Integrasi Peralatan ke SCADA.

Seiring dengan kemajuan teknologi komunikasi maka berkembang juga beberapa protocol baru yang lebih canggih dan lebih secure. Namun perkembangan teknologi kadang malah menjadi kendala tersendiri dikarenakan ekosistem peralatan yang ada masih campur baur dari peralatan tipe terlama sampai tipe terbaru. Hal ini seringkali menjadi permasalahan dan kerumitan tersendiri dalam hal integrasi peralatan ke SCADA.


Integrasi Dua Protocol Berbeda

Dibawah ini adalah contoh gambar sistem dengan dua protocol berbeda.

Disini kita memiliki beberapa peralatan dengan protocol Modbus RTU (modbus serial), hanya saja medianya yang berbeda (RS-285 dan RS-232). Sedangkan Control Centre atau SCADA menggunakan protocol IEC-104.

Agar peralatan di lapangan dapat berkomunikasi dengan control centre, maka diperlukanlah sebuah data concentrator atau protocol converter yang akan mengepul data (polling data) dari peralatan-peralatan Modbus kemudian mengkonversi bahasanya menjadi IEC-104 sehingga dapat diterima dan terbaca oleh SCADA. Sistem ini cukup umum dan tidak terlalu rumit.

Data concentrator atau protocol converter yang dapat kita jumpai dipasaran beragam dari mulai RTU atau IED yang mampu menjadi gateway sampai dengan embeded PC yang dipasangi software sebagai protocol converter.
Lalu bagaimana apabila peralatan tidak homogen atau tidak sama protocol-nya?

Kondisi yang sering terjadi belakangan ini adalah tumpang tindih, dimana produk baru terus masuk sedangkan produk lama belum sempat mengalami regenerasi. Alhasil, di sebuah gardu akan banyak terdapat peralatan berbeda protocol seperti: IEC-103, DNP3, Modbus, dan IEC61850. Bagaimana cara mengintegrasikannya agar dapat terbaca di SCADA?


Dengan konfigurasi seperti ini maka diperlukan sebuah data concentrator yang powerfull dan mampu melayani tiga protocol sekaligus dalam waktu yang bersamaan sehingga tidak ada penyimpangan timestamp. Data concentrator yang mampu multiprotocol dan flexible configuration umumnya sangat mahal dan besar.

Untuk menjawab permasalahan ini sudah banyak sekali jenis RTU baru yang beredar di lapangan untuk menjawab tantangan tentang sistem konfigurasi multi-protocol dalam SCADA. Saat ini sudah banyak RTU modern yang mampu berfungsi sebagai data concentrator multi-protocol dengan kemampuan standar: protocol DNP master & slave, Modbus master & slave dan IEC-10x master & slave.

Yang perlu diperhatikan sekali adalah kemampuan RTU atau data concentrator tersebut apakah mampu menjadi master sekaligus slave, apabila tidak maka anda rugi. Jangan sampai membeli kucing dalam karung.

Banyak sekali beredar di pasaran smart RTU yang mampu berfungsi sebagai data concentrator namun seringkali tidak flexible port komunikasinya atau terbatas sekali protocol yang didukung. Banyak yang support DNP3 namun tidak dijelaskan apakah bisa master dan slave sekaligus ataukah hanya satu arah saja. Apabila hanya support DNP3 slave saja, maka RTU hanya dapat berkomunikasi dengan master/Control Center dengan protocol DNP3 saja dan tidak dapat berkomunikasi dengan peralatan: relay, meter dll berprotocol DNP3. Sedangkan apabila hanya support DNP3 master saja maka RTU hanya dapat berkomunikasi dengan peralatan: relay, meter dll, tetapi tidak dapat berkomunikasi dengan master/control center yang berprotocol DNP3. Disini dibutuhkan kejelian.

Kemampuan expansi port komunikasi juga harus dipertimbangkan, karena lambat-laun sistem yang ada di gardu akan menjadi besar dan dibutuhkan port komunikasi yang banyak untuk melayani beberapa protocol berbeda. Jangan sampai pada saat ada penambahan peralatan, port komunikasi RTU sudah habis terpakai. Dengan opsi RTU yang memiliki fitur ekspansi port komunikasi adalah pilihan terbaik.

Fleksibilitas dalam pemilihan protocol dan penambahan protocol baru juga harus mendapat perhatian khusus. Seperti munculnya protocol IEC 61850 yang tidak dapat di support oleh data concentrator lama anda cukup membuat anda pusing bukan? Dengan memilih RTU yang memiliki fitur protocol banyak dan dapat di-insert protocol baru tanpa mengganggu protocol yang lama adalah pilihan terbaik. Anda sebaiknya berhati-hati dalam memilih embeded PC sebagai gateway apabila sistem berpotensi tidak homogen beberapa tahun yang akan datang. Karena software di dalam embeded PC tersebut harus di-develop terlebih dahulu agar support dengan protocol baru. Pertimbangan flexibilitas expansion module juga sangat terbatas untuk embeded PC yang difungsikan sebagai data concentrator, karena keterbatasan slot pheriperal PC.

Tantangan Smart Grid dengan Smart Protocol IEC-61850

Munculnya trend smart grid dan dicetuskannya smart protocol IEC-61850 merupakan tonggak perubahan yang sangat signifikan dalam dunia telecontrol. Banyak pabrikan atau vendor-vendor besar berlomba-lomba dalam memunculkan produk-produk smart grid dimana posisi peralatan menjadi independen dan intelligent.

Protocol IEC-61850 adalah protocol yang secara total berbeda dengan protocol-protocol pendaulunya, dimana protocol terdahulu menerapkan sistem master-slave. Pada sistem protocol master-slave, perangkat seperti relay pasif menunggu request dari masternya dan sistemnya juga berurutan sesuai yang dipanggil duluan. Sistem seperti ini mengakibatkan antrian dan delay pada sistem SCADA.

Pada sistem IEC-61850, relay bekerja aktif sebagai server melaporkan apabila ada kejadian sedangkan control center pasif sebagai client saja sehingga traffic dan antrian data tidak menumpuk. Bahkan dalam protocol IEC-61850, antar relay dan lainnya dapat saling berkomunikasi sejajar, sehingga memungkinkan adanya transfer trip via communication network atau salaing bekerjasama interlocking antar relay atau IED. Banyak sekali keunggulan dari IEC-61850 terutama dalam segi cyber-security dan keunggulan dalam interoperability antara beberapa merk.

Semakin banyaknya populasi proteksi relay dengan protocol IEC-61850 akan mengakibatkan permasalahan baru dalam sistem integrasi SCADA, seperti konfigurasi di bawah:


Mengintegrasikan protocol modern seperti IEC-61850 memang tidak semudah membalik tangan, akan tetapi tetap saja banyak jalan yang bisa ditempuh. Sayangnya, data concentrator yang mampu mengkonversi protocol IEC-61850 ini masih jarang dan harganya yang terkenal mahal, baik itu yang berwujud RTU ataupun PC-based dengan software. Jangan heran nanti anda akan dipusingkan dengan license dari beberapa produk yang ada di pasaran.

Beruntung beberapa tahun belakangan ini Siemens sudah mengeluarkan RTU terbaru yang murah meriah dan berukuran kecil untuk memenuhi kebutuhan multiprotocol conversion, terutama dia sudah bisa IEC-61850. Harganya pun jauh lebih murah dari RTU umumnya bahkan tidak semahal harga relay, sehingga perangkat ini adalah solusi terbaik untuk mengatasi segala permasalahan dalam sistem konfigurasi SCADA multi-protocol.


Parameterisasinya pun tidak membuat pusing dengan software ber-license yang teramat mahal, kita dapat mengkonfigurasi smart RTU ini cukup via web browser:


Bentuknya kecil sehingga tidak memakan tempat apalagi harus menyediakan panel khusus, recomended solution untuk lokasi gardu yang limited space. Model minimalisnya sudah tersedia tiga buah port ethernet dan dua buah port serial plus internal modem GPRS yang memungkinkan kita memasangnya di lokasi remote area yang belum ada infrastruktur jaringan komunikasi (misal: proyek baru di daerah terpencil).


Solusi Terbaik dalam Integrasi Relay Multi-Protocol Termasuk IEC-61850

Akhirnya munculah SICAM A8000 dapat menjadi solusi kita terbaik kita saat ini, sehingga akan kita dapati konfigurasi SCADA seperti ini:


Tidak ada lagi kekhawatiran akan datangnya relay-relay dengan protocol beragam terutama smart protocol IEC-61850. Semua dapat dilayani oleh SICAM A8000 secara bersamaan.

Apakah RTU ini benar-benar compatible dengan IEC-61850 dan DNP3? Beberapa waktu lalu sudahsempat mengujikan RTU ini dengan relay ber-protocol IEC-61850 dan berhasil di PLN APD Banten.