BAB IIIDASAR TEORI

3.1 Teori & Pengertian SCADA3.1.1 Teori SCADASCADA adalah singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition, merupakan pendukung utama dalam sistem ketenagalistrikan, baik pada sisi pembangkit, transmisi, maupun distribusi. Adanya sistem SCADA memudahkan operator untuk memantau keseluruhan jaringan tanpa harus melihat langsung ke lapangan. Ketidakadaan SCADA dapat diibaratkan seseorang yang berjalan tanpa dapat melihat. Sistem SCADA sangat dirasakan manfaatnya terutama pada saat pemeliharaan dan saat penormalan bila terjadi gangguan. Sistem SCADA tidak dapat berdiri sendiri, namun harus didukung oleh berbagai macam infrastruktur, yaitu: 1. Telekomunikasi 2. Master Station 3. Remote Terminal Unit 4. Protokol Komunikasi

Gambar 3.1 Skema Sederhana Dalam Sistem SCADA

Media telekomunikasi yang umum digunakan adalah PLC (Power Line Communication), Fiber Optik, dan Radio link. Pada awalnya penggunaan radio link dan PLC banyak digunakan, terutama karena penggunaan PLC yang tidak memerlukan jaringan khusus namun cukup menggunakan saluran transmisi tenaga listrik yang ada. Namun pada perkembangannya, penggunaan PLC mulai beralih ke Fiber Optik dikarenakan kecepatan bit per second yang jauh di atas PLC. Pada kenyataannya ketiga media tersebut diatas digunakan secara bersama-sama, sebagai main dan backup.Master station merupakan kumpulan perangkat keras dan lunak yang ada di control center. Biasanya desain untuk sebuah master station tidak akan sama, namun secara garis besar desain dari sebuah master station terdiri atas:1. Server.2. Workstation. 3. Historikal data.4. Projection mimic, dahulu masih menggunakan mimic board. 5. Peripheral pendukung, seperti printer logger 6. Recorder. 7. Global Positioning System untuk referensi waktu, dahulu masih menggunakan master clock.8. Dispatcher training simulator. 9. Aplikasi SCADA dan Energy Management System. 10. Uninterruptable Power Supply (UPS) untuk menjaga ketersediaan daya listrik. 11. Automatic Transfer Switch (ATS) dan Static Transfer Switch (STS) untuk mengendalikan aliran daya listrik menuju master station.

Agar dapat melakukan akuisisi data maupun pengontrolan sebuah Gardu Induk maka dibutuhkan suatu terminal yang dapat memenuhi persyaratan tersebut, yaitu Remote Terminal Unit (RTU). Penggunaan RTU berawal dari RTU dengan 8 bit, hingga sekarang telah dikembangkan RTU dengan 16 bit, bahkan sudah hampir menyerupai sebuah komputer. RTU tersebut harus dilengkapi dengan panel, transducer, dan wiring.Pada masa lampau, RTU dikembangkan oleh pabrikan secara sendiri-sendiri, juga dengan protokol komunikasi yang tersendiri sehingga tidak ada standarisasi. Sebagai contoh ada RTU dengan protokol komunikasi HNZ, Indactic, dan sebagainya. Penggunaan protokol yang berbeda-beda ternyata menimbulkan masalah dikemudian hari ketika akan dilakukan penggantian. Hal ini dikarenakan produk lama sudah tidak diproduksi lagi, sedangkan produk baru sudah mengikuti standarisasi. Oleh karena itu dalam pembuatan maupun pengembangan sistem SCADA harus mengacu pada standarisasi tersebut.Saat ini telah disepakati standarisasi untuk Protokol Komunikasi antara lain sebagai berikut: 1. IEC 60870-5-101 2. IEC 60870-5-102 3. IEC 60870-5-103 4. IEC 60870-5-1045. IEC 60870-6 6. IEC 61850 (masih dalam pengembangan).

3.1.2 Pengertian SCADASCADA adalah suatu sistem yang dapat memonitor dan mengontrol suatu peralatan atau sistem jarak jauh secara real time. Tujuannya adalah agar seorang operator ditransmisi tenaga listrik, disebut dengan dispatcher, dapat melakukan dan memanfaatkan hal-hal berikut: Telemetering (TM) Dispatcher memanfaatkan TM untuk kebutuhan pemantauan meter, baik daya nyata dalam MW, daya reaktif dalam Mvar, tegangan dalam kV, dan arus dalam A. Dengan demikian dispatcher dapat memantau meter dari keseluruhan jaringan hanya dengan duduk di tempatnya, tentu saja dengan bantuan peralatan pendukung lainnya seperti telepon. Telesinyal (TS) Dispatcher dapat memanfaatkan TS untuk mendapatkan indikasi dari semua alarm dan kondisi peralatan tertentu yang bisa dibuka (open) dan ditutup (close). Telekontrol (TC) Dispatcher dapat melakukan kontrol secara remote, hanya dengan menekan satu tombol, untuk membuka atau menutup peralatan sistem tenaga listrik.Untuk kepentingan dimaksud di atas, seorang dispatcher akan dibantu dengan suatu sistem SCADA yang terintegrasi yang berada di dalam ruangan khusus, dan disebut dengan Control Center. Ruangan tersebut bergabung dengan ruangan khusus untuk menempatkan komputer-komputer, disebut dengan Master Station. SCADA yang dioperasikan di control center mencakup berbagai aplikasi yaitu sebagai berikut: 1. Akuisisi data & Supervisory control 2. Pemantauan data, pemrosesan event (kejadian) dan alarm 3. Kalkulasi data & Tagging (penandaan)4. Perekaman data5. Pelaporan Disamping kebutuhan akan control center, di sisi lain harus disiapkan infrastruktur pendukung serta peralatan penunjang lainnya, yaitu telekomunikasi, Remote Terminal Unit (RTU), transducer, dan lain sebagainya. Telekomunikasi digunakan sebagai jalan komunikasi data maupun suara antara control center dengan site (lokasi). RTU digunakan sebagai unit terminal untuk mengendalikan, mengakuisisi data, dan mensupervisi sebuah Gardu Induk, dan selanjutnya mengirimkan data tersebut ke control center dimaksud.3.1.3 Akuisisi Data dengan RTU dan Control Center KonfigurasiAgar dapat berkomunikasi dengan RTU, di control center dibutuhkan suatu perangkat interface. Perangkat interface ini dahulu disebut dengan nama Front End, namun pada perkembangannya disebut dengan nama Sub Sistem Komunikasi. Sub sistem komunikasi data harus dapat melakukan polling ke RTU dan control center lain. Polling dapat dianalogikan seperti pengabsenan, sehingga sub sistem komunikasi akan melakukan pengabsenan secara teratur sesuai waktu yang ditentukan terhadap RTU. Sub sistem komunikasi data dapat mendukung beberapa konfigurasi point to point, loop, multipoint, partyline menggunakan rute utama dan rute alternatif. Apabila terjadi gangguan pada komunikasi utama, maka perangkat lunak dari subsistem komunikasi secara otomatis memindahkan ke link komunikasi alternatif (back-up). Sub sistem komunikasi secara periodik melakukan polling ke RTU pada link back-up yang diberi tugas sebagai link komunikasi pengganti. Pemantauan Sub Sistem Komunikasi DataSub sistem komunikasi data bertugas memantau link komunikasi dengan RTU. Dispatcher dapat menampilkan informasi-informasi berikut ini pada tampilan. Tampilan ini dapat dilihat pada monitor kerja dispatcher yang disebut dengan Video Display Unit (VDU).

Informasi-informasi yang ditampilkan di VDU berupa status berikut:a. Status aliran komunikasi dengan setiap RTU.b. Status dari setiap link komunikasi, misalnya : in service, out of service, gangguan (faulty). b. Statistik komunikasi untuk setiap RTU, misal : jumlah data yang baik, jumlah data yang tidak baik, jumlah pengulangan polling per jam (communication error). c. Statistik komunikasi untuk setiap link komunikasi atau kombinasi RTU.

3.2 Supervisory Control Permintaan Kontrol Oleh DispatcherDispatcher dapat melakukan permintaan (request) untuk melakukan kontrol terhadap suatu Gardu Induk. Sistem SCADA akan memberikan definisi urutan permintaan kontrol tersebut.Ada dua jenis urutan yang diberikan oleh SCADA: 1. Urutan yang didefinisikan sebelum permintaan kontrol (seperti pada konfigurasi database), urutan yang biasa digunakan untuk manuver operasi, pelepasan tegangan di penyulang, pemindahan transformator atau busbar.2. Daftar untuk permintaan kontrol secara manual diajukan secara langsung oleh dispatcher. Pengolahan DataSetiap besaran analog di database ditampilkan dalam besaran desimal. Nilai yang masih kasar dikonversikan ke besaran teknik dengan satu atau dua cara: 1. Translasi linier, konversi nilai yang dipakai menggunakan formula : Y = ax + b, yang artinya Y = hasil besaran teknik a = koefisien skala x = nilai yang diukur oleh RTU b = konstanta Model database diperlukan untuk memasukkan besaran maksimum dan minimum RTU (yakni : x) dan besaran teknik (yakni : y) yang merupakan fungsi x. Kemiringan (yakni : a) dan konstanta (yakni: b) merupakan hasil perhitungan perangkat lunak. 2. Translasi non linier, konversi ditampilkan dalam bentuk kurva.Konversi non linier dilakukan dengan teknik konversi linier. Akan tetapi, pemodelan database disederhanakan dengan memasukan nilai titik-titik ke dalam kurva. Kemiringan dan konstanta akan dihitung oleh perangkat lunak.Tanda dari besaran desimal dapat di-inverse untuk melengkapi proses konversi Translasi satuan teknik dan tanda inversi untuk besaran yang akan didefinisikan dalam database satu per satu. Pemantauan TelesinyalSetiap kejadian yang dicatat oleh SCADA disebut sebagai event. Sedangkan semua indikasi yang menunjukkan adanyaperubahan status di SCADA disebut sebagai alarm. Semua status dan alarm pada telesinyal harus diproses untuk mendeteksi setiap perubahan status lebih lanjut untuk event yang terjadi secara spontan atau setelah permintaan remotekontrol dikirim dari control center. Sequence of Event (SOE)Untuk mencatat secara lengkap semua kejadian di control center, diperlukan fasilitas urutan kejadian. Fasilitas ini akan membantumengumpulkan dan merekam sinyal SOE dari RTU eksisting dan RTU yang baru. Sistem SCADA akan mengolah data masukan SOE yang diterima dari RTU dan ditampilkan pada VDU di dispatcher. Hal ini sudah mencakup konversi waktu dan tanggal dari RTU ke waktu/tanggal SCADA dan menyimpan data SOE di dalam alat perekam, database, sesuai dengan urutan kronologis.

Pengolahan Alarm dan EventProses pada sistem tenaga dan telekontrol yang menyebabkan terjadinya event atau alarm adalah sebagai berikut: a. Perubahan status telesinyal single (TSS) dan telesinyal double (TSD). b. Telemeter yang melebihi batas pengukuran c. Kegagalan remote kontrol.d. Gangguan sistem pengolahan data di control center (subsistem komunikasi data, server, dan workstation) e. Gangguan RTU dan link telekomunikasi. f. Gangguan Peripheral / Human Machine Interface. g. Gangguan dari Master Komputer. h. Gangguan sistem proteksi. i. Gangguan meter transaksi energi. Tampilan Pesan Alarm dan EventSetiap pesan (message) diikuti sekumpulan informasi mengacu kepada alarm/event: a. Waktu dan tanggal terjadinya. b. Nama alat. c. Status dan besaran pengukuran. d. Lokasi untuk alarm/event. e. Deskripsi event.Semua keterangan alarm dan event akandikumpulkan dalam sebuah catatan log aktivitas yang umum. Selanjutnya dispatcher dapat memberi keterangan atau menambah komentar sebagai keterangandari sistem pencatat aktivitas.

PencatatanSetiap kejadian tentu akan dicatat oleh komputer. Namun pencatatan tersebut juga dapat dilakukan dengan cara mencetaknya secara terus-menerus pada suatu printer dot matriks yang disebut dengan nama logger. Logger tersebut digunakan untuk mencatat : a. Event sistem tenaga. b. Pengolahan data dan event sistem telekontrol. c. Daftar SOE.

Gambar 3.2 Printer Dot Matrik

Walaupun setiap jenis pesan atau laporan dikirim ke logger yang telah ditentukan, namun juga dimungkinkan untuk mengalihkan proses pencetakan ke logger yang lain bila terjadi gangguan logger, secara manual atau otomatis. Pengambilalihan fungsi dilakukan untuk menghindari kehilangan pesan ketika terjadi gangguan sesaat pada logger.

3.3 Kalkulasi DataPerangkat lunak SCADA digunakan untuk menghitung besaran analog dari hasil pengukuran maupun status dan alarm dari telesinyal. Kalkulasi ini dapat dilakukan dengan beberapa operasi berikut:a. Operasi boolean : AND, OR, NOT. b. Operasi matematis : +, -, /, >,