i

LAPORAN PENELITIAN

APLIKASI DCS– HONEYWELL “CONTROL ROOM”

PADA PRESSURE PLANT

Nama Tim :

Nurpadmi (19790514 201012 2001)

Wasis Waskito Adi (19830316 201012 1001)

Agus Sugiharto (19800516 200604 1001)

Luita Yusniawati D. (19830615 200801 2019)

Muh Subur (19650623 198703 1001)

Ali Supriyadi (19690109 199403 1002)

PUSAT PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MINERAL MINYAK DAN GAS BUMI

BADAN PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA

KEMENTERIAN ENERGI DAN SUMBERDAYA MINERAL

CEPU, OKTOBER 2016

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan

penelitian “Aplikasi DCS – Honeywell ‘Control Room” pada Pressure Plant tepat waktu

dan tanpa ada halangan yang berarti.

Penelitian ini disusun menggunakan mata anggaran tahun 2016, yang dilaksanakan

mulai bulan Mei 2016 s/d November 2016.

Pada kesempatan ini kami sampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang

telah membantu terselesaikannya penelitian ini. Terima kasih kepada seluruh anggota

tim dan semua kolega atas kerja sama dan dukungan moral, tenaga yang telah

diberikan.

Dengan menyadari atas terbatasnya ilmu yang dimiliki seperti kata pepatah tak ada

gading yang tak retak begitu pula dalam penulisan laporan penelitian ini, apabila

nantinya terdapat kekurangan, kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang

membangun.

Akhir kata semoga penelitian ini dapat memberikan banyak manfaat bagi PPSDM

Migas, khususnya bagi profesi instrumentasi dan produksi serta bermanfaat bagi

masyarakat pada umumnya.

Cepu, Oktober 2016

Tim Penyusun

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ..................................................................................... ii

DAFTAR ISI ................................................................................................. iii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... v

ABSTRAK .................................................................................................. vii

I. PENDAHULUAN .................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 3

1.3 Identifikasi Masalah ......................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah ............................................................................. 4

1.5 Tujuan Penelitian ............................................................................. 4

1.6 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4

1.7 Metodologi ....................................................................................... 6

1.8 Sistematika Laporan ........................................................................ 7

II. LANDASAN TEORI ................................................................................. 8

2.1 Sistem pengendalian (control system) ............................................. 8

2.2 Pengertian DCS ............................................................................. 10

2.3 DCS Honeywell “Control Room” .................................................... 22

2.4 Pressure Plant ............................................................................... 24

2.5 Penelitian sebelumnya ................................................................... 26

III. PERANCANGAN SISTEM ................................................................... 28

3.1 Tinjauan literatur ............................................................................ 28

3.2 Perancangan sistem ....................................................................... 28

a. Perancangan software ......................................................................... 29

b. Perancangan hardware ....................................................................... 31

IV. IMPLEMENTASI DAN HASIL ............................................................... 34

4.1 Implementasi Software ................................................................. 34

4.2 Implementasi Software ................................................................. 49

4.3 Hasil dan Pengujian ...................................................................... 52

V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 57

5.1 Kesimpulan ................................................................................... 57

5.2 Saran ............................................................................................ 58

iv

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 59

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1. Loop Kontrol ............................................................................ 8

Gambar 2. 2. Sistem Konfigurasi DCS ........................................................ 13

Gambar 2. 3. Operator Station .................................................................... 15

Gambar 2. 4. Field control station (FCS) ..................................................... 16

Gambar 2. 5. Enclosed and Open Display Style HIS tipe Console ............. 18

Gambar 2. 6. HIS tipe Desktop .................................................................... 18

Gambar 2. 7. Operation Keyboard ............................................................... 19

Gambar 2. 8. Bentuk EWS (Honeywell manual, 2014) ................................ 22

Gambar 2. 9 Sistem Arsitektur DCS – Honeywell “Control Room “ .............. 23

Gambar 2. 10 FCS kontroler dengan demo kid ........................................... 23

Gambar 2. 11 Server dan Operator station .................................................. 24

Gambar 2. 12 Sistem Pressure mini plant ................................................... 25

Gambar 3. 1. Status “System Running” ....................................................... 29

Gambar 3. 2. Koneksi jaringan .................................................................... 29

Gambar 3. 3. Software ‘control builder’ ........................................................ 30

Gambar 3. 4. Contoh program di ‘control builder’ ........................................ 30

Gambar 3. 5. Contoh grafik pada ‘configuration studio’ ............................... 31

Gambar 3. 6. Sistem konfigurasi rancangan penelitian ................................ 32

Gambar 3. 7. Rancangan P & ID ................................................................. 32

Gambar 3. 8. Rancangan Loop kontrol ........................................................ 33

Gambar 4. 1. Software program aplikasi untuk DCS Honeywell Experion ... 34

Gambar 4. 2. Configure Process control strategies ..................................... 35

Gambar 4. 3. Membuat project baru ........................................................... 35

Gambar 4. 4. Mengisi nama kontroler ......................................................... 36

Gambar 4. 5. Membuat konfigurasi I/O Modul ............................................ 36

Gambar 4. 6. Hasil Konfigurasi kontroler C300_PT dan I/O Modul ............. 37

Gambar 4. 7. Download Hasil Konfigurasi kontroler C300_PT ................... 37

Gambar 4. 8. Hasil download C300_PT berwarna hijau ............................. 38

Gambar 4. 9. Membuka windows Control Module ...................................... 38

Gambar 4. 10. Membuat Blok DACA pada Control Module ...................... 39

Gambar 4. 11. Membuat Blok PIDA pada Control Module ........................ 40

Gambar 4. 12. Membuat Blok AI chanel 01 pada Control Module ............ 40

Gambar 4. 13. Memberi nama AICHANEL_01 .......................................... 41

Gambar 4. 14. Membuat Blok AO chanel 01 pada Control Module ........... 42

vi

Gambar 4. 15. Memberi nama AOCHANEL_01 ........................................ 42

Gambar 4. 16. Menghubungkan blok dalam 1 loop ................................... 43

Gambar 4. 17. Menyimpan blok diagram ................................................... 43

Gambar 4. 18. Merubah nama CM ............................................................ 44

Gambar 4. 19. Assignment CM ................................................................. 44

Gambar 4. 20. PIC101 masuk di CEEC300_PT ........................................ 45

Gambar 4. 21. Membuat grafik display baru .............................................. 46

Gambar 4. 22. Windows untuk menggambar grafik display ....................... 46

Gambar 4. 23. Shape gallery ..................................................................... 47

Gambar 4. 24. Membuat gambar pada HMIWeb Display Builder ............... 48

Gambar 4. 25. Gambar P & ID sesuai dengan rancangan ......................... 49

Gambar 4. 26. Pembuatan grafik display ................................................... 49

Gambar 4. 27. Layout posisi DCS – Honeywell dan Pressure Plant .......... 50

Gambar 4. 28. Rancangan wiring dan terminasi ........................................ 51

Gambar 4. 29. Wiring instalasi ................................................................... 52

Gambar 4. 30. Hasil Konfigurasi Controller C300_PT dan I/O ................... 53

Gambar 4. 31. Download CM Complete/berhasil ....................................... 53

Gambar 4. 32. Hasil Download CM ........................................................... 54

Gambar 4. 33. Hasil grafik display ........................................................... 54

Gambar 4. 34. Pengujian dengan DP Transmitter ................................... 55

Gambar 4. 35. Pengujian dengan DP Transmitter ................................... 55

vii

OPTIMALISASI PEMANFAATAN DCS - HONEYWELL "CONTROL ROOM"

Nurpadmi

ABSTRAK

DCS - Honeywell "Control Room" didesain untuk mensimulasikan proses

produksi migas offshore dan onshore bagi peserta diklat operator produksi

migas. Namun pada kenyataannnya, simulator DCS tersebut tidak dapat

dimanfaatkan oleh operator produksi, karena hanya terhubung dengan tombol,

lampu, potensio dan display 7-segmen, tidak ada proses yang terhubung.

Sementara simulasi proses dapat terjadi apabila ada peralatan/engine yang

didesain untuk menghitung proses atau terhubung dengan suatu proses riil. Hal

ini menyebabkan peralatan yang canggih dan modern tersebut sejak pengadaan

tahun 2010 sampai hari ini tidak dimanfaatkan. Kondisi ini menggugah kami

untuk meneliti aplikasi DCS Honeywell "Control Room" pada pressure plant

sebagai media dan sarana diklat. Dengan adanya penelitian ini diharapkan,

peralatan DCS tersebut dapat dimanfaatkan baik untuk operator produksi

maupun teknisi instrumentasi.

Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah metode

eksperimen yang terdiri dari tinjauan literatur, perancangan alat, implementasi

perancangan, pengukuran dan pengujian, serta analisa terhadap hasil

pengukuran tersebut.

Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa DCS Honeywell

"Control Room" - OTS dapat dimanfaatkan untuk mengontrol riil plant yang ada

di PPSDM Migas sebagai contoh aplikasi yang sudah dikembangkan pada

penelitian ini adalah aplikasi DCS Honeywell "Control Room" - OTS untuk

mengendalikan Pressure plant yang ada di laboratorium instrumentasi.

Kata kunci : Distributed Control System (DCS), Pressure, Plant, Simulasi,

Eksperimen.

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebagai pusat pengembangan kompetensi dan skill Sumber Daya

Manusia (SDM) khususnya bidang minyak dan gas bumi, Pusat

Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi (PPSDM

Migas) menerapkan sistem diklat yang tidak hanya secara teoritis di dalam

kelas, namum juga dilengkapi dengan praktek baik di dalam laboratorium

maupun praktek lapangan.

Untuk menunjang pelaksanaan diklat tersebut, kebutuhan sarana

dan prasarana diklat mutlak diperlukan terutama sarana dan fasilitas

praktek. Sarana penunjang diklat yang dimiliki PPSDM Migas cukup

lengkap mulai dari bidang hulu, hilir, dan penunjang kegiatan migas. Jenis

peralatan praktek di bidang tersebut cukup bervariasi dan selalu mengikuti

perkembangan teknologi.

PPSDM Migas juga memiliki peralatan praktek yang cukup canggih

dan modern yaitu Distributed Control System (DCS). DCS merupakan

perangkat sistem kendali yang digunakan untuk mengontrol dan menjaga

peralatan dan hampir dipergunakan di setiap lapangan produksi migas.

Salah satu DCS yang dimiliki PPSDM Migas adalah DCS – Honeywell

“Control Room”. DCS Honeywell ini didesain untuk memberikan gambaran

dan simulasi mengenai proses produksi migas offshore dan onshore.

Dengan adanya simulasi proses produksi ini diharapkan dapat bermanfaat

untuk sarana praktek peserta diklat operator produksi migas. Namun pada

kenyataannya, simulator DCS tersebut tidak dapat dimanfaatkan oleh

2

operator produksi, karena hanya terhubung dengan tombol, lampu,

potensio dan display 7-segmen, tidak ada proses yang terhubung, dan

perubahan dapat terjadi hanya apabila tombol, lampu dan potensio tersebut

di rubah secara manual. Sementara simulasi proses dapat terjadi apabila

ada peralatan/engine yang didesain untuk menghitung proses atau

terhubung dengan suatu proses tertentu. Hal ini menyebabkan peralatan

yang canggih dan modern tersebut sejak pengadaan tahun 2010 sampai

hari ini tidak dimanfaatkan. Jika dilihat dengan investasi yang sangat besar

untuk pengadaan peralatan ini, dan tidak dapat digunakan sampai sekarang

maka kondisi ini sangat menyalahi azas kebermanfaatan.

Sementara, diluar sana bagi perguruan tinggi dan dunia industri,

peralatan tersebut merupakan peralatan canggih dan langka, tidak banyak

perguruan tinggi yang mampu membeli peralatan DCS, bahkan didunia

industri, hanya industri besar dan industri penting yang benar – benar

membutuhkan kehandalan sistem saja yang menggunakan DCS. Hal ini

terjadi karena investasi dana yang dibutuhkan untuk pengadaan DCS

memang sangatlah mahal.

Kondisi ini menggugah kami untuk meneliti optimalisasi penggunaan

DCS Honeywell dengan mengaplikasikan DCS Honeywell pada pressure

plant sebagai media dan sarana diklat. Dengan adanya penelitian ini

diharapkan, peralatan DCS tersebut dapat dimanfaatkan baik untuk

operator produksi maupun teknisi instrumentasi sehingga mampu

meningkatkan nilai jual PPSDM Migas dalam melakukan diklat industri

(PNBP).

3

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya, maka

timbul beberapa pertanyaan sebagai rumusan masalah dari penelitian ini

yang antara lain sebagai berikut :

1. Bagaimana membuat aplikasi DCS pada pressure plant untuk

meningkatkan nilai guna DCS – Honeywell “Control Room”, sebagai

media praktikum untuk menunjang kegiatan diklat di PPSDM Migas?

2. Bagaimana cara merancang software sistem kontrol pressure plant

yang dilakukan dari DCS – Honeywell “Control Room”?

3. Bagaimana langkah – langkah membuat sistem installasi untuk

menghubungkan DCS – Honeywell “Control Room” dengan pressure

plant yang ada di laboratorium Instrument?

1.3 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diungkapkan di atas, maka dapat

diidentifikasikan beberapa masalah antara lain :

a. Salah satu DCS yang dimiliki Pusdiklat Migas, DCS – Honeywell

“Control Room Model” yang didesain untuk simulasi mengenai proses

produksi migas offshore dan onshore, sejak pengadaan sampai saat ini

belum dapat dimanfaatkan, karena tidak ada proses yang terhubung

dengan DCS tersebut, dan perubahan/simulasi yang terjadi hanya

apabila tombol, lampu, 7-segmen, dan potensio yang terpasang di

rubah secara manual.

b. DCS – Honeywell “Control Room Model” dianggap tidak dapat

dimanfaatkan untuk profesi tertentu yang ada di Pusdiklat Migas,

4

sehingga tidak satupun profesi yang mau mengakomodir peralatan

tersebut.

c. Belum ada pegawai yang mampu menguasai penggunaan DCS

Honeywell “Control Room Model”

1.4 Batasan Masalah

Penelitian ini adalah terbatas pada DCS – Honeywell “Control Room” dan

fokus pada pembuatan aplikasi DCS Honeywell pada plant yang sudah ada

yaitu pressure plant yang ada di Laboratorium instrumentasi.

1.5 Tujuan Penelitian

Tujuan dari diadakannya penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui cara pembuatan aplikasi DCS pada pressure plant untuk

meningkatkan nilai guna DCS – Honeywell “Control Room”, khususnya

sebagai media praktikum untuk menunjang kegiatan diklat di PPSDM

Migas.

2. Mengetahui cara merancang software sistem kontrol pressure plant

yang dilakukan dari DCS – Honeywell “Control Room”

3. Mengetahui langkah – langkah membuat sistem installasi untuk

menghubungkan DCS – Honeywell “Control Room” dengan pressure

plant yang ada di laboratorium Instrument.

1.6 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain :

1. Meningkatkan nilai guna DCS – Honeywell “Control Room”

5

2. DCS Honeywell “Control Room” dapat dipergunakan sebagai sarana

praktek untuk diklat operator produksi migas dan teknisi instrumentasi

tingkat 1 dan 2.

3. Meningkatkan nilai jual Pusdiklat Migas untuk melaksanakan diklat

Industri (PNBP) bidang Migas. Setiap kurikulum diklat industri untuk

operator produksi dan teknisi instrumentasi, selalu ada mata diklat DCS

(Distributed Control System) dan PLC (Programmable Logic Controller).

Bahkan, beberapa Kontraktor Kontrak Kerja Sama (KKKS) yang

mengirimkan karyawannya untuk diklat di PPSDM Migas, seperti ENI

muara bakau, Conochophilips, dan Exxon MCL, ada permintaan

khusus, untuk materi DCS agar diberikan materi DCS Honeywell

karena disesuaikan dengan peralatan yang terpasang di plant mereka.

4. Membuka peluang baru untuk menyelenggarakan diklat industri

(PNBP) kerjasama dengan instansi lain seperti perguruan tinggi atau

sekolah tinggi. Berdasar pengalaman, kami sering mengalami kesulitan

untuk mencari diklat/training DCS, PLC dan SCADA sampai tahap

aplikasi/praktek dengan alat riil. Sampai saat ini, diklat tersebut hanya

sebatas teori dan cerita sharing pengalaman, belum ada lembaga diklat

yang mampu menyediakan DCS dan SCADA riil untuk praktek,

kalaupun ada praktek sebatas simulasi software. Untuk diklat DCS dan

SCADA sampai aplikasi praktek hanya dapat dilakukan dengan

mengikuti diklat yang diselenggarakan vendor DCS dan SCADA

tersebut, dan membutuhkan biaya yang sangat mahal. Hal ini membuka

peluang bagi PPSDM Migas untuk menyelenggarakan diklat khusus

DCS, PLC dan SCADA sampai tahap praktek menggunakan peralatan

6

riil. Diklat ini dapat diikuti oleh peserta dari pengajar SMK, Dosen dan

praktisi industri baik dari industri migas maupun industri selain migas.

Kerjasama diklat dengan industri lain selain sektor migas perlu

dilakukan untuk mengatasi dampak melemahnya industri migas

beberapa tahun terakhir ini.

1.7 Metodologi

Terdapat beberapa metode dalam merealisasikan penelitian ini, antara lain:

1. Studi Literatur

Pada tahap ini dilakukan beberapa pengumpulan materi mengenai

prinsip kerja DCS Honeywell, control action dan kaitannya dengan

proses baik melalui internet, dokumentasi manual peralatan ataupun

buku-buku penunjang. Teori-teori tersebut dapat digunakan untuk

menyelesaikan masalah terkait realisasi penelitian ini.

2. Perancangan

Pada tahap ini ditentukan simulasi sistem yang akan disimulasikan,

perancangan control action pada software yang digunakan..

3. Implementasi

Tahap realisasi perancangan bertujuan untuk mewujudkan hasil dari

perancangan sehingga menghasilkan suatu alat atau sistem yang

sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.

4. Pengukuran dan Pengujian

Tahap pengukuran dan pengujian ini meliputi pengujian pada masing-

masing sub blok sistem berupa pengujian hardware dan software.

Parameter-parameter yang dianggap perlu akan didata dan direkam

7

untuk mengetahui nilai-nilai pengukuran yang diperoleh dari alat

sehingga dapat dianalisis dan diperbaiki.

5. Analisis

Tahap ini diperlukan untuk mengevaluasi kerja dan kehandalan sistem

di lapangan meliputi identifikasi parameter-parameter penting dengan

melakukan uji coba dan apabila diperoleh beberapa kendala yang

menjadi penyebab kegagalan dalam proses kerja alat, maka kendala-

kendala tersebut dianalisa dan diperbaiki.

6. Perbaikan dan Penyempurnaan

Apabila masih terdapat kesalahan (error) yang masih dapat diperbaiki,

maka dilakukan proses perbaikan dan penyempurnaan.

7. Pembuatan Laporan

Tahap ini dilakukan seiringan dengan tahap-tahap yang lainnya.

Pembuatan laporan ini merupakan bukti tertulis dari sistem yang telah

dibuat yang merupakan hasil dari perancangan dan analisis sistem.

1.8 Sistematika Laporan

Laporan Penelitian ini terdiri dari beberapa bagian, yaitu:

1. BAB I Pendahuluan

2. BAB II Landasan Teori

3. BAB III Rancangan Sistem

4. BAB IV Pengujian dan Analisa

5. BAB V Penutup

8

II. LANDASAN TEORI

2.1 Sistem Pengendalian (Control System)

Dalam mengendalikan suatu proses atau disebut control proses, terdapat 4

langkah (Sudaryanto, 2012) yaitu;

1. Mengukur

2. Membandingkan

3. Menghitung

4. Mengkoreksi

Gambar 2. 1 Loop Control

Sedangkan tujuan dari sistem pengendalian adalah;

1. Agar proses mendapat kestabilan.

2. Menjaga agar ouput atau produk sesuai dengan yang kita inginkan.

3. Meningkatkan performansi sistem (respon cepat, error dan osilasi

minimum).

4. Menekan pengaruh gangguan / perubahan beban.

Elemen – Elemen Control System

Dalam suatu system control terdapat 5 macam elemen utama yang

membentuk system control dari suatu proses yaitu :

9

1. Sensing element (Sensor)

adalah elemen yang pertama kali merasakan adanva variable proses

dan kemudian merubahnya ke dalam bentuk gerakan mekanik atau

sinyal electric yang sesuai dengan besarnya varibel yang dideteksinya.

2. Proses

adalah sebutan variabel proses yang dikontrol/ dikendalikan.

3. Transmitter

berfungsi untuk merubah nilai variabel proses yang dirasakan oleh

sensor menjadi bentuk signal standard yaitu, yaitu 4-20 mA atau 1-5

Vdc (untuk transmitter elektrik) atau 3-15 psi (untuk transmitter

pneumatic) dan ditransmisikan ke instrument lainnya.

4. Elemen Pengatur (Controller)

adalah elemen pengatur memanfaatkan signal error yang dihasilkan

untuk kemudian digunakan sebagai dasar untuk memberikan

memberikan perintah perbaikan yang akan dilakukan oleh elemen

pengontrol akhir (final control element).

5. Elemen Kontrol Akhir (Final Control Element)

Dapat berupa control valve, motor, pompa yang menerima dan

melaksanakan signal instruksi yang diberikan oleh controller untuk

mempertahankan nilai variabel proses pada nilai setpoint-nya.

Aksi Kontrol (Control Action)

Output Controller pada suatu pengendalian proses tergantung kepada:

1. Aksi Kontrol (Control action).

2. Mode Kontrol (Control Mode).

10

Control action adalah merupakan aksi dari controller yang dapat diubah – -

ubah dari Direct menjadi Reverse atau sebaliknya dan ditetukan sesuai

dengan kebutuhannya untuk membentuk metode loop pengaturan menjadi

sistem tertutup dengan Feedback negative.

1. Direct Action

Merupakan action controller yang apabila tejadi kenaikan sinyal

pengukuran (PV), maka menyebabkan kenaikan sinyal output (MV).

Sedangkan apabila terjadi kenaikan Set Point (SV), maka output akan

turun dengan menghasilkan kesalahan (Error) sebesar PV-SV.

2. Reverse Action

Merupakan aksi controller yang apabila tejadi kenaikan sinyal

pengukuran (PV), maka menyebabkan penurunan sinyal output (MV).

Sedangkan apabila terjadi kenaikan Set Point (SV), maka output akan

naik dengan menghasilkan kesalahan (Error) sebesar SV-PV.

2.2 Pengertian DCS

Distributed Control System (DCS) merupakan suatu sistem yang

mendistribusikan berbagai fungsi yang digunakan untuk mengendalikan

variabel proses dan unit operasi proses menjadi suatu pengendalian yang

terpusat pada suatu control room dengan berbagai fungsi pengendalian,

monitoring dan optimasi (Miraclesphysics, 2012).

Distributed Control System (DCS) mulai dikenalkan tahun 1975 dan

sudah dipergunakan secara luas di industri kimia, listrik, pembuatan kertas,

industri baja dan industri lainnya (Wang, 2006). Alat ini dapat digunakan

untuk mengontrol proses dalam skala menengah sampai besar. Proses

11

yang dikontrol dapat berupa proses yang berjalan secara kontinyu atau

proses yang berjalan secara diskrit

Distributed Control System (DCS) adalah suatu pengembangan

system control dengan menggunakan komputer dan alat elektronik lainnya

agar didapat pengontrol suatu loop system yang lebih terpadu dan dapat

dikendalikan oleh semua orang dengan cepat dan mudah. Alat ini dapat

digunakan untuk mengontrol proses dalam skala menengah sampai besar.

Proses yang dicontrol dapat berupa proses yang berjalan secara kontinyu

atau proses yang berjalan secara batching.

Distributed control system (DCS) digunakan dalam industri untuk

memonitor dan mengontrol peralatan yang tersebar dengan atau tanpa

campur tangan manusia. Sebuah DCS biasanya menggunakan komputer

sebagai controller dan menggunakan propietary interconections dan

protokol untuk komunikasi. Modul input dan output membentuk part

komponen untuk DCS, Prosesor menerima informasi dari modul input dan

mengirim informasi ke modul output. Modul input menerima informasi dari

instrumentasi input dalam sistem dan modul output mengirim ke instrumen

output pada sistem. Bus komputer menghubungkan kontroller yang

tersebar dengan sentral kontroller dan akhirnya terhubung ke Human

machine Interface (HMI) atau panel kontrol.

DCS adalah sistem yang terintegrasi ditujukan untuk mengontrol

proses manufakturing yang kontinyu atau batch-oriented, seperti oil refining,

petrochemical, central station dan pembuatan kertas. DCS dihubungkan

dengan sensor dan aktuator dan menggunakan set poin kontrol untuk

mengatur aliran material ke pabrik. Contoh yang paling umum adalah set

12

point kontrol loop yang terdiri dari sensor tekanan, kontroler, dan control

valve. Pengukuran tekanan atau aliran cairan ditransmisikan kepada

kontroler, biasanya melalui bantuan sebuah alat sinyal kondisi Input/Output

(I/O). Saat variabel yang diukur mencapai titik tertentu, kontroler akan

memerintahkan valve atau aktuator untuk membuka atau menutup sampai

proses aliran cairan mencapai titik yang ditentukan. Pengolahan minyak

yang besar menggunakan ribuan I/O dan menggunakan DCS yang sangat

besar. Proses tidak dibatasi untuk mengatur aliran cairan melalui pipa saja

tetapi juga termasuk mesin kertas, kontrol variasi kecepatan motor, mesin

semen, operasi penambangan dan hal-hal lainnya.

DCS secara umum terdiri dari digital controller terdistribusi yang

mampu melakukan proses pengaturan 1 – 256 loop atau lebih dalam satu

control box. Peralatan I/O dapat diletakkan menyatu dengan controller atau

dapat juga diletakkan secara terpisah kemudian dihubungkan dengan

jaringan. Saat ini, controller memiliki kemampuan komputasional yang lebih

luas. Selain control PID, controller dapat juga melakukan pengaturan logic

dan sekuensial. DCS modern juga mendukung aplikasi fuzzy dan neural

network.

Sistem DCS dirancang dengan prosesor redundant untuk

meningkatkan kehandalan sistem. Untuk mempermudah dalam

penggunaan, DCS sudah menyertakan tampilan / grafis kepada user dan

software untuk konfigurasi control. Hal ini akan memudahkan user dalam

perancangan aplikasi. DCS dapat bekerja untuk satu atau lebih workstation

dan dapat dikonfigurasi di workstation atau dari PC secara offline.

13

Komunikasi lokal dapat dilakukan melewati jaringan melalui kabel atau fiber

optic.

Gambar 2. 1. System Configuration of DCS

Gambar diatas menunjukan konfigurasi systems dari DCS yang

terbagi menjadi beberapa bagian, diantaranya:

Human Interface Station (HIS).

Field Control Station (FCS).

Vnet/IP atau Control Network.

Fungsi DCS

DCS berfungsi sebagai alat untuk melakukan control suatu loop

system dimana satu loop dapat mengerjakan beberapa proses

control.

14

Berfungsi sebagai pengganti alat control manual dan otomatis yang

terpisah-pisah menjadi suatu kesatuan sehingga lebih mudah untuk

pemeliharaan dan penggunaanya.

Sarana pengumpul dan pengolah data agar didapat output proses

yang tepat

Cara Kerja DCS

DCS digunakan sebagai alat control suatu proses. Untuk

mempelajari suatu sistem control dengan DCS, harus dipahami terlebih

dahulu apa yang disebut dengan loop system, dimana pada suatu loop

system terdiri dari :

1. Alat pengukur ( Sensor Equipment)

2. Alat control untuk pengaturan proses (Controller)

3. Alat untuk aktualisasi ( Actuator)

DCS terhubung dengan sensor dan actuator serta menggunakan

setpoint untuk mengatur aliran material dalam sebuah plant / proses.

Sebagai contoh adalah pengaturan setpoint control loop yang terdiri dari

sensor tekanan, controller, dan control valve. Pengukuran tekanan atau

aliran ditransmisikan ke controller melalui I/O device. Ketika pengukuran

variable tidak sesuai dengan set point (melebihi atau kurang dari setpoint),

controller memerintahkan actuator untuk membuka atau menutup sampai

aliran proses mencapai set point yang diinginkan.

Kelebihan DCS

Kegagalan pada satu loop control tidak mempengaruhi loop control

lainnya.

15

Fungsi control terdistribusi diantara FCS

Sistem redundancy tersedia di setiap level

Modifikasi sangat mudah dan fleksible

Informasi variable proses dapat ditampilkan sesuai dengan

keinginan user

Maintenance dan troubleshooting menjadi lebih mudah

Mengurangi jumlah wiring di field

Komponen DCS

Secara umum komponen DCS dapat dibagi menjadi 3 bagian diantaranya:

a. Human Interface Station (HIS)

Operator Station digunakan untuk melakukan monitoring terpusat

proses dari control room, menyajikan informasi plant terkini kepada

operator melalui graphical user interface (GUI), sehingga operator dapat

melakukan fungsi operasi, maintenance dan troubleshooting,

Pengembangan variable proses, parameter kontrol, alarm, dll.

Gambar 2. 3. Operator Station [2]

b. Field control station (FCS)

16

Station ini Digunakan sebagai control unit untuk mengendalikan

variabel – variabel yang dikendalikan pada proses. Control station dikenal

pula dengan istilah Field Control Station (FCS). Berikut adalah komponen

dari FCS:

• Central Processor Unit (CPU)

• Catu daya (Power Supply Unit,PSU)

• Sistem komunikasi

• Modul masukan/keluaran (I/O modules,IOM)

FCS adalah otak dari DCS yang menghitung dan mengeksekusi kontrol

kontrol di lapangan.

Gambar Gambar 2. 4. Bentuk fisik FCS

c. Sistem Komunikasi

Sarana pertukaran data antara operator station, control station dan

proses. Sarana komunikasi ini juga dapat digunakan untuk menghubungkan

DCS dengan sistem lain seperti PLC (Programmable Logic Control),

17

SCADA system (Supervisory Control and Acquisition Data), Asset

Management.

Human Interface Station (HIS)

Operator Station digunakan untuk melakukan monitoring terpusat

proses dari control room, menyajikan informasi plant terkini kepada

operator melalui graphical user interface (GUI), sehingga operator dapat

melakukan fungsi operasi, maintenance, troubleshooting, dan engineering.

Pengembangan variable proses, parameter control, alarm, dll. Seorang

operator dapat menginstal dan menjalankan fungsi operasi dan monitoring

bersama-sama dengan fungsi engineering dalam HIS yang sama atau

berbeda.

Dalam aplikasinya, terdapat 2 jenis HIS, yaitu:

HIS tipe console

HIS tipe desktop

Pada HIS tipe console terdapat fungsi touch panel dan ada tombol

yang mempersiapkan untuk mengoperasikan delapan loop atau 16 loop

dalam ukuran kecil dan kontak I / O lainnya.

1. HIS tipe Console

HIS tipe console adalah jenis baru dari Human Machine

Interface yang dapat memanfaatkan teknologi PC terbaru. HIS jenis

ini dapat terdiri dari LCD ganda ditumpuk, fungsi panel sentuh,

keyboard operasi delapan-control-key, dan tambahan control I/O.

Pada HIS tipe console terdapat 2 pilihan, yaitu enclosed display dan

open display. Pemilihan 2 tipe ini tergantung dari kebutuhan di

18

lapangan setiap industry itu sendiri. Berikut adalah wujud dari

Enclosed Display Style HIS tipe Console dan Open Display Style HIS

tipe Console.

Gambar 2. 5. Enclosed and Open Display Style HIS tipe Console

2. HIS tipe Desktop

HIS jenis ini menggunakan general purpose PC. HIS tipe

Desktop mempunyai operation keyboard yang membantu operator

atau user untuk memberikan input ke PC.

Gambar 2. 6. HIS tipe Desktop

19

Operation keyboard yang anti debu dan tumpahan ini

mempunyai tombol flat atau flat keys yang hanya memberikan

operasi satu kali sentuh (one-touch operation).

Gambar 2. 1. Operation Keyboard

Field Control Station (FCS)

Komponen ini dapat dikatakan bagian utama dari DCS itu sendiri.

FCS adalah central control atau disebut juga sebagai mastermind dari

kontrol keseluruhan DCS. FCS berfungsi sebagai pusat yang

menghubungkan input atau output dari instrumen lapangan yang dapat

dipantau atau dikontrol melalui HIS. FCS memiliki beberapa komponen

yang disimpan dalam cabinet atau rak besar dan dapat ditemukan di

controlroom. Akan tetapi terdapat pula FCS yang disimpan di field, seperti

FCS milik vendor Yokogawa dengan tipe Remote Input Output (RIO).

Berikut adalah beberapa komponen dari FCS:

1. CPU

Komponen ini adalah Central Processing Unit yang melakukan

perhitungan dan fungsi control. CPU memiliki kinerja tinggi dan

mikroprosesor ganda. Dalam CPU juga terdapat baterai untuk

pensuplai cadangan untuk memori database dalam prosesor selama

20

listrik mati /apabila terjadi ganguan listrik/mati lampu. Maksimum waktu

back-up sampai 72 jam.

2. Power Supply

Power supply berfungsi memberikan power pada FCS.

3. Nodes (Remote I/O Units)

Node menghubungkan sinyal I / O dari lapangan, melakukan konversi

sinyal, dan berkomunikasi dengan FCU melalui bus RIO. Node terdiri

dari I / O unit yang terhubung ke sinyal lapangan dan subsistem, serta

node interface units yang berfungsi berkomunikasi dengan FCU.

4. I/O Units

I/O unit terdiri dari I / O modul. I/O modul memproses sinyal dari

lapangan baik dari atau ke FCU.

5. Analog I/O Modules

Modul-modul analog ini dapat memproses sinyal I / O ke atau dari

berbagai sumber. Module – module ini adalah modul dengan tingkat

keandalan tinggi, dengan masing-masing modul didedikasikan untuk

memproses sinyal tunggal, untuk high system availability.

6. Digital I/O Modules

Selain dapat memproses status atau digital I / O biasa, modul ini

mampu menghitung Input pulse, memberikan pulse-width outputs.

Modul input mengkonversi input sinyal proses analog menjadi data

digital sehingga FCS dapat memprosesnya. Modul output

mengkonversi data digital dari FCS menjadi sinyal analog dan sinyal

contact lalu menghasilkan output data.

21

7. Communications Modules

Modul komunikasi ini dapat mensupport RS-232C, RS-422/485, Vnet,

Ethernet, dan juga lainnya, serta protocol untuk berkomunikasi dengan

subsystems seperti PLC, dapat di download ke modul tersebut.

8. Fieldbus Communications Modules

Modul ini berfungsi sebagai interface dengan komunikasi fieldbus.

Fieldbus adalah komunikasi digital, bidirectional dan multi-drop dimana

langsung terhubung dari field devices ke control systems, dan juga

menggantikan komunikasi konvensional 4-20 mA. Spesifikasi

komunikasi fieldbus yang digunakan di industri, telah distandarkan oleh

fieldbus foundation.

FCS berfungsi untuk mengontrol plant. Berdasarkan perbedaan I/O

modul yang digunakan, maka FCS dibagi menjadi 2 yaitu;

Engineering PC /Engineering Work Station (EWS).

PC ini digunakan untuk melakukan modifikasi dari sistem yang

sudah ada, juga untuk melakukan kegiatan maintenance dari sistem DCS.

Bentuk fisiknya sama seperti HIS, yang membedakan dengan HIS adalah

software didalamnya. EWS dilengkapi dengan BUILDER sebagai window

untuk modifikasi. Selama pekerjaan engineering tidak dilakukan, EWS

dapat berfungsi sebagai HIS dan EWS juga dapat melakukan emulasi/ tes

fungsi secara virtual.

22

Gambar 2. 8. Bentuk EWS (Honeywell manual, 2014)

2.3 DCS Honeywell “Control Room”

a. Sistem Arsitektur

Sistem arsitektur dari DCS – Honeywell “Control Room ” adalah terdiri

dari dua buah server, dimana 1 server untuk engineering dan satu

server untuk ACE. Pada desain awal, server ACE akan digunakan untuk

simulator, namun saat ini server ACE di buat sama dengan server

engineering. Disamping dua buah server, juga terdapat 4 buah

komputer operator station sebagai Human Interface Station (HIS) untuk

monitoring dan menampilkan grafik proses. Field Control Station (FCS)

pada sistem ini menggunakan controller Experion C300 Honeywell

dengan sistem redundand, dimana apabila ada salah satu sistem yang

gagal maka sistem yang lain akan langsung mem-backup. Pada sistem

redundand ini terdapat 2 buah Power supply, 2 buah controller, 2 buah

communication (FTE A dan FTE B). Sistem ini juga dilengkapi monitor

plasma 60”.

23

Gambar 2.9 Sistem Arsitektur DCS – Honeywell “Control Room “

b. Field Control Station (FCS)

Merupakan kontroler dengan sistem redundand dan dilengkapi dengan

demo kid untuk tujuan simulasi baik untuk simulasi Analog Input, Analog

Output, Digital Input, dan Digital Output.

Gambar 2.10 FCS kontroler dengan demo kid

24

c. Server dan Operator Station

Server yang digunakan adalah Server - DELL T160, yang digunakan

untuk Engineering, Data Base, Station Supervision (Client Application).

Operator station yang digunakan adalah DELL T5500, yang digunakan

untuk Station Supervision (Client Application), HMI Web Engineering,

dan Remote Logic Development (EWS).

Gambar 2.11 Server dan Operator station

2.4 Pressure Plant

Pressure plant merupakan suatu sistem pressure mini plant yang

digunakan untuk praktikum kontrol tekanan. Sistem ini berguna untuk eksperimen

stabilitas sistem kontrol sederhana.

25

Gambar 2. 12 Sistem Pressure mini plant

Sistem ini dapat digunakan untuk praktikum instrumentasi dan untuk

operator simulasi proses variabel tekanan, serta dapat digunakan untuk simulasi

kontrol kaskade aliran dan tekanan, dengan cara disambungkan dengan sistem

tambahan yaitu sistem Aliran Proses (flow process plant).

Bagian utama dari Sistem Pressure Plant ini adalah:

• kontroler dengan auto-tune

• chart recorder Dua-channel

• I/P converter

• Gauge pressure transmitter

• Kontrol valve Pneumatic

• Akumulator Tekanan

• Pompa Tiga kecepatan

• Penampung air

Untuk melakukan eksperimen, peserta diklat mengisi penampung air

dengan air bersih. Kemudian mengatur controller untuk mengatur aliran air

26

dengan menggunakan pneumatik valve. Hal ini akan mengubah tekanan di

akumulator. Pressure transmitter akan mengukur tekanan akumulator dan

memberikan umpan balik ke controller.

Tekanan yang terukur merupakan tekanan realistis, karena peralatan

tersebut telah menggunakan standar industri instrumentasi. Peralatan tersebut

mempunyai dua valve. Satu kontrol valve pada aliran output (drain) akumulator,

dan satu valve pada aliran bypass. Sebuah chart recorder akan merekam

perubahan variabel proses (tekanan) dan controller output. Chart recorder

tersebut adalah paperless, sehingga perlu komputer dan printer warna jika diperlu

untuk mencetak hard copy dari grafik tersebut.

2.5 Penelitian Sebelumnya

Penelitian sistem kontrol khususnya kontrol terdistribusi sudah dimulai

sejak lama. Pada tahun 1988, Yau S. Stephen, dan Hong Wonmo melakukan

analisis aliran kontrol, antara komponen software yang merupakan software DCS

dan mampu menguji dengan mengetahui toleransi kesalahan suatu perangkat

lunak. Selanjutnya Prime A., 1989 memahami DCS memperkenalkan sistem yang

kompleks yang dipecah menjadi potongan kecil untuk menyederhanakan instalasi,

dan untuk mengatur biaya menjadi lebih efektif.

Aplikasi DCS di dunia industri pun semakin dikembangkan, Huang, 2010

mengembangkan penelitian aplikasi DCS pada proses produksi pembuatan kertas

dan dibuktikan bahwa, sistem DCS yang diaplikasikan pada proses produksi

kertas dapat berjalan secara otomatis, aman, presisi dengan performa tinggi, serta

dapat mengurangi biaya konstruksi dan instalasi dengan signifikan, seperti halnya

biaya maintenance.

27

Goncalves, 2015 mengembangkan aplikasi display tampilan grafik DCS

2.5D / 3D, dan mampu menciptakan pandangan penuh /gambaran seluruh proses

manufaktur, sehingga meningkatkan jumlah dan kualitas informasi yang diberikan

kepada operator dan mencegah tampilan operasi yang tidak diperlukan.

28

III. PERANCANGAN SISTEM

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimen yang

meliputi membuat rancangan sistem, mengimplementasikan dan menguji

hasil implementasi tersebut. Tahapan dalam perancangan sistem tersebut

adalah sebagai berikut :

3.1 Tinjauan literatur

Teknik yang digunakan tinjauan ini antara lain :

1. Studi Dokumentasi, yaitu dengan mengumpulkan berbagi macam

literatur mengenai DCS Honeywell dan pressure plant, baik berupa

manual dokumen, as built document yang berupa dokumen instalasi,

spesifikasi teknis, kontrol narasi, dan dokumen gambar.

2. Observasi dan testing yaitu dengan kunjungan ke lapangan secara

langsung melihat peralatan yang akan di teliti, dilakukan pengetesan

dan di jalankan/start up.

3.2 Perancangan sistem

Pada tahap ini dilakukan desain aplikasi DCS baik berupa perancangan

software untuk DCS Honeywell Experion C300R, dan perancangan

hardware yang berupa instalasi koneksi dari DCS Honeywell ke pressure

plant yang ada di laboratorium Instrument.

29

a. Perancangan Software

Pada tahap tinjauan sebelumnya telah dilakukan observasi dan

testing, dan harus dipastikan bahwa sistem DCS Honeywell “Control

room” secara software baik software server dan software aplikasi yang

berupa control builder, configuration studio telah terinstall dengan baik.

Sebelum membuat program, Server dan Hardware Controller

DCS harus tersambung, dan semua software aplikasi harus running.

Hal ini dapat dilihat pada status “system running” yang menunjukkan

keseluruhan software, hardware dan koneksi jaringan dalam kondisi

baik dan jalan.

Gambar 3.1 Status “System Running”

Gambar 3.2 koneksi jaringan antara server dan kontroler

30

Software yang akan digunakan pada perancangan DCS

Honeywell Experion C300R adalah software khusus dari vendor

Honeywell yaitu Experion PKS. Untuk membuat program kontrol

diagram blok menggunakan “control builder” dan untuk menampilkan

grafik proses menggunakan “configuration studio”. Kedua software ini

merupakan software aplikasi dan saling berkaitan / link. Software

diagram blok yang sudah dibuat di “control builder” dapat ditampilkan

di “configuration studio” apabila diberikan alamat yang sama pada

alamat link-nya.

Gambar 3.3 software “control builder” dan “configuration studio”

Gambar 3.4 contoh program kontrol diagram blok di “control builder”

31

Gambar 3.5 contoh grafik proses pada “configuration studio”

b. Perancangan Hardware

Sistem konfigurasi dari penelitian yang akan dilakukan adalah seperti pada

gambar 3.6 dibawah. Sistem ini terdiri dari dua buah server yaitu server Experion

dan server ACE. Kedua server ini berfungsi sebagai engineering station, yaitu

suatu komputer yang berguna untuk mengendalikan semua station, komputer

untuk mendesain dan membuat program serta garfik proses. Disamping server,

penelitian ini juga menggunakan sebuah operator station untuk menampilkan dan

melihat simulasi proses dalam bentuk grafik simulasi yang sudah di desain di

server.

Disamping itu juga terdapat Field Control Station (FCS) yang terdiri dari

DCS Controller, Input – Output (I/O) analog dan digital, Switch komunikasi, dan

power supply. FCS inilah nanti yang akan di sambungkan dengan peralatan

lapangan, yang dalam hal ini disambungkan dengan Pressure Plant yang berada

di laboratorium instrumentasi. Sistem ini juga dilengkapi dengan monitor LED 60”.

32

Gambar 3.6 Sistem konfigurasi rancangan penelitian

Gambar 3.7 Rancangan P & ID dari sistem pressure plant

Dari gambar “piping and instrument drawing” P & ID dari sistem pressure

plant (gambar 3.7) dapat dilihat bahwa, pressure transmitter PT101 sebagai

peralatan yang mendeteksi tekanan sistem “pressure plant” berupa sinyal

pneumatik. Output pressure transmitter PT101 sebagai “Proses value” (PV)

33

berupa sinyal elektrik 4 – 20 mA dan dikirimkan ke kontroler DCS melalui “chanel

analog input”. Didalam kontroler DCS, sinyal elektrik PV tersebut dibandingkan

dengan nilai “Set Value” (SV) dan dihitung, selanjutnya akan menghasilkan nilai

output kontroler berupa “Manipulated Value” (MV). Sinyal MV dari kontroler

tersebut dikeluarkan ke lapangan melalui “analog output chanel” dan

dipergunakan untuk mengatur bukaan valve.

Gambar 3.8 Rancangan Loop Kontrol

Dari gambar rancangan loop kontrol, terlihat bahwa output pressure

transmitter PT101 (PV) yang berupa sinyal elektrik 4 – 20 mA, akan dikirimkan ke

kontroler PIC101 melalui terminal blok “JB AI 01” nomer 01 dan 02. Kontroler

PIC101 tersebut akan disambungkan dengan alamat “Analog Input 01” (AI 01)

pada chanel 01. Sementara output PIC101 yang berupa sinyal elektrik 4 – 20 mA,

akan dikeluarkan melalui “analog output 01” (AO 01) dan disambungkan pada

terminal blok “JB AO 01” nomer 01 dan 02. Selanjutnya sinyal elektrik tersebut

akan disambungkan dengan I/P converter pada terminal (+) dan (-). Sinyal elektrik

4 – 20 mA tersebut akan dirubah menjadi sinyal pneumatik 3 – 15 psi untuk

menggerakkan kontrol valve PCV101.

34

IV. IMPLEMENTASI DAN HASIL

Merupakan implementasi/aplikasi dari desain dan rancangan software dan

hardware yang telah dilakukan sebelumnya. Pada tahap implementasi ini

dilakukan pembuatan shoftware program dan dilakukan instalasi untuk

menyambungkan sistem DCS tersebut dengan Pressure Plant.

4.1 Implementasi Software

4.1.1. Kontrol Modul

Kontrol module merupakan software untuk yang didesain dan dibuat

untuk membaca data, mengolah dan mengontrol peralatan yang ada

dilapangan. Pada sistem ini, peralatan yang akan dibaca datanya

adalah Pressure Transmitter dari sistem pressure plant. Selanjutnya

data tersebut diolah dalam software sistem dan dipergunakan untuk

mengatur bukaan kontrol valve yang terpasang dalam sistem

pressure plant.

Adapun langkah pembuatan software tersebut adalah sebagai

berikut :

1. Membuka program aplikasi Configuration Studio

Gambar 4.1 Software program aplikasi untuk DCS Honeywell Experion

35

2. Membuka link windows untuk membuat kontrol modul (control

builder – project - assignment) dengan mengklik “Configure

process control strategies”

Gambar 4.2 Configure Process control strategies

3. Membuat kontroler baru dengan mengklik new controllers

C300 controller

Gambar 4.3 Membuat project baru

36

Gambar 4.4 Mengisi nama kontroler

Gambar 4.5 Membuat konfigurasi I/O Modul

Pada penelitian ini dibuat projek baru dengan nama kontroler

C300_PT dan konfigurasi I/O yang dipakai diberi nama AI_HART_PT

dan AO_HART_PT. Dengan tampilan pada windows seperti gambar

4.6.

37

Gambar 4.6 Hasil Konfigurasi kontroler C300_PT dan I/O Modul

4. Download hasil konfigurasi kontroler C300_PT dan I/O Modul

Untuk memastikan apakah konfigurasi kita berhasil ataukah tidak,

dapat didownload terlebih dahulu ke Controller C300 Experion

dengan cara seperti gambar 4.7. Apabila download berhasil dan

tidak ada error, maka kontroler akan berwarna hijau.

Gambar 4.7 Download Hasil Konfigurasi kontroler C300_PT

Kontroler C300_PT

38

Gambar 4.8 Hasil download C300_PT berwarna hijau

5. Membuat Control Module

Control Module berisi blok diagram dari suatu program untuk

mengontrol peralatan dilapangan. Langkah untuk membuat blok

diagram tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 4.9 Membuka windows Control Module

Didalam Control Module (CM) dapat dibuat program kontrol yang

berupa blok diagram. Dalam blok diagram tersebut terdiri dari

blok DACA, PIDA, input dari transmitter yang masuk ke chanel

Analog Input (AI), dan output ke control valve melalui chanel AO.

39

6. Membuat Blok DACA pada Control Module

Blok DACA berguna sebagai Data Acquisitions, yaitu sebagai

pengkondisi sinyal dari lapangan. Cara membuat blok DACA

tersebut dengan membuka library DATAACQ, selanjutnya blok

yang ada didalam library tersebut didrag dan di drop di windows

CM (Control Module).

Gambar 4.10 Membuat Blok DACA pada Control Module

7. Membuat Blok PIDA pada Control Module

Sama seperti DCS dan kontroller yang lain, metode kontrol yang

digunakan dalam DCS Honeywell Experion adalah Proporsional,

Integral, dan Derivatif (PID). Untuk membuat blok PID, dapat

dilakukan dengan membuka library REGCTL PID. Sama

seperti DACA, blok PIDA dapat di drag dan drop di windows CM.

Langkah tersebut dapat dilihat pada gambar 4.11.

40

Gambar 4.11 Membuat Blok PIDA pada Control Module

8. Membuat Input dari chanel Analog Input pada Control Module

Untuk membaca data dari transmitter yang tersambung pada

chanel 0 Analog Input, dapat dilakukan dengan membuka project

C300_PT IOLINK_PTA AI_HART_PT AICHANEL_01

Gambar 4.12 Membuat Blok AI chanel 01 pada Control Module

41

Selanjutnya jangan lupa untuk mengubah nama AICHANEL_01

tersebut sesuai dengan nama identitas peralatan yang

tersambung pada Analog input chanel tersebut. Sebagai contoh

pada penelitian ini, chanel AI tersebut tersambung dengan

pressure transmitter, sehingga diberi nama PT101. Pengubahan

nama tersebut dapat dilakukan dengan melakukan double klik

pada blok AICHANEL_01 dan pada windows yang muncul

dilakukan pengisian nama dan deskripsi sebagaimana pada

gambar 4.13.

Gambar 4.13 Memberi nama AICHANEL_01

9. Membuat Output dari chanel Analog Output pada CM

Untuk mengirim data ke lapangan misalnya untuk mengontrol

kontrol valve yang telah tersambung pada chanel 01 Analog

Output, dapat dibuat blok diagram dengan membuka project

C300_PT IOLINK_PTA AO_HART_PT AOCHANEL_01

42

Gambar 4.14 Membuat Blok AO chanel 01 pada Control Module

Seperti halnya pada AICHANEL_01, nama identitas peralatan

yang tersambung pada Analog output chanel tersebut harus

disesuaikan dengan peralatan lapangan. Sebagai contoh pada

penelitian ini, chanel AO tersebut tersambung dengan Control

valve pada pressure plant, sehingga diberi nama PCV101.

Pengubahan nama dapat dilakukan dengan mengisi nama dan

deskripsi seperti pada gambar 4.15.

Gambar 4.15 Memberi nama AOCHANEL_01

43

10. Menghubungkan blok dalam satu loop

Supaya blok – blok yang sudah kita buat dapat membentuk 1

loop kontrol maka blok – blok tersebut harus kita hubungkan

dengan cara melakukan double klik pada blok sebelumnya dan

melakukan 1 klik pada blok selanjutnya.

Gambar 4.16 Menghubungkan blok dalam 1 loop

Gambar 4.17 Menyimpan blok diagram

Double Klik

1 Klik

44

Setelah Control Module (CM 545) tersebut disimpan, maka file

tersebut akan masuk dalam Unassigned dan kita dapat

melakukan rename terhadap CM 545 untuk dirubah nama

menjadi PIC101.

Gambar 4.18 Merubah nama CM

Gambar 4.19 Assignment CM

45

Selanjutnya kita lakukan assignment terhadap control module

PIC101, dengan menekan icon “=” pada toolbar. Sehingga akan

muncul windows list CM yang dapat di assignment. Kita dapat

memilih CM PIC101 dan dapat di assign ke CEEC300_PT. Hal ini

dapat dilihat pada gambar 4.18 diatas.

Dengan di assign ke CEEC300_PT, CM PIC101 yang semula di

unassigned sekarang di CEEC300_PT.

Gambar 4.20. PIC101 masuk di CEEC300_PT

4.1.2. Display

Untuk membuat grafik display pada DCS Honeywell C300 ini

dilakukan pada HMIWeb Display Builder. Langkah – langkah

pembuatan grafik pada “HMIWeb Display Builder” tersebut adalah

sebagai berikut :

46

1. Membuat display baru

Untuk membuat display baru dapat dilakukan langkah – langkah : pada

Configuration studio, buka configuration explorer display Create new normal

display

Gambar 4.21 Membuat grafik display baru

Selanjutnya muncul windows untuk menggambar display sbb :

Gambar 4.22 Windows untuk menggambar grafik display

47

Didalam windows tersebut terdapat beberapa bentuk shape yang dapat kita pakai

untuk membuat desain grafik sesaui dengan kondisi riil sistem yang dikontrol.

Selain itu juga ada shape gallery yang menyediakan beberapa gambar untuk

tujuan tertentu. Untuk menampilkan bentuk shape yang kita pilih, dapat dilakukan

dengan melakukan klik kanan pada bentuk tersebut dan pilih Insert Into Display.

Maka bentuk tersebut akan tampil pada HMIWeb Display Builder, seperti gambar

4.24 dibawah.

Gambar 4.23 Shape gallery

Setelah gambar dari shape gallery muncul, kita dapat melengkapi gambar tersebut

dengan nama berupa text, dan dapat diatur warna background, ukuran, dan

asesories yang lain.

48

Gambar 4.24 Membuat gambar pada HMIWeb Display Builder

2. Membuat display Pressure Plant

Setelah mengetahui cara membuat display yang baru, selanjutnya membuat

display untuk pressure plant, sesuai dengan sistem riil yang dikontrol. Beberapa

komponen utama pada display yang dibuat adalah display plant, yang terdiri dari

Penampung air, Pompa Tiga kecepatan, Akumulator Tekanan, Kontrol valve

Pneumatic, Gauge pressure transmitter, dan I/P converter dan loop kontrol

pressure yang meliputi pressure transmitter, kontroler dan kontrol valve. Untuk

display plant, dibuat fix dan tetap, sementara untuk loop kontrol dapat

menampilkan nilai riil yang terbaca oleh sensor /transmitter.

49

Gambar 4.25 Gambar P & ID sesuai dengan rancangan

Gambar 4.26 Pembuatan grafik display

4.2 Implementasi Hardware

Pada implementasi hardware ini, dilakukan wiring, pemasangan koneksi

dari terminal input output analog pada panel DCS dihubungkan dengan pressure

transmitter dan I/P converter yang terhubung dengan Pressure control Valve pada

pressure plant yang ada di laboratorium instrumentasi.

Lokasi penelitian ini berada di lingkungan PPSDM Migas Cepu, yaitu di

50

ruang OTS Control Room yaitu di Gedung Widyaiswara lantai 2 karena DCS

Honeywell tersebut saat ini berada di ruang tersebut. Sementara itu, pressure

plant berada di ruang simulator di gedung Laboratorium Instrumentasi. Dan kedua

gedung tersebut berjarak kurang lebih 50 m, seperti terlihat dari gambar 4.27,

sehingga kebutuhan kabel untuk penelitian ini sekitar 50 m.

Gambar 4.27 Layout posisi DCS – Honeywell dan Pressure Plant

Untuk keperluan instalasi dari I/O DCS di lantai 2 gedung Widyaiswara ke

Presure plant tersebut diperlukan bahan sebagai berikut:

Tabel 1. Bahan Implementasi Penelitian

No. Bahan dan Peralatan Penelitian Volume

1. Kabel UTP ( 1 roll) 50 m

2. Terminal, Connector 10 buah

Pada desain awal, direncanakan menggunakan kabel etherna NYY 3 x 2.5

sepanjang 50 m x 2 untuk input dari transmitter ke Analog Input DCS dan dari

Analog Output DCS ke I/P Converter dan Control valve. Namun karena kendala

pengadaan kabel NYY 3 x 2.5 yang agak lama (indent), kami ganti dengan kabel

51

UTP 50 m, sudah sekaligus untuk input dan output. Disamping itu, pada saat

pelaksanaan pemasangan kabel, lebih mudah dan praktis karena untuk input dan

output tersebut cukup dengan 1 gelondong kabel.

Untuk teknik instalasinya disesuaikan dengan disain awal yaitu sesuai

dengan gambar 4.28. rancangan wiring dan terminasi.

Gambar 4.28 Rancangan wiring dan terminasi

Dari gambar rancangan tersebut, terlihat bahwa output pressure transmitter

PT101 (PV) yang berupa sinyal elektrik 4 – 20 mA, akan dikirimkan ke kontroler

PIC101 melalui terminal blok “JB AI 01” nomer 01 dan 02. Kontroler PIC101

tersebut akan disambungkan dengan alamat “Analog Input 01” (AI 01) pada

chanel 01. Sementara output PIC101 yang berupa sinyal elektrik 4 – 20 mA, akan

dikeluarkan melalui “analog output 01” (AO 01) dan disambungkan pada terminal

blok “JB AO 01” nomer 01 dan 02. Selanjutnya sinyal elektrik tersebut akan

disambungkan dengan I/P converter pada terminal (+) dan (-). Sinyal elektrik 4 –

20 mA tersebut akan dirubah menjadi sinyal pneumatik 3 – 15 psi untuk

menggerakkan kontrol valve PCV101.

Gambar 4.29 berikut merupakan koneksi yang telah dilakukan pada

penelitian ini. Untuk chanel AI 01 sebelumnya terhubung dengan demo kid

potensio di pintu panel, selanjutnya dilepas untuk dikoneksikan dengan

transmitter. Demikian juga untuk AO chanel 01, yang semula terhubung dengan 7-

segmen dilepas untuk dihubungkan dengan I/P converter dan control valve.

52

Gambar 4.29 Wiring instalasi

4.3 Hasil dan Pengujian

Hasil dan pengujian dari penelitian ini dapat dilihat dari dua sisi, pertama

dari software berupa hasil implementasi software dan pengujiannya. Yang kedua

adalah hasil dari implementasi hardware yang berupa hasil installasi hardware dan

pengambilan data.

4.3.1 Software

Dari implementasi pembuatan software control modul (CM) dan display

diperoleh hasil bahwa konfigurasi controller C300_PT dan Input – Output Modul

(AI_HART_PT dan AO_HART_PT) telah berhasil dengan baik. Hal ini terlihat dari

hasil download konfigurasi tersebut menunjukkan indikator warna hijau sebagai

tanda bahwa download hasil konfigurasi tidak ada error dan berhasil. Setelah

konfigurasi berhasil, dilanjutkan dengan pengujian terhadap Control Module (CM).

Pada pengujian control module dilakukan dengan melakukan download dan

diperoleh hasil bahwa server load complete (gambar 4.31) yang menunjukkan

bahwa CM telah berhasil.

53

Gambar 4.30 Hasil Konfigurasi Controller C300_PT dan I/O

Gambar 4.31 Download CM Complete/berhasil

Hasil control module tersebut dapat dilihat di Monitoring dan akan terlihat

kode warna hijau yang menunjukkan download CM telah berhasil (gambar 4.32).

Konfigurasi

berhasil

54

Gambar 4.32 Hasil Download CM

Untuk mempermudah operator dalam mengoperasikan sistem, grafik

display dibuat hampir sama dengan plant riil. Hasil dari grafik display

tersebut seperti gambar 4.33.

Gambar 4.33 Hasil grafik display

4.3.2 Hardware

Hasil implementasi pembuatan software control modul dan

instalasi hardware dapat dilakukan pengujian dengan menginjeksi arus 4

Control Module

(CM) berhasil

55

– 20 mA, dan menunjukkan hasil bahwa pembacaan PT101 di software

mempunyai range antara 0 – 100, dan tampilan DACA menunjukkan nilai

0 – 15 Volt.

Selain pengetesan menggunakan injektor arus 4 – 20 mA,

pengujian juga dilakukan dengan menggunakan DP Transmitter

Yokogawa, dan input 3,9 mA dari DP Transmitter dapat diterima oleh

software yang dibuat.

Gambar 4.34 Pengujian dengan DP Transmitter

Setelah pengujian dengan DP Transmitter telah berhasil,

pengujian selanjutnya dilakukan dengan Pressure Plant, dan dapat

diambil data sebagai berikut.

No MV (CR) PV (CR) CV PV (Transmiter)

1 0 % 8,54 100 % 0,284 Bar

2 25% 8,52 75% 0,283 Bar

3 50% 8,51 50% 0,282 Bar

4 75% 8,50 25% 0,281 Bar

56

5 100% 8,50 0 % 0,280 Bar

Dari data yang diperoleh membuktikan bahwa DCS Honeywell

Experion C300 dapat dikembangkan dan disambungkan dengan

peralatan riil yaitu Pressure Plant, namun data yang terbaca oleh DCS

masih data kasar karena Transmitter pada pressure plant tersebut belum

dikalibrasi disesuaikan dengan range yang ada di DCS. Namun

demikian, untuk Control valve span bukaannya sudah sangat baik,

antara range 0 – 100%. Dan dari data yang diperoleh dapat ditentukan

bahwa jenis Control valve yang dipakai adalah ATC(Air To Closed / failed

open) karena semakin besar output dari controller (MV), aksi kontrol

valve semakin menutup.

Dari data hasil instalasi yang masih kasar, perlu dikembangkan

penelitian lebih lanjut yang dalam hal ini perlu melibatkan ahli proses

produksi untuk mendalami karakteristik pressure plant, sehingga proses

pada pressure plant dapat dengan mudah dikendalikan melalui

kontroller.

57

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilaksankan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. DCS Honeywell “Control Room” – OTS yang selama ini belum dapat

dimanfaatkan secara optimal masih dapat dikembangkan lebih jauh lagi

untuk menunjang pelaksanaan diklat di PPSDM Migas.

2. DCS Honeywell “Control Room” – OTS dapat dimanfaatkan untuk

mengontrol riil plant yang ada di PPSDM sebagai contoh aplikasi yang

sudah dikembangkan pada penelitian ini adalah aplikasi DCS

Honeywell “Control Room” – OTS untuk mengendalikan Pressure plant

yang ada di laboratorium instrumentasi.

3. Dengan adanya penyambungan/instalasi dari DCS Honeywell “Control

Room” – OTS ke pressure plant, dapat dipergunakan untuk praktek

drawing instrumentasi.

4. Dari percobaan penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil bahwa

software program pada DCS Honeywell “Control Room” – OTS dapat

dibangun dan dibuat sendiri, dan dapat didownload dengan baik. Hal ini

dapat berguna untuk peningkatan praktek DCS (Instrumentasi) yang

meliputi praktek konfigurasi, praktek disain software dan hardware,

praktek disain grafik display, dan praktek kontrol.

5. Untuk membuat aplikasi sistem kendali suatu riil plant dengan

menggunakan DCS Honeywell dapat dilakukan dengan cara berikut :

Menghubungkan controller C300 dan Server (Suystem Running)

Membuat konfigurasi hardware pada software kontrol builder

58

Membuat Control Modul (Loop kontrol) pada kontrol builder

Membuat Grafik display pada HMIWeb Display Builder

Semua program yang dibuat harus berhasil didownload oleh

server

Membuat instalasi dari Input/Output Controller ke riil plant

5.2 Saran

Pada penelitian ini hanya diaplikasikan untuk variabel tekanan, dan untuk

variabel produksi migas yang lain seperti temperatur, level dan flow belum

dikembangkan. Kedepan, DCS Honeywell “Control Room” – OTS masih dapat

dikembangkan lebih jauh lagi dalam hal disain untuk peralatan yang lebih

kompleks dengan variabel yang lebih banyak serta disesuaikan jumlah Input

Outputnya. Dari sisi komunikasi dan jaringan, DCS tersebut dapat

dikembangkan untuk pengontrolan sistem melalui internet, karena basic DCS

Honeywell “Control Room” – OTS sudah webbase dan dapat dikendalikan

melalui internet. Di samping itu, dapat dikembangkan juga untuk mendalami

system kontrol melalui DCS yang meliputi kontrol otomatis, kontrol PID dan

tunning.

System DCS Honeywell “Control Room” – OTS lebih rumit dan kompleks

bila dibandingkan dengan DCS lain missal DCS Yokogawa Centum VP.

Sehingga dalam disain konfigurasi, program loop konrol (Control Module) dan

desain grafik display harus dilakukan dengan kesabaran, teliti, dan harus

dicoba berulang-ulang ketika terjadi eror ataupun kendala.

59

DAFTAR PUSTAKA

1. http://miraclesphysics.blogspot.co.id/2012/10/distributed-control-system-

dcs.html

2. http://www.yokogawa.com/us/technical-library/resources/references/dcs-sis-

prm-foundation-fieldbus-instruments-and-ots-installed-at-thailands-first-lng-

terminal/

3. http://web-material3.yokogawa.com/iab-suc-hanwha-en.pdf

4. Sudaryanto, Dwi Heri, S.Kom. 2010. Control System. Cepu. Grafika

Pusdiklat Migas

5. Wang Changli, Luo An. Distributed control system design and application

examples. Beijing, Electronic industry press (2006)

6. Yau, S. S., & Hong, W. (1988). Verification of concurrent control flow in

distributed computer systems. IEEE Transactions on Software Engineering,

14(4), 405-417. doi:http://dx.doi.org/10.1109/32.4662

7. A primer: Understanding distributed control. (1989). Chemical Engineering,

96(5), 87. Retrieved from

http://search.proquest.com/docview/194455715?accountid=17242

8. Huang, J. B., Ning, D., & Xiao, Z. J. (2010). Distributed control system for

papermaking production line. Applied Mechanics and Materials, 44-47, 242.

doi:http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.44-47.242

9. Gonçalves, R., Martins, J., Branco, F., González Castro, M.,R., Cota, M. P.,

& Barroso, J. (2015). A new concept of 3D DCS interface application for

industrial production console operators. Universal Access in the Information

Society, 14(3), 399-413. doi:http://dx.doi.org/10.1007/s10209-014-0368-x

60

Lampiran 1 : Jadwal Kegiatan

No Kegiatan

Waktu Penelitian (tahun 2016)

Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

01 Penyusunan Proposal

02 Studi literatur

03

Pengumpulan

dokumen

04 Perancangan Sistem

05

Pembuatan Software

& hardware

06

Pengujian Software &

hardware

07

Implementasi

Lapangan

08

Pengujian di

Lapangan

09 Evaluasi Sistem

10 Penyusunan laporan

11 Penyajian Laporan