Distributed Control Systems DCS: General Architecture and Local Control Unit (materi II) - PowerPoint PPT Presentation

1 / 30
About This Presentation
Title:

Distributed Control Systems DCS: General Architecture and Local Control Unit (materi II)

Description:

Title: Slide 1 Author: IWAN Last modified by: IWAN Created Date: 5/19/2002 5:59:30 PM Document presentation format: On-screen Show Company: Teknik Elektro Undip – PowerPoint PPT presentation

Number of Views:104
Avg rating:3.0/5.0
Slides: 31
Provided by: IWA104
Category:

less

Transcript and Presenter's Notes

Title: Distributed Control Systems DCS: General Architecture and Local Control Unit (materi II)


1
Distributed Control SystemsDCS General
Architecture and Local Control Unit(materi II)
  • Iwan Setiawan
  • Teknik Elektro Undip

2
Arsitektur umum sistem DCS
3
Diagram Blok Sistem DCS
4
Komponen DCS
  • 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.

5
Komponen DCS (cont.)
  • 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).
  • 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.

6
LOCAL CONTROL UNIT (LCU)
7
Komponen LCU
  • 1. Unit pemroses utama (Central Processing
    Unit, CPU)
  • Digunakan sebagai unit pemroses utama yang
    mengolah semua data yang masuk ke LCU.
  • 2. Read Only Memory (ROM)
  • Digunakan untuk menyimpan program secara
    permanen (Non-volatile Memory) artinya walaupun
    catu daya tidak ada maka program masih tetap
    tersimpan dalam ROM dan tidak terhapus/hilang.
    ROM ini hanya bisa dibaca dan tidak dapat
    ditulis.
  • 3. Random Access Memory (RAM)
  • Digunakan untuk menyimpan program yang
    sifatnya sementara (Volatile Memory). RAM bisa
    ditulis dan dibaca.

8
Komponen LCU (cont.)
  • 4. Digital Input (DI)/Digital Output (DO)
  • Peralatan yang digunakan untuk antarmuka dengan
    masukan/keluaran digital. Contoh masukan digital
    Limit Switch, Push-button, dll.
  • keluaran digital Motor, Lampu, dll.
  • 5. Analog Input (AI)/Analog Output (AO)
  • Peralatan yang digunakan untuk antarmuka
    dengan masukan/keluaran analog. Contoh masukan
    analog sensor suhu, sensor tekanan, dll.
  • keluaran analog pemanas, control valve
    continue, dll
  • 6. Internal Bus
  • Peralatan yang digunakan sebagai fasilitas
    komunikasi bersama antar komponen LCU, misalnya
    mengontrol aliran data, informasi status, dll.

9
Input/Output tipikal sistem DCS
  • Analog input
  • Current
  • 0-20 mA
  • 4-20 mA
  • 10-50 mA
  • Voltage
  • 1-5 V
  • 0-10 V
  • (-10)-10 V
  • Input Thermocouple
  • Tipe K,T,J,R, S dan E

10
Input/Output tipikal sistem DCS (cont.)
  • Analog Output
  • Current
  • 4-20 mA
  • 10-50 mA
  • Voltage
  • 1-5 V
  • 0-10 V
  • Input Digital
  • Voltage
  • TTL logic 0/5 volt
  • 24 Volt
  • 48 volt
  • Kontaktor internal

11
Input/Output tipikal sistem DCS (cont.)
  • Output Digital
  • TTL logic 0/5 volt
  • Open collector transistor output 0/24, 0/48
  • Relay output
  • I/O lainnya
  • BCD I/O
  • Pulse count
  • RS 232 port

12
Persyaratan sebuah LCU
  • Fleksibilitas terhadap perubahan algoritma
    kontrol
  • Plant yang ada di industri memiliki
    karakteristik/tingkat kerumitan yang berbeda
    sehingga dalam penerapan algoritma kontrolnya pun
    harus berbeda. Sebuah LCU harus fleksibel
    terhadap perubahan algoritma kontrol tanpa harus
    mengubah perangkat keras yang sudah ada.

13
Persyaratan sebuah LCU (cont.)
  • Kemampuan untuk digunakan sebagai pengendali
    tanpa harus menjadi ahli komputer/programmer.
  • Orang-orang yang bekerja di industri
    biasanya lebih paham terhadap proses yang akan
    dikendalikan. Mereka biasanya tidak ahli dalam
    memprogram komputer. Sebuah LCU harus mampu
    diprogram dengan sederhana dan mudah dipahami
    sehingga operator secara mudah dapat memilih dan
    menerapkan algoritma kontrolnya untuk
    mengendalikan plant yang biasa mereka hadapi.

14
Persyaratan sebuah LCU (cont.)
  • Kemampuan untuk mem-bypass kontroller jika
    terjadi kerusakan, sedemikian sehingga proses
    masih bisa dikontrol secara manual.
  • Sebuah LCU pasti sewaktu-waktu dapat
    mengalami kerusakan. Namun ketika LCU rusak
    kemudian sistem harus dimatikan, maka hal ini
    pasti akan sangat merugikan. LCU yang bagus harus
    bisa dikontrol secara manual jika terjadi
    kerusakan tanpa harus mematikan seluruh sistem.

15
Persyaratan sebuah LCU (cont.)
  • Kemampuan untuk saling berkomunikasi antar LCU
    dan dengan komponen lain dalam sistem.
  • Kemampuan berkomunikasi menjadi hal yang
    tak kalah penting bagi sebuah LCU. Karena kalau
    LCU tidak mempunyai kemampuan untuk berkomunikasi
    antar LCU ataupun dengan komponen lain maka dapat
    dikatakan sistem tidak akan bisa berjalan.

16
Bahasa Pemrograman LCU
  • Bahasa LCU harus mengakomodasi kemampuan pengguna
    dengan latar belakang pendidikan yang berbeda
    untuk menentukan fungsi dan komputasi kontrol
    yang akan digunakan untuk mengendalikan plant.
  • seorang operator akan lebih suka memilih
    blok-blok fungsi yang sudah ada seperti blok PID,
    Fuzzy dll, untuk menerapkan algoritma kontrolnya
    tanpa harus memprogramnya dengan bahasa tingkat
    tinggi apalagi tingkat rendah. Sebaliknya seorang
    insinyur komputer akan lebih suka meprogram LCU
    dengan bahasa yang dikuasainya untuk menerapkan
    algoritma kontrol daripada menggunakan blok
    fungsi, karena mungkin alasan fleksibilitas
    artinya jika perlu perubahan algoritma kontrol
    maka tinggal diubah saja program yang telah
    ditulisnya tanpa harus mengganti-ganti blok-blok
    fungsi.

17
Bahasa Pemrograman LCU (cont.)
  • Bahasa LCU harus memperbolehkan pengguna untuk
    menerapkan paling tidak sekumpulan fungsi kontrol
    yang telah disediakan sebelumnya oleh sistem
    analog, sekuensial dan sistem kontrol yang dapat
    diprogram.
  • Bahasa LCU harus menyediakan fungsi komunikasi
    yang digunakan untuk pertukaran informasi dengan
    elemen lain dalam DCS.

18
Function Blok
19
Function Blok (cont.)
20
Redundancy pada DCS
  • Networks redundancy
  • LCU redundancy
  • Power Supply redundancy
  • Etc

21
Networks redundancy
22
LCU redundancy
23
Power redundancy
24
Studi kasus DCS Bailey di PLTU Tambak lorok
  • Konfigurasi Sistem Input Output
  • DCS Bailey INFI 90 bersama dengan sistem kendali
    lain seperti PLC, Mark V dimanfaatkan sebagai
    sistem pengendali semua proses produksi pada
    pengolahan air, turbin gas, HRSG dan turbin uap
    di PLTGU.
  • Pengaturan level LP Drum menggunakan program
    kendali PID digital yang ada di DCS. Program
    kontroler PID mengirimkan sinyal kontrol ke
    control valve sesuai dengan kondisi variabel
    process.
  • Komunikasi DCS berupa komunikasi menuju slave,
    operator dan sistem kendali lain. Komunikasi
    menuju slave berupa set-point atau sinyal kontrol
    yang dikirimkan dan sinyal umpan balik dari
    transmitter yang ada di modul slave. Sedangkan
    komunikasi ke operator berupa gambaran proses
    operasi, dan konfigurasi perubahan set-point
    untuk pengendalian secara manual.
  • Sebuah Process Control Unit (PCU)
    dimanfaatkan sebagai master pengendalian sebuah
    proses pengaturan level LP Drum dengan
    memanfaatkan beberapa modul slave.
  • Modul slave merupakan modul yang berkaitan
    langsung dengan peralatan kendali dan unit
    terminasi input output terdiri atas Modul control
    input/output, Modul analog input output dan Modul
    digital input output.

25
(No Transcript)
26
Studi kasus DCS Bailey di PLTU Tambak lorok
(cont.)
  • Modul Multi Function Processor (MFP)
  • Modul Multi Function Processor (MFP) merupakan
    modul utama untuk mengendalikan modul slave input
    output , sebagai jembatan modul NIS (INFI-NET)
    dan bertanggung jawab atas intruksi yang
    diberikan ke slave input-output dari INFI-NET.
    Sistem INFI 90 menggunakan modul I/O analog dan
    digital untuk berkomunikasi dengan proses
    kontrol.
  • Modul ini dijalankan oleh sebuah mikroprosesor 32
    bit dengan kecepatan 16 MHZ. Memori yang
    terpasang pada modul ini adalah ROM 256 Kbyte,
    RAM 256 Kbyte, RAM degan backup baterai 64 Kbyte.
  • Modul MultiFunction Processor memiliki beberapa
    kelebihan antara lain
  • -Untuk mendiagnosis kendali modul baik pada saat
    start-up dan operasi-eksekusi.
  • -Untuk memproses loop analog dari input output 4
    kali dalam satu detik, sedangkan loop digital 10
    kali dalam satu detik.
  • -Sebagai redundant dengan adanya dua MFP, saat
    MFP primer dalam keadaan operasi dan MFP sekunder
    selalu berada pada posisi stand-by.
  • -Kemudahan pemrograman dengan menggunakan bahasa
    pemrograman seperti BASIC, C atau logika Diagram
    Ladder.
  • -Memiliki dua unit terminal RS 232, sehingga bisa
    dihubungkan dengan peralatan luar seperti PLC.

27
Studi kasus DCS Bailey di PLTU Tambak lorok
(cont.)
  • Analog Slave Input (ASI)
  • Analog Slave Input menerima input analog dari
    beberapa peralatan kendali dan keluarannya berupa
    arus atau tegangan antara lain 4-20 mA, 0-5
    VDC, 0-10 VDC, 1-5 VDC, atau 10 VDCsampai
    10 VDC. ASI berfungasi melakukan konversi dari
    analog ke digital pada tiap-tiap channel input.
    Semua memori ASI mengubah angka digital sampai
    ASI mengirim angka digital ke MFP. Rangkaian
    input analog terdiri dari filter input dua kutub
    yang berguna untuk mengurangi sinyal derau.
  • Kegunaan Modul Analog Slave Input antara lain
  • Sebagai interface input analog ke Multi-Function
    Processor (MFP).
  • Sebagai interface komunikasi antara sistem
    kontrol INFI 90 dan transmitter Bailey Control.
  • Memberikan sebuah interface terminal komunikasi
    dengan transmitter Bailey Control.

28
Studi kasus DCS Bailey di PLTU Tambak lorok
(cont.)
29
Studi kasus DCS Bailey di PLTU Tambak lorok
(cont.)
  • Analog Slave Output (ASO)
  • Analog Slave Output berfungsi sebuah interface
    sinyal analog antara Multi-Function Processor
    (MFP) atau Multi-Function Controller (MFC) dengan
    peralatan kendali seperti control valve. Sebuah
    Master Modul berkomunikasi dengan Analog Slave
    Output dengan 12 line Slave Expander Bus.
    Tiap-tiap slave pada bus mempunyai alamat yang
    berbeda dengan alamat dipswitch.
  • Rangkaian keluaran analog mengubah sinyal digital
    10 bit dari MFP menjadi keluaran sinyal analog
    1-5 VDC atau 4-20 mA. Analog Slave Output
    mengontrol 14 modul output analog dan mengirimkan
    kembali status operasi slave ke MFP untuk
    mengetahui bahwa sinyal telah terkirim dengan
    baik.

30
Studi kasus DCS Bailey di PLTU Tambak lorok
(cont.)
Write a Comment
User Comments (0)
About PowerShow.com