42
ANALIS IS DAN PERANCANGAN
3.1. Analisis Masalah dan Kebutuhan Sistem
Sistem yang sedang berjalan saat ini adalah pengawasan genset dengan metode manual dan console connection. M etode manual berarti teknisi genset melihat informasi genset-genset pada panel-panelnya secara langsung. Pengawasan melalui panel ini tidak memberikan informasi yang lengkap, karena tidak semua data pada controller ditampilkan di panel. Untuk melihat data yang lebih lengkap, teknisi dapat menggunakan console connection. Namun ini harus dilakukan satu per satu pada setiap genset. Demikian pula pada aktivitas
controlling dapat dilakukan secara manual atau melalui console satu per satu
pada setiap controller genset. Permasalahannya dapat dijelaskan bahwa metode
monitoring dan controlling yang berjalan saat ini kurang efektif terutama jika
terdapat multiple genset yang diinstalasikan.
M enurut spesifikasi controller genset produksi Deep Sea Electronics, dijelaskan bahwa controller dilengkapi protokol M odbus sehingga data dapat dikomunikasikan secara serial. Selain itu dispesifikasikan juga bahwa antara satu
controller genset dengan yang lainnya dapat terkoneksi dengan kabel serial
RS-485 atau dengan kata lain dapat membentuk suatu CAN. M elalui informasi ini dapat diketahui bahwa seandainya ada satu komputer yang terkoneksi dengan CAN tersebut, maka satu komputer ini dapat menarik data pada multiple genset yang ada dalam CAN serta mengontrolnya. Untuk mewujudkannya diperlukan
suatu aplikasi yang dapat berkomunikasi dengan protokol M odbus pada
controller tersebut.
Permasalahan lebih lanjut adalah jika akhirnya sudah diciptakan aplikasi yang dapat berkomunikasi dengan multiple genset, tersedia kemudahan akses dari mana saja. Hal ini tidak lepas kaitannya dengan tuntutan mobilitas yang semakin tinggi serta kemudahan akses dari mana saja.
Secara umum sistem ini memerlukan sebuah aplikasi yang dapat mengakses multiple genset pada suatu CAN dan mengembalikan data dari masing-masing genset. Data tersebut akan disimpan dalam database. M engingat data diperlukan untuk tujuan monitoring, maka data tersebut harus diperbaharui terus menerus. Akhirnya disediakan web interface sebagai tempat bagi user untuk mengakses data monitoring. Web merupakan sarana antarmuka yang terbaik dalam memecahkan masalah, karena selain kemudahan akses melalui
browser, ia memungkinkan pengaksesan dari mana saja melalui dukungan
jaringan komputer, di samping manfaat lain seperti kemungkinan bagi thin client untuk melakukan aktivitas tersebut.
M asalah pertama yang paling kritis adalah mengenai protokol agar client dapat berkomunikasi dengan database yang diperoleh dari genset controller. Informasi yang dikirimkan genset controller melalui protokol M odbus ke
daemon hingga sampai ke client yang menggunakan protokol TCP/IP, tentunya
memerlukan protokol sebagai penengah komunikasi tersebut. Hal ini berhubungan dengan cara mengolah informasi mentah yang diterima dari protokol M odbus. Persoalan selanjutnya yang perlu dipikirkan adalah latency
komunikasi. Tentu saja latency diharapkan seminimal mungkin agar data ditampilkan secara real time.
Permasalahan selanjutnya adalah mengorganisasikan data-data yang diperlukan dalam monitoring ke dalam halaman-halaman web. Data-data genset yang diperlukan dalam aktivitas monitoring antara lain:
Tabel 3.1. Data Untuk Aktivitas M onitoring Nama Informasi No. Page Oil Pressure Coolant Temperature Oil Temperarute Battery Voltage Engine Speed Generator Frequency Generator L1-N Voltage Generator L2-N Voltage Generator L3-N Voltage Generator L1-L2 Voltage Generator L2-L3 Voltage Generator L3-L1 Voltage Generator L1 Current Generator L2 Current Generator L3 Current Generator Earth Current Generator current lag/lead M ains Frequency
Generator Phase Rotation Bus Frequency
Coolant Pressure Fuel Pressure Turbo Pressure Exhaust Temperature Fuel Consumption
Page 5
Generator Total Watts Generator Total VA Generator Total Var
Generator Percentage of Full Power
M ains Total Watts
Page 6
Engine Run Time Number of Starts Fuel Used
Page 7
Akhirnya, untuk fungsi kontrol diperlukan suatu interface yang berfungsi untuk memindah kontrol mode genset dari automatic menjadi manual atau sebaliknya. Diperlukan juga suatu pencegahan kesalahan untuk aksi redundan dan akses bersamaan dari lebih dari satu user pada genset yang sama.
3.2. Perancangan Database
Keperluan sistem database adalah untuk menyimpan berbagai data yang diambil dari semua genset yang terkoneksi pada sistem dan mengetahui bilamana ada perintah kontrol. Oleh karena itu pertama-tama, diperlukan database untuk mencatat daftar genset yang online, kemudian database untuk mencatat setiap hasil retrieve data dari genset dan database untuk mencatat perintah kontrol dari user. Database sistem akan terdiri dari 3 tabel:
Tabel 3.2. Rancangan Entity dari tabel ms_slave
Nama Tabel : ms_slave
Keterangan : untuk mencatat daftar genset yang (pernah) terkoneksi pada sistem dan status terakhir (online / tidak)
Atribut Keterangan Tipe Null
id_genset Alamat genset (Primary
Key)
Varchar(3) Tidak
status Status genset (1= online,
0= offline)
Binary(1) Tidak
time Tanggal dan waktu record
disimpan
Timestamp Tidak
mode Mode kontrol genset (1=
auto, 2= manual)
Char(1) Tidak
control Perintah kontrol mode dari
user (0= tidak ada, 1= auto, 2= manual)
Char(1) Tidak
Tabel 3.3. Rancangan Entity dari tabel trans
Nama Tabel : trans
Keterangan : untuk mencatat setiap hasil retrieve data dari genset
Atribut Keterangan Tipe Null
id Nomor record (Primary
Key)
Integer Tidak
id_genset Alamat genset (foreign key) Varchar(3) Tidak
id_page Kode page dan offset data Varchar(6) Tidak
Tabel 3.4. Rancangan Entity dari tabel ms_page
Nama Tabel : ms_page
Keterangan : untuk memberikan deskripsi dari kode page dan offset (id_detail pada tabel trans). Tabel ini tidak untung digabungkan dengan trans untuk mengurangi redundansi
Atribut Keterangan Tipe Null
id_page Kode page dan offset data
(Primary Key)
Varchar(6) Tidak
description Deskripsi dari kode page
dan offset yang bersangkutan
Varchar(20) Tidak
Di bawah ini terdapat Entity Relationship Diagram (ERD) dari perancangan database sistem :
Gambar 3.1. Entity Relationship Diagram Database Sistem
Di samping database sistem, diperlukan juga database untuk user mengingat user akan mengakses informasi melalui web interface. Database user berguna untuk mendata siapa saja yang berhak mengakses sekaligus menjadi sumber autentikasi bagi web server.
Database untuk user hanya akan terdiri dari satu tabel yang berisi field
username dan password.
Tabel 3.5. Rancangan Entity dari tabel ms_user
Nama Tabel : ms_user
Keterangan : untuk mendata username dan password untuk autentikasi user
Atribut Keterangan Tipe Null
id Penomoran (Primary Key) Integer Tidak
username Nama identifikasi user
(unik)
Varchar(20) Tidak
password password Varchar(20) Tidak
3.3. Perancangan Sistem
Berikut adalah perancangan topologi sistem:
Topologi dimulai dengan menghubungkan multiple genset satu sama lain. Salah satu dari kumpulan genset yang saling terhubung tersebut akan dihubungkan dengan komputer server. Komputer ini akan secara aktif memonitor genset. Data hasil monitoring akan disimpan pada database yang mana data ini akan disajikan secara online melalui website. Akhirnya data-data hasil monitoring genset akan dapat diakses melalui internet.
Multiple genset saling terhubung dengan kabel RS-485. Genset terhubung
dengan komputer server melalui port serial (RS-232) pada komputer. Oleh karena itu diperlukan converter dari RS-485 ke RS-232.
Komputer server akan aktif secara berkala me-retrieve data dari setiap genset. Hasilnya akan langsung ditampung pada database. Sementara itu diinstalasikan juga web server untuk mempublikasikannya di internet. M elalui
web server data juga dapat disajikan up to date secara periodik. Website akan
menyajikan data-data genset yang sedang online (terhubung pada sistem dan tidak mati).
User yang berkepentingan akan mengakses data monitoring melalui
internet. Untuk mengakses data akan dilakukan autentikasi dengan username dan
password. Bila autentikasi berhasil, user akan mendapat akses ke halaman utama
di mana tersaji data-data monitoring genset.
3.4. Flow Chart Subsistem
Sistem yang berjalan dapat dibagi menjadi 3 subsistem. Subsistem pertama adalah proses kerja hubungan antara multiple genset dengan komputer
untuk menangani request data mengenai status genset yang tersimpan di database. Akhirnya subsistem terakhir adalah web interface yang berinteraksi dengan user yang berkepentingan mengakses data. Pembagian dalam ketiga subsistem dalam digambarkan sebagai berikut:
3.4.1. Subsistem I
Gambar 3.4. Proses Kerja Multiple Genset Dengan Komputer Pemantau
Subsistem I memerlukan suatu aplikasi yang dapat aktif memantau genset secara bergantian. M ula-mula aplikasi harus mendata jumlah genset yang terhubung dan online. Setelah itu secara bergantian aplikasi meminta data dari genset tersebut secara terus menerus. Aplikasi memonitor data dari genset pertama hingga genset terakhir yang setelahnya akan berulang ke genset pertama.
Selain memonitor, aplikasi ini juga mungkin untuk melakukan kontrol terhadap mode genset (manual/auto). Bila ada user yang memberikan perintah pada kontrol mode genset, aplikasi harus secepat mungkin menangani perintah tersebut.
Permasalahan yang mungkin terjadi adalah bila salah satu genset mendadak offline. Aplikasi harus dengan cermat menangani keadaan tersebut. Berikut adalah flowchart proses pada subsistem yang pertama:
Gambar 3.5. Flow Chart Subsistem I
Demikianlah cara kerja perancangan secara teknis. Sistem akan melakukan polling untuk mengetahui genset mana saja yang sedang
online. Selanjutnya alamat genset-genset yang sedang online akan
dicatat dalam database. Setelah mendata genset-genset yang online, dimulailah monitoring genset secara satu per satu dimulai dari alamat yang paling kecil. Setiap selesai me-retrieve data, sistem akan
menyimpannya dalam database dan beralih ke genset berikutnya. Demikian seterusnya hingga genset terakhir dan berulang ke genset pertama. Jika ada genset yang tidak merespon permintaan, maka sistem akan menghitung kegagalan tersebut dimulai dari nol kemudian beralih ke genset berikutnya. Suatu genset akan dinyatakan offline apabila dia tidak memberikan respon hingga pada putaran ketiga. Segera genset yang dinyatakan offline akan dicatat pada database.
Sebelum aplikasi melanjutkan akses data ke genset berikutnya, ia akan melakukan fungsi kontrol jika ada. Hal ini dimaksudkan agar ketika ada perintah kontrol dari user, aplikasi dapat menangani secepat mungkin. Di bawah ini adalah flowchart kerja sistem dalam hal pengontrolan:
Aplikasi akan mengakses database untuk mengetahui bila ada perintah kontrol dari user yang tercatat. Jika tidak ada, ia akan melanjutkan proses akses data ke genset berikutnya. Fungsi kontrol akan dilakukan satu per satu bergantian. Kegagalan mengontrol satu genset yang sama secara 3 kali berturut-turut akan menyebabkan sistem mengabaikan kontrol terhadap genset tersebut dan melanjutkan ke tugas berikutnya.
3.4.2. Subsistem II
Gambar 3.7. Proses Kerja Web Server
Subsistem ini merupakan proses kerja yang terdapat dalam web
genset ditangani. Sistem ini tidak berinteraksi langsung dengan genset untuk menyajikan datanya, melainkan menampilkan data dari database yang terus menerus di-update oleh subsistem yang pertama. Web server juga memiliki fasilitas untuk menangani permintaan kontrol mode genset dari user. Sistem ini juga tidak berinteraksi langsung dengan genset yang hendak dikontrol.
Berikut ini adalah flowchart dari sistem kerja web server untuk mengakses data:
Proses dimulai dengan mengakses database untuk mengetahui daftar alamat genset-genset yang sedang online. Kemudian sistem akan menampilkan alamat semua genset yang sedang online beserta sebagian
data monitoring tiap genset tersebut. Informasi yang ditampilkan ini
akan di-refresh setiap 5 detik. Jika tidak ada genset yang sedang online, maka akan ditampilkan sebaris pesan bahwa tidak ada genset yang sedang online pada halaman yang sama. Demikian karena halaman ini di-refresh setiap 5 detik, maka jika pada interval waktu berikutnya terdapat genset yang online, informasi akan segera ditampilkan.
Untuk menampilkan data monitoring yang lebih lengkap, user dapat memilih salah satu genset yang sedang online. Data monitoring yang ditampilkan juga akan di-refresh setiap 5 detik sekaligus untuk memastikan bahwa ia masih online. Jika tidak akan ditampilkan sebaris pesan, dan user dapat menavigasikan kembali pada halaman utama dimana terdapat daftar genset yang sedang online.
Berikut ini adalah flowchart dari sistem kerja web server untuk menangani permintaan kontrol dari user:
Gambar 3.9. Flow Chart Fungsi Kontrol Pada Subsistem II
Pengontrolan dimulai dengan mengakses database mengenai genset mana saja yang online. Hanya genset yang sedang online yang dapat dikontrol. Pengecekan ini dilakukan berkala setiap 5 detik. Kemudian server akan menyajikan list genset yang online serta fungsi kontrol yang mungkin dilakukan. Perintah user terhadap suatu genset akan segera dicatat dalam database.
Permasalahan yang mungkin muncul dan perlu diantisipasi adalah perintah redundan. M isalnya genset sedang melakukan perpindahan
mode kontrol ke auto dan ada user yang memberikan perintah kontrol yang sama. Demikian juga jika genset sudah berada dalam mode kontrol auto dan user ingin memberikan perintah yang sama. Untuk mengantisipasinya diberikan algoritma sebagai berikut ketika hendak menyajikan daftar genset dan fungsi kontrolnya:
Gambar 3.10. Flow Chart Antisipasi Perintah Redundan Pada Subsistem II
Sistem akan mengecek apakah genset sedang sibuk (melakukan perpindahan mode). Jika ya, maka sementara fungsi kontrol tidak diberikan. Pada refresh berikutnya, ketika genset sudah selesai melakukan perpindahan mode, barulah fungsi kontrol dimungkinkan.
User akan diberikan informasi mengenai mode kontrol genset yang sedang berjalan sekarang, dan fungsi untuk mengganti mode kontrol.
3.4.3. Subsistem III
Gambar 3.11. Proses Kerja Website dengan Data Monitoring Genset
Subsistem ini merupakan website sebagai interface client untuk melihat data monitoring genset. Tentunya agar data aman dari akses sembarang orang, user perlu melalui proses autentikasi. Berikut adalah
User akan disambut dengan halaman login dan diharuskan
mengisi username dan password sebagai komponen autentikasi. Bila autentikasi berhasil, maka akan diciptakan session untuk user tersebut sebagai hak untuk mengakses data dan beralih ke halaman utama, jika gagal user akan diumpankan kembali ke halaman login.
Pada halaman utama akan ditampilkan beberapa data monitoring beserta menu untuk mengakses data lainnya. Setiap kali data hendak diakses, akan dilakukan pengecekan session. Jika tidak ada session atau
session telah expired, maka data tidak akan ditampilkan dan user
diumpankan kembali ke halaman login. Pengecekan ini berfungsi untuk menanggulangi usaha user yang tak berwenang untuk mengakses halaman dengan langsung mengetikkan URL lengkap beserta parameternya. Untuk mengakhiri akses user dapat melakukan log off untuk menutup session dan kembali kepada halaman login.
Di bawah ini adalah perancangan sitemap untuk website tersebut sehubungan dengan pengorganisasian data-data monitoring:
Keterangan:
- Data monitoring yang ditampilkan ialah berdasarkan page
- Untuk setiap page akan ditampilkan seluruh genset yang online beserta sebagian data dari page yang bersangkutan
- Detail data setiap page ditampilkan per genset yang dipilih
Perancangan layar untuk website adalah sebagai berikut : Halaman login:
Gambar 3.15. Rancangan Input Form Login Halaman utama (page#4)
Halaman detail genset pada page#4
Gambar 3.17. Rancangan Output Detail Page 4 (Basic Instrumentation) Halaman page#5
Halaman detail genset pada page#5
Gambar 3.19. Rancangan Output Detail Page 5 (Extended Instrumentation) Halaman page#6
Halaman detail genset pada page#6
Gambar 3.21. Rancangan Detail Output Page 6 (Derived Instrumentation) Halaman page#7
Halaman detail genset pada page#7
Gambar 3.23. Rancangan Detail Output Page 7 (Accumulated Instrumentation) Halaman Kontrol M ode genset
