Nama: Sally Tri Nurliani FauziKelas: EC-2BNim: 131311061BAB I DEFINISI DAN TERMINOLOGI SISTEM OTOMASISistem Otomasi dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang menggunakan teknologi yang berkaitan dengan penggabungan aplikasi mekanika, listrik, elektronika, dan teknologi digital untuk memberikan fungsi pada manipulator (mekanik) yang bekerja pada sistem proses dan manufaktur industri. Sistem Otomasi adalah penggunaan system kendali dan teknologi informasi di dalam mengurangi kebutuhan intervensi manusia. Di dalam lingkup industrialisasi, otomasia adalah langkah luar mekanisasi Sedangkan di dalam mekanisasi disediakan operator manusia dengan mesin-mesin untuk membantu mereka mengurangi pekerjaan dengan otot, otomasi sangat mengurangi kebutuhan untuk kebutuhan sensorik, motorik, serta mental manusia. Dengan demikian, Sistem Otomasi memainkan peran yang semakin penting dalam ekonomi dunia dan dalam pengalaman sehari-hari. Di sini manusia ditempatkan sebagai subyek pelaksana tugas, bukan lagi obyek penderita sebagai bagian dari sistem industri di masa lampau.Di dalam Otomasi terdapat penggunaan sistem kendali (seperti kendali numerik, kendali logika terprogram, dan sistem kendali industri lainnya), keterlibatannya dengan aplikasi teknologi informasi (seperti teknologi berbantu-komputer [CAD, CAM, CAx]), untuk mengendalikan mesin industri dan proses, mengurangi kebutuhan campur tangan manusia, Dalam banyak kasus, penggunaan manusia lebih hemat biaya daripada pendekatan otomasi mekanik Komputer, perangkat keras khusus, yang disebut sebagai programmable logic controller (selanjutnya disingkat PLC).Sering digunakan untuk mensinkronkan aliran masukan dari (fisik) sensor dengan aliran output untuk aktuator proses. Hal ini menyebabkan aksi kendali yang tepat yang memungkinkan kendali yang ketat dari setiap proses industry. Antarmuka manusia-mesin (HMI) atau antarmuka komputer-manusia (CHI), sebelumnya dikenal sebagai antarmuka manusia-mesin, biasanya digunakan untuk berkomunikasi dengan PLC dan komputer lainnya, seperti memasuki dan memantau suhu atau tekanan untuk kendali otomatis lebih lanjut atau tanggapan darurat. Layanan personel yang memantau dan mengontrol antarmuka ini sering disebut sebagai insinyur stasioner .

Gambar 1.1 Pemetaan Perkembangan Teknologi terhadap Waktu

MENGAPA SISTEM OTOMASI DIPERLUKAN

Sistem Otomasi sangat terkait dengan sistem kendali. Di pabrik gula, sawit, dan karet, sistem kendali otomatis dan sistem otomasi merupakan faktor kunci pengendali serta proses. Baik otomasi maupun kendali kedua-duanya bertujuan untuk: Terjaminnya keselamatan (safety) baik bagi operator maupun peralatan yang ada Terjaganya kualitas produk, misalnya komposisi produk, warna, dan lain sebagainya, pada keadaan yang kontinyu dan dengan biaya minimum. Ekonomis: Operasi sebuah pabrik harus sesuai dengan kondisi pasar, yakni ketersediaan bahan baku dan permintaan produk akhirnya. Oleh karena itu, harus seekonomis mungkin dalam konsumsi bahan baku, energi, modal, dan tenaga kerja. Hal ini membutuhkan pengendalian kondisi operasi pada tingkat yang optimum, sehingga terjadi biaya operasi yang minimum serta menghasilkan keuntungan yang maksimum.

KENDALA MENJALANKAN SISTEM OTOMASI

Bebarapa kendala yang sering terjadi pada penerapan sistem otomasi antara lain: Sistem otomasi bekerja dengan baik, tetapi selama tenaga ahlinya masih ada. Sumber daya manusia yang ada tidak mampu merawat sistem otomasi. Sistem otomasi dijalankan secara manual. Hasil penerapan sistem otomasi belum maksimal atau dapat dikatakan minim. Sistem otomasi yang hasilnya benar-benar mengecewakan.

PERENCANAAN IMPLEMENTASI SISTEM OTOMASI

Perencanaan yang dapat dilakukan guna meminimalkan dampak negatif dari penerapan sistem otomasi antara lain adalah: Mengikutsertakan sumber daya yang ada pada seluruh tingkat sejak awal, khususnya sumber daya pada bagian operasional dan perawatan. Memastikan bahwa proses kontrol telah dipahami sepenuhnya oleh desainer sistem otomasi-kendali/kontrol. Menggali solusi-solusi inovatif agar sistem sistem kendali-otomatis yang dirancang adalah yang terbaik dan dapat diaplikasikan. Pendekatan penerapan sistem otomasi secara modular, dari sistem yang sederhana sampai pada tahap sentralisasi system otomasi. Otomasi seyogyanya bersifat sederhana untuk diterapkan dan dioperasikan.

Instalasi dan pengembangan sistem jika dimungkinkan menggunakan sumber daya manusia yang telah dimiliki. Training intensif dan berkesinambungan pada saat uji coba atau commisioning. Mengkaji hasil jika memang diperlukan lakukan modifikasi-modifikasi system otomasi yang telah berjalan agar menjadi lebih baik. Training untuk bagian operasional dan perawatan sistem otomasi. Membuktikan hasil yang baik pada system otomasi plant yang telah diimplementasikan sebelum menerapkan sistem otomasi pada plant yang lain.

YANG HARUS DILAKUKAN DAN DIHINDARI

Lakukanlah : Mengikutsertakan serta menggunakan sumber daya yang dimiliki sehingga dapat membangun keyakinan serta motivasi yang kuat pada tim. Menggunakan pendekatan sistem otomasi modular sehingga keberhasilan yang telah dicapai pada plant sebelumnya menambah kepercayaan untuk menerapkan pada plant selanjutnya.

Hindarilah : Membiarkan operator hanya sebagai penonton layar monitor sistem otomasi. Hal ini dapat menyebabkan operator merasa tidak bertanggung jawab pada plant sesungguhnya yang dikendalikannya. Mengabaikan masukan/umpan-balik pemakai/operator/end-user. Masukan/ feedback pemakai/operator/end-user dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan yang sangat penting untuk pengembangan sistem otomasi lebih lanjut sehingga menjadi lebih baik.

KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN MENGGUNAKAN SISTEM OTOMASI

Keunggulan utama otomasi adalah: Mengganti operator manusia dari tugas-tugas yang membosankan. Mengganti manusia dari tugas-tugas yang haru dilakukan di lungkungan yang berbahaya berbahaya (kebakaran, yaitu: ruang bangunan, gunung berapi, fasilitas nuklir, di bawah air dan lain sebagainya). Membuat tugas yang berada di luar kemampuan manusia seperti penanganan beban terlalu berat, objek terlalu besar, zat yang terlalu panas, atau terlalu dingin, atau kebutuhan untuk membuat hal-hal yang terlalu cepat atau terlalu lambat bagi pekerjaan dan tenaga manusia.

Kelemahan utama menggunakan otomasi adalah :Teknologi terbatas. Saat ini teknologi yang ada belum dapat mengotomasi semua tugas yang diinginkan. Biaya pengembangan terbatas. Biaya penelitian dan pengembangan mengotomasi proses sulit untuk memprediksi secara akurat terlebih dahulu. Karena biaya ini dapat memiliki dampak besar pada keuntungan, mungkin untuk menyelesaikan otomasi proses hanya untuk menemukan bahwa tidak ada keuntungan ekonomi untuk melakukannya. Bisa terjadi penurunan jumlah kebutuhan tenaga kerja yang dapat menimbulkan pengangguran. Otomasi dapat menurunkan kemampuan daya beli masyarakat, yang disebabkan karena menurunnya kemampuan ekonomi masyarakat akibat meningkatnya jumlah pengangguran.

MEKANISASI VERSUS OTOMASI

Mekanisasi : Susunan operasi yang akan bekerja pada suatu material tertentu Jika semua peralatan baik dan material tidak bervariasi Pengendali Otomatis Produk diinspeksi secara otomatis, informasi diproses untuk melakukan pengaturan Konsep otomasi Meniru manusia Sensing, thinking, decision making Mekanisasi: usaha untuk membantu manusia dari upaya fisik Otomasi: usaha untuk membantu manusia dari upaya mental

BAB II KOMPONEN SISTEM OTOMASIDitinjau dari aplikasinya otomasi dapat dibedakan berdasarkan obyek yang harus diselesaikan, yaitu:

Tipe Tetap yaitu mesin otomatis dibuat khusus untuk menyelesaikan pekerjaan produksi tertentu saja, dan tidak drancang untuk meyelesaikan produk lainnya. Pada umumnya mesin otomasi jenis ini digunakan untuk produksi dalam jumlah banyak dan dibutuhkan waktu produksi yang cepat akan tetapi sangat ekonomis biaya produksinya dengan efisiensi yang cukup tinggi. Tipe Semi tetap: mesin dibuat untuk memproduksi atau menangani satu macam produk atau tugas, namun dalam beberapa parameter (ukuran, bentuk dan bagian produk) dapat diatur secara terbatas. Tipe Fleksibel, mesin dibuat agar dapat digunakan untuk banyak ragam produknya, Sistem otomasi lebih bersifat menyeluruh, bagian-bagian produk dapat diproduksi pada waktu yang bersamaan. Yang termasuk dalam kategori ini misalnya FMS (Flexible Automation System) dan CIM (Computer Integrated Manufacturing). ELEMEN SISTEM OTOMASITerdapat tiga elemen dasar yang menjadi syarat mutlak bagi Sistem Otomasi, yakni Power, Kendali Sistem, serta Program Instruksi yang kesemuanya itu untuk mendukung proses pada sistem otomasi.POWER

PROSESSISTEM KENDALIPROGRAM INSTRUKSI

1. PowerPower atau sumber energi dari suatu sistem otomasi digunakan untuk mengoperasikan beberapa proses dan menggerakkan semua komponen. Sumber energi dapat menggunakan energi listrik, baterai, aki (Accu), BBM, air, angin, batubara yang kesemuanya itu tergantung pada tipe sistem otomasi itu sendiri. Misalnya, power untuk proses manufaktur, yakni electric discharge machine (EDM) menggunakan tenaga listrik untuk melelehkan baja.2. Program InstruksiProgram Instruksi yang dimaksud adalah sekumpulan instruksi yang sudah di program untuk menjalankan suatu sistem otomasi. 3. Sistem KendaliProses kerja sistem otomasi mutlak memerlukan sistem kendali baik yang berbasiskan mekanik, elektronika, maupun komputer. Inti sistem kendali adalah pengendali (controller) yang direalisasikan ke dalam bentuk mekanik, mekatronik, elektronik, maupun komputer. Hanya saja tiga bentuk pertama itu sudah mulai ditinggalkan saat ini dan digantikan oleh komputer (mikrokontroler/PLC) sebagai satu-satunya pengendali sistem.Contoh peralatan sistem kebutuhan sehari-hari yang menggunakan sistem kendali adalah sebagai berikut :

Mesin cuci; Mesin cuci mutakhir umumnya dilengkapi dengan dengan sebuah chip mikrokontroler sehingga pengguna tinggal memasukkan pakaian kotor, kemudian memasukkan sabun pada takaran tertentu lalu menekan sejumlah tombol untuk memulai operasi yang diinginkan: pencucian, pembilasan, dan pengeringan. AC (mesin pendingin/pemanas ruangan); Dengan chip komputer, mesin pengondisi udara secara otomatis akan mengondisikan udara yang membuat nyaman pengguna ruangan dan akan mengendalikan penggunaan energinya sehingga saat ruangan kosong energi akan diset minimum tanpa perlu lagi campur tangan manusia.

ARSITEKTUR SISTEM OTOMASI INDUSTRI

Sistem Otomasi berdasarkan konfigurasi sistem kendali, fasilitas, dan cakupan kerjanya dikelompokkan menjadi tiga tipe arsitektur : Direct Digital Control (DDC) Distributed Control System (DCS) Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)

Direct Digital Control (DDC)Direct Digital Control atau DDC adalah bentuk pertama penggunaan komputer system otomasi. Pada sistem ini, proses dikendalikan langsung oleh pengendali elektronik/komputer.Komponen Pembentuk DDC Pengendali Instrumentasi Display Komparator Komponen berikut ini tidak terletak di dalam komputer adalah : Transduser dan perangkat lain pendukung transduser seperti kabel transmisi, dan sebagainya Perangkat antarmuka proses seperti penguat daya (power amp), aktuator, dan lain-lain.

komponen DDC lainnya dibuat untuk mengintegrasikan jumlah loop yang lebih dari 1 pada sistem DDC, yaitu: Multiplexer, Analog to digital converters (ADC) Digital to analog converters (DAC) Distributed Control System (DCS)Secara singkat DCS adalah sebagai berikut: ambil/baca data, lakukan kendali berdasar data tersebut. Data yang telah diakuisisi dari lapangan bisa disimpan untuk rekaman atau keperluan-keperluan di kemudian waktu, atau digunakan dalam proses-proses saat itu juga. Dapat juga digabung dengan data dari bagian lain proses, untuk kendali lajutan dari proses yang bersangkutan.

Karakteristik DCSBerikut ini adalah karakteristik DCS secara umum: Beban komputasi yang harus dilakukan terhadap plant pengendalian tersebut dirancang agar tidak bertumpu pada satu unit pemroses saja, melainkan didistribusikan pada beberapa unit. Sistem DCS jugalah yang meng-handle proses plant. Besaran yang diukur biasanya bersifat kontinyu dan selalu diamati oleh Operator. MMI mutlak diperlukan di dalam DCS. Fungsi Alarm, Indikator, Kendali dan Hstorical Data juga bagian dari DCS ini. Komunikasi antara sensor di field ke MMI selama ini menggunakan standard analog 4-20 mA atau untuk Temperature berupa milivolt.

Tulang punggung DCS adalah suatu jaringan komputer yang lebih dikenal dengan nama Local Control Network (LCN). Dalam hal ini, LCN merupakan suatu jaringan computer lokal, yang di dalamnya terdiri dari beberapa host sebagai unit pemproses. Arsitektur LCN bisa jadi berupa arsitektur jaringan komputer yang telah ada selama ini. Topologi, protokol, ataupun media yang digunakan untuk membangun jaringan komputer pada sistem ini dapat mengikuti standard yang sudah ada. Jaringan komputer menggunakan protokol TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol).

Operator Console Engineering Station History Module Data Historian Control Modules I/O Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) SCADA adalah singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisition. SCADA merupakan sebuah sistem yang mengumpulkan informasi atau data-data dari lapangan dan kemudian mengirimkannya ke sebuah komputer pusat yang akan mengendalikan data yang terkumpul itu. SCADA dapat dikatakan sebagai DCS yang dilengkapi dengan fasilitas:- Display visualisasi proses yang sedang berjalan - Display alarm and kejadian untuk gangguan (alarm log, logbook) - Display tren data (numerik dan grafik) dinamis dan hasil analisisnya Komponen Pembentuk SCADA diantaranya : Engineering and Operator Workstation(EWS), Operator Workstation (OWS), Field Control Unit (FCU), I/O Subsystems, Micro FCU, SCADA Data Server (SDS), Process Historical Archiver (PHA), Ethernet TCP/IP.

Komponen Pembentuk SCADA : Engineering and Operator Workstation (EWS) Operator Workstation (OWS) Field Control Unit (FCU) I/O Subsystems Micro FCU SCADA Data Server (SDS) Process Historical Archiver (PHA) Ethernet TCP/IP

SIMBOL STANDAR SISTEM OTOMASIAda dua yang standar yang ada didunia yang sering digunakan oleh kalangan dalam bidang otomasi adalah :1. JIC (Joint Industrial Council), organisasi yang didirikan pada tahun 1950-an . Empat standar yang ditetapkan adalah: Listrik (EMP-1-67/ EGP-1-67); Elektronik EL-11-1971); hidrolik (H-1-1973), dan pneumatik (P-1-1975).2. IEC standars (International Electrotechnical Commission Standards) adalah sebuah organisasi nirlaba, organisasi standar internasional non-pemerintah yang menyiapkan dan menerbitkan Standar Internasional untuk semua, teknologi elektronik dan listrik terkait - secara kolektif dikenal sebagai "electrotechnology". Standar IEC meliputi berbagai macam teknologi dari pembangkit listrik, transmisi, dan distribusi untuk peralatan rumah tangga dan peralatan kantor, semikonduktor, serat optik, baterai, energi surya, nanoteknologi, dan energi laut.

Simbol IEC yang dimaksud meliputi komponen berikut ini :

Push Buttons Relays and Contacts Motor Control PLC I/O Limit Switches Pressure and Temperature Switches Flow and Level Switches Solenoids Miscellaneous