Distributed Control System (DCS) Yokogawa Centum CS3000

Berikut ini adalah penjelasan dari Distributed Control System (DCS) secara umum. DCS merupakan sistem pengendalian dengan metode pendistribusian pada unit-unit kontrol, dimana setiap unit kontrol ini dapat mengendalikan beberapa loop yang berbeda. DCS mampu mengumpulkan atau mengakuisisi data dari lapangan (field) dan menentukan keputusan yang akan dibuat berdasarkan hasil pengolahan data yang diterima oleh moduleinput-nya.

Data-data yang telah diperoleh tersebut kemudian dapat disimpan yang nantinya dapat digunakan untuk keperluan analisis, penentuan, prediksi, dan lain sebagainya. DCS dilengkapi dengan sistem back-up (unit siaga pengganti) yang akan mengambil alih tugas pengendalian apabila terdapat salah satu microprocessor yang gagal (fail). Keuntungan dari sistem ini adalah apabila salah satu kontroler yang rusak maka hanya akan berpengaruh pada beberapa loop sementara loop yang lain tidak akan berpengaruh sehingga tidak akan mengganggu proses produksi secara keseluruhan. Inti dari DCS adalah gabungan antara sistem kontrol dan komunikasi. Masing-masing unit konrol pada DCS dapat berkomunikasi satu sama lain dengan sangat cepat melalui sarana komunikasi yang disebut dengan data link. Ada beberapa macam DCS yang sering digunakan dalam dunia industri, antara lain DCS dari Yokogawa, Honeywell, ABB, dll. Namun yang akan saya bahas kali ini hanya DCS dari produk Yokogawa saja.

Sepanjag sejarahnya, yokogawa berhasil mengeluarkan produk DCSnya yang terdiri dari beberapa series terganung dari tahun pembuatannya, yaitu: Centum XL, Centum CS Yokogawa, dan yang terbaru adalah Centum CS 3000. Kelebihan dari DCS Centum 3000 adalah menggunakan windows sebagai sistem operasinya, dan hampir semua perangkat yang ada dalam sistem dual redundant, yang berarti setiap hardware dalam sistem unit DCS memiliki backup yang identik dengan komponen utamanya. Apabila terjadi gangguan pada komponen utama maka backup akan beroperasi secara otomatis sehingga tidak terjadi gangguan sedikitpun dalam proses produksi.

Berbeda dari produk DCS dari brand yg lainnya, DCS Yokogawa terkenal karena kontroller yang digunakan adalah kontroller yang produk sendiri, sedangkan DCS seperti ABB dan Honeywell menggunakan PLC sebagai kontrollernya.

A. Prinsip Kerja DCS
Pada dasarnya DCS bekerja sebagai pemantau operasi loop yang terhubung ke lapangan (field). Fungsi pengendalian yang ada pada DCS bekerja seperti sebuah pengendali pada umumnya. Diagram blok sistem pengendalian dengan DCS dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram Kotak Sistem Pengendalian dengan DCS

Keterangan gambar :

SV : Set Value E : Error
PV : Process Value ADC : Analog to Digital Converter

MV : Measuring Value DAC : Digital to Analog Converter

DCS bekerja dengan fungsi memantau dan mengendalikan operasi loop yang terhubung ke lapangan. Sebuah loop menggunakan sensingelement yang tersebar di seluruh bagian kilang sebagai media pengukur di lapangan. Sensing element tersebut akan mengirimkan sinyal kepada transmitter. Kemudian dari transmitter tersebut akan dikirimkan sinyal yang berupa Process Variable (PV).

Process variable yang berupa sinyal analog dikirim melalui sistem kabel ke stasiun pengolah yang dinamakan stasiun kontrol. Di dalam stasiun kontrol tersebut, sinyal analog akan diubah menjadi data digital oleh sebuah inputmodule yang kemudian akan diolah pada pengendali di Central Processing Unit (CPU). Data yang diterima akan diproses dengan membandingkan perbedaan anatara Process Variable dengan Set Value (SV). Perbandingan tersebut disebut error yang berupa besaran negatif maupun positif. Berdasarkan nilaierror tersebut, CPU akan menentukan berapa besar koreksi yang harus dilakukan.

Data yang telah diproses tersebut kemudian akan dikirim kembali ke stasiun pengolah dalam bentuk sinyal digital yang kemudian akan diubah kembali menjadi bentuk data analog oleh module keluaran (output). Sinyal analog inilah yang akan dikirim kembali ke lapangan untuk menggerakkan elemen akhir (Final Element) sehingga set point yang diinginkan dapat tercapai. Proses ini dapat dilakukan secara manual (dioperasikan oleh operator) maupun secara otomatis (berjalan dengan sendirinya tanpa melibatkan operator).

Data yang diperoleh akan diteruskan kepada stasiun pemantau sekaligus pengontrol kerja (Operation Station). Pada stasiun tersebut akan muncul data, grafik, dan data trend yang merupakan gambaran aktual operasi di lapangan. Stasiun tersebut dilengkapi dengan unit printer dan harddisk sebagai pencatat kejadian yang terjadi di lapangan.

Inti dari DCS adalah gabungan antara sistem kontrol dan komunikasi yang dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Skema Proses Kerja DCS

DCS Centum CS 3000 hanya dapat digunakan pada computer Windows XP saja.DCS Centum CS 3000 saat ini sudah mulai digunakan di PT Badak, walaupun sebagian juga menggunakan DCS Centum CS dan DCS Centum XL. Pada Centum CS 3000 memiliki konfigurasi sistem dasar yaitu adanya Human Interface Station (HIS), Field Control Station (FCS), sistem komunikasi gateway (CGU), Engineering Work Station (EWS), control bus (V-NET), dan Ethernet sebagai kabel jaringan informasi.

Gambar 3. Dasar Sistem Konfigurasi DCS Centum CS3000

DCS Centum CS 3000 merupakan system komunikasi terbuka.Sistem tersebut dikontrol dengan adanya computer supervisor sebagai computer pengawas. DCS Centum dapat juga memonitor model-model Centum yang lainnya, serta dapat terintegrasi dengan system-sitem yang lainnya juga. Oleh sebab itu DCS Centum merupakan suatu system terbuka dan dapat dikembangkan. Gambar di bawah menunjukan pengembanganan system konfigurasi DCS Centum CS 3000.

Gambar 4. Pengembangan Sistem Konfigurasi DCS Centum CS3000

Centum CS 3000 adalah system yang fleksibel yang dapat mengontrol semua system mulai dari yang kecil sampai system yang berskala besar. Centum CS 3000 dapat memonitor 100.000 tag dan dapat ditambah hingga mencapai 1.000.000 tag. Selain itu Centum CS 3000 juga dapat terkoneksi hingga 256 station yang terdiri dari 16 domain (64 station per domain). Untuk menambah domain baru diperlukan converter tambahan untuk menghubungkannya yaitu dengan menggunakan Bus Converter.

B. Bagian-Bagian DCS Centum CS3000

Gambar 5. Bagian-bagian DCS Centum CS3000

DCS Centum CS 3000 memiliki bagian-bagian penting dalam system konfigurasinya yaitu Human Interface Station (HIS), Field Control Station (FCS), Engineering PC (ENG). Selain itu Centum CS 3000 memiliki konfigurasi system pendukung yang lain seperti Bus Converter (BCV), Comunication Gateway Unit (CGW), Migrated Field Control Station (RFCS2), Advanced Process Control Station (APCS), Generic Subsystem Gateway Package (GSGW), Exaopc, Business Information PCs and Supervisory Computers, Safety Instrumented System (ProSafe-RS), Safety Engineering PC (SENG), Safety Control Station (SCS), V-Net, Ethernet, Fieldbus.