SISTEM KONTROL DAN MONITOR
APRON FLOOD LIGHT
BANDAR UDARA INTERNASIONAL JUANDA SURABAYA
BERBASIS SCADA
JUDUL
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
Wanda Kharismanita Kaharian NIM. 201210130311093
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
LEMBAR PENGESAHAN
SISTEM KONTROL DAN MONITOR APRON FLOOD LIGHT BANDAR
UDARA INTERNASIONAL JUANDA SURABAYA BERBASIS SCADA
Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh:
WANDA KHARISMANITA KAHARIAN
201210130311093
Tanggal Ujian : 26 Juli 2016 Tanggal Wisuda : Periode Agustus Disetujui Oleh :
1. Dr. Ir. Ermanu Azizul H, MT. (Pembimbing 1) NIDN: 0705056501
2. M. Chasrun H, ST. MT. (Pembimbing II) NIDN: 0007086808
3. Ir. Nur Alif M, MT. (Penguji I) NIDN: 0718036502
4. Amrul Faruq, ST. M.Eng (Penguji II) NIDN: 0718028601
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Amin. Atas kehendak Allah sajalah, penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang berjudul :
“SISTEM KONTROL DAN MONITOR APRON FLOOD LIGHT BANDAR UDARA INTERNASIONAL JUANDA SURABAYA
BERBASIS SCADA”
Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literature dan dapat memberikan manfaat bagi semuanya.
Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis mohon maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak sengaja.
Malang, 03 Agustus 2016
DAFTAR ISI
JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN... Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PENGESAHAN ... 2
LEMBAR PERNYATAAN ... Error! Bookmark not defined.
ABSTRAK ... Error! Bookmark not defined.
KATA PENGANTAR ... 3
LEMBAR PERSEMBAHAN ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR ISI ... 4
DAFTAR GAMBAR ... 8
DAFTAR TABEL ... 12
BAB I ... Error! Bookmark not defined.
1.1.Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined.
1.2.Rumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined.
1.3.Batasan Masalah... Error! Bookmark not defined.
1.4.Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
1.5.Sistematika Penulisan ... Error! Bookmark not defined.
BAB II ... Error! Bookmark not defined.
2.1Pengertian Sistem Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) ... Error! Bookmark not defined.
2.1.2 Sejarah SCADA ... Error! Bookmark not defined.
2.1.3 Arsitektur Sistem SCADA ... Error! Bookmark not defined.
2.1.4 Jenis – jenis sistem SCADA ... Error! Bookmark not defined.
2.1.5 Perangkat keras sistem SCADA... Error! Bookmark not defined.
2.2 LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench)
Software ... Error! Bookmark not defined.
2.2.1 Front Panel ... Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Block Diagram ... Error! Bookmark not defined.
2.2.3 Tipe Data ... Error! Bookmark not defined.
2.2.4 Kelebihan LabVIEW ... Error! Bookmark not defined.
2.3 Mikrokontroller Arduino ... Error! Bookmark not defined.
2.3.1 Mikrokontroller ... Error! Bookmark not defined.
2.3.2 Pemanfaatan mikrokontroller ... Error! Bookmark not defined.
2.3.3 Perkembangan Mikrokontroller ... Error! Bookmark not defined.
2.3.4 Jenis – Jenis Mikrokontroller ... Error! Bookmark not defined.
2.3.5 Arduino ... Error! Bookmark not defined.
2.3.6 Arduino Mega 2560 ... Error! Bookmark not defined.
2.4 LabVIEW-Arduino Interface ... Error! Bookmark not defined.
2.4.1 Komunikasi Serial ... Error! Bookmark not defined.
2.6 Sensor Infra Merah (Adjustable Infrared Sensor) ... Error! Bookmark not defined.
2.7 Light Dependent Resistor (LDR) ... Error! Bookmark not defined.
2.7.1 Prinsip Kerja LDR ... Error! Bookmark not defined.
2.7.2 Karakteristik LDR ... Error! Bookmark not defined.
2.8Resistor ... Error! Bookmark not defined.
2.8.1Resistor tetap ... Error! Bookmark not defined.
2.8.2Resistor tidak tetap (variable) ... Error! Bookmark not defined.
BAB III ... Error! Bookmark not defined.
3.1 Diagram Blok dan Prinsip Kerja Sistem ... Error! Bookmark not defined.
3.2 Perancangan dan Pembuatan Hardware Protoype Apron Error! Bookmark not defined.
3.3Rangkaian Keseluruhan ... Error! Bookmark not defined.
3.4Perancangan Software ... Error! Bookmark not defined.
3.4.1Human Machine Interface (HMI) ... Error! Bookmark not defined.
3.4.2Listing program ... Error! Bookmark not defined.
BAB IV ... Error! Bookmark not defined.
4.1 Pengujian tahap implementasi... Error! Bookmark not defined.
4.1.1 Tujuan ... Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Peralatan yang digunakan ... Error! Bookmark not defined.
4.2 Pengujian Hardware ... Error! Bookmark not defined.
4.2.1 Tujuan ... Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Peralatan yang digunakan ... Error! Bookmark not defined.
4.2.3 Langkah dan prosedur ... Error! Bookmark not defined.
4.2.4 Hasil dan Analisa ... Error! Bookmark not defined.
4.3Perbandingan sistem otomatis dan manual ... Error! Bookmark not defined.
BAB V ... Error! Bookmark not defined.
5.1 Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1 Rangkaian Penyalaan Apron Flood Light menggunakan LDR . Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 1 Arsitektur sistem SCADA umum ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 2 Tampilan jendela front panel LabVIEWError! Bookmark not defined.
Gambar 2. 3 Tampilan tool pada front panel LabVIEWError! Bookmark not defined.
Gambar 2. 4 Tampilan tool pada front panel LabVIEWError! Bookmark not defined.
Gambar 2. 5 Tampilan functionpalette pada block diagramError! Bookmark not defined.
Gambar 2. 6 Tampilan jendela block diagram pada LabVIEWError! Bookmark not defined.
Gambar 2. 7 Tampilan tool pada block diagram.... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 8 Logo Arduino ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 9 Arduino Mega 2560 ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 10 Kabel USB board arduino mega 2560Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 11 Kelebihan dan kelehaman LabVIEW dan Arduino... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 12 Interaksi Arduino dan LabVIEW .... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 13 Light Emitting Diode (LED) ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 15 Light Dependent Resistor (LDR) .... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 16 Karakteristik LDR ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 17 Simbol resistor ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 18 Bentuk fisik resistor tetap ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 19 Kode warna pada resistor carbon .... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 20 Grafik karakteristik resistor tak – LinierError! Bookmark not defined.
Gambar 2. 21 Bentuk fisik resistor tidak tetap ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 1 Diagram Blok Prinsip Kerja Sistem .. Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 2 Penyimpanan ke database ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 3 Prototype Apron Bandara Juanda SurabayaError! Bookmark not defined.
Gambar 3. 4 Rangkaian keseluruhan dari sistem. .. Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 5 Tampilan Human Machine Interface (HMI)Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 6 Toolkit arduino untuk labview... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 7 Inisialisasi device ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 8 Open connection ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 9 Listing inisialisasi arduino ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 10 Close connection ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 11 Listing program close connection ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 13 Digital Read ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 14 Analog Read ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 15 While Loop ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 16 Case Structure ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 17 Event Structure ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 18 Kode program apron 1... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 19 Kode program Apron 2 ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 20 Kode program apron 3... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 21 Kode program apron 4... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 22 Kode program apron 5... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 23 Kode program IR dan lampu spot 1 Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 24 Kode program IR dan lampu spot 2 Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 25 Kode program IR dan lampu spot 3 Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 26 Kode program IR dan lampu spot 4 Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 27 Kode program IR dan lampu spot 5 Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 28 Kode program sensor LDR dan lampu emergency ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 29 Kode program penyimpanan databaseError! Bookmark not defined.
Gambar 3. 31 Kode program pewaktuan lampu spotError! Bookmark not defined.
Gambar 3. 32 Kode program pewaktuan lampu emergencyError! Bookmark not defined.
Gambar 3. 33 Kode program pewaktuan lampu nightError! Bookmark not defined.
Gambar 3. 34 Kode program pewaktuan lampu obstractionError! Bookmark not defined.
Gambar 3. 35 Pencatatan waktu ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 36 Kode Program 1 ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 37 Kode program 2 ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 38 Kode Program 3 ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 1 Running Software NI LabVIEW 2014Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 2 Upload Program ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 3 Langkah 2 upload program LabVIEWError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 4 Langkah 3 upload program LabVIEWError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 5 Langkah 4 upload program LabVIEWError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 7 Langkah 6 upload program LabVIEWError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 8 Memilih port yang akan digunakan .. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 9 Run HMI ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 10 Tampilan HMI yang berhasil di runError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 11 Pembacaan nilai LDR... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 12 Tampilan HMI pada saat pengujian hardwareError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 13 Penyimpanan data ke database ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 14 Data tersimpan pada database... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 15 Perbandingan daya masing-masing lampuError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 16 Perbandingan daya dan waktu dalam 1 hariError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 17 Perbandingan daya dan waktu dalam 1 bulanError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 18 Perbandingan penggunaan daya otomatis dan manual ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 19 Implementasi Software ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Spesifikasi Adjustable Infrared Sensor . Error! Bookmark not defined.
Tabel 2. 2 Kode warna resistor ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 3. 1 Nilai limit LDR ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 3. 2 Aktifitas apron... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 1 Data waktu penyalaan apron Bandara Juanda Surabaya ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 2 Penggunaan daya lampu general ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 3 Penggunaan daya lampu spot ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 4 Penggunaan daya lampu emergency ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 5 Penggunaan daya lampu night ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Artanto, Dian. Interaksi Arduino dan LabVIEW. Jakarta : Gramedia. 2012.
[2] RC. Gonzales, RE. Woods. Practical Modern SCADA Protocols: DNP3, 60870.5 and Related Systems. Newnes. 2004
[3] Bonar, Panjaitan. Teknologi Sistem Pengendalian Tenaga Listrik Berbasis SCADA. Jakarta : Prenhallindo. 1999.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Penghematan energi adalah tindakan menggunakan energi secara efisien. Penghematan energi berdampak pada berkurangnya biaya operasional dan meningkatnya efisiensi.
Penghematan energi melibatkan semua sektor, yaitu rumah tangga, perkantoran, perusahaan atau pabrik baik swasta maupun Badan Usaha Milik Negara (BUMN). Hal ini diperkuat dengan 5 kebijakan yang dikeluarkan oleh
pemerintah pada tahun 2012 yang salah satu kebijakannya adalah “Peghematan
penggunaan listrik dan air di kantor pemerintah, pemda, BUMN, BUMD, dan
penerangan jalan”.
Untuk mendukung kebijakan pemerintah, PT. Angkasa Pura I yang merupakan salah satu BUMN pengelola Bandar Udara di Indonesia memiliki beberapa upaya yang dilakukan untuk penghematan energi listrik. Salah satunya adalah dengan mengatur waktu penggunaan peralatan listrik dan mengatur sistem penerangan bandar udara agar digunakan sesuai dengan kebutuhan.
Pada sistem penerangan bandar udara terdapat istilah Airfield Lighting System (AFL) atau disebut juga dengan Aeronautical Ground Lighting (AGL) merupakan istilah yang digunakan pada Bandara untuk membantu dan melayani pilot secara visual menggunakan berbagai jenis lampu pada saat pesawat melakukan proses tinggal landas, mendarat, dan melakukan taxi agar dapat bergerak secara efisien dan aman.
Salah satu yang termasuk dalam AFL adalah Apron Flood Light (ALI). ALI adalah rambu penerangan untuk menerangi tempat parkir pesawat terbang diwaktu siang hari pada cuaca buruk atau malam hari pada saat ada pesawat terbang yang menginap atau parkir. Bandara Juanda Surabaya memiliki ALI sejumlah 31 tiang, dimana setiap tiangnya terdapat 5 buah lampu yang memiliki spesifikasi dan fungsinya masing-masing yaitu, General Lighting
yang berfungsi untuk menerangi jalan dan area parkiran pesawat, Spot Lighting
2
lampu yang menyala ketika malam hari, Emergency Lighting adalah lampu yang akan menyala ketika tidak ada supplay dari PLN, dan Obstruction Lighting lampu yang berfungsi sebagai indikator bahwa ada bangunan yang tinggi.
Sistem penyalaan ALI saat ini menggunakan sensor Light Dependent Resistor (LDR). LDR jenis resistor yang berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. ALI akan mnyala ketika sore menjelang malam atau pada cuaca buruk ketika tidak ada intensitas cahaya tanpa ada sistem yang mengatur waktu penyalaan masing-masing lampu atau bisa dikatakan kelima lampu menyala secara bersamaan. Berikut adalah rangkaian yang digunakan untuk penyalaan ALI di Bandara Juanda Surabaya:
Gambar 1.1 Rangkaian Penyalaan Apron Flood Light menggunakan LDR Sumber: PT. Angkasa Pura I
3
Dari beberapa bandara yang ada di Indonesia untuk penerapan sistem otomatis dalam penyalaan Apron Flood Light hanya di terapkan oleh Bandara Adi Sumarmo Solo. Dalam penerapannya Bandara Adi Sumarmo Solo menggunakan adjustable infrared sensor yang dapat mendeteksi benda metal untuk mendeteksi kedatangan pesawat.
Dengan dukungan sistem Supervisory Control And Data Aquisition
(SCADA) proses pengawasan dan pengontrolan sistem akan sangat mudah dilakukan. Definisi SCADA yang diberikan oleh National Institute of Standards and Technology (NIST) ialah sistem terdistribusi yang digunakan untuk mengendalikan aset-aset yang tersebar secara geografis, sering terpisah ribuan kilometer persegi, dimana kontrol dan akuisisi data terpusat sangat penting bagi operasi sistem. Dari definisi tersebut nampak bahwa adanya “jarak
yang jauh” merupakan alasan mendasar dibutuhkannya sistem SCADA yang
dilengkapi dengan sistem komunikasi antar peralatan yang memadai. 1.2.Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan yang terdapat pada latar belakang di atas maka skripsi ini disusun dengan rumusan masalah sebagai berikut:
a) Bagaimana merancang hardware prototype dan sistem SCADA untuk mengontrol dan memonitor Apron Flood Light bandara Juanda Surabaya secara otomatis dan lebih efisien?
b) Bagaimana mengintegrasikan antara software NI Labview sebagai Human Machine Interface (HMI) dengan Arduino Mega 2560 sebagi Remote Terminal Unit (RTU) agar dapat mengontrol dan memonitor peralatan (LED, sensor LDR, dan sensor IR) ?
1.3.Batasan Masalah
a) Hardwareprototype merupakan apron Bandara Udara International Juanda Surabaya.
4
c) Pada prototype peralatan yang dikendalikan adalah Light Emitting Diode
(LED) dan menggunakan Sensor Infra Merah (Adjustable Infrared Sensor) dan Light Dependent Resistor (LDR)
d) Pembuatan Human Machine Interface (HMI) yang berfungsi sebagai perantara bagi operator untuk mengetahui proses yang terjadi pada sistem menggunakan NI Labview.
e) Pada prototype diterapkan skala untuk luas landasan 1.875 : 3.000.0000 skala dalam hal pewaktuan pada saat pengujian adalah 1: 60, dan asumsi-asumsi pada analisa yaitu asumsi-asumsi penggunaan daya dalam waktu 1 bulan.
f) Pada prototype menggunakan 5 tiang yaitu tiang 1, 5A, 13, 15A, dan 23 dimana masing-masing tiang memiliki perbedaan aktifitas apron yang signifikan.
1.4.Tujuan Penelitian
Terwujudnya prototype sistem SCADA untuk mengontrol dan memonitor Apron Flood Light di Bandar Udara Internasional Juanda Surabaya secara otomatis agar penggunaan energi listrik dapat lebih efisien.
1.5.Sistematika Penulisan
BAB I Pendahuluan
Membahas latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan, metode pelaksanaan, sistematika penulisan.
BAB II Dasar Teori
Membahas dasar-dasar teori yang mendukung dalam perencanaan dan pembuatan desain prototype yang direncanakan.
BAB III Perencanaan dan Pembuatan Sistem
Membahas mengenai perencanaan pembuatan sistem SCADA dan pembuatan Human Machine Interface (HMI) yang digunakan untuk interface
5
BAB IV Pengujian dan Analisis
Membahas mengenahi pengujian dan analisis sistem baik hardware maupun
software.
BAB V Penutup
