130
BAB IV.
KOMUNIKASI DATA
DI INDUSTRI
4.1 APLIKASI KOMUNIKASI
DATA DI
INDUSTRI
Dalam beberapa hal, perbedaan antara aplikasi komunikasi data di industri dengan komersial atau proses data seringkali semu. Namun demikian
terdapat sedikit perbedaan fitur pada aplikasi di industri, dimana fiturini sangat mendukung dan berguna bagi seorang penanggung jawab sistem komunikasi
data di sebuah pabrik. Adapun fitur yang diharapkan di industri diantaranya:
x Kemudahan Sistem Perbaikan GangguanTroubleshooting : Karena
tingkat pemahaman sistem komunikasi industri pada sebuah pabrik secara umum rendah, maka masuk akal untuk memilih protokol sederhana seperti
protokol ASCII.
x Integrasi tingkat tinggi dari transfer Data: Dalam lingkungan industri
dimana seringkali terdapat gangguan listrik dan tidak memperbolehkan adanya Kesalahan transfer data misalnya karena hubungan komunikasi
mengontrol peralatan kritis, sebuah protokol harus dipilih dengan pengecekan Kesalahan tingkat tinggi seperti Uji Pengulangan Kekosongan
KerjaCyclic Redundancy Checks.
x Standarisasi Protokol: Mungkin terdapat keharusan untuk berhubungan
dengan penghasil PLC lain atau sistem industri. Dalam kasus ini, protokol industri yang umumnya laik diterima adalah seperti Modbus
x Parameter terkini berkecepatan tinggi: Mungkin terdapat kebutuhan
untuk meng-update sebuah setpoint dari serangkaian unit kontrol secara virtual dan simultan. Berikut adalaah sebuah protokol FieldBus baru yang
mungkin layak untuk memastikan bahwa tidak terdapat jedapenundaan antara mentransfer setpoint pada alat rancangan pertama dan terakhir pada
arus bebas hambatan dari data Terdapat beberapa protokol industri yang digunakan, diantaranya CAN bus,
PROFI bus, PROFI net, Modbus dlsb. Pada bagian ini kita membahas dua protokol umum:
131 a. Aplikasi Protokol tipe ASCII
b. Aplikasi Protokol standar Modbus. Bagian ini akan memfokuskan pada aspek perangkat lunaksoftware dari
protokol sebagai lawan dari aspek fisik yang telah dibahas pada modus sebelumnya.
a. Aplikasi Protokol tipe ASCII
Aplikasi protokol tipe ASCII populer karena kesederhanaanya. Kelemahan utamanya adalah karena kecepatanya lambat dan menjadi beban bagi sistem
yang lebih besar yang mempunyai kebutuhan untuk simpul jamak pada sebuah jaringan yang perlu berkomunikasi satu dengan lainya tidak hanya
sesederhana seperti sebuah tuan dengan pengaturan beberapa pekerja. Dengan demikian, protokol ASCII secara normal hanya digunakan untuk sistem
kecepatan rendah denganmodelmaster ’tuan memerintahmengendalikan
sejumlah terbatas pekerjaslaves. Protokol ASCII lebih merupakan respon atau tanyajawab dari sebuah sistem
komunikasi, yaitu komunikasi antara PC sebagai host dan sebuah devais sebagai klien yang menggunakan karakter ASCII untuk mengirimkan perintah
dan diterima oleh devais untuk direspon dengan mengirimkan balik sebuah informasi atau status dari devais.
Acuan protokol ASCII pertama kali diperkenalkan oleh Analog Devices pada tahun 1980-an yaitu jalur komunikasi yang digunakan menggunakan Half
Duplex RS-485, sejak itu banyak industri menggunakan Protokol berdasarkan ASCII dan menjadi populer untuk akses berbagai instrumen
Setiap perintah yang dikirimkan merupakan sederetan karakter ASCII diawali dengan dengan karakter penanda awal dan diakhiri dengan karakter CR
carriage return, dengan memberikan karakter huruf kapital berasal dari papan ketik keyboard secara langsung sudah dapat diterima dan diakhiri
dengan karakter CR dalam kode ASCII dinyatakan dengan kode CHR13. Sedangkan frame protokol ASCII tersusun sebagai berikut:
132 AD
00 Data
CS CR
Awal Alamat
Perintah Data
Penguji Akhir
Awal, merupakan karakter penanda awal perintah dapat digunakan karakter ,
, , atau yang sejenisnya.
Alamat, merupakan alamat semua devais yang tersambung dengan sistem
jaringan RS-485 sehingga master akan dapat dengan mudah menunjuk devais mana yang akan diakses. Alamat harus disertakan pada setiap perintah yang
dikirimkan dan umumnya dinyatakan dalam hexadesimal 00 sampai 255, dalam frame di atas dinyatakan dengan notasi AD yang artinya alamat devais.
Perintah, merupakan kode perintah yang dikirimkan oleh master ke devais
yang dituju, beberapa industri memberikan daftar perintah yang disertakan untuk operasional produknya devais.
Data, merupakan data yang akan dikirimkan untuk menyertai perintah yang
dikirimkan.
Penguji, sering disebut dengan istilah CS check sum, karakter ini difungsikan
sebagai penguji kebenaran data yang diterima devais atau sebagai penguji ada dan tidaknya error pada data yang diterima.
Sebagai contoh master meminta kepada devais alamat 04 untuk memberikan datanya, maka proses akan terjadi sebagai berikut:
Master 04I
master meminta data pada devais 04 dari port inputnya.
Slave 04Data
slave kirim respon yang memberikan data hasil pembacaan dan disertai alamt devais pengirim.
Meskipun protokol berdasarkan ASCII tampak sebagai yang paling sederhana; menurut pengalaman penulis, mereka juga terbukti mempunyai masalah dalam
penerapanya karena kurangnya definisi yang tegasjelas dari manufaktur tertentu.
Dua penerapan protokol berdasarkan ASCII diberikan berikut ini. Yang pertama adalah untuk penerapan pada pengirim cerdassmart transmitter sementara
133 yang lainya untuk sebuah variabel speed drive. Pengirim cerdas umumnya
merupakan struktur protokol sederhana, sementara ANSI-X3.28-2.1-A4 merupakan pendekatan yang sedikit lebih kompleks.
¾
Aplikasi Protokol tipe ASCII untuk pengirim Digital
Beragam jumlah pengirim digital belakangan ini banyak muncul dipasaran yang memungkinkan diterimanya beragam sensor dan proses masukan serta
mengkomunikasikan kembali data ke serial port dari sebuah komputer atau pengolah lain berdasarkan unit dari format digital. Data juga dikirimkan dari
komputer ke pengirim sinyal untuk tujuan pengendalian melalui sebuah digital atau keluaran analog dari unit conditioner. EIA-232 atau EIA-485 standar
digunakan untuk komunikasi antar pengirim sinyal dengan komputer. Setiap pengirim digital merupakan sebuah sistem interface saluran tunggal
lengkap dengan analog sinyal conditioning electronics yang dioptimalkan untuk sebuah tipe masukan spesifik. Sinyal masukan analog dibuat menjadi digital
oleh sebuah perubah analog ke digital AD sementara sinyal keluaran analog dirubah dari bentuk digital oleh sebuah perubah digital ke analog. Semua data
disimpan dalam bentuk ASCII di lokasi cadangan di mana isinya dapat di- update sekitar 8 kali per detik. Penyelenggarahost computer komputer
penyelenggarahost mungkin memindahkan atau meminta data dari atau ke pengirim dengan mengirimkan perintah ASCII sederhana.
Terdapat berbagai variasi yang tersedia pada pengirim standar seperti masukan frekuensi tinggi, masukan-keluaran digital, thermocouple dan
masukan-keluaran analog RTD resistancehambatan, temperaturesuhu, dependant tanggungan.
134
¾
Jaringan Komunikasi EIA
EIA-232 standar digunakan sebagai sistem komunikasi poin ke poin namun pengirim ini dapat diatur dengan beragam unit terpasangbergantung pada
komunikasi port EIA 232 yang sama. Namun demikian, karena EIA-232 standar tidak memungkinkan sistem banyak simpul, maka unit-unit ini terangkai
sebagaimana diindikasikan dalan gambar 4.1 berikut ini. Pada jaringan ini setiap karakter yang dipindahkan oleh komputer penyelenggarahost akan
diterima oleh setiap pengirim dalam suatu rantai dan dioper ke pengirim berikut sampai sebuah pengirim mengenali alamatnya dan memindahkan respon yang
merambat balik melalui pengirim lain dalam rantai.
Gambar 4.1. Komunikasi EIA-232 untuk Pengirim Cerdas. Gambar 4.2 menunjukan EIA-485 standar yang digunakan pada model separuh
rangkap untuk sistem multi dropped. Jika dibutuhkan lebih dari 32 modul untuk dipasang pada EIA-485 port yang sama, maka sebuah modul pengulang EIA-
485 dibutuhkan untuk meningkatkan sinyal dan suplai tenaga bagi modul tambahan
135 Gambar 4.2. Komunikasi EIA-485 untuk Pengirim Cerdas.
Modul Pengirim berisi sebuah EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memoiy untuk menyimpan informasi yang telah diatur dan
memastikan terjadinya kalibrasi konstan. Karena parameter komunikasi seperti tingkat baud seringkali dilupakan oleh pemakai, modul ini dapat diatur pada
mode tetap default mode di mana akan mampu mengatur ulangreset sampai 300 baud, no parity, serta mampu mengenali setiap alamat.
¾ Perintah bentuk pendek dan pesan respon
Sebuah perintah sederhana respon berdasarkan protokol ASCII digunakan untuk komunikasi antara komputer penyelenggarahost dan modul pengirim.
Komputer penyelenggarahost selalu menghasilkan keurutan perintah. Komunikasi dilakukan dengan 2 karakter perintah sandi ASCII. Semua data
analog harus merupakan rantai 9 karakter sandi, 5 digit, poin desimal dan dua digit tambahan.
Sebuah perintahrespon ditunjukkan pada gambar berikut: Perintah dari Penyelenggarahost
1 R
D [CR]
Respon dari modul pengirim +
2 7
5
. [CR]
136 Perintah ini membaca dari pengirim pada alamat 1 dan menerima sebuah nilai
275.0 di pesan respon. Panjang maksimal dari perintah dan pesan respon adalah duapuluh karakter
cetak misalnya karakter kontrol non ASCII.
¾ Perintah bentuk pendek dan pesan respon
Sebuah variasi pada perintah bentuk pendek dan pesan respon adalah bentuk panjang yang digunakan untuk memastikan kesatuan pesan respon yang lebih
besar dan pengulangan pesan perintah dan merekatkan sebuah blok checksum di akhir pesan. Perintah bentuk panjang diawali dengan menggunakan sebuah
pada tempat menandai dimulainya sebuah pesan perintah. Catatlah bahwa dua karakter checksum dapat pula ditambahkan pada semua pesan perintah
untuk kewaspadaah komputer penyelenggarahostpenyelenggara.Sebuah checksum adalah merupakan jumlah dari nilai heksadesimal dari seluruh
karakter ASCII pada pesan, untuk perintah dari penyelenggarahost berikut:
1 R
D E
16
A
16
[CR] Respon dari modul pengirim adalah
1 R D + 0 0
7 2 .
1 0 A
16
4
16
[CR]
Penghitungan checksum untuk respon dilakukan sebagai berikut:
Karakter ASCII Nilai Hex
Nilai Biner
2A 0101010
1 31
0110001 R
52 1010010
D 44
1000100 +
2B 0101011
30 0110000
137 30
0110000 30
0110000 7
37 0110110
2 32
0110001 .
2E 0101110
1 31
0110001 30
0110000
SUM 2A4
Hilangkan 2 dan tambahkan A4 diakhir pesan. Catat bahwa A dan 4 yang merupakan karakter heksadesimal yang harus
dirubah ke dalam bentuk ekuivalen ASCII mereka.
¾ Kesalahan Error
Jika modul pengirim mengindikasikan bahwa mereka telah menerima sebuah pesan dengan terdapat Kesalahan didalamnya, maka akan direspon dengan
karakter “?“. Atau mungkin tidak akan muncul respon apapun jika kita telah menggunakan alamat atau perintah tepat waktu yang tidak benar.
Respon Kesalahan umum adalah sebagaimana digambarkan berikut ini. ?
1 [SP] B
A D [SP] C H E
C K S
U M [CR]
? 1
[SP] S Y
N T A
X [SP] E
R R O R [CR] Catatan: [SP] adalah sebuah karakter jeda ASCII..
b. Aplikasi Protokol