Komunikasi Antara PLC Master dan Slave Menggunakan SMS Melalui Modem GSM Untuk Pengamatan dan Pengendalian Water Treatment Plant.

i

KOMUNIKASI ANTARA PLC MASTER DAN SLAVE MENGGUNAKAN SMS MELALUI MODEM GSM UNTUK PENGAMATAN DAN PENGENDALIAN WATER TREATMENT PLANT

Disusun oleh : Nama : Shanti Purnama Nrp : 0422009

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH. no. 65, Bandung, Indonesia

email : c0c0san_pp@yahoo.com; cocosan.pp@gmail.com

ABSTRAK

Pengendalian proses pengolahan air pada Water Treatment Plant (WTP) di berbagai daerah telah dilakukan secara otomatis menggunakan Programmable Logic Controller (PLC). Pada perkembangannya, pengamatan dan pengendalian jarak jauh untuk beberapa WTP secara sekaligus perlu dilakukan oleh pusat pengendali, untuk itu diperlukan adanya suatu komunikasi yang dapat dilakukan dengan jarak jauh. Short Message Service (SMS) merupakan salah satu solusi dalam permasalahan telekomunikasi ini.

Pada tugas akhir ini dirancang suatu komunikasi menggunakan SMS melalui modem Global System for Mobile communication (GSM) untuk pengamatan dan pengendalian WTP. WTP berupa virtual plant dibuat dengan menggunakan LabVIEW v8.5. PLC master pada pusat pengendali digunakan untuk pengamatan dan pengendalian WTP, sedangkan PLC slave pada WTP digunakan untuk mengendalikan proses yang berlangsung pada WTP. Program PLC dibuat menggunakan ladder diagram pada TwidoSuite v2.01. Magelis XBT G2330 digunakan sebagai media visualisasi Human Machine Interface (HMI) dan berisi tampilan yang dibuat menggunakan Vijeo-Designer v4.6.

Dari hasil uji coba, komunikasi antar PLC menggunakan SMS melalui modem GSM untuk pengamatan dan pengendalian virtual WTP dapat dilakukan dengan melakukan pengaturan parameter komunikasi pada PLC dan modem, serta pemrograman pada PLC dengan menggunakan blok MSG dan instruksi EXCH.

COMMUNICATON BETWEEN MASTER AND SLAVE PLCs USING SMS VIA GSM MODEM

FOR MONITORING AND CONTROLLING WATER TREATMENT PLANT

Composed by : Nama : Shanti Purnama

Nrp : 0422009 Departement of Electrical Engineering, Maranatha Christian University

Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH. no. 65, Bandung, Indonesia email : c0c0san_pp@yahoo.com; cocosan.pp@gmail.com

ABSTRACT

The water treatment process in the Water Treatment Plant (WTP) in some places have been automatic controlled by Programmable Logic Controller (PLC). Nowadays, long distance monitoring and controlling for all several WTP at once is needed by controller center, for this reason there is a need of long distance communication. Short Message Service (SMS) is one of the solutions that can be used in this communication problem.

In this last project, there is designed a communication using SMS via Global System of Mobile Communication (GSM) modem for monitoring and controlling WTP. Virtual WTP is designed using LabVIEW v8.5. Master PLC in the control center is used for monitoring and controlling WTP, whereas slave PLC in the WTP is used for controlling the water treatment process. The PLCs are programmed using ladder diagram by TwidoSuite v20.1. Magelis XBTG 2330 with visualization which is designed by Vijeo-Designer v4.6 is used as the Human Machine Interface (HMI) visualization media.

As the result, the communication between PLCs using SMS via GSM modem for monitoring and controlling virtual WTP can be done by setting communication parameters in the modems and PLCs, also programming PLCs using MSG function block and EXCH instruction.

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan tugas akhir yang berjudul “Komunikasi antara PLC Master dan Slave Menggunakan SMS melalui Modem GSM untuk Pengamatan dan Pengendalian Water Treatment Plant” ini disusun untuk memenuhi persyaratan program studi sarjana strata satu (S-1) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Kristen Maranatha Bandung.

Penulis telah mendapatkan dukungan dari berbagai pihak selama pengerjaan tugas akhir. Oleh karena itu, penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih secara khusus kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Daniel Setiadikarunia, MT. selaku dosen pembimbing tugas akhir dan Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha yang telah memberikan dukungan dan bimbingan dalam pengerjaan tugas akhir. 2. Bapak Muliady, ST., MT. , Bapak Ir. Aan Darmawan, MT., dan Ibu Dr.

Ratnadewi, ST., MT. selaku dosen penguji tugas akhir.

3. Yanto Permana Pancaika, ST. yang telah memberikan referensi, pinjaman alat, dan pengarahan dalam pengerjaan tugas akhir.

4. Bapak Ir. William Stefanus Jayapranata yang senantiasa memberikan dukungan dan masukan yang membangun selama pengerjaan tugas akhir. 5. Ibu Ir. Anita Supartono, MSc. selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan

Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha.

6. Dr. E. Merry S. yang telah memberikan izin peminjaman alat dan penggunaan fasilitas laboratorium untuk pengerjaan tugas akhir. Gunawan, ST. dan Rudi Sarjono, ST. yang telah memberikan pengarahan dalam pengerjaan tugas akhir, serta rekan-rekan di PLC Training Center dan Laboratorium Sistem Kontrol yang telah mendukung pengerjaan tugas akhir.

7. Herlina Arianita Dewi, Vina Suryani, Henry Setiadi Herman, Defri Dwi Christanto, Yosifa Marlina, Charli Susanto, Sari, dan teman-teman lain yang telah mendukung dalam pengerjaan tugas akhir .

8. Seluruh dosen dan staf Jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha. 9. Ibu penulis yang telah memberikan dukungan moril dan materiil selama kuliah

hingga diselesaikannya tugas akhir ini.

Kata-kata bijak yang pernah diungkapkan oleh Michaelangelo adalah bahwa bahaya terbesar bagi sebagian besar dari kita bukanlah cita-cita yang terlalu tinggi dan kita gagal menggapainya, melainkan cita-cita itu terlalu rendah dan kita berhasil meraihnya. Selesainya pengerjaan tugas akhir ini merupakan awal dari pencapaian penulis karena pencapaian tidak dihitung dari pengakuan pribadi ataupun keberhasilan materi, tetapi dari dedikasi untuk meningkatkan kehidupan orang-orang disekitar kita. Semoga apa yang telah dikerjakan dalam tugas akhir ini dapat berguna bagi penulis sendiri maupun pembaca yang membutuhkannya di kemudian hari.

Bandung, 2 September 2008

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

ABSTRACT... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI... v

DAFTAR TABEL... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ... 1

I.2 Identifikasi Masalah ... 2

I.3 Perumusan Masalah ... 2

I.4 Tujuan ... 2

I.5 Pembatasan Masalah... 2

I.6 Metodologi... 2

I.7 Spesifikasi Sistem ... 3

I.8 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II LANDASAN TEORI II.1 Programmable Logic Controller ... 5

II.1.1 Piranti Penyusun PLC ... 6

II.1.1.1 Modul Catu Daya ... 6

II.1.1.2 Modul Central Processing Unit (CPU) ... 6

II.1.1.3 Modul Perangkat Lunak ... 7

II.1.1.4 Modul I/O ... 8

II.1.2 Sistem Operasi PLC ... 8

II.1.2.1 Mode Deteksi Input ... 9

II.1.2.2 Mode Eksekusi ... 9

II.1.3 PLC Twido ... 10

II.1.3.1 PLC Twido Modular 20 I/O ... 10

II.1.3.2 Komunikasi ... 11

II.1.3.2.1 Modbus ... 11

III.1.3.2.1.1 Read N Bits... 12

III.1.3.2.1.2 Read N Words ... 13

III.1.3.2.1.3 Write Bit ... 14

III.1.3.2.1.3 Write Word ... 14

III.1.3.2.1.3 Write of N Bits... 15

III.1.3.2.1.3 Write of N Words... 16

II.1.3.2.2 ASCII ... 17

II.1.3.3 TWDNOZ232D... 18

II.1.3.4 TwidoSuite ... 18

II.1.3.4.1 Ladder Diagram ... 19

II.1.3.4.2 Pengalamatan ... 20

II.1.3.4.3 Message Exchange ... 21

II.2 Laboratory Visual Instrument Engineering Workbench ... 21

II.2.1 Front Panel ... 22

II.2.2 Block Diagram ... 23

II.2.3 Icon dan Connector Pane ... 23

II.2.4 Komunikasi Menggunakan Port Serial ... 24

II.3 Water Treatment Plant ... 24

II.4 Human Machine Interface... 26

II.5 Short Message Service... 27

II.5.1 Jaringan Sistem SMS ... 27

II.5.2 Layanan SMS Subscriber ... 29

II.5.3 PDU untuk Pengiriman SMS ... 30

II.5.4 PDU untuk Penerimaan SMS ... 34

II.5.5 AT Command ... 37

vii BAB III PERANCANGAN SISTEM

III.1 Perancangan Sistem ... 39

III.2 Perancangan pada Perangkat Lunak ... 40

III.2.1 Perancangan Virtual Water Treatment Plant ... 40

III.2.2 Pengaturan Penggunaan I/O PLC Slave untuk Pengendalian WTP 46 III.2.3 Perancangan Tampilan pada Human Machine Interface ... 47

III.2.4 Program pada PLC Master... 54

III.2.5 Program pada PLC Slave ... 58

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS IV.1 Waktu Transmisi SMS... 69

IV.1.1 Pengujian Pengiriman Satu Arah ... 69

IV.1.2 Pengujian Pengiriman Dua Arah ... 70

IV.1.3 Analisa Hasil Pengujian Waktu Transmisi ... 70

IV.2 Waktu Pengolahan ... 71

IV.2.1 Pengujian pada PLC Master ... 71

IV.2.2 Pengujian pada PLC Slave ... 72

IV.2.3 Analisa Hasil Pengujian Waktu Pengolahan... 72

IV.3 Perbandingan data yang Dikirimkan dengan Data yang Diterima... 73

IV.4 Pengujian Proses yang Terjadi pada Sistem ... 75

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan ... 78

V.2 Saran ... 78

DAFTAR PUSTAKA ... 79

LAMPIRAN A SKEMA ASCII

LAMPIRAN B PROGRAM PADA LabVIEW LAMPIRAN C PROGRAM PADA PLC MASTER LAMPIRAN D PROGRAM PADA PLC SLAVE LAMPIRAN E DATA PERCOBAAN

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel II.1 Fitur utama PLC Twido Modular 20 I/O ... 10

Tabel II.2 Format read n bits ... 12

Tabel II.3 Format read n words ... 13

Tabel II.4 Format write bit ... 14

Tabel II.5 Format write word ... 14

Tabel II.6 Format write of n bits ... 15

Tabel II.7 Format write of n words ... 16

Tabel II.8 Kontrol dalam pengiriman dan penerimaan ASCII... 17

Tabel II.9 Format pengalamatan bit objects... 20

Tabel II.10 Format pengalamatan word objects... 20

Tabel II.11 Format pengalamatan I/O... 20

Tabel II.12 Service center address... 31

Tabel II.13 Nomor SMS Center operator selular... 31

Tabel II.14 PDU type untuk pengiriman SMS ... 32

Tabel II.15 Contoh penulisan destination address... 32

Tabel II.16 Nilai validity period berdasar waktu ... 33

Tabel II.17 Contoh pengkodean pada user data untuk pengiriman SMS ... 34

Tabel II.18 PDU type untuk penerimaan SMS... 35

Tabel II.19 Contoh penulisan service center time stamp ... 36

Tabel II.20 Contoh pengkodean pada user data untuk penerimaan SMS... 36

Tabel III.1 Penggunaan I/O PLC slave untuk pengendalian WTP ... 47

Tabel IV.1 Hasil pengujian waktu transmisi pada pengiriman satu arah.... 69

Tabel IV.2 Hasil pengujian waktu transmisi pada pengiriman dua arah .... 70

Tabel IV.3 Definisi nilai rssi... 71

Tabel IV.4 Nilai recieved dignal strength... 71

Tabel IV.5 Hasil pengujian waktu pengolahan pada PLC master ... 72

Tabel IV.6 Hasil pengujian waktu pengolahan pada PLC slave... 72

ix

Tabel IV.8Hasil pengujian selisih volume air pada reservoir pada plant

dan HMI ... 73 Tabel IV.9 Contoh hasil pengiriman volume air pada reservoir secara

periodik ... 74 Tabel IV.10 Hasil pengujian terhadap kondisi pada HMI dan PLC master 75 Tabel IV.11 Hasil pengujian terhadap kondisi pada virtual plant dan

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar II.1 Format frame data untuk read n words ... 13

Gambar II.2 Format frame data untuk write n words... 16

Gambar II.3 Format frame data untuk ASCII ... 18

Gambar II.4 Contoh pemrograman dengan ladder diagram ... 19

Gambar II.5 Front panel LabVIEW[4]... 22

Gambar II.6 Tampilan block diagram dari front panel pada LabVIEW[4]. 23 Gambar II.7 Proses dasar pada water treatment plant ... 25

Gambar II.8 Jaringan SMS Selular ... 28

Gambar II.9 Dasar prosedur layanan pesan singkat... 29

Gambar II.10 Karakteristik utama pada SMS ... 29

Gambar II.11 Struktur pesan SMS ... 30

Gambar II.12 Skema format PDU untuk pengiriman SMS ... 30

Gambar II.13 Skema format PDU untuk penerimaan SMS... 34

Gambar III.1 Diagram blok sistem ... 39

Gambar III.2 Plant layout dan unit processes pada WTP... 40

Gambar III.3 Proses water treatment pada LabVIEW... 41

Gambar III.4 Flowchart pada LabVIEW ... 44

Gambar III.5 Panel pada HMI... 48

Gambar III.6 Flowchart program utama pada HMI... 49

Gambar III.7 Flowchart sub rutin delay_tiap_2_menit pada HMI ... 53

Gambar III.8 HyperTerminal ... 54

Gambar III.9 Konfigurasi port serial pada PLC master... 55

Gambar III.10 Flowchart program pada PLC master... 56

Gambar III.11 Konfigurasi port serial pada PLC slave ... 58

Gambar III.12 Flowchart program pada PLC slave secara umum ... 59

Gambar III.13 Flowchart sub rutin eksekusi_isi_sms pada PLC slave ... 61

Gambar III.14 Flowchart sub rutin eksekusi_informasi_start pada PLC slave ... 63

xi

Gambar III.15 Flowchart sub rutin atur_asam_basa pada PLC slave ... 65 Gambar III.16 Flowchart sub rutin eksekusi_informasi_stop pada PLC

slave ... 67 Gambar III.17 Flowchart sub rutin eksekusi_konsumsi pada PLC slave... 68

BAB I

PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, metodologi, spesifikasi sistem, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

I.1 Latar Belakang

Kehidupan manusia sangat bergantung pada air. Seiring dengan perkembangan jaman dan pertambahan jumlah penduduk, bertambah pula polusi pada sumber air yang dikonsumsi masyarakat. Sumber air perlu mengalami proses pengolahan terlebih dahulu sebelum dikonsumsi masyarakat. Proses pengolahan dari sumber air hingga menjadi air bersih sesuai standar air minum yang siap untuk dikonsumsi masyarakat dilakukan pada Water Treatment Plant (WTP).

Pengendalian proses pengolahan air pada WTP dilakukan secara otomatis dan umumnya telah menggunakan Programmable Logic Controller (PLC). Pada perkembangannya, pengamatan dan pengendalian tersebut tidak bisa hanya dilakukan hanya pada jarak dekat saja. Pengamatan dan pengendalian jarak jauh untuk beberapa WTP secara sekaligus perlu dilakukan oleh pusat pengendali, untuk itu diperlukan adanya suatu komunikasi yang dapat dilakukan untuk jarak jauh. Short Massage Service (SMS) merupakan salah satu solusi dalam permasalahan telekomunikasi ini. SMS merupakan fasilitas komunikasi selular yang dapat digunakan untuk pertukaran informasi singkat berupa tulisan. Pada tugas akhir ini dirancang suatu komunikasi menggunakan SMS melalui modem GSM yang langsung terhubung dengan PLC untuk pengamatan dan pengendalian WTP pada pusat pengendali melalui sebuah Human Machine Interface (HMI).

Bab I Pendahuluan 2

I.2 Identifikasi Masalah

Berdasar latar belakang pada Bab I.1, maka diangkat masalah utama pada tugas akhir ini mengenai komunikasi antara PLC master dan slave menggunakan SMS melalui modem GSM untuk pengamatan dan pengendalian WTP.

I.3 Perumusan Masalah

Permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini meliputi :

1. Bagaimana merealisasikan sistem agar dapat terjadi komunikasi antar PLC menggunakan SMS melalui modem GSM?

2. Bagaimana membuat perangkat lunak untuk pengamatan dan pengendalian WTP melalui sebuah HMI?

I.4 Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah : 1. Merealisasikan sistem yang dapat digunakan untuk komunikasi antar PLC

menggunakan SMS melalui modem GSM.

2. Membuat perangkat lunak untuk pengamatan dan pengendalian WTP melalui sebuah HMI.

I.5 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah pada tugas akhir ini meliputi :

1. Sistem yang dibuat lebih ditekankan pada komunikasi menggunakan SMS antar PLC.

2. Kondisi jaringan GSM diasumsikan dalam keadaan baik. 3. Perhitungan kimia tidak dibahas secara mendetail. 4. Pengisian awal tangki kosong tidak dibahas.

I.6 Metodologi

Metodologi yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah berupa studi literatur dan eksperimen untuk pengambilan data.

Bab I Pendahuluan 3

I.7 Spesifikasi Sistem

Spesifikasi sistem yang dikerjakan pada tugas akhir ini adalah : 1. WTP sederhana berupa virtual plant dibuat menggunakan LabVIEW. 2. Pengendalian WTP dilakukan langsung oleh PLC slave.

3. Hal-hal kritis yang terjadi pada WTP (volume air pada reservoir secara periodik, tangki asam mencapai level terendah, tangki basa mencapai level terendah, reservoir mencapai level tertinggi atau level terendah selama waktu tertentu, sludge lagoon mencapai level tertinggi, serta nilai pH dan volume reservoir yang diminta dari PLC master) diinformasikan PLC slave ke PLC master melalui SMS.

4. Pengamatan dan pengendalian terhadap WTP dapat dilakukan oleh PLC master melalui SMS.

5. Program untuk pengendalian dan pengamatan WTP pada PLC dibuat menggunakan ladder diagram.

6. Konversi waktu riil 30 menit menjadi 1 menit pada virtual plant.

7. Konversi nilai pH pada HMI sebesar sepuluh kali lipat nilai pH pada plant. 8. Virtual WTP yang dibuat menggunakan LabVIEW mewakili lima proses

dasar pada WTP, yaitu koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, dan penampungan air pada reservoir dengan desain masing-masing terdiri dari satu tangki untuk setiap prosesnya.

9. PLC slave mengendalikan start-stop proses, pengaturan asam basa, pengaturan valve, konsumsi air, dan menjalin komunikasi dengan PLC master melalui SMS.

10. PLC master digunakan untuk pengamatan nilai pH dan volume reservoir, dan pengendalian untuk menghentikan proses dan pengaturan volume distribusi ke reservoir lain.

Bab I Pendahuluan 4

I.8 Sistematika Penulisan

Sistematika yang digunakan dalam penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, metodologi, spesifikasi sistem, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

2. BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisi teori-teori penunjang mengenai PLC, LabVIEW, WTP, HMI, SMS, dan modem, yang digunakan untuk perancangan sistem dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. BAB III PERANCANGAN SISTEM

Bab ini berisi tentang uraian perancangan sistem, perancangan virtual WTP, perancangan riil WTP dari virtual plant, perancangan tampilan pada HMI, pemrograman pada PLC master, dan pemrograman pada PLC slave yang dikerjakan pada tugas akhir ini.

4. BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

Bab ini berisi tentang proses dan hasil pengamatan, serta analisa dari data hasil pengamatan yang diperoleh.

5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pengerjaan tugas akhir ini.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pengerjaan tugas akhir ini.

V.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari pengerjaan tugas akhir ini adalah :

1. Komunikasi antar PLC menggunakan SMS melalui modem GSM untuk pengamatan dan pengendalian WTP telah berhasil direalisasikan dengan melakukan pengaturan parameter komunikasi pada PLC dan modem, serta pemrograman pada PLC dengan menggunakan blok MSG dan instruksi EXCH.

2. Perangkat lunak untuk pengamatan dan pengendalian WTP melalui sebuah HMI telah berhasil dibuat.

V.2 Saran

Saran yang dapat diberikan untuk pengembangan tugas akhir ini adalah : 1. Komunikasi dapat dilakukan melalui satelit apabila cakupan jaringan mobile

phone kurang bagus.

2. Proses komunikasi antara PLC master dan slave menggunakan SMS melalui modem GSM untuk pengamatan dan pengendalian WTP dapat diterapkan pada riil plant.

79

DAFTAR PUSTAKA

Daftar pustaka sebagai referensi dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah : 1. –, AT Commands Interface Guide for AT x41, Wavecom, Taiwan, 2004. 2. –, Diktat Pelatihan Basic Twido, PLC Training Center, Bandung, 2006. 3. –, FASTRACK M1306B User Guide, Wavecom, Taiwan, 2006.

4. –, LabVIEW User Manual, National Instruments, Texas, 2003.

5. –, TwidoSuite V2.0 Programming Software Online Help, Schneider Electric, Perancis, 2007.

6. –, Vijeo Designer Tutorial, Schneider Electric, Perancis, 2003.

7. Binnie, Chris, Basic Water Treatment, Third Edition, Royal Society of Chemistry, United Kingdom, 2002.

8. Hammer, Mark J., Water and Wastewater Technology, Fifth Edition, Prentice Hall, New Jersey, 2004.

9. http://pambdg.co.id/profil_pengolahan.htm, 12 Februari 2008.

10. http://www.melbournewater.com.au/content/current_projects/water_supply/tar ago_project/tarago_project.asp?bhcp=1#3a, 4 April 2008.

11. media.atc.wpi.edu/Academics/ATC/Collaboratory/LO/plummer-water_plant.swf, 14

1

PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, metodologi, spesifikasi sistem, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

I.1 Latar Belakang

Kehidupan manusia sangat bergantung pada air. Seiring dengan perkembangan jaman dan pertambahan jumlah penduduk, bertambah pula polusi pada sumber air yang dikonsumsi masyarakat. Sumber air perlu mengalami proses pengolahan terlebih dahulu sebelum dikonsumsi masyarakat. Proses pengolahan dari sumber air hingga menjadi air bersih sesuai standar air minum yang siap untuk dikonsumsi masyarakat dilakukan pada Water Treatment Plant (WTP).

Pengendalian proses pengolahan air pada WTP dilakukan secara otomatis dan umumnya telah menggunakan Programmable Logic Controller (PLC). Pada perkembangannya, pengamatan dan pengendalian tersebut tidak bisa hanya dilakukan hanya pada jarak dekat saja. Pengamatan dan pengendalian jarak jauh untuk beberapa WTP secara sekaligus perlu dilakukan oleh pusat pengendali, untuk itu diperlukan adanya suatu komunikasi yang dapat dilakukan untuk jarak jauh. Short Massage Service (SMS) merupakan salah satu solusi dalam permasalahan telekomunikasi ini. SMS merupakan fasilitas komunikasi selular yang dapat digunakan untuk pertukaran informasi singkat berupa tulisan. Pada tugas akhir ini dirancang suatu komunikasi menggunakan SMS melalui modem GSM yang langsung terhubung dengan PLC untuk pengamatan dan pengendalian WTP pada pusat pengendali melalui sebuah Human Machine Interface (HMI).

Bab I Pendahuluan 2

I.2 Identifikasi Masalah

Berdasar latar belakang pada Bab I.1, maka diangkat masalah utama pada tugas akhir ini mengenai komunikasi antara PLC master dan slave menggunakan SMS melalui modem GSM untuk pengamatan dan pengendalian WTP.

I.3 Perumusan Masalah

Permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini meliputi :

1. Bagaimana merealisasikan sistem agar dapat terjadi komunikasi antar PLC menggunakan SMS melalui modem GSM?

2. Bagaimana membuat perangkat lunak untuk pengamatan dan pengendalian WTP melalui sebuah HMI?

I.4 Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah : 1. Merealisasikan sistem yang dapat digunakan untuk komunikasi antar PLC

menggunakan SMS melalui modem GSM.

2. Membuat perangkat lunak untuk pengamatan dan pengendalian WTP melalui sebuah HMI.

I.5 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah pada tugas akhir ini meliputi :

1. Sistem yang dibuat lebih ditekankan pada komunikasi menggunakan SMS antar PLC.

2. Kondisi jaringan GSM diasumsikan dalam keadaan baik. 3. Perhitungan kimia tidak dibahas secara mendetail. 4. Pengisian awal tangki kosong tidak dibahas.

I.6 Metodologi

Metodologi yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah berupa studi literatur dan eksperimen untuk pengambilan data.

I.7 Spesifikasi Sistem

Spesifikasi sistem yang dikerjakan pada tugas akhir ini adalah : 1. WTP sederhana berupa virtual plant dibuat menggunakan LabVIEW. 2. Pengendalian WTP dilakukan langsung oleh PLC slave.

3. Hal-hal kritis yang terjadi pada WTP (volume air pada reservoir secara periodik, tangki asam mencapai level terendah, tangki basa mencapai level terendah, reservoir mencapai level tertinggi atau level terendah selama waktu tertentu, sludge lagoon mencapai level tertinggi, serta nilai pH dan volume

reservoir yang diminta dari PLC master) diinformasikan PLC slave ke PLC master melalui SMS.

4. Pengamatan dan pengendalian terhadap WTP dapat dilakukan oleh PLC

master melalui SMS.

5. Program untuk pengendalian dan pengamatan WTP pada PLC dibuat menggunakan ladder diagram.

6. Konversi waktu riil 30 menit menjadi 1 menit pada virtual plant.

7. Konversi nilai pH pada HMI sebesar sepuluh kali lipat nilai pH pada plant. 8. Virtual WTP yang dibuat menggunakan LabVIEW mewakili lima proses

dasar pada WTP, yaitu koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, dan penampungan air pada reservoir dengan desain masing-masing terdiri dari satu tangki untuk setiap prosesnya.

9. PLC slave mengendalikan start-stop proses, pengaturan asam basa, pengaturan valve, konsumsi air, dan menjalin komunikasi dengan PLC master melalui SMS.

10. PLC master digunakan untuk pengamatan nilai pH dan volume reservoir, dan pengendalian untuk menghentikan proses dan pengaturan volume distribusi ke

Bab I Pendahuluan 4

I.8 Sistematika Penulisan

Sistematika yang digunakan dalam penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, metodologi, spesifikasi sistem, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

2. BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisi teori-teori penunjang mengenai PLC, LabVIEW, WTP, HMI, SMS, dan modem, yang digunakan untuk perancangan sistem dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. BAB III PERANCANGAN SISTEM

Bab ini berisi tentang uraian perancangan sistem, perancangan virtual WTP, perancangan riil WTP dari virtual plant, perancangan tampilan pada HMI, pemrograman pada PLC master, dan pemrograman pada PLC slave yang dikerjakan pada tugas akhir ini.

4. BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

Bab ini berisi tentang proses dan hasil pengamatan, serta analisa dari data hasil pengamatan yang diperoleh.

5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pengerjaan tugas akhir ini.

78

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pengerjaan tugas akhir ini.

V.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari pengerjaan tugas akhir ini adalah :

1. Komunikasi antar PLC menggunakan SMS melalui modem GSM untuk pengamatan dan pengendalian WTP telah berhasil direalisasikan dengan melakukan pengaturan parameter komunikasi pada PLC dan modem, serta pemrograman pada PLC dengan menggunakan blok MSG dan instruksi EXCH.

2. Perangkat lunak untuk pengamatan dan pengendalian WTP melalui sebuah HMI telah berhasil dibuat.

V.2 Saran

Saran yang dapat diberikan untuk pengembangan tugas akhir ini adalah : 1. Komunikasi dapat dilakukan melalui satelit apabila cakupan jaringan mobile

phone kurang bagus.

2. Proses komunikasi antara PLC master dan slave menggunakan SMS melalui modem GSM untuk pengamatan dan pengendalian WTP dapat diterapkan pada riil plant.

79

DAFTAR PUSTAKA

Daftar pustaka sebagai referensi dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah : 1. –, AT Commands Interface Guide for AT x41, Wavecom, Taiwan, 2004. 2. –, Diktat Pelatihan Basic Twido, PLC Training Center, Bandung, 2006. 3. –, FASTRACK M1306B User Guide, Wavecom, Taiwan, 2006.

4. –, LabVIEW User Manual, National Instruments, Texas, 2003.

5. –, TwidoSuite V2.0 Programming Software Online Help, Schneider Electric, Perancis, 2007.

6. –, Vijeo Designer Tutorial, Schneider Electric, Perancis, 2003.

7. Binnie, Chris, Basic Water Treatment, Third Edition, Royal Society of Chemistry, United Kingdom, 2002.

8. Hammer, Mark J., Water and Wastewater Technology, Fifth Edition, Prentice Hall, New Jersey, 2004.

9. http://pambdg.co.id/profil_pengolahan.htm, 12 Februari 2008.

10.http://www.melbournewater.com.au/content/current_projects/water_supply/tar ago_project/tarago_project.asp?bhcp=1#3a, 4 April 2008.

11.media.atc.wpi.edu/Academics/ATC/Collaboratory/LO/plummer-water_plant.swf, 14 Mei 2008.