Pengertian Dan Prinsip Kerja SCADA

SCADA (kependekan dari Supervisory Control And Data Acquisition) adalah sistem kendali industri berbasis komputer yang dipakai untuk pengontrolan suatu proses, seperti:

• proses industri: manufaktur, pabrik, produksi, generator tenaga listrik.
• proses infrastruktur: penjernihan air minum dan distribusinya, pengolahan limbah, pipa gas dan minyak, distribusi tenaga listrik, sistem komunikasi yang kompleks, sistem peringatan dini dan sirine
• proses fasilitas: gedung, bandara, pelabuhan, stasiun ruang angkasa.

Beberapa contoh lain dari sistem SCADA ini banyak dijumpai di lapangan produksi minyak dan gas (Upstream), Jaringan Listrik Tegangan Tinggi dan Tegangan Menengah (Power Transmission and Distribution) dan beberapa aplikasi yang dipakai untuk memonitor dan mengontrol areal produksi yang cukup luas.

Suatu sistem SCADA biasanya terdiri dari:

• antarmuka manusia mesin (Human-Machine Interface)
• unit terminal jarak jauh yang menghubungkan beberapa sensor pengukuran dalam proses-proses di atas
• sistem pengawasan berbasis komputer untuk pengumpul data
• infrastruktur komunikasi yang menghuhungkan unit terminal jarak jauh dengan sistem pengawasan, dan
• PLC atau Programmable Logic Controller

Yang dimaksud dengan Supervisory Control atau Master Terminal Unit (MTU) adalah kendali yang dilakukan di atas kendali lokal atau Remote Terminal Unit (RTU), sebagai ilustrasi, pada suatu ladang minyak dan gas (Oil and Gas Field) ada beberapa sumur minyak (Oil Well) yang berproduksi. Hasil minyak mentah (Crude Oil) dari masing-masing sumur produksi tersebut dikumpulkan di stasium pengumpul atau Gathering Station (GS) di mana proses lanjutan terhadap minyak mentah yang terkumpul tersebut dilakukan. Biasanya pada masing-masing sumur minyak produksi terpasang suatu sistem (RTU) yang memonitor dan mengontrol beberapa kondisi dari sumur minyak produksi tersebut. Kendali lokal dilakukan pada masing-masing production well dan supervisory control yang berada di stasiun pengumpul, melakukan control dan monitoring kepada semua production well yang ada di bawah supervisi. Jika salah satu production well mengalami gangguan, dan stasiun pengumpul tetap harus memberikan dengan production rate tertentu, maka supervisory control akan melakukan koordinasi pada production well lainnya agar jumlah produksi bisa tetap dipertahankan.

Pada umumnya jarak antara RTU dengan MTU cukup jauh sehingga diperlukan media komunikasi antara keduanya. Cara yang paling umum dipakai adalah Komunikasi Radio (Radio Communication) dan Komunikasi Serat Optik (Optical Fiber Communication).

Pada sistem tenaga listrik, media komunikasi yang dipergunakan adalah Power Line Communication, Radio Data, Serat optik dan kabel pilot. Pemilihan media komunikasi sangat bergantung kepada jarak antar site, media yang telah ada dan penting tidaknya suatu titik ( gardu ).

Pengaturan sistem tenaga listrik yang komplek, sangat bergantung kepada SCADA. Tanpa adanya sistem SCADA, sistem tenaga listrik dapat diibaratkan seperti seorang pilot membawa kendaraan tanpa adanya alat instrumen dihadapannya. Pengaturan sistem tenaga listrik dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis. Pada pengaturan secara manual, operator mengatur pembebanan pembangkit dengan melihat status peralalatan listrik yang mungkin dioperasikan misalnya Circuit Breaker ( CB ), beban suatu pembangkit, beban trafo, beban suatu transmisi atau kabel dan mengubah pembebanan sesuai dengan frekuensi sitem tenaga listrik. Pengaturan secara otomatis dilakukan dengan aplikasi Automatic Generating Control ( AGC ) atau Load Frequency Control ( LFC ) yang mengatur pembebanan pembangkit berdasar setting yang dihitung terhadap simpangan frekuensi.

Salah satu hal yang penting pada sistem SCADA adalah komunikasi data antara sistem remote ( remote station / RTU ) dengan pusat kendali. Komunikasi pada sistem SCADA mempergunakan protokol khusus, walaupun ada juga protokol umum yang dipergunakan. Protokol yang dipergunakan pada sistem SCADA untuk sistem tenaga listrik diantaranya :

1. IEC Standar meliputi IEC 60870-5-101 yang berbasis serial komunikasi dan IEC 60870-5-104 yang berbasis komunikasi ethernet.
2. DNP 3.0
3. Modbus
4. Proprietary solution, misalnya KIM LIPI, HNZ, INDACTIC, PROFIBUS dan lain-lain

Prinsip Kerja SCADA
Alat otomatis pemulih gangguan serta dapat dilakukan seketika atau menangani gangguan secara langsung (real time) dari jarak jauh, itulah prinsip kerja SCADA. SCADA mengumpulkan data yang diperoleh dari RTU (remote terminal unit) pada MTU (master terminal unit) dan mengeksekusi perintah terhadap sistem yang sedang berjalan tersebut. sesuai dengan prinsip kerja tersebut, maka terdapat dua elemen penting yang berperan dalam SCADA, yaitu:

• Terdapat proses sistem atau mesin yang dipantau.

• Adanya jaringan peralatan HMI (human machine interface) ke sistem melalui sensor ataupun luaran kontrol.

Dilihat dari karakteristik sistem kontrolnya, sistem SCADA terbagi menjadi dua, yaitu open loop(komunikasi jarak jauh) dan closed loop (komunikasi jarak dekat). Perbedaan diantara keduanya hanyalah alat komunikasi yang digunakan, dimana pada sistem kontrol open loop, sistem SCADA menggunakan jaringan WAN (wireless area network) dengan dilengkapi sistem radio (pengirim dan penerima sinyal) untuk ribuan I/O dan pengontrolan bisa dilakukan dengan jarak ribuan kilometer.

Untuk closed loop, sistemnya mirip dengan DCS (distributed control system), dimana sistem ini merupakan sistem atau unit pengumpul dan kontrol data yang biasanya ditempatkan pada area terbatas dan sistem komunikasi yang digunakan oleh DCS berupa LAN (local area network).

Sistem SCADA sangat bergantung dari jumlah RTU dalam hal mengumpulkan data dan mengirimkan data tersebut kembali ke pusat menggunakan sistem komunikasi pada pusat utama. Ketepatan dan efisiensi waktu dapat memungkinkan proses dan pengoperasian di industri menjadi optimal. hal lainnya yang dapat diperoleh adalah efisiensi pekerjaan data yang realible dan yang paling penting adalah pengoperasiannya dapat dilakukan dengan aman.

RTU menyediakan informasi secara otomatis dengan menggunakan sensor analog atau digital pada setiap jaringan pengontrolan. Sistem komuniksi menyediakan jalur data untuk komunikasi antara pegumpul utama dengan jaringan pengontrolan. Sistem komunikasi ini dapat berupa kabel, fiber optik, radio, saluran telepon, microwave, dan bahkan sampai satellite. Unit pegumpul data mengumpulkan data dari berbagai macam RTU dan selanjutnya menghasilkan hubungan secara otomasi dengan operator. Proses pengolahan data yang terjadi pada sistem SCADA dilihat dari 3 hal, yaitu komunikasi, penyajian, dan pengontrolan data.

Komunikasi Data

Pada awalnya SCADA melakukan komunikasi data melalui radio modem atau jalur kebel serial khusus (saat ini data-data SCADA dapat disalurkan melalui jaringan ethernet atau TCP / IP). Untuk alasan keamanan, jaringan komputer untuk SCADA adalah jaringan komputer lokal (LAN) tanpa harus mengekspose data-data penting di internet.

Komunikasi data diatur melalui suatu protokol, dan karena kebanyakan sensor dan kontrol hanyalah peralatan listrik yang sederhana (alat-alat tersebut tidak dapat menghasilkan / menerjemahkan protokol komunikasi) dengan demikian dibutuhkan RTU yang menjebatani antara sensor dan jaringan SCADA. RTU mengubah masukan-masukan sensor ke format protokol yang bersangkutan dan mengirimkan ke master SCADA. Selain itu RTU juga menerima perintah dalam format protokol dan memberikan sinyal listrik yang sesuai ke relay kontrol yang bersangkutan.

Penyajian Data

Sistem SCADA melakukan pelaporan status berbagai macam sensor (baik analog maupun digital) melalui sebuah komputer khusus yang sudah di buatkan HMI-nya atau HCI-nya (human computer interface). Akses ke kontrol ini bisa dilakukan secara lokal maupun melalui website bahkan saat ini sudah tersedia panel-panel kontrol yang touch screen.

Kontrol Data

Pada pengontrolan data dilakukan pada satu tempat utama. semua pengontrolan yang terjadi pada sebuah perusahaan dapat ditambahkan pada satu sistem SCADA terpusat. Artinya kita dapat melakukan semuapengontrolan pada perusaahn dengan sistem HMI yang ada pada sebuah sistem komputer secara penuh. Bahkan dengan sistem SCADA yang canggih (hampir semua produk perangkat lunak / software SCADA saat ini sudah canggih) bisa dilakukan otomasi proses tanpa harus melibatkan campur tangan manusia, tapi tentu saja kita masih bisa secara manual mengontrolnya dari master stasiun. Tentunya dengan bantuan sistem SCADA, proses yang terjadi pada sebuah perusahaan  industri bisa lebih efektif, efisien, dan meningkatkan profit perusahaan.