## Rancang Bangun Simulator Sistem SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition ) Pada Gardu Induk Rawalo
Itmi Hidayat Kurniawan Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto,
Purwokerto,  Indonesia itmi.hidayat.kurniawan@gmail.com

## Rizki Fauzi Muliarto
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto,
Purwokerto,  Indonesia rizkifauzimuliarto@gmail.com
Abstrak — Dengan  perkembangan  teknologi  sekarang  ini untuk  mengontrol  dan  memonitoring  peralatan-peralatan  di gardu induk yang lokasinya berjauhan dapat dilakukan dalam satu  tempat  ruang  kontrol  dengan  menggunakan  sistem SCADA  ( Supervisory Control And Data Acquisition ). Penelitian berguna  untuk  proses  pembelajaran  serta  simulator  bagi mahasiswa  dan  tenaga  kerja  gardu  induk  baru  yang  ingin mempelajari  sistem  SCADA  pada  gardu  induk.  Tujuan penelitian  ini  untuk  membuat  sebuah  sistem  SCADA  untuk mengontrol  dan  mengawasi  simulator plant gardu  induk, contoh  sistem  gardu  induk  yang  dikontrol  yaitu jalur Transformer 1  dan  jalur Transformer 2  yang  ada  di  gardu induk  Rawalo.  Pada  penelitian  ini  mengunakan  tiga  PLC Twido  untuk  mengontrol  simulator plant gardu  induk,  PLC pertama  digunakan  sebagai master dan  dua  PLC  lainnya digunakan  sebagai PLC slave . Pada plant terdapat  dua Power Meter  PM5350  digunakan  untuk  mengukur  besaran  lsitrik seperti  arus,  tegangan,  daya  aktif,  daya  reaktif,  daya  semu, frekuensi  dan  faktor  daya  pada jalur Transformer 1 dan  jalur Transformer 2.  Dari  hasil  perancangan  dan  pengujian diperoleh  bahwa  PLC  Twido  dapat  digunakan  sebagi  PLC master dan slave ,  penggunaan software SCADA Wonderware InTouch dapat  memvisualisasikan plant yang  dikontrol, menampilkan  hasil  pengkuran  besaran  listrik  dan  mencatat alarm ketika  terjadi  ganguan.  Data  hasil  pengukuran  besaran listrik simulator plant gardu induk disimpan di dalam database Microsoft Access .

## Kata Kunci— SCADA, PLC, PM5350, Gardu Induk

## I. P ENDAHULUAN
Dengan  perkembangan  teknologi  sekarang  ini  untuk mengontrol  dan  memonitoring  peralatan-peralatan  di  gardu induk yang lokasinya berjauhan dapat dilakukan dalam satu tempat ruang kontrol dengan menggunakan sistem SCADA ( Supervisory  Control  And  Data  Acquisition ).  Untuk mempelajari  sistem  SCADA  gardu  induk,  dalam  penelitian ini  dijelaskan  dan  realisasi  miniatur  perancangan  sistem SCADA untuk diterapkan di gardu induk. PLC ( Programmable  Logic  Controller )  disimulasikan  untuk mengontrol  DS  ( Disconecting  Switch ) dan  CB  ( Circuit Breaker )  serta  pembacaan  energi  listrik  gardu  induk dilakukan oleh Power Meter PM5350. Penelitian ini berguna untuk  proses  pembelajaran  serta  simulator  bagi  mahasiswa dan  tenaga  kerja  gardu  induk  baru  yang  ingin  mempelajari sistem SCADA pada gardu induk.
Masalah  yang  akan  dijelaskan  dalam  penelitian  ini adalah  bagaimana  cara  membuat  simulator  gardu  induk berbasis SCADA ( Supervisory Control  And Data Acquisition )  dan  menampilkan  hasil  pengukuran  besaran energi  listrik  simulator  gardu  induk  pada  HMI  ( Human Machine  Interface ).  Bagaimana  cara  membuat  sistem  PLC master-slave pada simulator gardu induk dengan menggunakan  PLC  Twido.  Membuat management  alarm dan data logger pada simulator gardu induk. Contoh sistem gardu  induk  yang  dikontrol  yaitu  jalur Transformer 1  dan jalur Transformer 2 yang ada di gardu induk Rawalo.

## II. B AHAN DAN M ETODE
A. Gambaran Umum Sistem
Sistem  yang  akan  dibangun  merupakan  sistem  SCADA simulator gardu induk yang terdiri dari tiga PLC Twido, satu PLC digunakan sebagai master sedangkan dua PLC lainnya digunakan  sebagai  s lave ,  kedua  PLC slave tersebut digunakan  untuk  mengendalikan plant pada  tempat  yang berbeda.  Pada plant terdapat  dua  Power  Meter  yang digunakan untuk membaca nilai pengukuran besaran listrik. Nilai hasil pembacaan Power Meter dibaca oleh PLC slave , yang  selanjutnya  PLC master membaca  nilai  tersebut  dari PLC slave lalu ditampilkan pada HMI.
Komunikasi Power Meter 1 dan Power Meter 2 ke PLC slave 1 menggunakan komunikasi RS-485, komunikasi PLC slave 2  ke  PLC master mengunakan  komunikasi  RS-485. Sedangkan komunikasi antara PLC slave 1, PLC master dan komputer  menggunakan  komunikasi ethernet .  Dimana  data beserta  protokol  akan  dikirim  melalui  jaringan  LAN. Hub pada sistem ini perlu digunakan untuk menyatukan beberapa jaringan ethernet .  Gambaran  umum  perancangan  sistem yang dibangun dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.
©2020 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER TRIAC
Gambar 1. Gambaran Umum Sistem

## B. Diagram Alir Sitem Kendali
Diagram  alir  ( Flowchart )  untuk  pengendalian simulator plant gardu  induk  dapat  dilihat  pada  Gambar  2 berikut.
Gambar 2. Diagram Alir Sistem Kendali

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
A. Bagian-bagian Simulator Plant Gardu Induk
Sistem  dikatakan  bekerja  dengan  baik  apabila  terjadi proses  yang  saling  berkaitan  antara  bagian  satu  dengan lainnya.  Setiap  bagian  memiliki  fungsi  masing-masing  dan
disatukan  menjadi  suatu  sistem.  Gambar  3  merupakan bagian-bagian dari simulator plant gardu induk.
Gambar 3. Bagian-bagian Simulator Plant Gardu Induk
Keterangan:
1. Lampu Indikator Disconecting Switch dan Circuit Breaker
2. Lampu Indikator Disconecting Switch dan Circuit Breaker 3. Power Meter PM5350 4. Power Meter PM5350
5. Tombol ON-OFF Disconecting Switch dan Circuit Breaker
6. Tombol ON-OFF Disconecting Switch dan Circuit Breaker
7. PLC Twido TWDLCAE40DRF (PLC slave 1)
8. Disconecting Switch
9. PLC Twido TWDLCAA16DRF (PLC slave 2)
10. Circuit Breaker 11. Current Transformer 1 12. Current Transformer 2 13. PLC Twido TWDLCAE40DRF (PLC master )
14. MCB 3 Fasa
15. Circuit Breaker 16. MCB 3 Fasa 17. MCB 3 Fasa
18. Ethernet Hub
B. Pengujian Komunikasi PLC Master-Slave
1. PLC Master Ke PLC Slave 1
Pada  pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui komunikasi  pada  PLC master ke  PLC slave 1  dengan menggunakan software  Twido  Suite ,  komunikasi  antara PLC master ke PLC slave 1 menggunakan modbus ethernet . Pada ladder  diagram PLC master menggunakan  fungsi macros  comm yaitu  C_WR1B,  fungsi  ini  bertugas  untuk menulis 1 bit pada jaringan modbus yang dikirim ke alamat PLC slave 1.
©2020 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER TRIAC
Pada  saat  %I0.0  atau  %M0  pada ladder  diagram PLC master berubah keadaan dari NO ke NC (posisi aktif) fungsi C_WR1B  langsung  menulis  1  bit  bernilai  1  (ON)  pada jaringan modbus dan  dikirim  ke  alamat  %M0  pada  PLC slave 1, setelah data 1 bit yang bernilai 1 diterima oleh PLC slave 1  maka  alamat  %M0  pada  PLC slave 1  berubah keadaan dari NO ke NC (posisi aktif). Gambar 4 merupakan keadaan ladder diagram pada PLC master saat menulis 1 bit pada jaringan modbus dengan alamat pengiriman PLC slave 1, sedangkan Gambar 5 merupakan keadaan ladder diagram pada PLC slave 1 saat menerima data 1 bit dari PLC master .
Gambar  4. Ladder  diagram pada  PLC master saat menulis 1 bit pada jaringan modbus dengan alamat
Gambar 5. Ladder diagram pada PLC slave 1 saat menerima data 1 bit dari PLC master
2. PLC Master Ke PLC Slave 2
Pada  pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui komunikasi  pada  PLC master ke  PLC slave 2  dengan menggunakan software  Twido  Suite ,  komunikasi  antara PLC master ke PLC slave 2 mengunakan modbus serial RS- 485.  Pada ladder  diagram PLC master mengunakan  fungsi macros  comm yaitu  C_WR1B,  fungsi  ini  bertugas  untuk menulis 1 bit pada jaringan modbus yang dikirim ke alamat PLC slave 1.
Pada  saat  %I0.8  atau  %M8  pada ladder  diagram PLC master berubah keadaan dari NO ke NC (posisi aktif) fungsi C_WR1B  langsung  menulis  1  bit  bernilai  1  (ON)  pada jaringan modbus dan  dikirim  ke  alamat  %M0  pada  PLC slave 2, setelah data 1 bit yang bernilai 1 diterima oleh PLC slave 2  maka  alamat  %M0  pada  PLC slave 2  berubah keadaan dari NO ke NC (posisi aktif). Gambar 6 merupakan keadaan ladder diagram pada PLC master saat menulis 1 bit pada jaringan modbus dengan alamat pengiriman PLC slave 2, sedangkan Gambar 7 merupakan keadaan ladder diagram
pada  PLC slave 2  saat  saat  menerima  data  1  bit  dari  PLC master .
Gambar 6. Ladder diagram pada PLC master saat menulis 1 bit pada jaringan modbus dengan alamat pengiriman PLC slave 2
Gambar 7. Ladder diagram pada PLC slave 2 saat menerima data 1 bit dari PLC master
3. Pengujian Sistem Keamanan SCADA Pada  pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  sistem kemanan pada SCADA, pada sistem keamanan ini pengguna diharuskan  memasukan  nama  pengguna  dan  kata  sandi sebelum login /masuk  ke  sistem  SCADA.  Nama  pengguna sistem  sendiri  dibagi  menjadi  dua  yaitu  supervisor  dengan kata sandi “11111” dan operator dengan kata sandi “22222”. Saat  nama  pengguna  dan  kata  sandi  yang  dimasukan  tidak sesuai  maka  tombol  supervisor  atau  operator  untuk login /masuk  akan  tetap  di hidden ,  apabila  nama  pengguna dan  kata  sandi  yang  dimasukan  sesuai  maka  tombol supervisor  atau  operator  untuk login /masuk  akan  di unhidden .  Gambar  8  merupakan  tampilan  saat  memasukan nama pengguna dan kata sandi yang tidak sesuai, Gambar 9 merupakan  tampilan  saat  memasukan  nama  pengguna supervisor  dan  kata  sandi  yang  sesuai  dan  Gambar  10 merupakan  tampilan  saat  memasukan  nama  pengguna operator dan kata sandi yang sesuai.
©2020 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER TRIAC
Gambar 8. Tampilan saat nama pengguna dan kata sandi tidak sesuai
Gambar 9. Tampilan saat nama pengguna supervisor dan
kata sandi sesuai
Gambar 10. Tampilan saat nama pengguna operator dan kata sandi sesuai
4. Pengujian  Menampilkan  Hasil  Pengukuran  Pada
HMI
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  kinerja  HMI sebagai  media  penampil  hasil  pengukuran  besaran  listrik pada  simulator plant gardu  induk.  Pengujian  dilakukan dengan  memberi  beban  pada  simulator plant gardu  induk, lalu  alat  ukur  Power  Meter  melakukan  pengukuran  arus, tegangan, daya aktif, daya reaktif, daya semu, frekuensi dan faktor  daya.  Hasil  pengukuran  Power  Meter  dibaca  oleh PLC master .  Gambar  11  merupakan  hasil  pembacaan  nilai pengukuran Power Meter di PLC master .
Gambar 11. Hasil pembacaan nilai pengukuran Power Meter di PLC master
Setelah  data  pengukuran  besaran  listrik  pada  simulator plant gardu  induk  terbaca  oleh  PLC master ,  data pengukuran tersebut dibaca oleh KEPServerEX melalui tag- tag . Nilai hasil pengukuran yang dibaca oleh KEPServerEX dapat dilihat pada Gambar 12 berikut.
Gambar 12. Nilai hasil pengukuran yang dibaca oleh

## KEPServerEX
Nilai  pengukuran  yang  dibaca  oleh KEPServerEX melalui tag-tag , dibaca kembali oleh tag-tag yang dibuat di software SCADA Wonderware  InTouch lalu  ditampilkan pada HMI. Gambar 13 merupakan HMI yang menampilkan hasil pengukuran pada plant jalur Transformer 1 , sedangkan
©2020 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER TRIAC
hasil  pengukuran  pada plant jalur Transformer 2  dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 13. HMI menampilkan hasil pengukuran pada jalur
Transformer 1
Gamabr 14. HMI menampilkan hasil pengukuran pada jalur Transformer 2
5. Pengujian Alarm Management
Pada  pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  kinerja alarm  management pada  simulator  sistem  SCADA  gardu induk.  Pada  sistem  yang  dibangun terdapat  beberapa alarm yaitu alarm arus  lebih, alarm tegangan  kurang  dan alarm tegangan  lebih. Alarm akan  muncul  dan  memberitahu kepada  pengguna,  serta  mencatat  jenis alarm yang  tejadi pada  tabel alarm di  sistem  SCADA  ketika  nilai  pada pengukuran  diatas setpoint untuk alarm arus  dan  tegangan lebih  dan  ketika  nilai  pengukuran  dibawah setpoint untuk alarm tegangan kurang.
Pengujian alarm arus  lebih  dilakukan  dengan  cara memberikan  beberapa  beban  pada  simulator plant gardu induk sehingga arus yang mengalir pada plant akan melebihi setpoint , setpoint untuk alarm arus lebih nilainya 8 A. Saat arus yang mengalir lebih dari setpoint sistem SCADA akan menampilkan  peringatan  pada  HMI  dan  mencatat  jenis alarm yang terjadi pada tabel alarm . Gambar 15 merupakan peringatan  pada  HMI  saat  terjadi alarm dan  Gambar  16 merupakan  tampilan  tabel alarm saat  mencatat alarm arus lebih.
Gambar 15. HMI saat terjadi alarm
Gambar 16. HMI tabel alarm saat mencatat alarm arus lebih.
Pengujian alarm tegangan  lebih  dilakukan  dengan  cara memberikan  nilai  tegangan  melebihi setpoint sistem, setpoint untuk tegangan lebih fasa L-N nilainya 242 volt dan setpoint untuk  fasa  L-L  nilainya  418  volt.  Saat  tegangan yang  mengalir  lebih  dari setpoint ,  sistem  SCADA  akan menampilkan  peringatan  pada  HMI  dan  mencatat  jenis alarm yang terjadi pada tabel alarm . Gambar 17 merupakan tampilan tabel alarm saat mencatat alarm tegangan lebih.
Gambar 17. HMI tabel alarm saat mencatat alarm tegangan lebih
©2020 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER TRIAC
Pengujian alarm tegangan  kurang  dilakukan dengan cara memberikan nilai tegangan kurang dari setpoint sistem, setpoint untuk  tegangan  kurang  fasa  L-N  nilainya 198 volt dan setpoint untuk fasa L-L nilainya 342 volt. Saat tegangan  yang  mengalir  kurang  dari setpoint ,  sistem SCADA  akan  menampilkan  peringatan  pada  HMI  dan mencatat jenis alarm yang terjadi pada tabel alarm . Gambar 18  merupakan  tampilan  tabel alarm saat  mencatat alarm tegangan kurang.
Gambar 18. HMI tabel alarm saat mencatat alarm tegangan
kurang
6. Pengujian Data Logger
Pada  pegujian data  logger bertujuan  untuk  mengetahui kinerja database  Microsoft  Access sebagai data  logger pengukuran  besaran  listrik  pada  simulator  sistem  SCADA gardu  induk. Database  Microsoft  Access akan  melakukan data  logger dengan  interval  waktu  1  detik,  jadi  setiap  1 detik  hasil  pengukuran  besaran-besaran  listrik  simulator plant gardu  induk  seperti  arus,  tegangan,  daya  aktif,  daya reaktif, daya semu, frekuensi dan faktor daya akan disimpan di  dalam database Micrososft  Access. Gambar  19 merupakan  hasil data  logger jalur Transformer 1  pada database Microsoft Access dan Gambar 20 merupakan hasil data  logger jalur Transformer 2  pada database  Microsoft Access.
Gambar 19. Data logger jalur Transformer 1 pada database Micrsoft Access
©2020 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER TRIAC

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  perancangan  dan  pengujian simulator  sistem  SCADA  gardu  induk  dapat  disimpulkan sebagai berikut:
1. Penggunaan memori  pada ladder  diagram mampu melakukan  proses  monitoring  dan  kontrol  yang dapat dibaca oleh sistem SCADA. 2. Penggunaan software SCADA Wonderware InTouch dapat  memvisualisasikan plant yang dikontrol  dan  menampilkan  hasil  pengukuran simulator plant gardu induk pada HMI.
3. PLC  Twido  TWDLCAE40DRF  dapat  difungsikan sebagai PLC master pada simulator sistem SCADA gardu induk.
4. PLC  Twido  TWDLCAE40DRF  dan  PLC  Twido TWDLCAA16DRF dapat difungsikan sebagai PLC slave pada simulator sistem SCADA gardu induk.
5. Management  alarm yang  ada  pada  sistem  akan secara  otomatis  menulis  pada  tabel alarm yang tersedia pada sistem SCADA jika terjadi gangguan pada plant .
6. Data  logger hasil  pengukuran  besaran  listrik simulator plant gardu  induk  disimpan  di  dalam sebuah database Microsoft Access.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Andi,  A.  Priatmadja,  R.  2015.  Rancang  Bangun  Protocol  Modbus Pada  KWH  Meter  Elektronik  Tipe  ION  8600  Untuk  Memonitor Besaran Energi Listrik Trafo Dengan  Menggunakan  Aplikasi Citect SCADA. Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana, Vol.6 No.1, Januari 2015 ISSN: 2086-9479.
[2] Aniza Z, N. 2014. Perancangan Human  Machine Interface Berbasis
SCADA  Pada  PT.  PLN  (Persero)  Unit  Pengatur  Beban  (UPB) SUMBANGTENG.  Program  Studi  Sistem  Komputer,  Fakultas Teknologi  Informasi,  Universitas  Andalas  Padang.  Bharata,  H,  K. 2019. Pemanfaatan Jaringan  LAN  Untuk Integrasi SCADA Dengan Aplikasi  Human  Machine  Interface  Pada  Sistem  Monitoring Produksi.  STMIK  Binasaleh, Jurnal  Gerbang ,  Vol.  9,  No.  2, Agustus 2019.
[3] Hamdani. 2017. Audit Energi Sistem Kelistrikan Gedung Politeknik Negeri  Ujung  Pandang  Menggunakan  SCADA  Sebagai  Instrumen Pengukuran  Permanen.  Jurusan  Teknik  Elektro.  Politeknik  Negeri
Ujung Pandang, Prosiding Seminar Hasil Penelitian (SNP2M) 2017 (pp.171-177).
[4] Irwan,  H,  E.  Nurhadi,  S.  2018.  Studi  Perencanaan  Prototipe  Sistem Otomasi  Metering  Gardu  Induk  Menggunakan  Konsep  Human Machine Interface. Jurnal ELTEK ,  Vol 16 No 01, April 2018 ISSN
1693-4024.
[5] Vignesh,  T.  Kirubakaran,  J.  2015.    Automation  Based  Power Transmission  Control  Station  Using  PLC  and  SCADA .  IJISET- International  Journal  of  Innovative  Science,  Engineering  & Technology , Vol.2 Issue 2, February 2015.
Gambar 20. Data logger jalur Transformer 2 pada database Micrsoft Access