## Desain Integrasi Sistem Instrumentasi dan Kendali untuk Commissioning Siklotron DECY-13
Frida Iswinning Diah 1 , Fajar Sidik Permana 2 , Emy Mulyani 3
1,2,3 Pusat Riset Teknologi Akselerator – Organisasi Riset Tenaga Nuklir – Badan Riset dan Inovasi Nasional, Jl. Babarsari kotak pos 6101 ykbb, Yogyakarta 55281 INDONESIA (tel. 0274-488435, 464436; email: 1 frid002@brin.go.id, 2 faja018@brin.go.id, 3 emy.mulyani@brin.go.id)
[Diterima: 8 September 2022, Revisi: 2 Maret 2023] Corresponding  Author : Frida Iswinning Diah
INTISARI — Siklotron adalah alat akselerator berkas partikel yang digunakan untuk berbagai aplikasi, salah satunya yaitu sebagai penghasil radioisotop medis.  Pada saat  ini, Pusat Riset Teknologi Akselerator, Organisasi Riset Tenaga Nuklir  - Badan  Riset  dan  Inovasi  Nasional  (PRTA  ORTN-BRIN)  melakukan  penelitian  dan  pengembangan  (litbang)  siklotron DECY-13  yang  telah  mencapai  tahap  pengujian  komponen-komponen  utamanya.  Komponen  utama  siklotron  DECY-13 terdiri atas sistem magnet, sistem generator frekuensi radio ( radio frequency , RF), sistem sumber ion, sistem akselerator, sistem  pendingin,  sistem  vakum,  dan  sistem  deteksi  berkas.  Dalam  rangka  proses commissioning , perlu  dilakukan penyusunan  desain  integrasi  sistem  instrumentasi  dan  kendali  (SIK)  yang  menyatukan  operasi  seluruh  komponen  utama siklotron DECY-13 untuk menghasilkan berkas partikel sesuai dengan yang diharapkan. Proses integrasi dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama berupa penentuan prosedur operasi pada saat commissioning serta identifikasi parameter operasi, sedangkan  tahap  kedua  berupa  perancangan  desain  integrasi  SIK.  Proses  identifikasi  parameter  dan  penentuan  prosedur operasi  dilakukan  dengan  mempelajari  data-data  pengujian  dan  standar  operasi  masing-masing  komponen,  sehingga diperoleh parameter-parameter penting dalam operasi. Tahap selanjutnya adalah melakukan pengembangan arsitektur SIK dengan cara mengintegrasikan sistem operasi pada komponen utama menggunakan metode distributed control system (DCS). Metode ini dipilih karena fleksibilitasnya untuk pengembangan jangka panjang dan juga kemudahan dalam perawatan sistem di masa depan. Konfigurasi DCS yang dibuat terdiri atas tiga layer , yaitu operator layer , main control layer , dan device layer .  Komunikasi  antara device  layer dengan main  control  layer dilakukan  menggunakan  komunikasi  serial  RS-232, sedangkan komunikasi antara main control layer dengan operator layer menggunakan Eternet. Komunikasi RS-232 antara device layer dengan main control layer digunakan untuk mengatur proses akuisisi data, data logging , dan kendali operasi. Pada operator layer terdapat host-PC yang berfungsi untuk menampilkan data sekaligus melakukan data logging . Desain ini  diharapkan  dapat  menjadi  panduan  dalam  implementasi  penyempurnaan  SIK,  sehingga  kemudahan  dalam  proses commissioning dapat terwujud.
KATA KUNCI — Sistem Kendali, Integrasi, Siklotron, Commissioning .

## I. PENDAHULUAN
Siklotron  adalah  salah  satu  jenis  alat  akselerator (pemercepat) berkas partikel yang masih terus dikembangkan hingga saat ini untuk aplikasi yang luas. Salah satu aplikasinya adalah  di  bidang  kesehatan,  yaitu  untuk  produksi  radioisotop medis  yang  berguna  dalam  diagnosis  maupun  terapi  kanker. Pusat  Riset  Teknologi  Akselerator  -  Organisasi  Riset  Tenaga Nuklir  -  Badan  Riset  dan  Inovasi  Nasional ( PRTA-ORTN- BRIN)  sedang  mengembangkan  prototipe  siklotron  13  MeV, yaitu  DECY-13,  yang  proses  pengujian  beberapa  komponen utamanya telah selesai. Komponen utama pada siklotron terdiri atas  tujuh  sistem,  yaitu  sistem  magnet,  sistem  generator frekuensi  radio  ( radio  frequency ,  RF),  sistem  sumber  ion, sistem akselerator, sistem pendingin, sistem vakum, dan sistem deteksi  berkas  [1],  [2]–[6].  Setiap  komponen  tersebut  telah melalui proses pengujian, sehingga untuk menuju tahap akhir dari  proses  rancang  bangun  siklotron  DECY-13,  perlu dilakukan commissioning. Tahap ini juga biasa disebut dengan beam commissioning karena  tujuan  utamanya  adalah pengoperasian  siklotron  secara  penuh  untuk  menghasilkan berkas sesuai dengan desain yang telah dibuat [7].
Pada  proses commissioning ,  salah  satu  tahap  yang  harus dilakukan  adalah  operasi  siklotron  secara  menyeluruh,  yang artinya  semua  komponen  utama  siklotron  akan  dioperasikan secara berurutan sesuai dengan standar operasi siklotron secara umum. Pada saat ini, pengoperasian siklotron DECY-13 belum dapat  dilakukan  secara  efektif  dan  efisien  karena  posisi komponen-komponen utama yang berjauhan dan secara sistem kendali belum terintegrasi.
Selain  itu,  kompleksnya  parameter  operasi  pada  siklotron mempersulit  operator  dalam  melakukan  pengamatan  dan pendokumentasian secara cermat, seperti yang telah dilakukan saat  pengujian  sistem  sumber  ion  menggunakan  tegangan dirrect  current (DC)  [3],  [8].  Pada  pengujian  tersebut, diperlukan lebih dari tiga orang untuk melakukan pengamatan dan pencatatan karena sistem sumber ion terdiri atas beberapa subkomponen  yang  terpisah.  Hal  ini  juga  terjadi  ketika dilakukan  pengujian  pada  sistem  generator  RF  dan  sistem pemercepat [9]–[11].
Dari evaluasi beberapa komponen tersebut, perlu dilakukan peningkatan  atau  pengembangan  sistem  operasi  yang terintegrasi untuk memudahkan operator dalam pengoperasian, pengamatan,  dan  pendokumentasian  kejadian  selama  operasi [12].  Oleh  karena  itu,  perencanaan  integrasi  sistem  operasi sangat  penting  dilakukan,  dengan  fokus  utamanya  adalah mendukung kelancaran proses commissioning . Pada akhirnya, diharapkan  karakteristik  sistem  dapat  diperoleh  secara  tepat, terhindar  dari  kesalahan  operasi,  serta  keselamatan  alat  dan personel terjamin.
Untuk  mencapai  tujuan,  yaitu  perancangan  sistem instrumentasi dan kendali (SIK) untuk commissioning siklotron DECY-13, penulisan makalah ini dibagi ke dalam enam bagian dengan rincian sebagai berikut. Bagian I adalah pendahuluan, yang  berisi  latar  belakang,  permasalahan,  tujuan,  dan sistematika  penulisan.  Bagian  II  berisi  metode  perancangan yang digunakan. Selanjutnya, Bagian III menjelaskan tentang detail  komponen  utama  siklotron  DECY-13  dan  Bagian  IV menjelaskan  proses  desain  yang  dilakukan  untuk  selanjutnya
dilakukan  pembahasan  pada  Bagian  V.  Sebagai  penutup, Bagian  VI  berisi  merupakan  kesimpulan  dari  penulisan makalah ini.

## II. METODE PERANCANGAN
Akselerator  merupakan  sebuah  sistem  yang  memiliki karakteristik  kompleks.  Secara  sederhana,  suatu  perangkat akselerator  dapat  dibagi  menjadi  empat  bagian,  yaitu  sumber partikel  atau  ion,  sistem  akselerator,  sistem  ekstraksi  berkas, dan  sistem  transport  berkas  [13].  Pada  dasarnya,  penyusunan konsep  suatu  sistem  kendali  akan  mengikuti  perkembangan teknologi  kendali  yang  dibuat  di  masanya.  Untuk  teknologi akselerator, programmable  logic  controllers (PLCs)  serta perangkat lunak LabView dan EPICS merupakan sarana yang masih sering dipakai sampai saat ini untuk membangun suatu kendali sistem di akselerator [14]–[17].
Secara  khusus,  desain  sistem  kendali  siklotron  untuk penelitian berbeda dengan siklotron komersial di rumah sakit. Pada awal proses rancang bangunnya, beberapa siklotron untuk produksi radioisotop menggunakan metode distributed control system (DCS), di antaranya KIRAMS Korea dan CIAE China [18],  [19].  Sementara  itu,  saat  ini  teknologi  sistem  kendali akselerator  untuk  penelitian  di  negara-negara  maju  lebih banyak  berfokus  ke  proses upgrade sistem  karena  komponen dan  perangkat  lunak  yang  sudah  tidak  kompatibel  dengan perkembangan teknologi saat ini [14], [16].
Sistem  kendali  komponen  utama  pada  siklotron  memiliki spesifikasi  yang  tidak  seragam.  Beberapa  komponen  sudah difasilitasi  dengan  komunikasi  serial  RS-232,  tetapi  ada  juga yang  masih  menggunakan  sistem  analog,  baik  pada  masukan ataupun  keluarannya.  Oleh  karena  itu,  proses  identifikasi sistem  kendali  pada  masing-masing  komponen  utama dilakukan di awal proses desain dengan berdasar pada kondisi terkini siklotron DECY-13 dan referensi tentang sistem kendali akselerator,  baik  yang  sudah  lama  maupun  terkini.  Referensi terdahulu  (sebelum  tahun  2018)  dipelajari  untuk  memahami konsep dasar penyusunan sistem kendali siklotron, sedangkan referensi terkini (2018-sekarang) digunakan sebagai pertimbangan  agar  desain  sistem  yang  dibuat  dapat  dengan mudah  di- upgrade dan  dioptimasi  mengikuti  perkembangan teknologi saat ini.
Sejak awal penelitian dan pengembangan (litbang), rancang bangun  siklotron  DECY-13  di  tahun  2010  banyak  mengacu pada  pengembangan  siklotron  medis  di  Korea,  termasuk  di dalamnya  desain  SIK,  yang  juga  mengacu  pada  desain  milik KIRAMS  Korea.  Pada  umumnya,  perangkat  yang  digunakan untuk sistem kendali adalah PLC, perangkat lunak LabVIEW, dan  modul-modul  dari  National  Instruments  [20],  [21].  Pada dasarnya,  dalam  proses  rancang  bangun  SIK  diperlukan  tiga elemen,  yaitu  sumber  daya  manusia,  perangkat  lunak ( software ),  dan  perangkat  keras  ( hardware ).  Perangkat  lunak diperlukan untuk analisis data, protokol komunikasi, simulasi, otomatisasi,  penyimpanan  data,  dan  konfigurasi  kendali. Sementara  itu,  beberapa  komponen  perangkat  keras  yang digunakan adalah sistem akuisisi data, perangkat untuk website dan  jaringan,  perangkat timing ,  perangkat  proteksi,  PLC, aktuator, dan sensor [12].
Untuk  desain  SIK  DECY-13  tahap  awal,  kegiatan difokuskan  pada  desain  yang  memiliki  fleksibilitas  dan kekokohan ( robustness ), kendali local plant harus terintegrasi dengan kendali utama ( main plant ), sistem pemrograman yang dibuat harus programmer-friendly , kemudahan akses ke local control , memberikan kestabilan arus berkas, dan yang terakhir
adalah  antarmuka  pengguna  ( user  interface )  dan  perawatan sistem  yang  mudah  [20].  Dengan  berbagai  referensi  dan pertimbangan  yang  telah  disebutkan,  alur  perancangan  dapat ditentukan  dan  disajikan  seperti  pada  Gambar  1.  Langkah pertama adalah studi literatur tentang perkembangan SIK pada akselerator,  khususnya  siklotron  medis,  serta  mempelajari komponen-komponen  siklotron  DECY-13  dan  sistem  operasi pada  siklotron  medis  komersial.  Selanjutnya,  dilakukan identifikasi  perangkat  kendali  dan  parameter  pada  komponen utama  serta  penyusunan  diagram  alir  operasi.  Dari  semua proses  tersebut,  dapat  disusun  arsitektur  SIK  beserta komponen-komponen  yang  akan  digunakan,  yang  nantinya digunakan  sebagai  panduan  dalam  rancang  bangun  pada penelitian berikutnya.

## III. OVERVIEW SIKLOTRON DECY-13
Proses  litbang  siklotron  DECY-13  yang  telah  dilakukan sejak tahun 2009 didesain untuk menghasilkan partikel dengan energi  13  MeV  dan  arus  50  µA  untuk  produksi 18 F  [22]. Prosedur persiapan commissioning yang telah dilakukan adalah pengujian kualitas arus berkas di area pusat, pengujian magnet dengan  melakukan  pemetaan  dan shimming ,  pengujian generator  RF  dengan  beban dummy ( dummy  load ),  dan pengukuran impedansi sistem RF- dee dengan network analyzer [3], [11], [23]–[25]. Dari pengujian tersebut, dapat ditentukan spesifikasi  dan  parameter-parameter  penting  pada  komponen utama  yang  memengaruhi  kinerja  komponen  secara  individu ataupun secara terintegrasi dalam  sistem siklotron DECY-13. Ilustrasi  sederhana  dalam  bentuk  diagram  blok  dari  siklotron DECY-13 diperlihatkan pada Gambar 2.

## A. SISTEM SUMBER ION
Eksperimen  untuk  menguji  kinerja  sumber  ion  telah dilakukan beberapa kali menggunakan tegangan DC 2.000 kV untuk  menarik  berkas  partikel  keluar  dari head sumber  ion. Hasil  terbaik  untuk  arus  berkas  yang  keluar  dari  sumber  ion terukur  sebesar  126  µA  dan  170  µA  di  area central  region , sedangkan arus minimal yang diharapkan tertarik dari sumber ion  adalah  200  µA.  Selama  proses  pengujian  ini,  beberapa parameter  selalu  dimonitor  dan  juga  dikendalikan  secara manual,  di  antaranya  nilai  vakum,  laju  gas  hidrogen,  nilai tegangan dan arus catu daya ( power supply , PS) untuk katode sumber ion, dan arus koil magnet [3], [10]. Tegangan DC 2.000 kV,  yang  disebut  juga  dengan  tegangan puller ,  adalah pengganti  tegangan  RF  pada  sistem  akselerator.  Fokus pengujian pada sistem sumber ion adalah untuk menghasilkan arus  berkas  di  area central  region dengan  stabil  sebelum nantinya  dipercepat  secara  siklik  sampai  dengan  energi  13 MeV.

## B. SISTEM MAGNET
Pada  sistem  magnet  siklotron  DECY-13  terdapat  dua komponen  utama,  yaitu magnet  power  supply (MPS)  dan
Gambar 1. Alur metode perancangan SIK siklotron DECY-13.
Studi Literatur dan studi lapangan
Identifikasi parameter operasi dan penentuan flowchart operasi Perancangan arsitektur sistem instrumentasi dan kendali
sistem  elektromagnet.  MPS  berfungsi  menyuplai  daya  ke kumparan sistem elektromagnet agar menghasilkan arus stabil. Parameter penting komponen MPS yang memengaruhi operasi siklotron  adalah  arus  dan  indikator  sistem interlock internal [26].  Operasi  sistem  magnet  ini  harus  stabil,  sehingga memberikan nilai medan magnet tertentu agar berkas partikel yang  dipercepat  melalui  sistem  akselerator  bergerak  sesuai jalurnya dan berhasil dipercepat sampai dengan energi 13 MeV [5].

## C. SISTEM GENERATOR RF
Generator  RF  dalam  siklotron  berfungsi  sebagai  sumber tegangan  sistem  pemercepat  partikel  untuk  mencapai  energi tertentu.  Komponen  ini  terdiri  atas  tiga  buah  modul,  yaitu modul  pembangkit  sinyal  RF  dengan  teknik direct  digital synthesizer (DDS),  modul  penguat  pendorong  ( driver amplifier ),  dan  modul  penguat  akhir  ( final  amplifier ).  Pada pengujian  terakhir,  daya  yang  dihasilkan  telah  mencapai  6,8 kW dengan menggunakan beban dummy [11]. Parameter utama dalam  operasi  generator  RF  adalah  daya  yang  berhasil dibangkitkan, sedangkan parameter yang memengaruhi proses pembangkitan  daya  di  antaranya  frekuensi,  tegangan,  umpan daya, daya balik, suhu modul, fase, daya maju ( forward ), dan daya terpantul ( reflected ) [4].

## D. SISTEM AKSELERATOR (RF-DEE, LINER, DAN CAVITY)
Sistem  RF- dee pada  DECY-13  didesain  mempunyai frekuensi 77,76 Hz untuk mempercepat partikel hingga energi 13 MeV. Pengukuran dengan network analyzer menunjukkan frekuensi 77,75 MHz dengan posisi fine tuner 11 mm dan nilai impedansi 32,6 W + j29,0 W [9], [25]. Optimasi bentuk coupler dan rangkaian modul penguat akhir sampai saat ini masih terus dilakukan  agar  diperoleh  nilai  frekuensi  yang  sesuai  dan impedance matching dapat terjadi.

## E. SISTEM DETEKSI BERKAS
Proses  pengukuran  berkas  dilakukan  menggunakan beam probe yang dihubungkan pada kawat konduktor dan terpasang di dalam tangkai probe dan secara kelistrikan terisolasi dengan
tangkai  dan  perangkat  lain  dari probe .  Pengujian  pernah dilakukan  melalui  eksperimen  sumber  ion  menggunakan tegangan puller sebagai penarik partikel. Pada eksperimen ini, parameter  penting  yang  terukur  adalah  arus  partikel  yang tertangkap  pada probe  tip di  area central  region [3].  Desain untuk penangkap berkas partikel dibuat dengan menggunakan lembaran tembaga setebal 0,25 mm [27]. Pada kondisi seperti ini,  selain  arus  berkas,  posisi beam  probe juga  menentukan dalam  validasi  posisi  sebagai  fungsi  energi  partikel  yang dipercepat.

## F. SISTEM VAKUM
Sistem  vakum  siklotron  DECY-13  terdiri  atas  beberapa komponen,  yaitu  pompa rotary untuk  pemrosesan  vakum rendah,  pompa  difusi  untuk  pemrosesan  vakum  tinggi,  dan beberapa  katup  ( valve )  yang  diatur  sedemikian  rupa buka/tutupnya untuk mendapatkan nilai vakum sesuai harapan [28]. Sistem vakum dalam operasi siklotron sangat vital karena memengaruhi  nilai  arus  berkas  yang  dihasilkan.  Pada  saat operasi normal siklotron, nilainya dipertahankan pada 10 -6 torr agar  nilai  arus  berkas  partikel  yang  dipercepat  stabil  dengan nilai yang optimum.

## IV. PROSES DESAIN SISTEM

## A. PERANCANGAN FLOWCHART OPERASI DAN IDENTIFIKASI PARAMETER OPERASI
Operasi  siklotron  secara  umum  dapat  dipelajari  dari beberapa  manual  operasi  siklotron  komersial  dan  bertanya langsung kepada operator siklotron di rumah sakit [10]. Untuk siklotron  yang  digunakan  khusus  bagi  penelitian,  beberapa literatur  dari  Reutger  dapat  digunakan  sebagai  panduan  [29]. Informasi  juga  diperoleh  dari  pakar  secara  langsung,  salah satunya  adalah  Prof.  Jong  Seo  Chai  dari  Sungkyunkwan University, Korea, saat mengisi kegiatan workshop di PRTA. Selain  itu,  eksperimen  beberapa  komponen  utama  siklotron DECY-13  yang  telah  dilakukan  juga  menjadi  acuan  penting untuk penyusunan langkah-langkah operasi.
Dari  berbagai  studi  tersebut,  langkah-langkah  operasi sikotron  DECY-13  dapat  disusun  seperti  diilustrasikan  pada
Gambar 2. Ilustrasi diagram blok komponen-komponen dalam siklotron DECY-13.
diagram alir di Gambar 3. Prosedur operasi di sini diperlukan untuk  langkah  berikutnya,  yaitu  pada  saat  mendesain antarmuka  pengguna  dan  integrasi  panel-panel  operasi, sehingga mudah dioperasikan oleh operator. Secara garis besar, operasi  siklotron  DECY-13  diawali  dengan  memenuhi  ceklis semua  komponen  prasyarat  operasi,  di  antaranya  kesiapan sistem  catu  daya  masing-masing  komponen  utama,  sistem pendingin,  sistem interlock masing-masing  komponen,  dan sistem keselamatan personel serta alat selama operasi. Apabila ceklis sudah terpenuhi, langkah selanjutnya adalah menyalakan sistem komputer utama, panel boks utama, dan komponen.
Langkah  berikutnya  adalah  menyalakan  sistem  air pendingin  yang  terdiri  atas chiller dan  sistem demineralizer . Kemudian, ditunggu beberapa saat sampai syarat operasi untuk air  pendingin  di  semua  komponen  utama  telah  terpenuhi. Langkah selanjutnya adalah menyalakan sistem vakum hingga kevakuman  mencapai  angka  10 -6 torr  agar  arus  berkas  yang dipercepat mencapai nilai optimum dan juga untuk mengurangi terjadinya discharge pada  komponen-komponen  yang  berada dalam ruang vakum karena dapat merusak komponen tersebut.
Setelah  vakum  mencapai  nilai  10 -6 torr,  MPS  dinyalakan dengan pengaturan arus maksimum 200 A dan tegangan 100 V.
Untuk  kestabilan  medan  magnet,  MPS  dioperasikan  selama kurang lebih 30 menit terlebih dahulu, baru kemudian catu daya katode sumber ion dinyalakan. Sebelum catu daya dinyalakan, terlebih  dahulu  gas  hidrogen  dimasukkan  ke  dalam  ruang vakum dengan nilai kurang lebih 5-6 sccm. Arus dan tegangan katode dinaikkan secara perlahan untuk menghindari discharge dan  untuk  menghasilkan  kestabilan  arus.  Setelah  arus  katode terpenuhi,  sistem  dibiarkan  selama  30  menit  agar  tercapai kestabilan,  baru  generator  RF  dinyalakan.  Generator  RF dioperasikan untuk mentransfer daya 10 kW dengan frekuensi 77,76  MHz  ke  dalam  sistem  akselerator  [11].  Pada  saat  daya tertansfer sempurna ke sistem akselerator, partikel yang berada pada head sumber  ion  akan  tertarik  keluar  dan  bergerak melingkar dipercepat sampai energi tertentu hingga menumbuk ekstraktor  yang  selanjutnya  akan  diteruskan  ke  sistem  target dan kemudian diproses untuk produksi radioisotop.

## B. PERANCANGAN ARSITEKTUR SISTEM KENDALI
Fokus utama dalam desain integrasi sistem operasi DECY- 13  adalah  sistem  yang  sederhana  dan user-friendly ,  sehingga operator  mudah  mengoperasikan  siklotron  pada  saat commissioning .  Oleh  karena  itu,  arsitektur  yang  dibuat  ini
Gambar 3. Diagram alir operasi siklotron DECY-13 saat commissioning .
Gambar 4. Skema sistem kendali siklotron DECY-13.
Start Pre-operation checklist Starting control computer and control box Turning on cooling water Turning on the vacuum system Vacuum check MPS on MPS Current set up MPS run H 2 Gas flow Open Ion source (cathode) Power supply on Ion source arc PS set up Pre-operation RF Generator RF Source on RF Generator set up
End
menggunakan DCS yang terdiri atas tiga layer (lapisan), yaitu device  layer , main  control  layer ,  dan operator  layer , seperti disajikan  pada  Gambar  4.  Metode  ini  juga  digunakan  oleh KIRAMS  untuk  desain  SIK  pada  siklotron  13  MeV  generasi awal  karena  konfigurasinya  yang  sederhana,  lebih  fleksibel, dan  mudah  dalam  perawatan  [18]. Device  layer terdiri  atas komponen-komponen  utama  DECY-13  dan  sistem  kendali lokalnya yang terinstal dalam boks panel kendali. Main control layer adalah controller utama  operasi  siklotron  dengan menggunakan high-performance  embedded  controllers dan modul-modul  yang  mendukung  proses  komunikasi  antara device layer dan main control layer . Dalam proses commissioning siklotron DECY-13, operator mengendalikan operasi siklotron melalui antarmuka pengguna yang berupa boks panel kendali yang terintegrasi dengan host- PC .  Selain  sebagai  antarmuka  pengguna, host-PC juga digunakan  untuk data  logging dan  menampilkan  infografik parameter penting pada saat operasi.

## V. PEMBAHASAN
Untuk  kondisi  saat  ini,  pada device  layer terdapat komponen-komponen  utama  siklotron  dengan  kendali  lokal yang  menggunakan controller berupa  PLC  produk  TRiLOGI atau  mikrokontroler  ATMega  yang  berfungsi  sebagai pengendali  komponen  lokal  selama  proses  pengujian  sistem. Selain  itu,  beberapa  komponen  utama  siklotron  juga  sudah memiliki  boks  panel  kendali  sebagai  antarmuka  pengguna dalam pengoperasian.
Komponen  utama  yang  sudah  dilengkapi  dengan  PLC adalah sistem vakum, sistem penggerak-penggerak fine tuner , beam  probe ,  dan stripper .  Sementara  itu,  tiga  subkomponen dari  generator  RF  menggunakan  mikrokontroler.  Untuk komponen-komponen tersebut telah disediakan jalur komunikasi RS-232, yang memudahkan koneksi dengan main control  layer .  Hal  ini  berbeda  dengan    komponen-komponen utama yang lain, seperti sistem sumber ion, sistem pendingin, sistem  magnet,  sistem  akselerator,  dan  sistem  deteksi  berkas, yang  masih  belum  terintegrasi  secara  penuh  di  bagian
subkomponennya.  Dengan  kondisi  seperti  ini,  masih  perlu dilakukan  penambahan  komponen  dan  modifikasi  agar komponen-komponen tersebut dapat terintegrasi dengan main control layer .
Sistem sumber ion yang  terdiri atas  catu  daya  katode  dan sistem aliran gas hidrogen dikendalikan secara manual, terpisah oleh  operator  pada  saat  pengujian.  Maka,  untuk  dapat diintegrasikan  dengan main  control  layer ,  perlu  ditambahkan kendali lokal sekaligus jalur komunikasi RS-232 pada masing- masing komponen. Sementara itu, pada sistem pendingin, PLC digunakan untuk pemantauan, dengan LCD sebagai penampil parameter  pada  boks  panel  kendali.  Untuk  proses  integrasi, cukup  ditambahkan  kabel  RS-232  dari  PLC  ke main  control layer .  Selain  sebagai data  logger dan  tampilan  infografik, controller sistem  pendingin  pada device control  layer juga dapat  memberikan  sinyal interlock pada  beberapa  komponen utama  yang  menggunakan  sistem  pendingin,  seperti  pompa difusi  pada  sistem  vakum,  MPS,  sumber  ion,  elektromagnet, dan sistem  akselerator  RF  ( dee-cavity-coupler ). Hal ini dapat menjaga  perangkat  pada  siklotron  DECY-13  sehingga  lebih aman dari kerusakan.
Untuk  sistem  magnet  yang  terdiri  atas  MPS  dan  sistem elektromagnet, controller lokal  telah  tersedia  pada  internal MPS yang juga telah terfasilitasi dengan jalur komunikasi RS- 232.  Di  sisi  lain,  pada  sistem  akselerator  dan  sistem  deteksi berkas,  untuk  integrasi, main  control dihubungkan  dengan modul analog input dengan parameter utama tegangan dee dan arus berkas partikel yang terukur pada beam probe .
Ilustrasi  SIK  komponen  utama  siklotron  yang  telah terintegrasi  dengan  metode  DCS  disajikan  pada  Gambar  5, dengan  posisi host-PC dan  panel  boks  kendali  berdekatan. Selain  proses  identifikasi  parameter  kendali  yang  telah dijelaskan di atas, juga dilakukan identifikasi parameter operasi tiap  komponen  utama  yang  dilampirkan  pada  Tabel  I  pada halaman  lampiran.  Identifikasi  parameter  tersebut  digunakan sebagai  dasar  dalam penelitian  berikutnya dalam penyusunan program  untuk  antarmuka  pengguna  pada host-PC dan data logger.
Gambar 5. Konfigurasi SIK siklotron DECY-13.

## VI. KESIMPULAN
Pada  proses  desain  SIK  untuk commissioning siklotron DECY-13, telah diperoleh desain yang memudahkan operator dalam  melakukan  operasi  dan  pengamatan  selama  proses commissioning .  Selain  itu,  dalam  jangka  pendek  desain  yang sederhana akan memudahkan  implementasi dan untuk jangka panjang akan memudahkan dalam upgrade sistem, perawatan rutin  atau  proses troubleshooting jika  terjadi  permasalahan pada sistem.

## KONFLIK KEPENTINGAN
Penulis  menyatakan  bahwa  tidak  terdapat  konflik kepentingan dalam penulisan makalah ini.

## KONTRIBUSI PENULIS
Konseptualisasi,  Frida  Iswinning  Diah,  Fajar  Sidik Permana, dan Emy Mulyani; konsep sistem kendali akselerator, Frida  Iswinning  Diah  dan  Fajar  Sidik  Permana; overview siklotron  DECY-13,  Frida  Iswinning  Diah  dan  Fajar  Sidik Permana;  pengembangan  sistem  kendali  siklotron  DECY-13, Frida  Iswinning  Diah  dan  Fajar  Sidik  Permana;  pembahasan, Frida Iswinning Diah, Fajar Sidik Permana, dan Emy Mulyani; penulisan—kerangka  dan  alur  makalah,  Emy  Mulyani; penulisan—peninjauan, Emy Mulyani.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Bapak Saminto, S.T.  dan  Bapak  Anang  Susanto,  S.T.  atas  bimbingannya  di lapangan serta seluruh tim siklotron DECY-13.

## REFERENSI
[1]  Silakhuddin  dan  I.A.  Kudus,  “Study  of  Development  of  the  DECY-13 Cyclotron  Based  on  Applied  Physics  Learning,” J.  Korean  Phys.  Soc. , Vol. 80, hal. 880-886, Mei 2022, doi: 10.1007/s40042-022-00434-w.
[2]  Saefurrochman, Saminto, dan A. Susanto, “Analisis Perancangan Sistem Instrumentasi Perangkat Pengatur Posisi Sumber Ion DECY-13,” Pros. Pertem. Present. Ilm. Penelit. Dasar Ilmu Pengetah. Teknol. Nukl. , 2018, hal 369–376.
[3]  S.  Silakhuddin  dkk.,  “Ion  Beam  Preliminary  Testing  of  DECY-13 Cyclotron at the Central Region Using DC Extraction Voltage,” IOP Conf. Ser.  Mater.  Sci.  Eng. ,  Vol.  432,  hal.  1-7,  2018,  doi:  10.1088/1757- 899X/432/1/012026.
[4]  F.S.  Permana,  A.D.  Atmaja,  dan  A.  Wijayanto,  “Perancangan  Sistem Akuisisi dan Kendali Generator RF Siklotron DECY-13,” Pros. Pertem. Present.  Ilm.  Penelit.  Dasar  Ilmu  Pengetah. Teknol. Nukl. ,  2018,  hal. 115–118.
[5]  F.S. Permana dan Suharni, “Sistem Akuisisi Data Sumber Daya Magnet MPS 8500 dan Karakterisasinya untuk Pengoperasian Siklotron DECY- 13,” Pros. Pertem. Present. Ilm. Penelit. Dasar Ilmu Pengetah. Teknol. Nukl. , 2018, hal. 197–202.
[6]  S. Saminto, F.S. Permana, A. Susanto, dan E. Priyono, “Rancang Bangun Perangkat  Instrumentasi  Kendali  pada  Sistem  Pendingin  Siklotron DECY-13  MeV,” Pros.  Pertem.  Present.  Ilm.  Penelit.  Dasar  Ilmu Pengetah. Teknol. Nukl. , 2017, hal. 167–176.
[7]  J.  Galambos,  “Commissioning  Strategies  and  Methods,” CERN  Accel. Sch.: High Power Hadron Mach. , 2013, hal. 465–480.
[8]  S.G. Biedron, A. Edelen, E. Meier, dan S. Milton, “Intelligent Controls and Modeling for Particle Accelerators and Other Research and Industrial Infrastructures,” 12th  Int.  Workshop  Emerg.  Technol.,  Sci.  Facil. Controls ,  2018,  hal.  156–159,  doi:  10.18429/JACoW-PCaPAC2018- THCB5.
[9]  R.S. Darmawan, K. Wibowo, dan F.I. Diah, “Initial Optimization of fine Tuner’s Position on the Cyclotron DECY-13’s RF Dee System,” J. Phys.
Conf.  Ser. ,  Vol.  1436,  hal.  1-6,  2020,  doi:  10.1088/1742- 6596/1436/1/012086.
[10]  S.  Silakhuddin,  R.S.  Darmawan,  S.  Suharni,  dan  I.A.  Kudus, “Characterization on DECY-13 Cyclotron Components,” To Phys. J. , Vol. 3, hal. 64–72, 2019.
[11]  A.  Dwiatmaja,  T.  Atmono,  dan  Saminto,  “The  Behaviour  of  RF Generator for Power Supply of Dee in The Cyclotron DECY-13,” Proc. Int. Conf. Nuclear Capacity Building, Educ., Res. Appl. (I-Concern'19) 2019, hal. 552–557.
[12]  F. Luis dan G. Moncayo. Instrumentation Integration. (2009). USPAS09. Albuquerque, AS:  University of New Mexico.
[13]  H.S. Chang  dkk., “Control System Design of KIRAMS-13 Cyclotron,” Proc. APAC 2004 , 2004, hal. 326–328.
[14]  Z.  Li  dkk.,  “General  Engineering  Consideration  for  the  100MeV Cyclotron,” Proc. 17th Int. Conf. Cyclotrons, Their Appl. 2004 , 2004, hal. 1-3.
[15]  K.S. White dkk., “Modernizing the SNS Control System,” 18th Int. Conf. Acc.,  Large  Exp.  Phys.  Control  Syst. ,  2021,  hal.  21–25,  doi: 10.18429/JACoW-ICALEPCS2021-MOAR01.
[16]  A.  Trifonov  dkk.,  “The  Control  System  of  the  LINAC-200  Electron Accelerator at JINR,” 18th Int. Conf. Acc., Large Exp. Phys. Control Syst. , 2021, hal. 302–306, doi: 10.18429/JACoW-ICALEPCS2021-TUAR03.
[17]  V.  Aleinikov,  V.  Badmatsyrenova,  S.  Pachtchenko,  dan  K.  Sychev, “Control System User Interface for the Cyclotron DC-280,” 26th Russ. Part.  Accel.  Conf. ,  2018,  hal.  435–436,  doi:  10.18429/JACoW- RUPAC2018-THPSC13.
[18]  L.S.  Perissinotto,  F.H.  Cardoso,  dan  M.M.  Donatti,  “CompactRIO Custom  Module  Design  for  the  Beamline’s  Control  System  at  Sirius,” 18th Int. Conf. Acc., Large Exp. Phys. Control Syst. , 2021, hal. 715–719, doi: 10.18429/JACoW-ICALEPCS2021-WEPV028.
[19]  A.  Uchiyama  dkk.,  “Control  System  of  the  SRILAC  Project  at  RIBF,” 18th Int. Conf. Acc., Large Exp. Phys. Control Syst. , 2021, hal. 147–152, doi: 10.18429/JACoW-ICALEPCS2021-MOPV015.
[20]  A.  Abdorrahman  dkk.,  “Control  System  of  10-MeV  Baby  Cyclotron,” Proc. 20th Int. Conf. Cyclotrons, Their Appl. , 2013, hal. 156–158.
[21]  Y.S.  Lee  dkk.,  “The  Development  of  Control  System  for  9  MeV Cyclotron,” Proc. 20th Int. Conf. Cyclotrons, Their Appl. , 2013, hal. 159– 161.
[22]  Silakhuddin dan S. Santosa, “Conceptual Design Study of 13 MeV Proton Cyclotron,” Atom  Indones. ,  Vol.  38,  No.  1,  hal.  7–14,  Apr.  2012,  doi: 10.17146/aij.2012.135.
[23]  Silakhuddin,  “Persiapan  dan  Prosedur  Pre-Commissioning  Siklotron DECY-13,” Pros.  Pertem.  Present.  Ilm.  Penelit.  Dasar  Ilmu Pengetah. Teknol. Nukl. , 2016, hal. 151–157.
[24]  I.A. Kudus, Taufik, K. Wibowo,  dan F.S. Permana, “Perbandingan Hasil Konstruksi  Terhadap  Hasil  Simulasi  Dari  Isokronus  Magnet  Siklotron DECY-13,” J. Iptek Nukl. Ganendra , Vol. 20, No. 2, hal. 83-90, Jul. 2017, doi: 10.17146/gnd.2017.20.2.3577.
[25]  R.S.  Darmawan  dan  A.  Dwiatmaja,  “Penyesuaian  Nilai  Impedansi Komponen Coupler Sistem RF Dee Siklotron DECY-13,” Pros. Pertem. Present.  Ilm.  Penelit.  Dasar  Ilmu  Pengetah. Teknol. Nukl. ,  2018,  hal. 359-362.
[26] Magnet  Power  Supply  855:  System  8500 ,  DANFYSIK  A/S,  Taastrup, Denmark, 2012.
[27]  Silakhuddin dan R.S. Darmawan, “Desain Perangkat Pengukuran Energi Partikel  Proton  dengan  Teknik  Aktivasi  Tumpukan  Keping  pada Siklotron  DECY-13,” Pros.  Pertem.  Present.  Ilm.  Penelit.  Dasar  Ilmu Pengetah. Teknol. Nukl. , 2018, hal. 349–354.
[28]  F.S. Permana, Saminto, K. Wibowo, dan V.A.F. Sari, “Human Machine Interface  Berbasis  Labview  untuk  Operasi  Sistem  Vakum  Siklotron Proton DECY-13 MeV,” Pros. Pertem. Present. Ilm. Penelit. Dasar Ilmu Pengetah. Teknol. Nukl. , 2016, hal. 186–192.
[29]  T.W.  Koeth,  “Undergraduate  Education  with  the  Rutgers  12-Inch Cyclotron,” Phys.  Procedia ,  Vol.  66,  hal  622-631,  2015,  doi: 10.1016/j.phpro.2015.05.083.
LAMPIRAN T ABEL I K ONFIGURASI SIK P ARAMETER O PERASI K OMPONEN S IKLOTRON DECY-13 . No. Subsistem Parameter Keterangan 1 Sistem pendingin Level ketinggian air Level water torn ( make up water ) Temperatur air Temperatur water cooling tower (CT) Laju aliran air Aliran air dari CT ke chiller I Konduktivitas air Temperatur air in/out chiller 2 Sistem vakum Nilai vakum Nilai vakum rendah dan tinggi Temperatur heater Suhu oli pemanas pompa difusi Posisi valve ( on/off ) Posisi valve pada sistem vakum 3 Sistem magnet Temperatur air pendingin MPS dan koil magnet Laju aliran air pendingin MPS dan koil magnet Temperatur in/out air pendingin MPS dan koil magnet Status interlok MPS Status ready MPS Arus dan tegangan in / out MPS 4 Sistem sumber ion Tegangan katode terbaca pada power supply sumber ion Arus katode terbaca pada power supply sumber ion Laju gas Laju Gas H 2 dari tabung ke ruang vakum siklotron Posisi sumber ion Gerak sumber ion mendekat/menjauhi central region dan gerakan ke atas dan ke bawah Bukaan valve gas Posisi bukaan valve pengatur laju gas sumber ion
5 Sistem RF DDS exciter V DC
Keluaran tegangan DC I DC Keluaran arus DC Reflected Daya RF yang terpantul balik Forward Daya RF ditransmisikan Temperatur Temperatur DDS saat operasi Driver amplifier V DC Keluaran tegangan DC I DC Keluaran arus DC Reflected Daya RF yang terpantul balik Temperatur Daya RF ditransmisikan Final amplifier Plate voltage Tegangan plat anoda Plate current Arus plat anoda Filament voltage Tegangan filamen tabung triode Reflected Daya RF balik saat transmisi Forward Daya RF ditransmisikan 6 Sistem akselerator ( dee, cavity, coupler, liner ) Temperatur air pendingin Temperatur air pendingin dee Frekuensi, fase, amplitudo Sistem dee Posisi fine tuner Sistem dee 7 Sistem deteksi berkas Arus berkas Berkas partikel yang terekstrak dari head sumber ion Posisi beam probe Jarak beam probe terhadap central region