Tel: (021) 75791355 Email: sekr-ptseik@bppt.go.id

Pengoperasian Biogas Plant ... (5/9)

 Pengoperasian Biogas Plant ... (5/9)

Oleh: Ir. Rohmadi Ridlo M Eng

 

3. Monitoring Plant dan Otomatisasi

Berbagai pilihan tersedia untuk pemantauan, pengawasan dan pengendalian proses dan plant. Bandwidth (nilai konsumsi transfer data yang dihitung dalam bit/detik) aplikasi yang umum digunakan dalam praktek sangat luas mulai dari log operasi sampai akuisisi data dan sistem kontrol yang sepenuhnya otomatis (Gambar. 5.2). Ketika memutuskan tingkat otomatisasi apa yang harus diletakkan di tempat, perlu mempertimbangkan tingkat ketersediaan sistem kontrol proses yang ingin dicapai, sejauh mana itu dimungkinkan untuk mengoperasikan pabrik secara independen dari tenaga ahli, dan sifat proses tertentu yang membutuhkan otomatisasi.

Ketersediaan kontrol proses meningkat dengan tingkat otomatisasi. Dalam sistem sangat otomatis, data logging dan operasi stabil diperlukan pada akhir pekan dan hari libur umum. Tingkat otomatisasi yang lebih tinggi juga membuat operasi pabrik kurang tergantung pada kehadiran personil/karyawan. Berkenaan dengan sifat proses, jumlah parameter proses yang perlu dipantau juga naik sebagaimana ukuran biogas plant meningkat. Pada ukuran tertentu, otomatisasi proses sangat diperlukan.

Risiko gangguan serius meningkat pada biogas plant dengan tingkat beban organik tinggi dan biogas plant dengan kecenderungan kekurangan (misalnya elemen mikro) atau adanya zat penghambat. Dalam keadaan ini, data logging otomatis dan kontrol proses menawarkan kesempatan mendeteksi dan mengoreksi gangguan proses dalam waktu yang tepat.

Solusi sederhana seperti pencatatan data di log operasi dan kontrol manual atau berjangka waktu tertentu adalah hal yang masih umum. Namun, jika data tidak kemudian dimasukkan dalam bentuk elektronik, sering terbukti tidak mungkin untuk memastikan bahwa data dapat dievaluasi atau sepenuhnya didokumentasikan. Optimalisasi proses menjadi lebih sulit.

Berbagai solusi otomatisasi tersedia, tergantung pada persyaratan aplikasi. Istilah 'otomatisasi' meliputi kontrol loop terbuka, loop tertutup (umpan balik) dan visualisasi. Prasyarat untuk otomatisasi adalah bahwa proses tersebut harus dipantau, yaitu data proses yang tersedia harus terus dicatat dan disimpan. Dalam kebanyakan kasus, programmable logic controller (PLC) digunakan untuk pengendalian proses di pabrik biogas.

Perangkat ini menangani banyak tugas otomatisasi dalam lingkungan proses. Untuk biogas plant, ini mencakup semua tugas-tugas kontrol yang melibatkan kebutuhan untuk memantau hal-hal teknis seperti on/off pompa, loading interval, interval pengadukan dll tetapi juga proses biologi. Selain itu, harus dipastikan bahwa semua variabel yang diukur dicatat (seperti motor, konsumsi daya dan putaran per menit, dan juga parameter proses seperti nilai pH, suhu, tingkat produksi gas, komposisi gas dll), dan bahwa bersesuaian dengan switching aktuator seperti katup, motor pengaduk dan motor pompa. Untuk akuisisi variabel yang diukur, nilai-nilai yang tercatat pada sensor ditransduksi menjadi sinyal standar yang dapat dimanfaatkan oleh PLC.

Aktuator diaktifkan melalui relay. Sinyal aktivasi cukup hanya dengan waktu yang dikendalikan atau dapat didefinisikan sebagai respon terhadap variabel masuk yang diukur.

Kombinasi pilihan aktivasi ini juga mungkin. Dalam hal instrumentasi dan kontrol, standar kontrol PID (proporsional-integral-derivatif) dan dalam beberapa kasus kontroler fuzzy logic sederhana diimplementasikan di semua jenis PLC. Algoritma kontrol lainnya juga dapat diimplementasikan secara manual, meskipun dengan pemrograman khusus.

Sebuah PLC terdiri dari modul sentral (CPU: central processing unit) yang berisi mikrokontroler sebagai komponen inti. kontroler ini bervariasi dalam kinerja mereka, tergantung pada kategori PLC. Perbedaan terletak pada kecepatan pemrosesan dan redundansi fungsi. Kisaran menjangkau dari CPU yang relatif kecil sampai dengan sistem yang handal dengan kontroler canggih dan redundansi yang sesuai.

Ketika memilih PLC, hambatan real-time merupakan faktor penting. Real time dalam hubungan ini berarti bahwa sistem otomasi harus merespon dalam jangka waktu yang ditentukan oleh proses. Jika hal ini terjadi, sistem otomasi memiliki kemampuan real-time.

Karena proses biogas tidak memiliki persyaratan real-time sangat tinggi, PLC yang relatif murah atau menengah biasanya memadai untuk biogas plant.

Selain CPU, sejumlah besar modul yang diperlukan untuk berinteraksi dengan CPU. Modul ini mencakup analog dan modul digital untuk input dari pemancar sinyal dan probe pengukuran dan untuk output ke berbagai aktuator dan instrumen analog. Koneksi khusus untuk alat ukur dikontrol melalui interface (misalnya RS-232). Berbagai pengendali komunikasi tersedia untuk komunikasi bus.

 

3.1 Sistem Bus

Sistem bus atau bus system, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus. Dalam beberapa tahun terakhir konfigurasi yang didistribusikan telah menjadi lebih luas di sektor otomatisasi, tren dimungkinkan oleh teknologi komunikasi yang kuat. Sistem bus sangat diperlukan untuk didistribusikan kontrol pabrik saat ini; mereka menjalankan komunikasi antara pengguna bus individu. Sistem bus memungkinkan semua komponen plant menjadi jaringan dengan satu sama lain.

Seperti dalam kasus PLC, tersedia berbagai desain jenis bus. Dimana bentuk komunikasi bus adalah tepat tergantung pada proses dan persyaratan real-time, dan pada spesifikasi lingkungan (misalnya berpotensi ledakan). PROFIBUS-DP[1] adalah standar yang diakui yang digunakan dalam banyak biogas plant. Hal ini memungkinkan stasiun dihubungkan dengan jarak beberapa kilometer. Banyak perangkat mendukung standar komunikasi bus, dan bentuk-bentuk PROFINET dan ETHERNET juga menjadi semakin umum.

 

3.2 Perencanaan Konfigurasi

Komponen lain dari PLC adalah program dimana sistem kontrol proses didirikan. Program ini dikembangkan di tahap perencanaan konfigurasi dalam lingkungan pengembangan khusus, perangkat lunak perencanaan konfigurasi, dan diimplementasikan pada PLC.

Tergantung pada persyaratan untuk PLC, program pengendalian proses ini dapat berisi apa saja dari kontrol pekerjaan yang sederhana dan juga untuk mekanisme kontrol umpan balik rumit. Mode otomatis dan manual dapat dikonfigurasi untuk mengizinkan intervensi manual.

 

3.3 Aplikasi / Visualisasi

PC dan varian panel dengan visualisasi yang tepat adalah komponen lain dari solusi otomatisasi modern. Mereka saling berhubungan dengan sistem bus, dan dibawa bersama-sama mereka membentuk sistem otomasi. Visualisasi digunakan di hampir semua plant. Hal yang umum menemukan panel tersedia dalam berbagai versi dan digunakan untuk menampilkan.

Dalam modus otomatis, semua data penting (seperti kecepatan motor, temperatur motor, laju pengiriman, kesalahan, dll) akan ditampilkan secara lokal. Setelah pergantian ke operasi manual, pompa dapat dikendalikan secara manual. Perkembangan teknologi panel masih terus berlangsung, dan tugas-tugas visualisasi yang sudah kompleks dan termasuk tugas-tugas kontrol dapat ditangani dengan menggunakan panel.

Solusi visualisasi klasik adalah visualisasi berbasis PC. Ini berkisar dari tampilan subproses individu sampai instrumentasi canggih dan kontrol pusat. Pusat I & C adalah fasilitas di mana semua informasi datang bersama-sama di satu tempat dan proses atau plant dikendalikan oleh keputusan manusia.

Untuk memungkinkan akses ke data PLC menggunakan aplikasi PC, standar diperkenalkan yang mengatur komunikasi antara aplikasi Windows dan PLC. Server OPC adalah platform komunikasi standar yang dapat digunakan untuk mengatur hubungan komunikasi tidak eksklusif. Hal ini memungkinkan jaringan yang fleksibel untuk mengatur antara berbagai jenis sistem kontrol dan aplikasi lain tanpa stasiun individu membutuhkan informasi yang tepat tentang antarmuka pasangan mereka dan tanpa aplikasi yang membutuhkan informasi tentang jaringan komunikasi sistem kontrol.

Hal ini memungkinkan untuk menggunakan aplikasi non-proprietary seperti perangkat lunak akuisisi data.

 

3.4 Akuisisi Data

Dalam rangka untuk memastikan akuisisi data yang dapat diandalkan dalam aplikasi teknis skala besar, itu adalah umum untuk menggunakan database. Produsen PLC menawarkan sistem akuisisi data mereka sendiri, tapi pilihan harus diberikan untuk solusi non eksklusif karena lebih fleksibel berkenaan dengan pilihan akses.

Data yang perlu disimpan dapat dipilih dari banyaknya data yang dikumpulkan. Hal ini memungkinkan operasi pabrik untuk dievaluasi selama jangka waktu yang lama. Hal ini juga memungkinkan untuk menyimpan peristiwa, seperti pesan kesalahan.

 

 

Gambar. 2: Skema pemantauan plant

 

 



[1] Profibus (Process Field Bus) adalah standar untuk komunikasi fieldbus dalam teknologi otomatisasi dan pertama kali dipromosikan pada tahun 1989 oleh BMBF (Jerman) dan kemudian digunakan oleh Siemens.

Statistik Pengunjung

4.png4.png9.png7.png1.png
Today68
Yesterday101
This week68
This month1141
1
Online

Hubungi Kami

Gedung Energi 625 Klaster V
Kawasan PUSPIPTEK Serpong, Tangerang Selatan 15314

Tel: (021) 75791355

Fax: (021) 75791355

Web: ptseik.bppt.go.id