinyal input dan melaksanakan tindakan-tindakan pengontrolan sesuai dengan program yang telah tersimpan, lalu mengkomunikasikan keputusan-keputusan yang diambilnya sebagai sinyal kontrol ke output interface. 

2. Unit Memori

Unit memori ini sendiri dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu:

• Volatile Memory, adalah suatu memori yang apabila sumber tegangannya dilepas maka data yang tersimpan akan hilang. Karena itu memori jenis ini bukanlah media penyimpanan permanen. Ada beberapa jenis memori volatil yaitu RAM (Random Access Memory), SRAM (Static RAM)dan DRAM (Dynamics RAM).
• Non-Volatile Memory, suatu memori yang meski sumber tegangan dilepas data yang tersimpan tidak akan hilang. Salah satu jenis memori ini adalah ROM (Read Only Memory). Memori jenis ini hanya dapat dibaca saja dan tidak dapat di tambah ataupun dirubah. Isi dari ROM berasal dari pabrik pembuatnya yang berupa sistem operasi dan terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem PLC. Untuk mengubah isi dari ROM maka diperlukan memori jenis : EPROM (Erasable Programmable ROM) yang dapat dihapus dengan mengekspos chip pada cahaya ultra violet pekat.

3. Unit Power Supply

Unit power supply atau unit catu daya diperlukan untuk mengkonversi tegangan masukan AC (220Volt ~ 50Hz) atau DC (24Volt) sumber menjadi tegangan rendah DC 5 Volt yang dibutuhkan oleh prosesor dan rangkaian-rangkaian dala input/outpur interface. Kegagalan dalam pemenuhan tegangan oleh power suply dapat menyebabkan kegagalan operasi PLC. Untuk itu  diperlukan adanya baterai cadangan dengan tujuan agar pada saat voltage=dropping, data yang ada pada memori tidak hilang.

4. Unit Programmer

Komponen programmer merupakan alat yang digunakan untuk berkomunikasi dengan PLC. Programmer mempunyai beberapa fungsi yaitu :

• RUN, untuk mengendalikan suatu proses saat program dalam keadaan aktif.
• OFF, untuk mematikan PLC sehingga program dibuat tidak dapat dijalankan. 
• MONITOR, untuk mengetahui keadaan suatu proses yang terjadi dalam PLC
• PROGRAM, menyatakan suatu keadaan dimana programmer/ monitor digunakan untuk membuat suatu program.

5. Unit Input/Output

Unit Input/output menyediakan antarmuka yang menghubungkan sistem dengan dunia luar, memungkinkan dibuatnya sambungan-sambungan/koneksi antara perangkat-perangkat input, semisal sensor, dengan perangkat output, semisal motor dan selenoida, melalui kanal-kanal input/output. Demikian pula, melalui unit input/output, program-program dimasukkan dari panel program. Setiap titik input/output memiliki sebuah alamat unik yang dapat digunakan oleh CPU.

Fungsi dan kegunaan dari PLC dapat dikatakan hampir tidak terbatas. Tapi dalam prakteknya dapat dibagi secara umum dan khusus. Secara umum fungsi dari PLC adalah sebagai berikut :

1. Kontrol Sekensial : PLC memproses input sinyal biner menjadi output yang digunakan untuk keperluan pemrosesan teknik secara berurutan (sekuensial), disini PLC 270 menjaga agar semua step/langkah dalam proses sekuensial berlangsung dalam urutan yang tepat.
2. Monitoring Plan : PLC secara terus menerus memonitor 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 ke operator. 

Adapun aplikasi dari PLC adalah :

•  Konveyor.
• Produk Counting.
• Produk Handling.
• Mesin Bottle Blowing.
• Steamer/ Oven Temperatur Control.
• Material Mixing.
• Elevator.
• Lift/Escalator.
• Mesin Lathe.
• Lighting Control.
• Traffic Light.

Fungsi khusus itu antara lain :

1. Mudah diprogram dan dapat diprogram ulang pada peralatan
2. Menggunakan bahasa pemrograman yang mudah dipahami
3. Level sinyal dan hubungan input output standar
4. Tahan terhadap getaran dan noise

  
Video training PLC

Sumber : ekowahyono fahmizaleeits ndoware

7 Wastes

      1.       Over production

Produksi berlebihan mempunyai banyak kerugian yaitu rugi material, biaya produksi , biaya tenaga kerja, inventory. Solusi agar tidak terjadi kelebihan produksi yaitu dengan membuat satu jenis barang dengan jumlah yang lebih banyak dari kebutuhan saat ini dengan membuat waktu set-up mesin secepat mungkin dan membuat jadwal produksi campur merata.

      2.       Unnecessary inventory

Persediaan membuat perusahaan harus menginvestasikan lebih banyak modal. Persediaan dapat membuat load time menjadi lebih panjang, barang menjadi kadaluarsa, barang rusak, peningkatan biaya transportasi, dan ketidakseimbangan produksi. Persediaan juga membutuhkan  lebih banyak ruang untuk penyimpanan, menyediakan waktu kerja tambahan untuk penataan dan juga penanganan barang.

Solusi yang memungkinkan untuk diterapkan yaitu :

a.    Diusahakan tidak memasukkan bahan baku atau material dalam jumlah yang besar ke dalam pabrik dengan cara pengiriman dicicil. Tidak memproduksi barang yang tidak diinginkan oleh proses berikutnya.

b.  Membuat produk dalam lot-lot yang kecil sehingga jika suatu saat terdapat perubahan plan yang mendadak tidak menimbulkan loss yang besar. 

      3.       Waiting time

Hal ini dapat terjadi karena produksi kurang lancar di stasiun kerja sebelumnya membutuhkan waktu yang lebih lama untuk memproses barang. Buffer stock dalam jumlah cukup banyak antara dua stasiun untuk menjamin setiap operator tidak menunggu namun hal ini dapat menyebabkan masalah. Hal yang dapat dilakukan yaitu dengan memperkuat preventive maintenance apabila masalahnya mesin atau line balancing apabila masalahnya waktu kerja yang tidak sinkron antara stasiun kerja. Penanganannya juga dapat dilakukan dengan menghubungkan antar proses agar pasokan secara langsung dipakai ke dalam proses berikutnya.

      4.       Unnecessary motion

Gerakan yang tidak bernilai tambah yaitu meraih, mencari, menumpuk, berjalan. Mengangkat dan memindahkan mesin dimana pergerakannya bisa dikurangi dengan membuat komponen-komponen atau peralatan yang lebih dekat ke tempat penggunaannya atau bahkan bisa menghilangkan pergerakan dengan menggunakan sistem seluncur atau menggunakan ban berjalan. Berjalan yang merupakan pemborosan gerakan dapat diminimalisir dengan mendekatkan mesin.

      5.       Transportation

Pilihan paling umum untuk meminimalkan kegiatan transportasi adalah membuat layout yang  padat dengan menggunakan ruang yang juga  seminimal mungkin. Bila alur proses sering berubah, tempatkan mesin-mesin dalam format U daripada format memanjang atau dengan mengatur layout mesin anda menjadi product based. Menempatkan tool-tool yang diperlukan mesin sedekat mungkin juga dapat meminimalisir transportasi.

      6.       Defect

Dengan adanya barang reject akan mengakibatkan kerugian material, waktu kerja, overhead cost. Apabila dilakukan rework, tetap akan mendapatkan kerugian waktu kerja dan overhead cost. Agar tidak menghasilkan barang reject yang dapat dilakukan yaitu dengan melakukan kontrol produksi dengan baik, mempunyai operator yang mempunyai komitmen untuk membuat barang bagus, menciptakan suasana kerja sedemikian sehingga operator merasa bahwa mutu adalah hal yang sangat penting. Pada pabrik besar yang dengan mesin-mesin otomatis yang bisa menghasilkan produk dalam waktu singkat harus ada sistem yang otomatis juga dalam mengidentifikasi cacat atau kegagalan produk. Pencegahan yang paling efektif terhadap produk cacat dan kegagalan produk ini adalah dengan melibatkan karyawan dalam melakukan perbaikan proses yang berkesinambungan. Partisipasi karyawan sangatlah besar dalam mengurangi cacat di proses kerja. 

      7.       Processing

Pemrosesan yang dilakukan secara berlebihan dapat mengakibatkan kegiatan produksi tidak efisien akibat alat gerakan buruk. Contoh lain pada suatu barang, aspek-aspek pengecatan, pelapisan, atau proses pengencangan baut seharusnya tidak diperlukan lagi dalam pembuatan produk yang diinginkan. Pada operasional mesin bor bisa dipermudah dengan memasang silinder atau rantai otomatis. Penggunaan perlengkapan dengan tingkat akurasi tinggi dan mahal padahal sebenarnya cukup dengan alat yang lebih sederhana. Toyota terkenal dengan penggunaan peralatan otomatisasi berbiaya rendah digabungkan dengan manajemen bebas perawatan, bahkan sering menggunakan mesin yang lebih tua, investasi yang minim, perlengkapan yang lebih fleksibel, cellular manufacturing, dan menggabungkan setiap langkah-langkah secara signifikan yang akan mengurangi pemborosan proses yang tidak dibutuhkan.

 Sumber : ibrosys lemandore