SCADA adalah teknologi yang memungkinkan pengguna untuk mengumpulkan data dari satu atau lebih fasilitas yang jauh dan untuk mengirim instruksi kontrol terbatas ke fasilitas tersebut. SCADA membuat operator tidak perlu ditugaskan untuk tinggal di atau sering mengunjungi lokasi terpencil ketika fasilitas jarak jauh tersebut beroperasi secara normal. SCADA mencakup antarmuka operator dan manipulasi data terkait aplikasitetapi tidak terbatas pada itu. Beberapa produsen sedang membangun paket perangkat lunak yang mereka sebut SCADA, dan meskipun ini sering cocok untuk bertindak sebagai bagian dari sistem SCADA, karena mereka tidak memiliki tautan komunikasi dan peralatan lain yang diperlukan, mereka bukanlah sistem SCADA yang lengkap.

Bab ini membahas beberapa proses yang dapat memperoleh manfaat dari pemasangan SCADA, memperkenalkan elemen dasar dari batang SCADA, dan mencatat beberapa manfaat yang dapat diberikan sistem.

 

SCADA adalah akronim yang dibentuk dari huruf pertama dari istilah "pengawasan kontrol dan akuisisi data." Selain fakta bahwa istilah akar tidak mengacu pada faktor jarak, yang umum untuk sebagian besar sistem SCADA, akronim SCADA adalah salah satu yang baik. Ini berima dengan "Raidah"

Sistem SCADA memungkinkan operator di lokasi pusat untuk proses yang terdistribusi secara luas, seperti ladang minyak atau gas, sistem perpipaan, sistem irigasi atau kompleks pembangkit listrik tenaga air, untuk membuat perubahan titik setel n pengontrol proses yang jauh, untuk membuka atau menutup katup atau sakelar, untuk memantau alarm, dan untuk mengumpulkan informasi pengukuran. Ketika dimensi proses menjadi sangat besarratusan atau bahkan ribuan kilometer dari satu ujung ke ujung lainnyaseseorang dapat menghargai manfaat yang ditawarkan SCADA dalam hal mengurangi biaya kunjungan rutin untuk memantau pengoperasian fasilitas Nilai manfaat ini akan tumbuh lebih besar lagi jika fasilitasnya sangat terpencil dan membutuhkan upaya yang ekstrim (misalnya, perjalanan dengan helikopter) untuk dikunjungi.

Teknologi SCADA paling baik diterapkan pada proses yang tersebar di area yang luas; relatif sederhana untuk dikendalikan dan dipantau; dan memerlukan intervensi yang sering, teratur, atau segera. Contoh proses berikut akan membantu Anda memvisualisasikan berbagai jenis aplikasi yang cocok untuk SCADA:

 

 

Kelompok pembangkit listrik tenaga air kecil yang dihidupkan dan dimatikan sebagai tanggapan atas permintaan pelanggan biasanya terletak di lokasi terpencil, mereka dapat dikendalikan dengan membuka dan menutup katup turbin, mereka harus dipantau terus menerus, dan mereka membutuhkannya untuk merespon dengan relatif cepat terhadap tuntutan pada jaringan listrik listrik.

 

Fasilitas produksi minyak atau gastermasuk sumur, sistem pengumpulan, peralatan pengukuran fluida, dan pompabiasanya tersebar di area yang luas, memerlukan kontrol yang relatif sederhana seperti menghidupkan dan mematikan motor, perlu mengumpulkan informasi meteran secara teratur, dan harus merespons cepat untuk kondisi di istirahat atau lapangan.

 

Pipa untuk gas, minyak, bahan kimia, atau air memiliki elemen yang terletak pada jarak yang bervariasi dari titik kontrol pusat, dapat dikontrol dengan membuka dan menutup katup atau memulai dan menghentikan pompa, dan harus mampu merespons dengan cepat kondisi pasar dan kebocoran bahan berbahaya atau peka lingkungan.

 

Sistem transmisi listrik dapat mencakup ribuan kilometer persegi, dapat dikontrol dengan membuka dan menutup saklar, dan harus segera merespon perubahan beban pada saluran.

 

Sistem irigasi seringkali mencakup ratusan mil persegi, dapat dikontrol dengan membuka dan menutup katup sederhana, dan memerlukan pengumpulan nilai meteran untuk air yang dipasok ke konsumen.

Contoh-contoh ini hanyalahcontoh. SCADA telah berhasil diinstal pada masing-masing jenis proses ini serta banyak lainnya. Jenis kontrol yang diilustrasikan dalam contoh ini dapat memberikan kesan yang salah bahwa SCADA tidak cocok untuk kontrol yang lebih kompleks. Seperti yang akan kami jelaskan nanti, kompleksitas kendali jarak jauh yang dimungkinkan dengan SCADA telah berkembang seiring dengan semakin matangnya teknologi.

 

Sinyal khas yang dikumpulkan dari lokasi terpencil termasuk alarm, indikasi status, nilai analog, dan nilai meteran total. Namun, berbagai informasi dapat dikumpulkan dengan menu jenis sinyal yang tampaknya terbatas ini. Lebih lanjut akan dikatakan tentang hal ini di BAB 10. Demikian pula, sinyal yang dikirim dari lokasi pusat SCADA ke situs jarak jauh biasanya terbatas pada perubahan bit biner diskrit atau nilai analog yang ditujukan ke perangkat pada proses tersebut. Contoh perubahan bit biner adalah instruksi yang memerintahkan motor untuk berhenti. Contoh nilai analog adalah instruksi untuk mengubah titik setel pengontrol katup menjadi 70 persen. Mengingat jenis sinyal sederhana seperti ini, dengan beberapa imajinasi banyak perubahan kontrol dapat dilakukan.

 

Gambar 1-1 menunjukkan komponen utama dari sistem SCADA. Yang paling canggih adalah operator, yang mengakses sistem melalui perangkat antarmuka operator, yang kadang-kadang disebut "konsol operator." Konsol operator berfungsi sebagai jendela operator ke dalam proses. Ini terdiri dari BAB tampilan video (VDU) yang menampilkan data real-time tentang proses dan keyboard untuk memasukkan perintah operator atau bilah pesan k ke proses. Perangkat pemosisian kursor lainnya, seperti trackball, mouse, atau layar sentuh dapat digunakan. Jika sistemnya sangat sederhana, mungkin cukup untuk memiliki satu set jendela annunciator yang meniru kondisi proses jarak jauh. Seringkali, sinyal yang dapat didengar untuk alarm akan disertakan.

 

Perangkat input operator biasanya keyboard komputer, meskipun perangkat penunjuk seperti layar sentuh dan mouse mulai populer. Untuk sistem yang sangat mendasar, satu set saklar listrik sederhana mungkin sudah cukup. Operator berinteraksi dengan master terminal BAB (MTU), yang merupakan pengontrol sistem. Beberapa industri menggunakan istilah "komputer host" alih-alih MTU. Yang lain menggunakan istilah "server." Sepanjang buku ini, MTU, komputer host, dan server dapat dianggap dapat dipertukarkan. MTU dalam sistem SCADA modern selalu didasarkan pada komputer. Itu dapat memantau dan mengontrol lapangan bahkan ketika operator tidak ada. Hal ini dilakukan melalui penjadwal built-in yang dapat diprogram untuk mengulang instruksi pada interval yang ditetapkan. Misalnya, mungkin dijadwalkan untuk meminta pembaruan dari setiap BAB terminal jarak jauh (RTU) setiap enam menit.

 

MTU harus berkomunikasi dengan RTU yang terletak jauh dari lokasi pusat. Sebuah sistem SCADA mungkin memiliki sedikitnya satu RTU atau sebanyak beberapa ratus. Ada dua media komunikasi yang umum, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-1: jalur darat, yang mengambil n kabel serat optik atau kabel listrik dan dimiliki oleh perusahaan atau disewa dari utilitas telepon, dan radio. Dalam kedua kasus, MODEM, yang memodulasi dan demodulasi sinyal pada pembawa, diperlukan d. Beberapa sistem besar mungkin menggunakan kombinasi dari radio dan telepon untuk komunikasi. Salah satu fitur yang membedakan sistem SCADA adalah bahwa prosesnya cenderung sederhana. Oleh karena itu, jumlah informasi yang dipindahkan melalui sistem SCADA cenderung agak kecil, dan oleh karena itu, jalur data pada saat modem bekerja juga kecil. Seringkali 300 bps (bit informasi per detik) sudah cukup. Kecuali untuk penggunaan pada utilitas listrik, beberapa sistem SCADA perlu beroperasi pada kecepatan data di atas 2400 bps. Hal ini memungkinkan saluran telepon tingkat suara digunakan, dan kecepatan bit ini tidak membebani sebagian besar sistem radio.

 

Biasanya, MTU akan memiliki perangkat tambahan (misalnya, printer dan memori cadangan) yang terpasang padanya. Perangkat ini dianggap sebagai bagian dari MTU. Dalam banyak aplikasi, MTU diperlukan untuk mengirim informasi akuntansi ke komputer lain atau informasi manajemen ke sistem lain. Koneksi ini mungkin melalui kabel khusus antara RTU dan komputer lain, tetapi dalam sistem

 

SCADA yang baru, koneksi ini sebagian besar terhubung dalam bentuk sambungan LAN (jaringan area lokal). Di sebagian besar sistem SCADA, MTU juga harus menerima informasi dari komputer lain. Ini sering bagaimana program aplikasi, yang beroperasi di komputer lain dan terhubung ke komputer SCADA, memberikan bentuk kontrol pengawasan atas SCADA.

 

Gambar 1-2 menunjukkan RTU dan berbagai koneksinya. Seperti disebutkan, RTU berkomunikasi dengan MTU dengan sinyal termodulasi pada kabel atau radio. Setiap MTU harus memiliki kemampuan untuk memahami bahwa suatu pesan telah diarahkan kepadanya, untuk memecahkan kode pesan, untuk bertindak atas pesan tersebut, menanggapi jika perlu, dan untuk menutup untuk menunggu pesan baru. Pada pesan mungkin merupakan prosedur yang sangat kompleks. Ini mungkin memerlukan pemeriksaan posisi peralatan lapangan saat ini, membandingkan posisi yang ada dengan posisi yang diperlukan, mengirimkan sinyal listrik ke perangkat medan yang memerintahkannya untuk mengubah status, memeriksa satu set saklar untuk memastikan bahwa perintah dipatuhi, dan mengirim pesan kembali ke MTU untuk mengonfirmasi bahwa kondisi baru telah tercapai. Karena kerumitan ini, sebagian besar RTU didasarkan pada teknologi komputer.

 

Sambungan antara RTU dan perangkat medan paling sering mode dengan konduktor listrik-yaitu, kabel. Biasanya, RTU memasok daya listrik untuk kedua sensor dan aktuator berdaya rendah. Tergantung; pada proses, persyaratan keandalan mungkin mengharuskan penggunaan catu daya tak terputus (UPS) untuk memastikan bahwa kegagalan utilitas listrik tidak mengakibatkan gangguan proses atau keselamatan.

 

Development from Telemetry

Dalam dua pertiga pertama atau abad kedua puluh, pengembangan rekayasa pesawat terbang dan roket serta penyelidikan cuaca anal parameter geofisika lainnya memerlukan potongan data sederhana dikumpulkan dari peralatan yang terletak di tempat yang sulit atau tidak mungkin untuk pengamat staf. Misalnya, pada hari-hari sebelumnya pesawat penerbangan eksperimental memiliki ruang untuk pilot tetapi sedikit ruang tersisa untuk insinyur pengujian anal desain untuk menemani kendaraan dan memantau ratusan sensor yang dipasang untuk mengevaluasi tegangan dan regangan pada badan pesawat dan mesin.

 

Demikian pula, roket awal bahkan tidak memiliki ruang untuk pilot, dan, karena semua perjalanan roket awal berakhir sangat tiba-tiba, akan sulit dalam; kasus untuk mendapatkan insinyur atau teknolog untuk secara sukarela naik bersama untuk membaca instrumen! Fakta bahwa sebagian besar perjalanan awal ini tidak hanya berakhir dengan tiba-tiba, tetapi juga lebih cepat dari yang dijadwalkan membuat dua kali lipat diperlukan untuk menemukan cara terakhir untuk mendapatkan informasi penerbangan saat masih tersedia. Jelas, pada hari-hari awal peroketan hal-hal tidak berjalan seperti yang direncanakan para desainer.

 

Sejak teknologi pertama kali diterapkan untuk memprediksi cuaca, para ilmuwan menyadari bahwa sejumlah besar data akan diperlukan untuk membuat prakiraan yang akurat. Tetapi hanya sejumlah kecil data ini yang tersedia di tempat orang-orang pada umumnya berada. Kantor pos terpencil dan mercusuar, kapal, stasiun cuaca anti khusus yang didirikan dapat diawali dan dapat mengirimkan data ke lokasi pusat, baik melalui telepon, telegraf, atau rodio. Tapi itu hanya menjelaskan informasi permukaan, dan pemakan terdiri dari lebih dari efek permukaan. Untuk mendapatkan laiandle yang lebih baik tentang cuaca; ilmuwan sangat yakin bahwa mengembangkan profil u informasi eather melalui atmosfer akan sangat membantu. Balon kecil harganya terjangkau. Instrumen kecil dapat dipasang pada mereka untuk mengukur parameter yang diinginkan dan memberikan informasi yang diinginkan. Tapi bagaimana seharusnya informasi itu dikumpulkan?

 

Jawaban atas masalah ini muncul dari metode komunikasi yang digunakan di industri lain untuk mengurangi masalah keamanan. Untuk beberapa waktu, sistem kereta api telah menggunakan komunikasi kabel untuk memantau posisi gerbong yang ada dan status sakelar yang mengontrol jalur yang dilalui kereta api. Gambar 2-1 menunjukkan bagaimana hal ini dicapai dengan menggunakan saklar status listrik, kabel, dan lampu status. Jarak yang sangat jauh membutuhkan repeater. Sistem komunikasi ini, yang disebut telemetri, memungkinkan kantor pusat untuk memantau hal-hal yang terjadi di lokasi terpencil dan memungkinkan pengontrol menjadwalkan kereta secara efisien dan aman. Instruksi untuk secara manual mengubah posisi saklar trek akan dikirim coba telegraph ke operator. Sistem itu, tentu saja, terhubung ke fasilitas tetap di mana kabel dapat diletakkan di antara sumber sinyal dan kantor tempat monitor bekerja. Tapi di mana kondisi ini diterapkan, telemetri bekerja dengan baik. Sistem semacam ini masih digunakan.