Perbedaan Antara PLC, DCS, dan SCADA

PLC

PLC adalah singkatan dari 'Programmable Logic Controller.' Ini adalah pengontrol yang dapat diprogram yang digunakan dalam kontrol proses dan otomatisasi manufaktur. PLC menggantikan sistem kontrol logika relai, yang digunakan di industri untuk interlock dan operasi berurutan. 

Logika relai adalah sistem terprogram dengan banyak keterbatasan, termasuk kesulitan mengubah kontrol logika, peningkatan, dan pemecahan masalah. PLC adalah perangkat yang dapat diprogram yang mudah digunakan yang dapat diprogram dan diprogram ulang untuk beradaptasi dengan persyaratan kontrol apa pun. 

Semua kabel, koneksi, dan fungsi seperti penghitung waktu, penghitung, dan operasi matematika tingkat lanjut dapat diakses di dalam perangkat lunak. PLC dapat melakukan operasi mulai dari tugas mandiri sederhana hingga proses kontrol mesin yang rumit.

Jenis-jenis PLC

PLC dapat dibagi menjadi dua jenis: kompak dan modular.

Compact PLC berukuran kecil, berbiaya rendah, dan mudah dipasang. Mereka menampung semua komponen yang diperlukan dalam satu paket, termasuk sejumlah saluran input dan output, catu daya, komunikasi, dan unit prosesor. Namun, fungsionalitas PLC dapat ditingkatkan dengan menggunakan modul eksternal yang kompatibel.

PLC modular dapat disesuaikan, di mana pelanggan dapat memilih prosesor, catu daya, modul I/O, dan modul komunikasi secara terpisah sesuai kebutuhan untuk aplikasi.

Komponen PLC

Sumber Daya listrik

Catu daya mengubah listrik AC menjadi tegangan DC rendah untuk digunakan untuk mengoperasikan modul dan CPU. Jenis catu daya dapat berupa AC dan DC berdasarkan model PLC. Umumnya, tingkat daya 24V DC atau 120 VAC digunakan.

Modul Masukan dan Keluaran

PLC menerima sinyal input dari perangkat lapangan, yang bertindak sebagai sensor. Sensor dapat terdiri dari dua jenis, digital atau analog. Sinyal input digital dalam bentuk diskrit, seperti tombol tekan dan sakelar kedekatan. Sinyal input analog adalah sinyal kontinu dengan kisaran nilai, dan contohnya termasuk transduser tekanan dan termokopel.

Setelah memproses sinyal input berdasarkan program tertulis, PLC mengeluarkan sinyal ke perangkat lapangan, yang bertindak sebagai aktuator. Perangkat dapat memiliki status operasi diskrit, seperti lampu dan relai, atau status operasi analog, seperti penggerak frekuensi variabel (VFD) dan pengontrol PID (proporsional integral derivatif).

Perangkat I/O keadaan diskrit memerlukan modul I/O digital, sedangkan perangkat I/O analog memerlukan modul I/O analog. Modul I/O kombinasi yang terdiri dari I/O digital dan analog juga tersedia. Daya yang dibutuhkan oleh perangkat bidang keluaran disediakan secara terpisah. Saluran modul I/O dapat dikonfigurasi untuk rentang tegangan atau arus yang berbeda.

Unit Pemrosesan

Unit pemrosesan terdiri dari unit pemrosesan pusat (CPU), Unit Logika Aritmatika (ALU), dan modul memori. Ini adalah bagian dari PLC yang menyimpan program pengguna, memproses masukan, dan menghasilkan perintah keluaran tertentu menggunakan berbagai fungsi, termasuk pengatur waktu, penghitung, dan operasi matematika. Fitur dan jumlah memori yang tersedia untuk program dan penyimpanan bergantung pada model PLC. Port komunikasi, seperti serial atau LAN, juga tersedia di bagian depan modul CPU. Merek manufaktur PLC menawarkan rangkaian PLC berperforma rendah hingga tinggi berdasarkan kebutuhan pengguna.

Perangkat Pemrograman

Perangkat pemrograman terdiri dari komputer pribadi (PC), kabel pemrograman, dan perangkat lunak yang diinstal pada PC. Program dapat ditulis dalam berbagai bahasa pemrograman, seperti Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), Sequential Function Charts (SFC), Instruction List (IL), atau Structured Text (ST). Diagram tangga adalah bahasa pemrograman yang paling umum karena menyerupai logika relai.

DCS

DCS adalah singkatan dari 'Sistem Kontrol Terdistribusi.' Ini selangkah lebih maju dari PLC. Sangat cocok untuk proses besar dengan jumlah I/O yang lebih tinggi dan proses industri yang kompleks. Elemen kontrol sistem secara geografis terletak di atas area pabrik sedemikian rupa sehingga pengontrol terpisah mengontrol mesin atau peralatan yang terkait dengan proses kecil. 

Semua pengontrol terhubung satu sama lain dan terminal pengawasan lainnya melalui jaringan komunikasi berkecepatan tinggi. DCS, selain peralatan kontrol, juga menampilkan peralatan pengawasan dari pabrikan yang sama, yang menyederhanakan integrasi perangkat keras, dan menambah keamanan pada sistem kontrol. Juga, masalah pada satu titik di pabrik tidak dapat menyebabkan seluruh proses terhenti. Manufaktur dan pabrik pengolahan seperti makanan, nuklir, mobil,

Komponen DCS

Stasiun Kerja Rekayasa

Stasiun kerja teknik adalah PC dengan perangkat lunak pengawasan yang diinstal di dalamnya. Seluruh sistem DCS dapat dipantau dan dikonfigurasikan melalui perangkat lunak khusus ini. Perangkat lunak ini menyediakan fungsi seperti pembuatan titik I/O, modifikasi logika kontrol, konfigurasi perangkat lapangan, dan dokumentasi.

Stasiun Operator atau HMI

Ruang operator adalah PC dengan perangkat lunak lain yang diinstal yang memungkinkan pemantauan dan kontrol parameter proses pabrik. Stasiun operasi dapat terdiri dari satu atau lebih berdasarkan kebutuhan proses atau ukuran pabrik. Fungsi ruang operator juga dapat dibagi di antara beberapa stasiun di mana mereka dapat melakukan fungsi yang berbeda seperti menampilkan parameter, menampilkan tren, memperoleh data, dan mencatat serta mengarsipkan data.

Unit Kontrol Proses

Unit kontrol proses adalah unit kontrol yang didistribusikan ke seluruh area pabrik. Setiap unit kontrol memiliki pengontrol terpisah dengan modul CPU dan I/O yang kuat yang terhubung langsung dengan perangkat lapangan. Informasi dari sensor yang terhubung diproses dalam pengontrol ini, dan sinyal yang sesuai dikirim ke aktuator berdasarkan program kontrol. Mungkin ada beberapa stasiun kontrol proses tergantung pada kondisi proses.

Sistem komunikasi

Jaringan komunikasi adalah tulang punggung seluruh DCS. Komunikasi antara stasiun kerja teknik, stasiun operator, unit kontrol proses, dan perangkat lapangan terjadi melalui jaringan ini. Protokol jaringan komunikasi termasuk Field Bus, Profibus, Ethernet, Modbus, DeviceNet, dll. Jaringan yang berbeda memiliki pro dan kontra, dan beberapa di antaranya lebih disukai daripada yang lain untuk tingkat sistem kontrol yang berbeda, menjaga kebutuhan akan keamanan.

Perangkat Lapangan Cerdas

Perangkat lapangan pintar dan teknologi bus lapangan adalah fitur DCS yang disorot. Perangkat bidang pintar tidak memerlukan pengontrol untuk memproses informasi yang dirasakan; sebaliknya, ini telah mendedikasikan intelijen onboard untuk melakukan tugas tersebut. Perangkat ini dapat langsung berkomunikasi dengan bus lapangan tanpa memerlukan pengontrol, yang menghilangkan modul I/O tambahan dari sistem.

SCADA

SCADA adalah singkatan dari 'Supervisory Control and Data Acquisition.' Sistem SCADA terdiri dari perangkat lunak dan unit telemetri jarak jauh (RTU). Fungsi sistem SCADA adalah untuk memperoleh data, memantaunya, dan mengontrol operasi pabrik dari jarak jauh secara real-time. RTU menggunakan komunikasi radio untuk mengirimkan data ke komputer di ruang kontrol pusat, yang ditampilkan menggunakan antarmuka pengguna grafis. Sistem SCADA digunakan di beberapa industri, termasuk penyulingan minyak dan gas, pembangkit listrik, serta pengelolaan air dan limbah.

Komponen SCADA

Komputer Pengawas

Inti dari sistem SCADA adalah komputer pengawas yang terletak di ruang kontrol dekat pabrik atau ratusan kilometer dari lokasi pabrik. Ini kadang-kadang disebut Master Terminal Units (MTUs). Komputer pengawas menerima data tentang proses pabrik, nilai sensor, dll., melalui sinyal radio. Ini berkomunikasi dengan PLC dan mengirimkan perintah ke perangkat lapangan. Sistem SCADA juga menyertakan perangkat lunak Human Machine Interface (HMI) yang tersedia di stasiun kerja operator.

Unit Telemetri Jarak Jauh (RTU)

RTU dikenal sebagai I/O cerdas. Unit-unit ini membaca status sensor dan aktuator di lapangan dan mengirimkannya ke komputer pengawas melalui jaringan komunikasi.

Pengontrol Logika yang Dapat Diprogram

PLC juga terhubung ke perangkat lapangan, termasuk sensor dan aktuator seperti RTU, tetapi menyediakan lebih banyak kontrol dan fungsionalitas daripada RTU. Perbedaan utama antara RTU dan PLC adalah RTU memiliki kemampuan komunikasi nirkabel, sedangkan PLC berkomunikasi melalui jaringan kabel.

Infrastruktur Komunikasi

Infrastruktur komunikasi mencakup protokol jaringan komunikasi standar atau hak milik di mana semua komponen utama SCADA, termasuk komputer pengawas, RTU, dan PLC, terhubung dan berkomunikasi untuk berbagi informasi. Media transmisi data dapat bervariasi antara radio, satelit, kabel, atau kombinasi dari semuanya.

Antarmuka Mesin Manusia

Perangkat lunak HMI dirancang untuk mengoperasikan personel. Ini adalah representasi visual dari pabrik yang sedang dipantau dan dikendalikan. Komponen yang berbeda dari tanaman direpresentasikan dalam bentuk diagram, bersama dengan status perangkat lapangan, alarm, dan informasi kejadian. Informasi penting tersebut ditampilkan dengan menggunakan grafik dan ilustrasi sehingga mudah dipahami dan dapat segera diambil tindakan bila diperlukan.

Persamaan dan Perbedaan Antara PLC, DCS, dan SCADA

PLC adalah pengontrol logika yang dapat diprogram di lapangan untuk mengontrol mesin. Ini memiliki input dan output, prosesor, dan perangkat lunak yang berjalan, yang dapat Anda sambungkan dan menulis program kontrol yang dapat membaca input dan berdasarkan kondisi tertentu, membuat perubahan pada output.

Sistem SCADA menyediakan kontrol pengawasan dan akuisisi data. Ini adalah lapisan perangkat lunak yang dirancang untuk memperoleh data dan mengontrol perangkat lapangan dan pengontrol di pabrik secara terpusat. 

Hal besar yang dilakukan SCADA adalah memberi Anda kontrol dan fungsi yang mengkhawatirkan, tetapi ini penting. Sebuah sistem SCADA umumnya independen dari produsen perangkat keras di lapangan. Itu dapat berbicara dengan Allen Bradley, Siemens, Emerson, atau PLC lain dari produsen lain.

DCS sangat mirip dengan SCADA, tetapi bersifat eksklusif dan terdesentralisasi. Komponen kontrol DCS hampir selalu berbicara satu sama lain melalui Bus lapangan berkecepatan super tinggi; koneksi ini bukan koneksi tembaga langsung atau melalui Ethernet atau serat. 

Sistem DCS umumnya, dalam banyak kasus, proses spesifik, dan ini semacam solusi khusus proses turnkey. Sistem DCS memiliki komponen SCADA di dalamnya, dan memiliki PLC, seringkali disebut Rio, RTU, atau PLC. Ini memiliki komponen perangkat keras di lapangan yang berbicara satu sama lain secara langsung. 

Jadi, beberapa RTU dapat ditempatkan pada tingkat proses yang berbeda. Lalu ada pengontrol besar di ruang kontrol tempat kontrol proses berlangsung dan program sedang berjalan. Lapisan SCADA bertindak sebagai simpul dalam sistem.

Sistem SCADA dapat dikategorikan sebagai pengumpulan data dan DCS sebagai berorientasi proses. DCS menyediakan fitur kontrol dan pengawasan, bersama dengan data yang disajikan kepada operator. Sebaliknya, SCADA lebih fokus pada akuisisi data dan presentasinya ke ruang kontrol dan operator. DCS menggunakan jaringan area lokal untuk membangun komunikasi antara komponen kontrol terdistribusi yang terbatas pada area pabrik.

SCADA memanfaatkan opsi jaringan non-lokal untuk mengirimkan data antara ruang kontrol dan pabrik, dan opsi jaringan ini kurang dapat diandalkan dibandingkan jaringan area lokal. DCS selalu memindai dan menampilkan informasi proses kepada operator, sedangkan sistem SCADA berbasis kejadian. Itu menunggu suatu peristiwa dipicu dan kemudian membaca nilai parameter dan menyimpannya dalam database.

DCS adalah pengaturan yang mahal dibandingkan dengan PLC, tetapi memiliki keunggulan atas fungsionalitas yang disediakannya. PLC dapat mengontrol suatu proses, tetapi operator memerlukan HMI untuk memantau atau mengontrol proses secara grafis secara terus menerus.

Sebaliknya, DCS sudah mencakup seluruh proses pabrik di stasiun operatornya dan komponen SCADA. Selain itu, perangkat medan pintar yang dapat berkomunikasi langsung dengan Bus lapangan adalah peralatan khusus yang sangat presisi dan juga mahal.

Misalnya, dalam industri baja, DCS digunakan pada rolling mill karena teknologinya memerlukan program untuk menjalankan rolling mill untuk mengubah billet besar menjadi tulangan, dan itu adalah sejuta baris kode otomasi. 

Jadi, pembuat DCS menulis kode sekali, memasang semua I/O, pusat kendali proses, dan antarmuka SCADA di ruang kendali, menyambungkan semua komponen, dan menambahkan fungsionalitas khusus di atasnya, jika diperlukan. DCS hampir selalu merupakan program kontrol yang dikemas sebelumnya untuk otomatisasi proses.

Berbeda dengan DCS, sistem PLC dan SCADA dapat dianggap sebagai papan tulis kosong. Secara default, tidak ada program di dalamnya; Anda harus menulisnya dari awal atau memuat yang sudah ditulis. Fungsionalitas sistem ini hampir saling tumpang tindih. 

DCS dapat dipahami dari contoh lain, seperti modul ECM, modul kontrol aliran, dan modul kontrol pembuangan mobil juga merupakan DCS. DCS pada dasarnya dibangun di atas komponen PLC dan SCADA, tetapi umumnya merupakan solusi pre-built yang lengkap untuk proses industri tertentu.

Terkadang, PLC dan SCADA dibandingkan dengan DCS sebagai PLC-SCADA vs DCS. DCS memiliki semua komponen yang digabungkan oleh PLC dan SCADA. Selain itu, DCS memberlakukan standardisasi dan menawarkan modul perangkat lunak yang tervalidasi, konsistensi, dan modularitas. DCS tidak fleksibel, dan ada batasan yang diberlakukan oleh pabrikan, yang membuatnya menjadi produk yang kaku dan berpemilik. 

Saat ini, semakin banyak konfigurasi DCS yang masuk ke pasar, memberikan solusi lengkap untuk proses industri tertentu. Sekian pembahasan tentang PLC, DCS, dan SCADA, semoga bermanfaat untuk kita semua.