FEEDBACK CONTROL

FEEDBACK CONTROL SYSTEM
Compiled by Cak Unggul
On Ramadhan 2018

FEEDBACK CONTROL

Feedback Systems banyak diggunakan dan digunakan secara luas untuk amplifier circuits, oscillators, process control systems as well as other types of electronic systems. But for feedback to be an effective tool it must be controlled as an uncontrolled system will either oscillate or fail to function. The basic model of a feedback system is given as:

Feedback System Block Diagram Model

Basic dari feedback loop: sensing, controlling dan actuation adalah konsep utama dari feedback control system dan terdapat are beberapa alasan mengapa feedback digunakan dalam electronic circuits:Frequency Response, Gain dan  Bandwidth dari system can be dengan mudah dapat di kendalikan. Terdapat dua jw3nia utama dari feedbavk yqitu two main types of feedback control: Negative Feedback dan Positive Feedback.

Pada Feedback Control, output akan dibanding dengan input selisih antara input dan output dinamakan error (koreksi) yang digunakan untuk memperbaiki input sistem selanjutnya, sehingga proses system dapat beroperasi seperti yang diharapkan (set point). Dalam feedbsck system akan dikenal istilah-istilah :

Plant: yaitu process yang akan dikontrol, mulai dari yang paling sederhana seperti flow, temperature sampai dengan yang paling kompleks yang melingkup suatu unit proses.
Measurement element/sensor: elements pengukuran yang digunakan untuk mengukur variable process yang akan dikontrol
Comparator: yang akan  membandingkan control variable dengan set point (input dikurangi outpu)
Control element: yaitu elemen yang akan melakukan aksi koreksi terhadap error antara aktual control variable dengan set point. Pada prakteknya comparator dan controller merupakan satu kesatuan.
Final element: merupakan penghubung antara controller dan plant, bisa berupa control valve, solenoid valve, dumper, relay dan sebagainya.

Proportional Control

Proportional control adalah  feedback control system linier dimana suatu koreksi diberlakukan pada  controlled variable yang besarnya proportional terhadap perbedaan antara set point, SP dan process value, PV.
Contoh: pada mekanisme pelampung toilet adalah proportioning terhadap kran. Pada proportional control dikenal istilsh Proportional Band atau PB
Contoh:
untuk PB=100 jika input berubah 10% maka output akan respon sebesar 10%.
Untuk PB=50 jika input berubah 10% maka output akan respon sebesar 20%, demikian seterusnya. Terlihat disini bahwa nilai PB adalah persentasi daripada input terhadap nilai output secara penuh, ketika output sama dengan 20% dan input sama dengan 10% maka PB adalah 50 jadi:PB = (input/output) x 100%

Proportional Plus Integral ControlProportional plus integral (PI) adalah proportional controller yang ditambahi integral action. PI controllers menghasilkan "low sensitivity" yang diperlukan untuk menghasilkan "stable control"

Integral action (reset) berfungsi untuk menghilangkan offset, dalam penggunaannya bila dikombinasikan dengan proporsional action sehingga menjadi kontroler Proporsional Integral (PI). Nilai dari integral action dinyatakan dalam ukuran waktu per jumlah aksi atau jumlah aksi per waktu.
Contoh
Pada sistim pengaturan tekanan tangki, kontroler mengalami error 10%, jika gain kontroler 2 maka output akan bereaksi untuk melakukan koreksi sebesar 20%, sehingga keadaan proses sebagai akibat daripada perubahan output tersebut akan berpindah pada kondisi baru misalnya error menjadi 8%, kondisi baru yang dicapai sebagai efek dari kontroler proporsional ini boleh jadi akan bertahan dalam tempo yang tidak menentu dan lama, tetapi dengan adanya aksi integral, kontroler akan sertamerta melakukan koreksi lagi sesuai dengan waktu yang disetel pada kontroler integral misalnya 0.5 menit, sehingga dalam waktu setengah menit dari koreksi pertama kontroler akan melakukan aksi koreksi lagi, dengan demikian akan terbentuk kembali kondisi baru misalnya error menjadi 3%,demikian seterusnya aksi demi aksi akan berlangsung hingga offsetnya hilang atau proses mencapai keseimbangan yang diharapkan.

Propotional Plus Derivative 

Derivative (rate) action digunakan untuk meningkatkan kecepatan reaksi output terhadap error. Oleh karena itu derivative action hanya boleh dipakai pada proses yang responnya sangat lambat (seperti temperatur), menerapkan derivative action pada proses yang bereaksi cepat dapat membahayakan karena perubahan output yang sangat cepat kearah maksimum atau kearah minimum bisa menimbulkan kerusakan pada peralatan operasi.
Derivative Action dalam penerapannya selalu dikombinasikan dengan proporsional action sehingga menjadi proporsional-derivative (PD) kontroler.
Ukuran dari derivative action adalah waktu, yaitu berapa lama signal derivative beraksi dalam setiap kali kontroler proporsional melakukan perubahan. Aksi kontroler derivative hanya berlangsung pada awal siklus untuk mempercepat respon, oleh karena itu  seringkali
derivative action disebut juga sebagai Pre-Act

Proportional Plus Integral Plus Derivative

PID Mode (Proportional–Integral–Derivative controller) merupakan mode mekanisme umpan balik yang biasanya dipakai pada sistem kontrol industri. PID Mode secara kontinyu akan menghitung nilai kesalahan sebagai bedaantara setpoint yang diinginkan dan variabel proses terukur. Kontroler mencoba untuk meminimalkan nilai kesalahan setiap waktu dengan penyetelan variabel kontrol, seperti posisi keran kontrol, damper, atau daya pada elemen pemanas, ke nilai baru yang ditentukan oleh jumlahan:

Pada Control Mode PID ini,
"P" bertanggung jawab untuk nilai kesalahan saat ini.
Contoh:
jika nilai kesalahan besar dan positif, maka keluaran kontrol juga besar dan positif.
"I" bertanggung jawab untuk nilai kesalahan sebelumnya. Contoh:
jika output saat ini kurang besar, maka kesalahan akan terakumulasi terus menerus, dan kontroler akan merespon dengan output lebih tinggi.
"D" bertanggung jawab untuk kemungkinan nilai kesalahan mendatang, berdasarkan pada rate perubahan tiap waktu

Karena kontroler PID hanya mengandalkan variabel proses terukur, bukan pengetahuan mengenai prosesnya, maka dapat secara luas digunakan.
Dengan penyesuaian (tuning) ketiga parameter model, PID Mode dapat memenuhi kebutuhan proses. Respon kontroler dapat dijelaskan dengan bagaimana responnya terhadap kesalahan, besarnya overshoot dari setpoint, dan derajat osilasi sistem. Penggunaan algoritme PID tidak menjamin kontrol optimum sistem atau bahkan kestabilannya.Beberapa aplikasi mungkin hanya menggunakan satu atau dua term untuk memberikan kontrol sistem yang sesuai. Hal ini dapat dicapai dengan mengontrol parameter yang lain menjadi nol. 

Kontroler PID dapat menjadi kontroler PI, PD, P atau I tergantung aksi apa yang digunakan. Kontroler PI biasanya adalah kontroler paling umumKontroler PID (dari singkatan bahasa Inggris: Proportional–Integral–Derivative controller) merupakan kontroler mekanisme umpan balik yang biasanya dipakai pada sistem kontrol industri.

INSTALLATION

PEMASANGAN INSTRUMENT
Created by Cak Unggul
On Ramadhan 2018

UMUM
Sebagaimana diminta dalam API RP 550 maka pemasangan peralatan Instrumentasi dirancang dengan mengikuti fungsi-fungsi sebagai:
1).Panduan bagi Instrument Engineer untuk memeriksa (check), melakukan  kalibrasi dan commissioning instrument-control system secara sistimatis
2).Mempermudah field instrument supervisor dalam menyiapkan construction procedure.
3).Sebagai standard bagi Subcon Services

KALIBRASI
Kalibrasi akan memverifikasi bahwa Instrument-instrument tersebut akan berfungsi sebagaimana perencanaannya yang dinyatakan dalam spesifikasinya dimana-
1).Panel mounted indicator dan recorder harus di kalibrasi pada three-point check: 0%; 50% dan 100%
2).Field mounted switch hanya di kalibrasi pada set point
3).Transmitter dan receiver dikalibrasi secara terpisah menggunakan manufacturer recommendation.
Catatan:
bilamana memasang transmitter dan receiver harus di kalibrasi pada posisi zero.
4).Analyser harus dikalibrasi menggunakan manufacturer recommendation. Secara normal Analyser akan di kalibrasi pada 2 titik.

COMMISIONING
Instrument pre-commissioning biasanya akan dilaksanakan oleh field instrument supervisor sebelum start up.
Yang dilakukan pada commissioning instrument meliputi tidakkan berikut
1).Pouring seals dan condensate pot
2).Pemasangan electric power pada semua Instrument
3).Establishing flow atau purge material
4).Mengoperasikan block valve dengan menutup bypass dan drain valve pada semua Instrument yang ada hubunganya dengan process.
5).Mengalirkan instrument air pada semua field instrument dan panel instrument.
Star up commissioning akan diselesaikan oleh Commisioning Team.
Beberapa operasi penting adalah sebagai berikut:
1).Membuka atau menutup valve untuk menempatkan semua instrument pada posisi dan kondisi srvisnya.
2).Venting udara pada liquid line atau draining liquid dari gas/vapor line.
3).Set semua control mode dan set pointnya

CHECKS
Dalam melakukan instrument check harus ditemukan:
1).Apakah vendor telah memberikan Instrument sama dengan yang di uraikan.
2).Instrument telah dipasang sesuai dengan peruntukkan nya
3).Pernyataan bahwa Installation siap untuk di commissioning.

OPERATIONAL TEST
Operational test akan meliputi hal hal berikut:
1).Melakukan blowdown dan pressure test pada instrument air header dan branch line.
2).Memeriksa continuity pada pneumatic dan electric line, dari field ke panel dan dari panel ke valve.
3).Memeriksa stroke (stroking) semua control valve
4).Memeriksa arah aliran semua control valve
5).Memeriksa input alarm
6).Memeriksa sistem interlock

FIELD INSTRUMENT SUPERVISOR
Field Instrument supervisor mempunyai tanggung jawab sbb:
Filing System
Menyimpan purchase order , specification , equipmwnt
drawings, schematic, loop drawing, vendor drawing, dan material lain.
Installation
Memasang sesmua instrument sesuai dengan engineering standard, layoutvdrawings, instrument specification, dan document lain yang sesuai.
Record Keeping
Menyipan record dari instrument masuk dan yang dipasang, melaporkan progress ke  project Instrument Enginer secara periodic,
Management
Mengatur skedul terhadapa contract calibration atau installation services
Commisioming
Menyiapkan Instrument precom dan commissioning sebelum start up.

INSTRUMEMT ENGINEER
Pada saat phase pre-commsioning dan  commiisoning seorang Instrument Engineer mempunyai tangggug jawab seperti berikut:
1).Memastikan konstruksi field office telah menggunakan document yang mutakhir dan terlengkap
2).Menetapkan prosedur bersama field Instrument Supervisor
3).Menetapkan Inspeksi Instrumen bilamana field instrument supervisor menyetujui bahwa installation telah selesai, Inspeksi ini ter diri dari:
4).Memastikan bahwa operational check telah dilaksanakan pada semua instrument loop, interlock, annunciator dan instrument lain.
5).Memastikan bahwa calibration procedure telah diikuti.
6).Memastikan bahwa fied record telah di persiapkan deng baik dan sesui untuk cutomer inspection.
7).Membantu star up bilamana di perlukan.

SAFETY INTEGRITY LEVEL(SIL)

SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL)
Created by Cak Unggul
On Ramadham 2018

INTRODUCTION

Functional Safety adalah konsep yang relatif baru didunia terhadap safety (dalam industry). Laporan ini dibuat untuk menerangkan konsep dari Functional Safety dan hubungannya dengan konsep demand, safety integrity level, Safety Instrumented Sysrem dan standards yang digunakan pada area Functional Safety, untuk menjelaskan ke technical professionals, yang tidak mempunyai background functional safety sama sekali.

DEMAND

Dalam context functional safety, bilamana Safety Function digunakan untuk mengerjakan pekerjaannya, dikenal dengan demand. Sebagai contoh pada day tank, sepanjang day tank tidak diisi terlalu penuh (high level that can cause a spill), dikatakan tidak ada demand pada Safety Function untuk bekerja. Tetapi bilamana level dalam day tank menuju ke high level (cause a spill), safety Function harus bertindak, sebagai sebuah demand. Sekarabg  dapat dilihat bahwa Safety Function telah melakukan tindakkan yang merupakan demand, untuk memastikan bahwa safety sedang dipertahsnksn. Ini adalah konsep penting, karena sepanjang waktu safety device akan idle, bilamana process dalam kondisi safe state. Tetapi bilamana terjadi demand, maka harus melakukan action dengan cepat. Tujuan dari Functional Safety  adalah untuk memastikan bahwa hal tersebut berhasil setiap saats.

FAILURES & RELIABILITY

Pembahasan Ini akan membawa pada konsep tentang Failures. Sèperrti hal hal lainya  safety system juga bisa fail. 

Kemudian pada saat demand Safety Function tidak bekerja maka terjadilah bencana. Bagaimana cara menghindari situasi ini? Dengan menggunakan techniques, tools dan standards dari Functional Safety Engineering, for sebagai contoh dengan mengadopsi  techniques yang dijelaskan dalam International Standards seperti IEC 61508.

Jenis jenis Failures apa yang biasanya terjadi? Ada tiga jenis failures terhadap safety system. Yaitu Random, Common Cause dan Systematic failures. Salah satu dari ketiga ienis failures ini dapat menyebabkan  safety function tidak dapat beroperasi  walau demand sudah tercapai.  Dengan demikian harus dibuat design, dibangun dan ditetapkan sebuah safety system yang tidak akan  fail terhadap demand baik jenis random, common cause maupun systematic failures.

System yang tidak pernah fail hanyalah teori (theoretical concept) semua systems akan fail dan cara mengatasinya dengan safety systems. Dengan menggunakan prinsip dan didukung oleh Functional Safety Engineering yang bagus kita akan membuatnya 'almost' fail safe.

SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL)

Safety Integrity Level didefinisikan di IEC standards untuk Safety Integrity dari Safety Function. Merupakan performance measure dari Safety Function. Terdapat empat levels Safety Integrity yang dinamai sebagai SIL 1, SIL 2, SIL 3 and SIL 4. Dimana SIL 1 adalah lowest dan SIL 4 adalah highest level.

IEC standards menggolongkan Safety Functions menjadi dua golongan berdasrkan pada berapa sering terjadinya demand yaitu Low demand dan High demand

Contoh low demand ada pada overfill protection system seperti contoh pada day tank diatas. Hal ini disebabkan demand terjadi kurang dari satu kejadian  per tahun Hal ini tentu saja sesuai dengan pengalaman praktek dalam industry, dimana tidak berharap bahwa Safety Functions yang digunakan untuk melindungi terjadi lagi pada hari lain. Safety functions, seperyi itu banyak dijumpsi dalam Chemical Industry 

Ada satu category dari Safety Functions yang dijumpsai dimana demand rate sangat tinggi dan  kadsng tampil terus menerus ini dinamakan high demand. Contohnya braking system  dari kereta api atau mobil. Sistem pengereman sering dioperasikan (lebih dari satu tahun-) dan ini digolongkan eebagai high demand systems.

Probability of Failure on Demand (PFD)

Kemungkinan dimana Safety Function akan fail (on demand) dikenal sebagai  Probability of Failure on Demand (PFD)

Probability rata-rata  yang akan fail (dangerously) dinamakan sebagai PFDavg. SIL levels dihubungkan dengan PFDavg Safety Function, sebagai mana di berikan pada table dibawah ini:

PFD adalah ukuran ketersediaan dari safety-function  yang mengungkapkan kemungkinan safety-function tidak berfungsi pads saat diperlukan. PFD untuk loop bergantung pada tingkat kegagalan semua komponen dalam loop. PFD (probability of failure on demand) untuk low demand operation (descrete) pada SIL berbeda, didefisiksn dalam IEC EN 61508 sebagai berikut:

Pada kejadian High Demand probability of failure dinyatakan dengan PFH atau Probabilty to fail dangerous per hour. SIL levels dengan PFH levels berbeda diberikan seperti table berikut

Level SIL yang diperlukan berdasarkan ISA S84.01 adalah sebagai berikut
▪SIL 1 : tingkat ketersediaannya 90% – 99.9%
▪SIL 2 : tingkat ketersediaannya 99.9% – 99.99%
▪SIL 3 : tingkat ketersediaannya 99.99% – 99.9999%

Catatan:

ISA S84.01 tidak mengenal SIL 4, SIL 4 diperuntukkan  bagi nuclear sysrems

Sesuai dengan IEC 61508 standard bagi functional safety,  diperlukan untuk mengestimasi safety-integrity yang telah dicapai  dari system oleh adanya hardware failures secara acak. Untuk operasi safety-function dalam low demand mode, pengukuran ini merupakan probabilitas rata-rata dari  dangerous  failure on  demand (PFDavg). 

Untukndiketahui ada empat teknik yang digunakan pada beberapa konfigurasi dari studi kasus:  
▪Fault  tree analyses disuport oleh GRIF/Tree,  
▪Multi-phase Markov models disuport oleh GRIF/Markov,  

▪Stochastic Petri nets di supported oleh  GRIF/Petri,  dan  

▪Approximate equations (dikembangkan oleh DNV  yang berbeda dari yang ada dalam IEC  61508)  disuport oleh  OrbitSIL. 

Ternyata bahwa  semua methoda diatas menampilkan hasil yang serupa untuk PFDavg, dengan mengambil  characteristics yang diperlukan oleh  standard  kedalam perhitungan.  

 

Sertifikasi
Hazard dari control system akan ditandai kemudian dianalisa melalui analisa resiko. Serangkaian 'upaya untuk mengurangi resiko bencana' (mitigasi) ini kemudian dilanjutkan sampai seluruh kontribusi terhadap hazard dipenuhi.  Semua level resiko kemudian ditentukan sebagai safety requirement dalam bentuk target 'probability of a dangerous failure' yang diberikan dalam periode waktu dan dinyatakan sebagai discrete SIL.
Skema sertifikasi digunakan untuk mengetahui apakah sebuah peralatan sudah sesuai dengan SILnya. Kebutuhan dari skema ini dapat dipenuhi dengan  pengembangan process atau dengan mengambil dari peralatam mempunyai cukup operating history.
Peralatan electric dan electronic dapat disertifikasi untuk digunakan dalam Functional Safety applications sesuai dengan IEC 61508. Dengan menyediakan application developers diperlukan bukti bukti yang menunjukkan bahws application termasuk device iuga compy.

Catatan  
IEC 61511 adalah application-specific adaptasi dari IEC 61508 yang dikhususkan untuk Process Industry sector. Standard ini juga digunakan pada 

etrochemical dan hazardous chemical industries.

HIPPS

HIPPS
(High-integrity pressure protection system)
Created by Cak Unggul
On Ramadhan 2018

OVERVIEW
HIPPS adalah salah satu jenis safety instrumented system (SIS) yang dirancang untuk mencegah over-pressurization pada plant, seperti chemical plant atau oil refinery.
HIPPS akan menutup  sumber yang menjadikan tekanan didalam peralatan bertambah tinggi sebelum terjadi ovet pressure tercapai dengan demikian mencegah hilangnya material berharga akibat adanya rupture (explosion) yang ada didalam pipa atau vessel.
HIPPS juga bisa digunakan sebagai barrier antara high-pressure dan low-pressure dalam suatu instalasi.
HIPPS menyediakan solusi untuk melindungi equipment pada kejadian dimana:
▪ high-pressures dan flow rates terdapat pada process
▪ melindungi lingkungan
▪ material proses secara ekonomi sehingga tidak boleh terbuang.

ACUAN STANDARD
HIPPS adalah suatu instrumented safety system yang dirancang dan dibangun sesuai dengan standard IEC 61508 dan IEC 61511. International Electrotechnical Commission (IEC) mengenalkan standard IEC 61508 dan IEC 61511  pada tahun 1998 dan 2003.
Standard ini didasarkan pada performance dan acuan kerja terperinci serta pendekatan siklus (life-cycle) dalam perencanan, implementasi dan management safety systems dengan demikian dapat dipakai untuk sektor yang bervariasi dengan definisi level resiko (SIL)yang berbeda sehingga diputuskan bahwa Standard ini (IEC) juga bisa diaplikasikan pada HIPPS.
IEC 61508 untuk electrical/electronic/programmable safety-systems walaupun demikian standar ini juga memberikan kerangka acuan berdasarkan pada technologies sistem mechanical.
IEC 61511 ditambahkan oleh IEC dikhususkan untuk designers, integrators dan users dari safety systems dan meliputi safety loop yang lebih detail  seperti sensors dan final elements.
Dasar untuk untuk merancang SIS pada HIPPS diawali terlebih dulu dengan mengetahui Safety Integrity Level (SIL) nya.  SIL diperoleh pada saat melakukan risk analysis terhadap plant atau process yang mewakili adanya risk reduction.  SIS akan dipilih sesuai dengan yang diinginkan yaitu yang mempunyai kode angka 1 s/d 4  (SIL1, SIL2, SIL3 danSIL4).
IEC standards mendefinisikan tiap SIL untuk siklus dari suatu equipment, termasuk didalamnya design dan maintenance.
SIL juga mendefinisikan apa yang disebut probability of failure on demand (PFD) untuk satu loop .

KOMPONEN HIPPS

Sistem yang bisa mempertahanksn tekanan vessel sehingga mendekati hargs over-pressure dalam waktu tertentu dengan   reliability yang sama dengan  pilot operated safety relief valve dinamakan HIPPS.

HIPPS functional loop lengkap terdiri dari:
▪ sensors, (atau initiators) yang mendeteksi adanys high pressure
▪ logic solver, yang memproses input dsri sensors sebagai output ke final element
▪ final elements, yang iniilah yang sebenarnya melakukan corrective action di field sehingga membswa process pada kondisi safe state. Dari sisi HIPPS ini berarti shutting off sumbet overpressure. Final element terdiri dari valve, actuator dan solenoid.

Logic Solver dirancang dengan mode 2-out-of-3 (2oo3) voting dalam kondisi tidak mengaktifkan final element. Solenoid valve mengunakan SIL-1 (1oo2) dimana posisi valve adalah closed. Final elements terdiri dari dua block valves yang menahan flow ke downstream facilities untuk mencegahnya terjadinya kelebihan  pressure . Operator plant diperingatkan melalui pressure alarm (PA) bahwa HIPPS telah diaktivasi. Dikatakan bahwa System seperti ini (HIPPS) mempunyai high degree of redundancy sebab bila ada failure dari salah satu dari ketiga pressure transmitters tidak akan memmbuat fungsi HIPPS terganggu, karena hanya dua  pembacaan high pressure yang diperlukan untuk activation. failure. Demikian juga bila salahsatu block valves fail juga tidak membuat fungtionality HIPPS terganggu, sebab valve satunys tetap tertutup.

ICSS

ICSS
(Integrated Control and Safety System)
Creat ed by Cak Unggul
On Ramadhan 2018

OVERVIEW
Pada waktu yang lalu, Basic Process Control System (BPCS) dan Safety Shutdown System (SIS) posisinya terpisah. Keduanya dihubungkan (interfaced) melalui gateway. Dengan kata lain BPCS dan SIS mempunyai engineering tool sendiri- sendiri.

Karena cost untuk engineering, operation maintenance tools yang terpisah dan komunikasi dari interfaced yang terpisah, maka banyak manufacture mulai mencari alternatif solusi integrated. Solusi-integrated mempunyai controllers yang berbeda baik untuk BPCS dan SIS, tetapi mereka mempunyai satu engineering, operation dan maintenance tool.

Integrated Control and Safety System (ICSS) adalah ekspresi untuk mendefinisikan process control system (BPCS) yang secara hardware dan software dikombinasikan dengan Safety Instrumented System (SIS). Dimana  SIS-nya sendiri terdiri dari Emergency Shutdown (ESD), Process Shutdown System (PSD) dan Fire & Gas (F&G) System dengan hanya mempunyai satu display.
ICSD terdiri dari komponen-komponen dimana antara komponen satu dengan lainnya saling terhubung secara software sebagai berikut:
▪DCS (BPCS) untuk plant continues control.
▪PLC System untuk SIS (plant safety system ESD, PSD, dan F&G) 
▪PLC System dari package equipments.
▪Communication Infrastructures  backbone
▪Servers dan work stations
▪Third Party Process Control Systems.
▪Metering system untuk Condenasate, Fuel Gas and Water

ICSS BENEFIT
Manfaat menggunakan ICSS antara lain karena efisiensi pada Operational dan Cost  karena adanya resource sharing seperti Engineering Station (ES), PLC, Operator Station Client (OS Client), Operator Station (OS Server), Hystorian.
• Total Integration: Process dan safety diintegrasikan total, membolehkan standard dan safety programs untuk digunakan dalam bagian berbeda (different part) dari CPU yang sama.
• Customized Solution: Software library yang khusus dikembangkan berdasarkan pada industrial standards dan telah digunakan secara luas dengan field proven function blocks dalam melayani plant requirement.
• Communication gateway tidak diperlukan lagi antara BPCS dan Safety System, dengan demikian akan menghilangkan salah satu point penyebab failure
• Common EWS (Engineering Workstation) untuk BPCS, SIS, EGS dan HIPPS
• Common hardware platform akan berkurang secara significant dengan demikian jumlah spares yang diperlukan juga berkurang. 

GENERAL REQUIREMENT
Perancangan ICSS untuk proyek dilakukan berdasarkan pertimbangan sebagai berikut:
▪Bilamana memungkinkan BPCS dan SIS remote processors I/O nya harus dipasang di lokasi operator room. Untuk itu gedungnya harus dilengkapi dengan controlled environment (HVAC) untuk pendinginan equipment ini sehingga memungkinkan: independent, modular dengan urutan commissioning dari plant unit berbeda.
▪BPCS dan SIS remote processors dan I/O networks sebaiknya dipasang terpisah dengan menggunakan fiber optic conductor (FO cable) yang terpisah pula.
▪Power supply 220 VAC ± 10% VAC single phase-to-phase 50 Hz (floating earth) uninterrupted power supply (UPS) harus dipasang yang akan digunakan sebagai electrical power untuk ICSS, ▪Packaged Unit UCP dan semua peralatan instrumentasi ICSS dan UCP akan bisamebangkitkan DC power 24 V untuk instrument loops. Untuk ICSS, sendiri power supplie nya harus dibust redundant.
▪Electrical power supply untuk solenoid valves coil yang dihubungkan ke ICSS harus 24 VDC.
▪SIS dan protective systems harus menggunakan dedicated field devices seperti solenoids, transmitters, valves, shutdown valves dsb.
▪Junction boxes, wiring, termination blocks dan I/O facilities seperti SIS dan F&G harus dipisah dari BPCS. 
▪Barriers dengan junction boxes dan fasilitas terminal harus terpisah dan label wiring dari SIS systems yang berbeda (misalnya SIS dari F&G) Hal demikian juga berlaku untuk instrumentasi pada systems packaged equipment.
▪Instrument dari third-party dan packaged equipment yang membawa local programmable logic controllers (PLC) sendiri harus di-wired ke junction box yang ada di skids nya equipment dan dari sana kemudian dibawa ke local control panels. Bila Vendor packages atau third-party equipment memerlukan PLC’s sendiri pada SIS vendor boleh memasang PLC nya sendiri untuk difungsikan sebagai process control dan monitoring. Komunikasi antara PLC dan SIS ke ICSS melalui standardized single protocol.

APLICATION PROGRAM
Software berikut ini lazim digunakan bersama-sama dengan ICSS yang bekerja dengan menggunakan fasilitas ICSS.

▪ Integrated Enterprise System (IES)
IES adalah sistem informasi infrastructure yang berbasis network yang membolehkan access ke semua  sistem informasi serta membaca isi interface antar manufacturing control functions dan enterprise functions yang lain yang ada hubungannya dengan plant. Integrated Enterprise ini akan menggabung semua sistem informasi  yang berhubungan dengan dua kategori berikut:  
1. Integrated Control And Safety Systems (ICSS).
2. Manufacturing Operation Management - Manufacturing Information Systems (MOMMIS).

▪Collaborative Work Environment (CWE)
CWE adalah rangkaian dari multiple, integrated services yang dirancang melakukan streamline communication, improve efficiency dari pekerja guna meng-improve efficiency dari "work groups" yang tersebar diseluruh dunia. Sebuah kolaborasi terhadap work environment guna memperbaiki efisiensi individual dengam membantu meminimalisasi time delays akibat adanya pertukaran informasi dengan antar pekerja.

▪Document Management System (EDMS)
Tujuan dari diadakanya EDMS adalah agar supaya process dan infrastructure technology yang dapat menghasilkan documents dan drawings management yang complex dan sekaligus simple bersama advanced electronic workflow management mulai dari EPC phase handover hingga fase operasi.

▪Computerized Maintenance Management System (CMMS)
CMMS digunakan sebagai technologies intend untuk menyajikan pada end users predictive intelligence untuk mebuat operations; employ efficient maintenance practices lebih baik sehingga mengurangi downtime yang tidak diharapkan  yang biasanya digunakan selama fase operasi. 

▪Real-Time Information System (RTIS)
RTIS akan meng-capture process data dari BPCS dan automation systems yang lain (Unit Control Panel, MMS, SCADA, etc) dan akan menyimpannya dalam waktu sementara sampai dengan jangka waktu lama. System akan membuat laporran dan dan membuat semacam analytical tools seperti  trending, reporting, query dan dynamic link dalam bentuk spreadsheets untuk process analysis dan untuk building applications

▪Plant Performance Management System (PPMS)
Kegunaan dari PPMS adalah untuk memonitor performance actual operasi plant , dan melaporkan deviasi dari target operasi yang diharapkan. Dengan memberikan informasi yang akurat dan berkala pada performance plant sebenarnya, maka aplikasi ini akan membantu operation team dan management dalam menempatkan production inefficiencies dan masalsh lapangan lebih mudah dan untuk membantu keperluan pelaporan operasi harian. 


▪E-Operation Logbook (E-Logbook)
Pindahnya aktivitas operator dari manual log book ke bentuk electronic record. Dengan electronic logbooks, operators dapat membuat informasi operasi berupa record tiap hari, melihat daftar tugas yang diprioritas dan informasi perubahan critical access shift. 

▪Pipeline Leak Detection System (PLDS)
Pipeline sales gas/crude serta gathering line-nya akan dimonitor secars terpisah oleh  PLDS. Systems ini akan ditempatkan  dalam control room. PLDS untuk sales gas/crude line akan menggunakan statistical methods serta menggunakan instrument yang dipasang sepanjang pipeline misalnya ultrasonic flow meters akan dipasang pada bagian masuk (entrance) dari sales gas/crude line dan pada sales gas metering station.
PLDS akan memonitor integritas dari pipeline atau gathering line, dimana alarm akan otomatis activated bila terdapat potential leaks,
dan akan di-estimate lokasi dari leak sepanjang pipeline/gathering line. Control dan monitoring systems untuk pipeline/gathering line akan mengikuti guidelines yang dalam ICSS philosophy. Komunikasi PLDS dengan Main Control Room dilakukan dilakukan melalui sisrem SCADA atau remote I/O (Telemetry)

▪Continuous Emission Measurements System (CEMS)
CEMS unit harus pada dan stacks yang ada dalam plant (misalnya: power plant, hydrocarbon unit, dsb). CEMS harus dipsang  dan di-operasikan pada stacks dengan kondisi sebagai berikut: 
• Combustion process dengan fossil fuel dan dioperasikan secara kontinyu dengan capacity diatas 25MW.
• Combustion process dengan fossil fuel dengan kapasitas diatas atau dibawah 25MW dengan sulfur content dalam fuel diatad 2% dan dioperasikan secara kontinyu. 
• Catalytic cracker flow unit dari catalyst regenerator, sulfur recovery unit dan carbonadsorber pada liquid waste processing system untuk oil processing unit dan aktivitas LNG refinery.
• Sweetening unit at gas processing activity that separate H2S at onshore (onshore naturalgas processing).

Hasil monitoring emisi dari CEMS akan dilaporkan ke pemerintah tiap kuartal. Emission stacks yang tidak dilengkapi dengan CEMS units akan memerlukan manual emissions monitoring yang akan dimonitor secara berkala paling tidak sekali dalam enam bulan. Metode sampling standard  dan sampling analysis untuk monitorin emisi secara manual untuk suatu daerah harus disetujui oleh  penguasa setempat. 

SCADA

SCADA
(Supervisory Control And Data Aquisition)
Created by Cak Unggul
On Ramadhan 2018

1.0. OVERVIEW

Apakah SCADA System itu?

Pertanyaan seperti ini hampir selalu muncul pada proyek-proyek baru dan untuk menyamakan persepsi perlu kiranya dilakukan persaman terhadap istilah (terminilogy) SCADA serta apa yang membedakannya dengan DCS (Distributed Control System).
SCADA System dari beberapa literatur men-definisikan sebagai:
suatu sistem Instrumentasi yang berbasis pada perangkat keras/ hardware dan perangkat lunak/software komputer yang mempunyai kemampuan untuk memonitor dan mengontrol operasi dan produksi pada suatu unit kerja yang tersebar pada suatu area dengan geografi yang dapat dikategorikan luas.
SCADA singkatan dari Supervisory Control And Data Acquisition, adalah sistem kontrol yang terdiri dari master station  dengan beberapa remote station (minimal satu) yang terletak dalam suatu unit kerja (region) yang ditetapkan terlebih dahulu.
Untuk menghubungkan master station dengan fasilitas monitoring-nya (dinamakan main control system) dengan remote-station-nya yang (mungkin) mencakup daerah yang cukup luas tersebut diperlukan suatu sistem telekomunikasi yang handal guna menunjang kelangsungan pertukaran data (data-exchange) dan sisrem programming dari sistem SCADA tersebut. Perangkat penghubung antara master station dan remote station tersebut dinamakan sebagai jaringan telekomunikasi, seperti microwave system; fiber optic cable system dan VSAT (VerY Small Aperture Terminal) System. VSAT berbasis pada teknologi satelit yang merupkan konsep telekomunikasi dimasa datang yang menyajikan konsep telekomunikasi baik dalam bentuk suara (voice) maupun data dengan kecepatan tinggi.
Fasilitas-fasilitas yang dimiliki SCADA antara lain berupa:
▪Plant Data Collecting, 
▪Plant Data Storage 
▪Plant Data Display, seperti display pada “status change” 
▪Automatic Control System Database
▪Operator Interface 
▪Alarm Management
▪Reporting dan 
▪Security System

Konfigurasi Sistem SCADA.
Sistem SCADA memiliki beberapa remote station yang pada umumnya dinamakan juga sebagai satellite dimana masing-masing satellite ini akan dihubungkan dengan pusat pengendali yang dinamakan master-station.

2.0. PEMILIHAN SISTEM SCADA
Keuntungan yang ditawarkan oleh Sistem SCADA adalah dimungkinkannya untuk melakukan pengamatan (monitoring) dan pengendalian (control) terhadap obyek ditempat yang jauh atau remote-function  dari process system dengan menggunakan communication link , komunikasi diantara master station yang terdapat di main control room terhadap remote station nya.

Pada kenyataannya pemakaian Sistem SCADA dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) sistem aplikasi berdasarkan jumlah “remote point” yang dipunyainya yaitu:
• Remote point terbatas : misalnya 
▪Monitoring dan Recording terhadap physical property pada aliran crude-oil sepanjang jalur Pipa yang melalui daerah-daerah terpencil. 
▪Automatically-retrieve store-part didalam suatu pabrik, sistem transmisi yang digunakan biasanya radio atau power-line modem
• Ratusan remote I/O point.  misalnya monitoring pompa-pompa dan debit air pada water supply/PDAM untuk suatu daerah perkotaan atau kota-kota kecil
• Ribuan remote I/O point (yang terdistribusi pada geografis yang amat luas). Misalnya monitoring dan controlling offshore oil atau gas-pumping platform dari land-based refinery tujuannya adalah untuk melakukan integrasi data yang di gathering kedalam  process secara keseluruhan untuk melakukan producing dan pengapalan terhadap final product.

3.0. PEMILIHAN SISTEM COMPONENT
Untuk melakukan pemilihan komponen sistem SCADA diperlukan informasi terhadap data-data seperti berikut:
▪Telemetry network (berbentuk VSAT, Cabling atau Radio);
▪Data Communication Equipment biasa dikenal dengan nama Modem (adalah link antara transmission, edium, master dan remote station);
▪ Master station dan operator interface-nya (Work-station)
▪ Data remote station untuk local control-side
▪ Data mengenai jumlah remote I/O point
Data yang akurat terhadap informasi diatas akan mendukung terhadap kehandalan Sistem SCADA yang dirancang.
Pada bagian berikut akan dijelaskan mengenai komponen - komponen spesifik yang berkaitan dengan Sistem SCADA serta beberapa kriteria pemilihan untuk membantu membuat  pemilihan yang tepat pada aplikasi Sistem SCADA.

4.0. SCADA KEY SELECTION 

1. Telemetry Network selection:
Topology yang dipilih
▪  point to point,
•  point to multipoint atau
•  multipoint to multipoint
Transmission Mode: pilih
•  half-duplex atau
▪  full-duplex
Link Media mau menggunakan 
▪  Public Transmission Media atau
•  Atmospferic Media
Power Line check apakah power DC dan AC yang akan digunakan, apakah sudah tersedia.
Protocol pilih jenis protocol untuk
•  Master Station protocol dan
•  Remote Station Protocol

2. Data Communication Equipments (Modem) selection:
Pemilihan Modem  harus didasarkan pada:
•  link media -nya
•  transmission mode -nya
•  diagnostic needs
•  master/ remote station.
•  aplikasi -nya

3. Master Station selection:
Pemilihan Master Station harus merujuk pada
•  fungsinya
•  kualitas dari remote station
•  protocol yang digunakan
•  lain-lain bilamana ada
Check juga apakah komponen ini sudah terdapat pada existing: 
•  serial interface
•  protocol
•  power supply rating
Setelah itu tentukan komponen-komponen untuk:
•  I/O modules dan chasis
•  LAN component dan
•  Enclosures

4. Submaster Station selection
• Operator Interface: 
Pemilihan operator interface pada submaster station tergantung pada ukuran dan aplikasi yang dipilih

5. Remote Station selection:
Pemilihan Remote Station  harus didasarkan pada keperluan seperti berikut
▪  fungsinya
▪  kualitas dari I/O point
▪  space yang tersedia
▪  lokasi dari remote station
▪  lain-lain bilamana ada
Setelah itu tentukan komponen-komponen remote I/O station seperti:
▪  I/O modules and chasis
▪  enclosures
▪  operator interface
▪  protocol being used

TELEMETRY SYSTEM

TELEMETRY SYSTEM
Created by Cak Unggul
On Ramadhan 2018

1.0. TELEMETRY NETWORK
Telemetry-network merupakan komponen terpenting didalam menyajikan alur komunikasi (communication pathway) pada sistem SCADA. Yang harus diperhatikan adalah pada pemakaian dapat mengikutsertakan lebih dari satu jenis telemetry network. Misalnya pada pemakaian yang bersifat critical biasanya memerlukan sistem back-up atau recovery procedure untuk jaringan utamanya. Dengan demikian analisa terhadap requirement untuk pemilihan terhadap sistem komunikasi amat menentukan suksesnya telemetry network system terpilih. Komponen dari telemetry network meliputi: 
• Topology; 
• Transmission Mode; 
• Link Media dan 
• Protocol.

1.1. TOPOLOGY.
Topology adalah suatu geometric arrangement nodes dan link yang membentuk suatu sistem telemetry network yang bisa berupa point-to-point; point-to-multipoint maupun multipoint-to-multipoint topology
• Point to Point.
Ini adalah link komunikasi yang digunakan diantara dua station. Masing-masing station dapat melakukan komunikasi dengan lainnya atau salah satu station dapat melakukan inquire & control terhadap station yang lain. digunakan bilamana diperlukan peer to peer communication connection, misalkan back-up communication link antar remote station yang terletak di-site dan master control station yang berada di control room.
• Point To Multipoint
Disebut juga multi drop communication adalah communication-link terhadap tiga atau lebih station dimana salah satunya merupakan communication-arbitrator (master) yang akan melakukan control bilamana station yang lain berkomunikasi dengannya. Point to Multipoint adalah topology utama yang diapliksikan pada Sistem SCADA
• Multipoint To Multipoint
Ini adalah link komunikasi antar tiga atau lebih master station dimana tidak terdapat masterstation yang menjadi communication-arbitrator dengan demikian setiap master station dapat dipanggil untuk berkomunikasi dengan yang lain.

1.2. TRANSMISSION MODE
Transmission Mode adalah suatu upaya bagaimana suatu informasi dapat dikirimkan dan diterima diantara station dalam suatu network. Topologi dari suatu sistem SCADA, biasanya akan menentukan jenis transmission mode dari data yang akan dikirimkan. Ada tiga jenis transmission mode yaitu simplex, half-duplex dan full-duplex
• Simplex
Pada transmission mode jenis ini semua informasi akan dikirimkan tanpa memerlukan jawaban dari penerima.  Transmission mode jenis ini dapatdijumpai pada point to  point maupun point to multipoint topology
• Half Duplex
Pada transmission mode jenis ini semua informasi dikirimkan sekaligus pada communication-link dalam satu arah. Bilamana penerima akan membalas data yang diterima, maka harus menunggu sampai semua data habis terkirim. Transmission mode jenis ini dijumpai pada point to multipoint topology
• Full Duplex
Pada transmission mode jenis ini semua informasi akan dikirimkan dan diterima pada saat yang bersamaan. Transmission mode ini dijumpai pada point to point topology

1.3. LINK MEDIA
Link-media adalah prasarana yang tersedia guna merealisasikan  bagaimana suatu informasi dikirimkan dan diterima diantara station dalam satu network yang sama, link media tergantung pada hal-hal berikut:
• Aplikasi data-transmission yang diperlukan
• Lokasi dari remote-site dan control center nya
• Jarak antar remote site
• Link media yang tersedia di-area tersebut dan
• Project budget

• Public Transmission Media, meliputi:
▪Public Switch Telephone Network (PSTN): dial-up network ini disediakan oleh perusahaan jasa telekomunikasi. Jenis line ini yang biasa digunakan sehari-hari untuk voice dan transmisi data.
▪Private Lease Line (PLL): PLL adalah dedicated line yang secara tetap menghubungkan antara dua atau lebih lokasi yang digunakan untuk pengiriman data secara analog. Bilamana menginginkan line ini untuk bisa mentransmisi voice maka diperlukan “voice option”
▪Digital Data Services (DDS): DDS adalah “wide-bandwidth” khusus yang disewakan secara privat dengan menggunakan teknik digital untuk mentransfer data dengan kecepatan tinggi dengan error terendah

• Atmospheric Media
▪Microwave Radio: media ini berupa high-frequency (GHz) terrestrial radio transmission and reception yang menggunakan parabolic-dishes sebagai antena. Dish-anttena biasanya ditempatkan pada tower atau atap dari bangunan, karena media ini menginginkan line-of-sight topology.
▪VHF/UHF Radio: media ini berupa transmisi “high-frequency electromagnetic wave” yang memancarkan signal dan kemudian ditangkap oleh antenna penerima lain yang berada dalam jangkauan-nya.
▪Geosychronous Satellite: media ini menggunakan transmisi jenis high-frequency (GHz) untuk melakukan “route-transmission” antar site. Dalam hal ini orbit satelit harus dijaga agar selalu sinkron terhadap orbit bumi (geosynchronous orbit) dengan demikian satelit akan selalu berada ditempatnya relatif sama terhadap bumi. Satelit akan menerima signal dan selanjutnya akan men-transfer nya ke earth antenna.

• Power Line
Dengan menggunakan peralatan komunikasi data khusus berupa power delivery media dan RS-232 Interface maka suatu data dapat dikirimkan atau diterima melalui Power Supply 120 VAC atau 460 VAC.

1.4. PROTOCOL
Kegunaan dari Protocol adalah untuk menentukan format data yang akan dikirim ke remote station. Komponen dari protocol meliputi: 
• hand-shaking; 
• error detection; 
• error recovery dsb. 
yang perlu diperhatikan pada saat melakukan pemilihan protocol adalah: Connection topology (point to point atau point to multi point); Transmission Mode (half-duplex atau full-duplex); sabungan terhadap  protocol existing equipment. Real Time Automation adalah salah Sistem SCADA software house yang bannyak digunakan dimana Modbus Protocol selalu digunakan sebagai Slave-Protocol untuk Remote Station sedangkan pada Master Station bervariasi tergantung equipmentnya.
Berikut adalah Daftar dari Protocol yang terdaftar pada Real Time Automation.
• Master Protocol, 
▪Allen Bradley DF1 half-duplex
▪AMOCAM2
▪Avtron Advantage 32 Drive
▪Barber-Coleman 
▪Euritherm Drive/ Controller
▪Enraf Nonius Series 858 CIU
▪Fenner Mdrive
▪Fisher DPR Series Controller
▪McQuay
▪Microtech
▪Modbus
▪Powertech Digimax Drive
▪Westinghouse Incom/ Impacc
▪Yokogawa YS/XL and UT
• Slave Protocol hanya Modbus
Selain Real-Time Automation banyak lagi Shop-ware yang mengakreditasi protocol misalkan:
• ProSoft Technology Inc. (see also www.prosoft-technology.com)
• Miille Applied Research Company, Inc (see also www.miille.com)
• Lihat juga www.execpc.com

2.0. DATA COMMUNICATION EQUIPMENT
Data Communication Equipment (DCE) adalah merupakan link transmisi antara Transmission Medium dan Master/Remote Station  atau Data Terminal Equipment (DTE) yang berfungsi untuk melakukan Modulation dan De Modulation (MODEM) terhadap data yang dikirimkan. DCE Transmission equipment meliputi Telephone modem; Radio modem; dan Satellite modem.

2.1. TELEPHONE MODEM
Telephone Modem berfungsi untuk meng-convert informasi digital dari PLC/DCS atau Computer kedalam bentuk analog signal yang compatible dengan Communication Media yang sedang digunakan. Signal ini kemudian akan ditransportasikan ke modem-penerima (Receiving modem) yang selanjutnya akan meng-covert-nya kembali kedalam bentuk digital data. Terdapat dua standard untuk fabrikasi Telephone Modem oleh manufacture yang berbeda untuk menjadi compatible yaitu:
• Bell Std.  
Bell Standard banyak digunakan di Amerika serikat (USA) sampai dengan dibelinya perusahaan itu oleh AT&T
• CCIT Std.   
CCIT akhirnya menjadi standard internasional untuk Modem yang juga akhirnya menjadi standard yang dipakai di USA. 
Sebagian besar Modem pada saat ini conform terhadap satu atau lebih item yang terdapat pada CCIT Standard. Misalnya V.32; V32bis; V22; V90 dsb. 
Note:
CCIT = Consultative Comitee for International Telephone and Telegraph.
Perlu dicatat walaupun sudah terdapat standard, pada kenyataan nya tidak ada dua jenis modem yang benar-benar compatible. Sekali lagi hal ini penting untuk dicatat pada saat akan melakukan penambahan atau melakuan retrofit terhadap instalasi existing.
Untuk memilih modem, questionare berikut ini membantu guna mendapatkan aplikasi yang tepat, antara lain:
▪Jenis link apakah yang digunakan melakukan transmisi data ?
▪Jenis transmission-mode jenis apa yang akan digunakan?
▪Jenis network topology yang mana yang akan digunakan?
▪Menggunakan 2-wire line atau 4-wire line?
▪Berapakah kecepatan transmisi data yang diperlukan?
▪Apakah “requirement” yang dibutuhkan oleh DTE devices? (Asynchronous atau synchronous operation)
▪Apakah jenis interface yang tersedia? (RS-232; MIL 188; EIA-449; IEEE-488 dsb)
▪Adakah feature lain juga diperlukan guna mendukung DTE’s?
▪Apakah memerlukan standard? (UL; CSA; FCC dsb.)
▪Rack mounted atau stand-alone modem?
▪Berapa input-power rating yang tersedia?
▪Berapa ambient temperature-nya?
▪Berapa “modem respons time” yang dikehendaki?
• Analog Dial-up Modem
Modem jenis ini mempunyai karakteristik antara lain
▪ASCII string yang digunakan untuk mengkonfigurasi dan mengontrol dial-up
▪Auto answer dan hang-up control capability
▪Transmission rate 28 kBps
▪Manufacture: data-link, Miille Applied Research Co. Ltd
• Analog Leased-Line Modem
Karakteristiknya meliputi
▪Asynchronous Point-to-point full duplex
▪Asynchronous point-to-multipoint half-duplex
▪Transmission rate 28 kBps
▪Manufacture: data-link, Miille Applied Research Co. Ltd
• Leased-Line ISU
Integrated Service Unit (ISU) adalah modem ekivalen terhadap digital data services (DDS) yang digunakan untuk system point-to-point maupun point-to-multipoint. ISU terbentuk dari dua komponen yaitu:
▪Data Services Unit (DSU) yang disambung ke RS-232 link dan
▪Channel Service Unit (CSU) yang akan mentransmit signal digital ke communication line
▪Transmission rate mencapai 57.6 kBps baik untuk poin-to-point maupun point-to-multipoint topology.

2.2. RADIO TRANSMISSION MODEM
Radio transmission modem dapat digunakan pada topology point to point; point to multipoint; atau pada pemakaian multipoint to multipoint. Hal utama yang harus diperhatikan dalam pemilihan radio modem adalah radio frequency band. Frequency untuk radio transmission dapat dikelompok-kan sebagai berikut:
▪VHF (66 ~ 79 MHz; 150 ~ 174 MHz)
▪UHF (450 ~ 470 MHz)
▪High Frequency UHF (850 ~ 960 MHz)
▪Micro Wave (> 1 GHz)
Selain frequency hal lain yang perlu mendapat perhatian adalah:
▪Coomuncation rate yang diperlukan
▪Space requirement. Rack-mounted atau stand alone Modem?
▪Apakah requirement dari DTE devices? synchronous atau asynchronous operation 
▪Apakah jenis interface yang digunakan (RS-232, IEEE-488 dsb) feature lain untuk penyokong DTE?
▪Apakah diperlukan “featur diagnostic”
▪Apakah tersedia power supply pada remote-site?
▪Apakah diperlukan lisensi?
▪Apakah diperlukan standard? (UL, CSA, FCC,..)
▪Komposisi modem dan radio integral unit atau separate unit?
▪Radio modem “design and operation”?
▪Berapakah response time yang diperlukan? 

• Radio Modem akan dijumpai dalam bentuk:
▪Integral Unit
Key-up time antara radio dan modem “fully integrated”, sehingga unit ini tidak lagi memerlukan intervensi programmable controller. Bilamana antara modem dan transmitter/receiver dipisah, maka permasalahan compatibility akan muncul.
▪Two Separate Unit, masing-masing terpisah menjadi:
Digital data modem yang dilengkapi dengan connector RS-232 dan radio transmitter/receiver yang dilengkapi dengan connector untuk Antenna
Yang sering terjadi pada metode ini adalah modem tidak langsung melakukan control pada saat radio sedang melakukan pengiriman/ transmit carrier. Yang harus dilakukan adalah communication device harus dilengkapi “key wake-up” terhadap radio sebelum melakukan “transmitting” data ke modem.
Selain itu harus diperhatikan pula time-to-transmit power requirement dari kombinasinya sebab external modem tidak mempunyai kemampuan untuk mengetahui kapan radio dalam kondisi full power. Modem memerlukan time delay sebelum pengiriman data.
• Pemilihan Radio Transmission Modem berdasarkan pada Topology
▪Point - to - Point (atau broadcast), full-duplex radio,a plikasi ini memerlukan sebuah transmitter yang terpisah dan receiver dalam masing-masing radio modem.
▪Point to Multipoint (atau broadcast) half-duplex master Radio, half duplex remote radio.
Untuk mencapai performace yang sempurna biasanya digunakan ”master” radio modem karena mempunyai transmitter yang terpisah dari receiver-nya. Hal ini juga akan menghasilkan RTS to CTS delay yang terpendek terhadap masing-masing master station data trnasmission. (RTS: Request to send, CTS: Clear to Send)
▪M/ipoint to M/poin full-duplex package radio modem  mempunyai kemampuan untuk melakukan “buffer” dan interpret dalam penerimaan dan pengiriman melalui “airwave” dalam bentuk “half-duplex” 

3. MASTER STATION DEVICE
Master Station didalam Sistem SCADA akan melakukan hal-hal berikut:
• Pengumpul field-data dan secara berkala membaca dan/atau menerima data baru langsung dari remote-station atau melalui sub-master station.
• Melakukan koordinasi monitoring dan control terhadap seluruh sistem melalui Operator Interface.
• Beberapa jenis master station yang banyak ditemui antara lain adalah
▪VAX atau UNIX-based Computer
Ini adalah tingkat tertinggi dari work station, penggunaan VAX-base atau UNIX-base Computer dalam berkomunikasi dengan master station melalui koneksi Local Area Network digunakan untuk melakukan “initial control action” ke remote stations melalui master station.
▪Personal Computer base
Pada sistem SCADA skala terbatas, pemakaian Personal Computer akan berfungsi sebagai master station dan juga central komputer
▪PLC atau Logic Processor base
Pemakaian Programmable Controller sebagai master station bilamana aplikasinya mengharuskan penggunaan satu atau lebih master station yang terpisah dari operator interface. Misalnya untuk pengontrolan local input dan output.

3.1.VAC/UNIX BASE COMPUTER MASTER STATION
DCS bisa dikategorikan sebagai VAX atau UNIX base Computer, pemilihan perangkat ini sebagai Master Station dilakukan dengan pertimbangan jumlah remote station yang banyak sehingga mengasilkan jumlah I/O yang besar pula (diatas 1000 I/O). Perangkat seperti ini juga dapat digunakan untuk mem-“maintain” seluruh data-base system;  melakukan support terhadap local operator interface, membuat report dan menyediakan program applikasi. Master station jenis ini memerlukan program aplikasi untuk berkomunikasi melalui “ethernet-network” ke “master data concentrator” atau perangkat lain yang terhubung didalam network.

3.2. PC-BASE MASTER STATION
Perangkat ini dipilih pada konfigurasi dalam kategori “small SCADA”, software yang digunakan untuk mengoperasikan PC biasanya adalah software yang dibuat khusus misalnya RS View 32 Software, RS Link 2.0 Communication Server Software; RSLogix 5000 programming software dsb. Software tersebut harus memenuhi persyaratan dapat digunakan untuk operator interface maupun master station. RSView 32 mempunyai keistimewaan selain dapat digunakan sebagai operator interface pada saat yang sama akan beroperasi sebagai master station (multi-tasking) sehingga konfigurasi semacam ini akan menghasilkan “most-inegrated” dan “cost-effective” master station untuk pemakain SCADA System dengan skala terbatas.

3.3. PLC-BASE MASTER STATION
Pemilihan PLC sebagai master station bilamana permintaan seperti dibawah ini diperlukan pada saat pengoperasian sistem SCADA.
▪master station harus mampu untuk melakukan pengendalian (control fuction) terhadap local I/O
▪redundancy master station
Yang perlu diperhatikan dalam pemilihan PLC adalah:
▪Processor, besarnya frequency (GHz ) yang disajikan PLC, makin besar Ghz makin cepat scan-time nya
▪Memory,  besarnya kByte yang disajikan PLC
▪I/O point, jumlah maximum I/O yang terdapat pada PLC
▪Card per rack, sangat mempengaruhi dalam merancang efisiensi ruang
▪Interface: built-in atau external connector
▪Proctocol: ingat tidak ada satupun product yang menjamin protocol compatibility. Modbus adalah protocol yang banyak digunakan.
▪Maximum remote station yang dapat di tangani oleh PLC tersebut.
 Pemilihan PLC juga harus mempertimbangkan terhadap jenis telemetry network yang dipilih terutama transmission mode-nya (half-duplex atau full-duplex)

4.0. SUBMASTER STATION DEVICE
Suatu aplikasi yang melibatkan I/O yang sangat besar akan memerlukan Submaster station yang akan menangani aktivitas seperti:
▪Melakukan “gathering” data dari remote station yang berada dalam region yang sama.
▪Melakukan “support”  terhadap local operator interface yang berada didalam region yang sama.
▪Melakukan support logging terhadap Alarm dan Event.
▪Melakukan komunikasi terhadap “remote station data” dan support control command”
▪Melakukan interface antara remote station dengan host master station.
4.1. DATA ROUTING
Bilamana suatu aplikasi sistem SCADA memerlukan satu atau lebih data yang dikumpulkan kedalam sub-master station, maka masing-masing submaster harus dapat melakukan “half-duplex communication-support” baik terhadap master station maupun half-duplex remote station melalui serial port yang berlainan. Pada aplikasi ini submaster dapat berkomunikasi langsung dengan master station atau remote station-nya, tetapi bilamana ada “data exchange” antara master station dan remore station hanya dapat dilakukan melalui “submaster data table”. Master programming terminal dapat secara langsung melakuan “remote-programming” terhadap submaster tetapi “remote-programming” tersebut tidak dapat dilakukan secara langsung kepada remote terminal. Artinya programming terhadap remote station harus melalui master substation-nya, aliran data semacam ini dinamakan sebagai data-routing (dan perangkatnya dinamakan router)
Bilamana suatu aplikasi sistem SCADA memerlukan satu atau lebih “data routing submaster station” maka harus menggunakan PLC dengan kapasitas tinggi misalkan Allen Bradley Logix 5500 yang dilengkapi dengan dua serial port. Satu serial port dikonfigurasikan half-duplex untuk berkomunikasi dengan master station sedang satu port yang lain juga harus dikonfigurasi half-duplex untuk dapat berkomunikasi dengan remote station-nya.
Pada aplikasi semacam ini data-routing submaster tidak hanya dapat berkomunikasi secara langsung dengan master dan remote station-nya, melainkan juga master station dapat mengirim “message” secara langsung ke remote station melalui submaster station tanpa melakukan “additional programming” atau menggunakan data-table memory yang terdapat pada submaster.
Programming terminal atau MMI (Man to Machine Interface) dihubungkan dengan master station melalui Ethernet atau ControlNet yang juga dapat di “route” melalui master dan submaster dalam rangka untuk melakukan programming atau “data-exchange” terhadap remote station.


5.0. REMOTE STATION DEVICE
Remote Station didalam Sistem SCADA melakukan tugas yang di-route dari Master Station atau submaster station sebagai berikut:
▪melakukan pengendalian terhadap input dan output dari field deviced; misalkan valve-valve, metering equipment, drive dsb.
▪melakukan monitoring terhadap kondisi field device dan membuat alarm-logger
▪malaporkan status field device ke master station dan meng-aplikasikan “command” yang didapat dari master station.Pada remote station pengetahuan yang cukup terhadap teknik instrumentasi dan control sangat membantu dalam pemilihan perangakt yang sesuai. Remote station harus mampu untuk melakukan pengendalian (control fuction) terhadap local I/O serta mempunyai kemampuan redundancy. Untuk persyaratan semacam ini hanyalah PLC yang sesuai untuk digunakan sebagai perangkat kerasnya. Pemilihan PLC tersebut harus disesuaikan dengan aplikasi dan budget. Pertimbangan yang menentukan dipilihnya suatu remote station device antara lain adalah:
▪Berapa jumlah analog I/O yang akan digunakan?
▪Berapa jumlah descrete I/O yang akan digunakan?
▪Apakah diperlukan integrated dial-out phone modem (ASCII Instruction)?
▪Berapakah program/ data memory yang diperlukan (8K, 16K, 32K atau 64K)?
▪Aapakah diperlukan redundancy?
▪Apakah diperlukan mathematical function?
▪Apakah diperlukan PID controller setting?
▪Apakah diperlukan on-line programming capability?
▪Apakah diperlukan “key switch”?
▪Apakah diperlukan built-in clock/ calendar?
▪Apakah diperlukan local MMI?
▪Apakah diperlukan programming communication port?
▪Berapakah level power supply yang tersedia cukup?
▪Apakah memerlukan communication protocol?

▪Apakah memerlukan remote station programming melalui telemetry system?