Transcription
View metadata, citation and similar papers at core.ac.ukJNTETI, Vol. 3, No. 3, Agustus 2014brought to you by207Perancangan Sistem Sensor dan Aktuator Nirkabel untukSistem SCADA Berbasis PLCA. Agung Femin Himawan1, Zulfajri Basri Hasanuddin2, Faizal Arya Samman3Abstract—In current PLC-based SCADA systems, sensor andactuator are generally connected to a PLC by wire. The wirehowever has many limitations, especially in term of flexibility. Inthe PLC-based SCADA system by wire, the number of theinstalled PLC will increase for each location that will bemonitored and controlled. This research aims to design andimplement a low cost, low power and reliable wireless sensor andactuator system, which can be used in the PLC-based SCADAsystem to overcome the limitations of wire media. The wirelesssensor and actuator system can also be used as an alternative toreduce the amount of the used PLC within the SCADA system.In this research, we have designed a wireless sensor and actuatorsystem based on WPAN technology (IEEE 802.15.4), which is lowcost, low power, and reliable. The results reveal that the wirelesssensor and actuator system is able to operate well when they areimplemented on the PLC-based SCADA system used to monitorand control the water filtration process in the tub filtration.Intisari—Dalam Sistem SCADA berbasis PLC saat ini,umumnya sensor dan aktuatornya dihubungkan ke PLC dengankabel. Namun demikian, kabel memiliki banyak keterbatasanterutama dari segi fleksibilitas. Sistem SCADA berbasis PLCdengan media kabel juga menyebabkan peningkatan jumlahPLC yang dipasang pada setiap lokasi yang ingin dimonitoringdan dikendalikan. Penelitian ini bertujuan merancang danmengimplementasikan sebuah sistem sensor dan aktuatornirkabel yang murah, hemat daya dan handal, yang dapatdigunakan pada sistem SCADA berbasis PLC untuk mengatasiketerbatasan yang biasa terjadi pada media kabel. Sistem inijuga dapat digunakan sebagai alternatif untuk menghematjumlah PLC yang digunakan dalam sistem SCADA. Padapenelitian ini, kami telah merancang sebuah sistem sensor danaktuator nirkabel yang berbasis pada teknologi WPAN (IEEE802.15.4) yang murah, hemat daya, dan handal. Hasil pengujianmenunjukkan bahwa sistem sensor dan aktuator nirkabelmampu beroperasi dengan baik saat diterapkan pada sistemSCADA berbasis PLC untuk memantau dan mengendalikanproses penyaringan air pada bak filtrasi.Kata Kunci— SCADA, PLC, sensor nirkabel, aktuator nirkabel,WSN, WPAN.I. PENDAHULUANSCADA merupakan singkatan untuk Supervisory ControlAnd Data Acquisition. SCADA mengacu pada kombinasiantara telemetri dan akuisisi data yang terdiri dari tiga elemen1Instruktur Kejuruan Listrik Balai Latihan Kerja IndustriMakassar, Jln. Taman Makam Pahlawan No.4 Makassar,INDONESIA(email: agungsepuluh@yahoo.com)2,3Dosen Jurusan Teknik Elektro dan Teknik InfomatikaUniversitas Hasanuddin, Jln. Perintis Kemerdekaan Km.102Makassar,INDONESIA(email:Zulfajri basri hasanuddin@yahooutamayaitu Master TerminalUnit (MTU), Remote Terminal3.co.id,(RTU)email: danfaizalas@unhas.ac.id)Unitsistem komunikasi [1]. Sistem SCADAbanyak dipakai untuk memonitor dan mengendalikan prosesA. Agung Femin Himawan: Perancangan Sistem Sensor dan COREprovided by Hasanuddin University Repositoryatau peralatan di industri seperti industri kilang minyak dangas, industri pengolahan air bersih dan lain lain. SistemSCADA yang berkembang saat ini banyak menggunakan PLCsebagai RTU [2] dan banyak menggunakan media kabelsebagai penghubung antara PLC/RTU dengan sensor danaktuator dilapangan.Gbr. 1. Sistem SCADA yang berkembang saat iniNamun demikian, media kabel memiliki banyakketerbatasan antara lain kabel yang panjang dapatmenyebabkan attenuasi dan rawan gangguan noise padasinyal yang dikirim. Sehingga umumnya pada media kabelletak PLC/RTU selalu dekat dengan sensor dan aktuator dilapangan yang menyebabkan jumlah PLC/RTU yang dipasangakan semakin bertambah pada setiap lokasi yang ingindimonitoring dan/atau dikendalikan. Ini menjadi tidak efisienapabila pada lokasi tersebut hanya terdapat sedikit sensor atauaktuator yang terpasang pada sebuah PLC/RTU, karena akanberdampak pada biaya yang semakin besar disebabkan hargaPLC/RTU yang cukup mahal dan akan lebih mahal lagiapabila menggunakan PLC/RTU yang berbasis WIFI sebagaimedia komunikasi dengan MTU. Selain itu sistem kabel jugamembutuhkan waktu yang cukup lama dan biaya yang besarjika kabel harus dipasang dibawah tanah [3]. Sistem kabeljuga kurang fleksibel karena tidak mudah dipindah pindahkanbila ada perombakan sistem dan tidak dapat dipasang padaperalatan yang berputar serta berbagai masalah dalampemeliharaan seperti kabel terbakar, korosi, kerusakan akibathewan dan lain lain [4].Namun saat ini dengan adanya teknologi wireless yangsemakin berkembang dan bervariasi, selain teknologi WIFI(IEEE 802.11b) dan Bluetooth (IEEE 802.15.1) terdapat jugaWPAN (IEEE 802.15.4). Standar WPAN ini ditetapkan padaMei 2003 dan mulai banyak dipakai pada Wireless SensorNetwork karena memiliki kelebihan murah, hemat daya, bebaslisensi & bebas biaya operasi [5]. Teknologi Wireless SensorNetwork (WSN) ini juga memiliki potensi mamfaat yang besarISSN 2301 - 4156
208JNTETI, Vol. 3, No. 3, Agustus 2014untuk dikembang pada sistem SCADA antara lain dapatmengurangi biaya pemasangan dan pemeliharaan sertamembuat sistem SCADA lebih fleksibel jika dibandingkandengan menggunakan media kabel. Namun sampai saat iniWSN masih menghadapi beberapa isu tantangan dalampengembangannya seperti persentase keakuratan data sensorsampai ditempat tujuan, delay waktu pengiriman data dan lainlain [6].Dalam penelitian ini, akan dibangun sistem SCADAberbasis PLC yang terintegrasi dengan sistem sensor danaktuator nirkabel yang digunakan untuk memonitoring danmengendalikan proses filtrasi air baku.bebas lisensi dan bebas biaya operasi. Modul ini bekerja padategangan 3,3Volt dengan daya pancar 60mW yang mampumenjangkau hingga 90m untuk kondisi indoor dan hingga1600m untuk kondisi outdoor berdasarkan spesifikasi yangada pada data sheetnya[9].Gbr. 2. Sistem yang diusulkan: Sistem SCADA berbasis PLC terintegrasidengan sistem sensor dan aktuator nirkabel.3) XCTU: Merupakan sebuah aplikasi yang disediakanoleh Digi International Inc. Program ini menyediakan GUIsederhana dan dirancang untuk berinteraksi dengan filefirmware yang ditemukan pada modul RF buatan DigiInternational Inc. XCTU dapat didownload dari Web site DigiInternational Inc.II. METODOLOGIA. Sistem NirkabelTeknologi nirkabel telah mengalami perkembangan pesatdalam beberapa tahun terakhir ini. Telah ada beberapa standaryang dibuat seperti Bluetooth (IEEE 802.15.1), WLAN atauWireless Local Area Network (IEEE 802.11b), GSM (GlobalSistem for Mobile), CDMA (Code Division Multiple Access),WPAN atau Wireless Personal Area Network (IEEE802.15.4), Zigbee dan lain lain[7].1) Standar IEEE 802.15.4: Untuk aplikasi WSN yangsedang berkembang saat ini umumnya menggunakan standarprotokol WPAN (IEEE 802.15.4) ataupun Zigbee yangmerupakan hasil pengembangan lanjut dari WPAN. Untuktopologi jaringan yang didukung adalah point to point, pointto multipoint dan peer to peer. Untuk membedakan sebuahjaringan dengan jaringan yang lain digunakan kanal frekuensidan PAN ID. Kanal Frekuensi bisa diibaratkan sebagai sebuahnegara. Pada frekuensi ISM 2,4GHz ada 12 kanal yangtersedia. Sedangkan PAN ID bisa diibaratkan sebagai sebuahkota. PAN ID ditulis dengan angka, dalam format 16-bit. Ada65.536 PAN ID yang tersedia, masing-masing memilikikemampuan untuk menghasilkan 65.536 alamat radio dibawahnya. Secara teori skema pengalamatan ini memilikikapasitas lebih dari 4 miliar jumlah radio [8].2) Modul RF XBee-PRO OEM (Seri 1): Modul ini adalahmodul radio transceiver yang menggunakan standar protokoljaringan IEEE 802.15.4 dengan kelebihan murah, hemat daya,ISSN 2301 – 4156Ada dua metode pengiriman data sensor dan aktuator melaluiXBee-PRO OEM (Seri 1) yaitu: Metode tidak langsung Metode langsungPada penelitian ini, kami memilih metode langsung sebagaimetode untuk mengirim data dari sensor dan aktuator. Padametode langsung, proses pengiriman data dari sensor danaktuator dilakukan langsung oleh modul radio Xbee-PROtanpa menggunakan mikrokontroler eksternal. Walaupunmetode ini memiliki keterbatasan pada jumlah I/O danketerbatasan pada akses ke berbagai macam operasi logikanamun kelebihan metode ini adalah lebih hemat daya danlebih murah terutama pada jaringan dengan ratusan node[8].Selain itu pada penelitian ini kami juga memilih topologijaringan point to point. Kelebihan topologi ini adalahsederhana dan mampu menghasilkan delay waktu pengirimandata paling minimal karena sebuah modul radio hanya akanberkomunikasi dengan sebuah modul radio lainnya. Delaywaktu pengiriman data kurang dari 1 detik sangat diperlukanjika data sensor digunakan dalam sistem kendali daurtertutup[6].B. Software SCADA Vijeo CitectVijeo Citect adalah paket software Scada dari Schneideryang sangat flexible, simple, dan terorganisir untuk menanganisupervisi pada proses industrial plant [10]. Softwareterintegrasi tools yang berbeda untuk mempermudah intuisidan kreatifitas dalam membuat desain HMI. Vijeo Citect jugamendukung fasilitas multilanguages serta memiliki librarydriver protocol komunikasi untuk berbagai jenis device (PLC,controller, motor drives, data acquisition module, dan lainnya).Mempunyai kemudahan dalam merekam data proses berupatrending dan data dapat di-export kedalam Microsoft Excel,Acces, dan lainnya sebagai report.C. PLCPada penelitian ini, kami menggunakan PLC produksiSchneider seri M340 yang memiliki sarana komunikasi berupaUSB, Ethernet dan Modbus. PLC ini mempunyai 8 slot yangdapat diisi dengan modul CPU dan modul I/O. Slot 0 untukmodul CPU sedangkan modul I/O dapat dipasang pada slot 1hingga 7. Untuk memprogram PLC M340 digunakan SoftwareUnity PRO. Software ini memiliki beberapa keunggulanseperti memiliki fitur simulasi program dan mendukung 5jenis bahasa pemrograman PLC [11].Dalam pemrograman PLC M340, untuk pengalamatandata dibagi kedalam 2 lokasi memori yaitu:A. Agung Femin Himawan: Perancangan Sistem Sensor dan
JNTETI, Vol. 3, No. 3, Agustus 2014209Untuk data internal dan data sistem:: %M, %S, %MW,%KW dan %SW Untuk data yang terhubung dengangan modul I/O: %I,%Q, %IW dan %QW D. Perancangan perangkat keraslah komputer/laptopPerangkat keras yang digunakan adalahsebagai MTU, PLC sebagai RTU, sistem sensorsedan aktuatornirkabel dan model miniature bak filtrasi.i. Pada perancanganperangkat keras ada 2 bagian yang perlu mendapatmperhatiankhusus yaitu bagian sistem sensor dan aktuktuator nirkabel danmodel miniature bak filtrasi.1) Sistem sensor dan aktuator nirkabel: Blok diagram danPrototype sistem sensor dan aktuator nirkirkabel yang dibuatdalam penelitian ini ditunjukan pada gambarbar 3 dan 4.2) Sistem ini terdiri atas sepasang ModulMRF yangdikonfigurasi point to point. Jumlah pin I/O/O-nya adalah 2 pinuntuk I/O analog dan 3 pin untuk I/O digital.digModul RF 1terhubung ke PLC dan modul RF 2 dipaipasang pada plant.Modul Xbee Pro ini I/O-nya bekerja padapad tegangan 3,3Vsedangkan peralatan luar bekerja dengann tegangan 5V dan24V, untuk itu agar modul Xbee Pro dapatt berinteraksibdenganperalatan luar maka dibuat juga rangkaiann pengkondisipsinyalI/O analog, rangkaian photocoupler danan rangkaian driverrelay sebagai rangkaian antarmukanya.Gbr. 4. Prototype sistem sensensor dan aktuator nirkabel3) Model miniatur bak filtrasrasi: Bak penyaringan ini dibuatmenyerupai bak filtrasi yang aada di PDAM Kota Makassarpada IPA 1 Ratulangi. Modelel miniatur ini juga dilengkapiminiatur bak sedimentasi dadan miniature bak reservoir.Miniatur bak sedimentasi berfurfungsi sebagai bak penampungair baku sebelum proses penyariaringan sedangkan bak reservoirberfungsi sebagai bak penanampung air setelah prosespenyaringan. Pada bak filtrasiasi juga dipasang sensor leveluntuk mengukur ketinggian air dan sensor debit air untukmengukur debit air yang keluaruar dari bak filtrasi serta 3 buahaktuator yaitu katub motor padada bagian input bak filtrasi (V2),katub motor pada bagian outputput bak filtrasi (V1) dan katubsolenoid sebagai katub buang. Katub motor yang digunakandikendalikan dengan input tegangangan analog 0-5V untuk posisibukaan katub 0-100% dan dapapat berputar hingga 3600.Gbr. 3. Blok sistem sensor dan aktuatoror nirkabelGbr. 5. Prototypotype bak filtrasiA. Agung Femin Himawan: Perancangan SistemSisSensor dan ISSN 2301 - 4156
210JNTETI, Vol. 3,3 No. 3, Agustus 20144) Sensor debit air: Sensor debit air yangng ditempatkan padapipa output filtrasi outputnya berupa pulsulsa yang memilikifrekuensi yang sebanding dengan debit airr yangydiukur. Untukmenentukan frekuensi yang dihasilkan diguigunakan persamaanberikut [12].fout 7,5 Q(1)keterangan:fout frekuensi output sensor (Hz)Q debit air yang diukur (liter/menit)Gbr. 6. Sensor debit airSensor debit air yang digunakan memilikiki batas ukur hingga30 L/min, maka frekuensi maksimal yang dihasilkandisebesar:fout max 7,5 30 225 HzSelanjutnya frekuensi 225Hz ini dikonversirsi menjadi tegangan5V untuk mendapatkan output berupa tegangangan analog. Proseskonversi ini dilakukan oleh rangkaian konvnverter frekuensi ketegangan. Rangkaian konverter ini menggugunakan IC LM331.Output tegangan yang dihasilkan dapat dihithitung dengan rumusberikut [13].(2)Address High, Destination AddAddress Low, MY Address, I/Osetting dan lain lain.2) Pemrograman PLC M3M340: Dalam sistem SCADAsebuah PLC mempunyai 2 fungsi ganda yaitu sebagaipengendali lokal dan jugaa sebagai RTU. Agar dapatmenjalankan fungsinya tersebutut sebuah PLC harus diprogramterlebih dahulu. Program yangang dibuat tidak hanya untukmenjalankan fungsi PLC sebagaagai pengendali lokal tetapi jugaharus dapat menjalankan fungngsi PLC sebagai RTU. PLCM340 Schneider diprogram menenggunakan software Unity Pro.Sebagai pengendali lokal PLCC M340 menggunakan alamatmemori %I dan %Q atauau %IW dan %QW untukmengendalikan peralatan I/Onynya. Alamat memori untuk I/Oini tidak bisa diakses oleh softwatware SCADA yang ada di MTU.Software SCADA hanya dapapat mengakses alamat memoriinternal PLC yaitu %M dan %M%MW. Untuk itu agar PLC jugadapat menjalankan fungsinyaa sebagai RTU maka didalamprogram, titik I/O atau data yayang ingin diakses oleh MTUSCADA juga harus memilikii aalamat memori internal selainalamat memori I/O. Programram PLC yang dibuat untukmemonitoring dan mengendalikalikan proses yang ada di bakfiltrasi diprogram dalam 3 modode kendali yaitu manual, auto1dan auto2. Mode manual diguigunakan untuk mengendalikanproses secara manual. Modode auto1 dan auto2 akanmengendalikan bukaan katubb input secara otomatis untukmenjaga level air bak filtrasisi sesuai setpoint yang diinputmelalui HMI SCADA. Mode aauto1 menggunakan 2 setpointyaitu batas atas (40cm) dan babatas bawah (30cm) sedangkanmode auto2 menggunakan sesebuah setpoint (30cm) danmenerapkan PID incremental sebagaisebalgoritmanya.3) Pemrograman SCADA: SistemSSCADA yang dibangundalam penelitian ini adalah sisistem Stand Alone. Didalamsistem Stand Alone semua kokomponen SCADA yaitu I/OServer, Report Server, Alarmrm Server, Trend Server danDisplay Client berada dalamm satu komputer yang sama.Gambar dibawah ini memperlihlihatkan tampilan HMI SCADAyang dibangun untuk digunakakan menguji performa sistemsensor dan aktuator nirkabel.Gbr. 7. Rangkaian konverter frekuensi ke tegangan5) Sensor level air: Sensor level air yangg digunakan bekerjadengan menggunakan gelombang suara untukumenentukanketinggian zat cair. Output sensor ini berupupa tegangan analog0-5V dengan resolusi sebesar 5mm danan jangkauan jarakmaksimum hingga 5m [14].E. Perancangan perangkat lunakPada perancangan perangkat lunakak ini dilakukanpemrograman pada modul Xbee PRO, pemrmrograman PLC danpemrograman SCADA.1) Pemrograman Xbee Pro: Pemrogragraman Xbee PROdilakukan menggunakan software XCTUXCdari DigiInternational. Pemrograman dilakukan menggunakanmGUImelalui tab Modem Configuration. ItemItyang perludikonfigurasi antara lain channel, PANN ID, DestinationISSN 2301 – 4156Gbr. 8. Tampilan grgrafis HMI SCADAA. Agung Femin Himawan: Perancncangan Sistem Sensor dan
JNTETI, Vol. 3, No. 3, Agustus 2014211III. HASIL DAN PEMBAHASANA. Pengujian perangkat lunak SCADAPengujian ini bertujuan untuk memastikan bahwa programSCADA yang dibuat telah dapat bekerja dengan baik.Program SCADA dijalankan dengan meng-klik ikon VijeoCitect Runtime atau melalui menu File – Run pada VijeoCitect Explorer. Berikut beberapa pengujian yang dilakukanpada perangkat lunak SCADA. Pengujian akses security Pengujian grafis HMI Pengujian alarm Pengujian trend, process analyst dan data logging Pengujian reportB. Pengujian sensor debit airPengujian sensor debit air dilakukan dalam dua tahap.Pengujian pertama dilakukan terhadap rangkaian konverterfrekuensi ke tegangan yang bertujuan untuk mengetahuikorelasi antara tegangan keluaran dengan frekuensi masukan.Blok diagram skema dan hasil pengujian rangkaian konverterfrekuensi ke tegangan ditunjukan pada gambar berikut ini.Gbr. 10. linieritas rangkaian FVCDari TABEL I diketahui bahwa error mutlak rata-ratasangat kecil yaitu 0,374% sehingga dapat disimpulkan bahwarangkaian FVC ini hasilnya sangat baik. Selanjutnya padagambar 10 diperlihatkan grafik antara tegangan terhitung danterukur terhadap frekuensi masukan. Dari gambar 10 dapatdiketahui bahwa linieritas tegangan keluaran terhadapfrekuensi masukan sangat baik, artinya besarnya tegangankeluaran proporsional terhadap frekuensi masukan.Pengujian yang kedua bertujuan untuk mengetahui unjukkerja sensor debit air secara lengkap dimana hasil pengukuransensor debit air dibandingkan dengan hasil pengukuran secaramanual dengan mengambil sampel air dari output bak filtrasi.Hasil pengujian sensor debit air ditunjukan pada TABEL IIdan gambar 11 berikut ini.TABEL IIHASIL PENGUJIAN SENSOR DEBITNoGbr. 9. Blok diagram pengujian FVCTABEL IHASIL PENGUJIAN 180190200210220230Vout (volt)Pengukuran lai error mutlak 210.20.190.374A. Agung Femin Himawan: Perancangan Sistem Sensor dan 1234567SensorPengukuran manualDebit(liter/menit)1234567Volume WaktuDebit(liter)(detik) 87.5Nilai error mutlak rata-rataError(%)2316977.4106.6711.29Gbr. 11. Akurasi sensor debit airDari TABEL II dapat diketahui rata-rata error sensor debitadalah 11,29% sedikit berbeda dari nilai presisi sensorberdasarkan datasheet yaitu sebesar 3%. Hal ini disebabkanbeberapa faktor, diantaranya adalah pembacaan sensor yanghanya menampilkan angka bulat menyebabkan nilai presisipembacaan sensor berkurang dan juga disebabkan olehkualitas sensor yang kurang baik. Gbr. 11 memperlihatkangrafik hasil pengujian akurasi dari sensor debit.ISSN 2301 - 4156
212JNTETI, Vol. 3,3 No. 3, Agustus 2014C. Pengujian sensor level airPengujian akurasi sensor level dilakukanddenganmembandingkan hasil pengukuran sensorsenlevel yangdimonitor melalui HMI SCADA dengann alataukur manual.Hasil pengujian ditunjukan pada Tabel III danda Gbr. 12.TABEL IIIEVELHASIL PENGUJIAN SENSOR LEVNo1234567891011Sensor (cm) Alat ukur (cm)0055101015152020252530303535404044454850Nilai error mutlak rata-rataError (%)0000000002.2240.56Gbr. 14. Grafik pengujianian akurasi sensor nirkabelGbr. 12 Akurasi sensor level air.airDari TABEL III diketahui bahwa errorrror mutlak rata-ratasensor level adalah 0,56 % sehingga dapatt disimpulkandbahwaakurasi sensor level ini hasilnya baik. Gbr. 121 memperlihatkangrafik hasil pengujian akurasi dari sensor levellev air. Dari grafikterlihat bahwa saat mendekati zona matiti (0-30cm) akurasisensor berkurang.D. Pengujian akurasi pengiriman data sistestem sensor nirkabelPengujian ini bertujuan untuk mengetaetahui seberapa baikunjuk kerja sistem sensor nirkabel dalam halha pengiriman datadari sensor ke PLC. Pengujian dilakukan padapkondisi diluarruangan (outdoor) tanpa penghalang pada jarakja5m, 15m, 30mdan 100m. Blok diagram skema pengujiujian sistem sensornirkabel diperlihatkan pada gambar dibawahah ini.Gbr. 13 Blok diagram skema pengujian akurasi sististem sensor nirkabel.ISSN 2301 – 4156Dari Gbr. 14 diatas, yangyamerupakan grafik hasilpengujian pada jarak 5m, 15m,, 30m dan 100m terlihat bahwadata sensor level air yang ddikirim menggunakan medianirkabel hasilnya baik, cukup akuratadan sesuai dengan levelair yang sedang diukur pada bakak filtrasi (20cm dan 30cm) .E. Pengujian jangkauan sistemem sensor dan aktuator nirkabelPengujian ini bertujuan ununtuk mengetahui kemampuanjangkauan sistem sensor dadan aktuator nirkabel dalammelakukan pengiriman dan penenerimaan data terhadap proseskontrol dan monitoring daurr ttertutup yang diberikan olehsistem SCADA dengan modee aauto1 dan auto2. Mode auto1dan auto2 akan mengendalikankan bukaan katub input secaraotomatis untuk menjaga levell aair bak filtrasi sesuai setpointyang dimasukan melalui HMHMI SCADA. Mode auto1menggunakan 2 setpoint yaitutu batas atas (40cm) dan batasbawah (30cm) sedangkan modeode auto2 menggunakan sebuahsetpoint (30cm) dan menerapkapkan PID incremental sebagaialgoritma kendalinya. Pengujianian dilakukan pada kondisi diluarruangan (outdoor) tanpa penghghalang dan juga pada kondisididalam ruangan (indoor) yangng terhalang tembok. Pengujiandiluar ruangan dilakukan dengagan jarak 15m, 30m dan 102m,sedangkan pengujian didalam ruruangan dilakukan dengan jarak15m, 30m dan 35m. Berikuikut gambar skema dan hasilpengujian yang telah dilakukan.A. Agung Femin Himawan: Perancncangan Sistem Sensor dan
JNTETI, Vol. 3, No. 3, Agustus 2014213Gbr. 17. Hasil pengujian outdoor dengan mode auto2Gbr. 15. Blok diagram skema pengujian jangkauan sistem sensor dan aktuatornirkabelGbr. 18. Hasil pengujian indoor dengan mode auto1Gbr. 19. Hasil pengujian indoor dengan mode auto2Gbr. 16. Hasil pengujian outdoor dengan mode auto1A. Agung Femin Himawan: Perancangan Sistem Sensor dan Berdasarkan hasil pengujian diatas terlihat bahwa prosesmonitoring dan kontrol daur tertutup berhasil dilakukanISSN 2301 - 4156
214JNTETI, Vol. 3, No. 3, Agustus 2014dengan baik, pada mode auto1 level air dapat dipertahankanpada batas bawah dan batas atasnya sedangkan pada modeauto2 level air dapat dipertahankan pada setpoint yang telahditentukan. Selain itu dapat diketahui juga bahwa sistemsensor dan aktuator nirkabel dapat bekerja dengan baik tanpaada loss ketika berada di area terbuka dengan jarak pengujian102m, dikarenakan pada area terbuka sinyal dapat diterimasecara langsung oleh penerima. Pada pengujian didalamruangan yang terdapat penghalang tembok untuk jarak hingga30m sistem sensor dan aktuator nirkabel dapat bekerja denganbaik namun untuk jarak lebih dari 30m sudah mengalamikegagalan karena terputusnya komunikasi antara modul RF 1dan modul RF2.yang dilakukan pada dua lokasi yang dipantau yaitu bak hasildan bak filtrasi. Sistem sensor dan aktuator nirkabel terbuktimampu menghemat jumlah PLC yang digunakan yang padaawalnya membutuhkan 2 PLC dapat dikurangi menjadi 1PLC. Pada kondisi tanpa penghalang, modul RF Xbee PROseri 1 yang digunakan dalam sistem sensor dan aktuatornirkabel ini terbukti mampu mengirimkan data dengan akurasiyang baik pada jarak pengujian sejauh 102m sedangkan padakondisi ada penghalang, modul RF Xbee PRO seri 1 yangdigunakan dalam sistem sensor dan aktuator nirkabel inihanya mampu mengirimkan data dengan baik hingga jarakmaksimal 30m. Hasil penelitian ini tidak membahas kualitasair bersih hasil proses pada bak filtrasi.F. Pengujian konsumsi dayaUCAPAN TERIMA KASIHTerima kasih disampaikan kepada Pimpinan dan StaffPDAM Makassar wilayah IV yang telah memberikan izinsebagai tempat pengambilan data penelitian.Tabel berikut memperlihatkan konsumsi daya listrik padamodul RF2 (End Device) yang terhubung ke sensor danaktuator dilapangan, diukur selama kondisi aktif melakukanproses kontrol dan monitoring yang diberikan oleh sistemSCADA.[1]TABEL IVKONSUMSI DAYANo12KonsumsidayaMinimalMaksimalTegangan (V)REFERENSI[2]Arus (mA)71007200Nilai konsumsi daya rata-rataDaya(watt)0,71,41,05[3][4][5]Konsumsi daya yang diukur disini adalah konsumsi dayatotal yaitu konsumsi daya modul Xbee Pro beserta rangkaianpendukung seperti IC opamp, relay dan lain lain yangtergabung dalam satu modul RF2. Dari TABEL IV diketahuibahwa konsumsi daya rata-rata modul RF2 sebesar 1,05 watt.IV. KESIMPULANSistem sensor dan aktuator nirkabel murah, hemat dayadan handal telah berhasil diimplementasikan menggunakanstandar IEEE 802.15.4 dan mampu beroperasi dengan baikdan fleksibel saat diterapkan pada sistem SCADA berbasisPLC dengan kendali daur terbuka dan daur tertutup untukmengendalikan level air pada bak filtrasi. Dari hasil pengujianISSN 2301 – 4156[6][7][8][9][10][11][12][13][14]D. Bailey and E. Wright, Practical SCADA for Industry, IDCtechnologies, 2003.Anoniym, “Trends in SCADA for Automated Water Systems,”Synchrony, Virginia, Nov. 2001.H. Fouda, “Improving SCADA Operations Using WirelessInstrumentation,” White paper, Schneider Electric, April. 2010.G. Zhao, “Wireless Sensor Network for Industrial Process Monitoringand Control: A Survey,” ISSN 1943-3581, Vol.3, No.1, MacrothinkInstitute, USA, 2011.B. Firman, “Implementasi Komunikasi Data Berbasis Zigbee PadaSCADA PLTMH,” Jurnal Teknologi, Volume 5, Nomor 2, Des. 2012.A. Nechibvute and C. Mudzingwa, “Wireless Sensor Network forSCADA and Industrial Control Systems,” International Journal ofEngineering and Technology, Vol.3, No.12, Dec. 2013.K. A. Bisyri, “RancangBangun Komunikasi Data WirelessMikrokontroler Menggunakan Modul Xbee Zigbee,” skripsi, InstitutPertanian Bogor, Bogor, 2012.R. Faludi, Building Wireless Sensor Networks, O’Reilly Media, 2011.Product Manual For XBee /XBee-PRO OEM RF Modules, DigiInternational, 2009.Vijeo Citect Configuration Training Manual Version 7.0, Citect, 2007.Unity Pro Program Languages and Structure Reference Manual,Schneider Electric, 2009.Speed Studio, “G1/2 water flow sensor data sheet,” Shenzhen, China.National Semiconductor, “IC LM331 data sheet,”, USA.MaxBotix, “HRLV-MaxSonar-Ez data sheet”, USA.A. Agung Femin Himawan: Perancangan Sistem Sensor dan
3) XCTU: Merupakan sebuah aplikasi yang disediakan oleh Digi International Inc . Program ini menyediakan GUI sederhana dan dirancang untuk berinteraksi dengan f ile firmware yang ditemukan pada modul RF buatan Digi International Inc . XCTU dapat didownload dari Web site Digi International Inc . B. Software SCADA Vijeo Citect
