Profibus q704e

BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang Profibus adalah sistem komunikasi digital dengan berbagai aplikasi yang

luas, khususnya dibidang pabrik dan proses otomatisasi. Profibus cocok untuk kedua keunggulan yaitu, waktu-aplikasi kritis yang cepat dan tugas komunikasi yang kompleks. Komunikasi Profibus berlabuh dalam standar internasional IEC 61.158 dan 61.784 IEC. Aspek aplikasi dan engineering ditentukan dalam pedoman umum dari Profibus Organization (organisasi pengguna profibus). Pengguna ini memenuhi permintaan untuk produsen independensi dan adanya keterbukaan serta menjamin komunikasi antar perangkat dari berbagai produsen. Setiap fieldbus (AFDX, AS-Interface/AS-I, DeviceNet, Ethernet/IP, Modbus, Profibus, Foundation Fieldbus/FF, ProfiNet dan lain-lain) yang berbeda menawarkan set berbeda fitur dan kinerja. Sulit untuk membuat perbandingan umum kinerja fieldbus karena perbedaan mendasar dalam metodologi transfer data. Untuk batasan pembahasan materi, penulis menyajikan materi mengenai profibus. Penulisan makalah Profibus ini diwujudkan untuk memberikan pengetahuan kepada pembaca mengenai profibus itu sendiri. 1.2.

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut. 1. Bagaimana sejarah Profibus? 2. Apa yang dimaksud dengan Profibus? 3. Apa sajakah jenis perangkat dalam Profibus? 4. Apa sajakah variasi Profibus? 5. Apakah kabel pada Profibus? 6. Apa kelemahan dan kelebihan Profibus?

1.3.

Tujuan Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka dapat dirumuskan tujuan

sebagai berikut. 1. Agar pembaca mengetahui sejarah Profibus. 2. Agar pembaca mengetahui pengertian Profibus. 3. Agar pembaca mengetahui jenis perangkat dalam Profibus. 4. Agar pembaca mengetahui variasi Profibus. 5. Agar pembaca mengetahui kabel pada Profibus. 6. Agar pembaca mengetahui kelemahan dan kelebihan dari Profibus.

BAB II PEMBAHASAN Pembahasan dalam makalah ini menguraikan tentang profibus. Paparan lebih lanjut sebagai berikut. 2.1 Asal Mula Profibus Sejarah PROFIBUS bermula kembali ke proyek usaha asosiasi yang didukung oleh otoritas publik, dan dimulai pada tahun 1987 di Jerman. Dalam memulai usaha (venture) ini, 21 perusahaan dan lembaga bergabung dan menciptakan proyek field bus yang strategis. Tujuannya adalah realisasi dan pembentukan fieldbus bit-serial, yang mana merupakan kebutuhan dasar standarisasi dari interface perangkat lapangan. Untuk tujuan ini, anggota perusahaan yang relevan dari ZVEI (Pusat Asosiasi Industri Listrik di Jerman) sepakat untuk mendukung sebuah konsep teknis yang sama untuk pabrik dan proses otomatisasi. Langkah pertama melihat spesifikasi dari komunikasi kompleks protokol Profibus FMS (Fieldbus Message Specification), yang mana disesuaikan dengan tuntutan tugas komunikasi. Langkah selanjutnya pada tahun 1993 melihat penyelesaian spesifikasi untuk konfigurasi yang lebih sederhana dan protokol Profibus DP (Decentralized Periphery) yang lebih cepat. Profibus FMS digunakan untuk komunikasi (non-deterministik) data antara Profibus Masters. Profibus DP adalah protokol dibuat untuk komunikasi (deterministik) antara tuan Profibus dan remote I/O slave mereka. 2.2 Pengertian Profibus Profibus (Process Field Bus) adalah salah satu protokol komunikasi data jarak jauh yang berdasarkan prinsip OSI (Open Standard Interconnection) sebagai standar bagi komunikasi data. Profibus adalah sistem jaringan industri untuk mengontrol sistem distribusi secara langsung, cara ini digunakan untuk menghubungkan instrumen di pabrik. Karya Fieldbus pada struktur jaringan yang biasanya memungkinkan daisy-chain, bintang, cincin, cabang, dan topologi jaringan pohon. Profibus merupakan sistem kendali yang menggunakan media komunikasi digital, serial, dua arah, multidrop, dengan standar spesifikasi

berdasarkan IEC61158-2 (kabel twisted-pair) yang berarti kecepatan transfer data 31.25 Kbps yang saling menghubungkan peralatan instrument di lapangan seperti sensor, transmitter (pemancar), aktuator dan peralatan di level hirarki lebih tinggi seperti DCS. Sebelumnya, komputer yang terhubung menggunakan RS-232 (koneksi serial) dimana hanya dua perangkat bisa berkomunikasi. Ini akan menjadi setara dengan yang digunakan saat ini 4-20 skema komunikasi mA yang mengharuskan setiap perangkat memiliki titik komunikasi sendiri di tingkat controller, sedangkan fieldbus setara dengan koneksi LAN-jenis saat ini, yang membutuhkan satu titik komunikasi di tingkat controller dan memungkinkan beberapa (ratusan) dari analog dan digital poin untuk dihubungkan pada saat yang sama. Hal ini mengurangi baik panjang kabel yang dibutuhkan dan jumlah kabel yang diperlukan. Selain itu, karena perangkat yang berkomunikasi melalui fieldbus membutuhkan mikroprosesor, beberapa titik yang biasanya disediakan oleh perangkat yang sama. Beberapa perangkat fieldbus sekarang mendukung skema kontrol. 2.3 Perangkat Profibus Profibus mendukung dua jenis utama dari perangkat, yaitu master dan slave. Berikut penjelasannya. •

Master Device Control bus dan ketika mereka memiliki hak untuk mengakses bus, mereka dapat mentransfer pesan tanpa ada permintaan

•

terpencil. Ini disebut sebagai aktif stasiun. Perangkat Slave biasanya perangkat periferal yaitu pemancar / sensor dan aktuator. Mereka mungkin hanya mengakui menerima pesan atau, atas permintaan dari menguasai, mengirimkan pesan untuk menguasai itu. Ini juga disebut sebagai pasif stasiun.

2.4 Variasi Profibus Profibus terdiri dari beberapa variasi yang dirancang untuk digunakan dalam aplikasi khusus. Dua versi Profibus yang paling sering digunakan adalah Profibus-DP (Peripherals Terdistribusi) dan Profibus-PA (Process Automation). Berikut penjelasan beberapa variasi profibus yaitu sebagai berikut. a. Profibus DP (Peripherals Desentralisasi)

Latar belakang penggunaan Profibus DP dimulai dari pemikiran tentang automation system yang sudah ada saat itu tetapi tidak efisien, baik dari segi instalasi maupun biaya yang dikeluarkan untuk membangun sebuah control system yang biasa disebut sebagai Central Automation System. Dengan sistem ini controller sebagai pusat automation berada di satu tempat sedangkan sensor/actuator tersebar disemua area dimana semua instalasi sensor ini tertuju disatu tempat yaitu ke controller, sehingga memerlukan kabel yang banyak dan panjang untuk instalasinya. Kemudian munculah Profibus DP sebagai protokol komunikasi berbasis RS485 yang mengubah Central Automation System menjadi Distributed Automation System. Sistem ini memberikan beberapa kelebihan dibandingkan dengan sistem yang lama, dimana dari sisi instalasi sangat efisien dan biaya yang dikeluarkan lebih sedikit Profibus DP adalah teknologi komunikasi berbasis RS485 yang memiliki system modular yang dapat digunakan sesuai fungsi module itu sendiri. Profibus DP digunakan untuk mengoperasikan sensor dan aktuator melalui pengendali terpusat dalam produksi (pabrik) aplikasi otomatisasi. Banyak pilihan diagnostik standar, khususnya, fokus di sini. Profibus-DP diakui sebagai jaringan bus kinerja tinggi mampu menularkan ribuan I informasi titik / O dalam waktu kurang dari beberapa milidetik. Untuk alasan itu telah digunakan secara luas untuk aplikasi kontrol respon yang cepat seperti servos turbin dan kecepatan drive variabel.  Fitur Profibus-DP a. Akses data kecepatan tinggi mampu menangani fungsi penting waktu. b. Jaringan hingga 32 perangkat (hingga 126 dengan repeater) pada jaringan 4-kawat; (2 kabel untuk sinyal dan 2 kabel untuk power). c. Jaringan trunk dapat memperpanjang hingga 4.000 kaki (1.220 meter) per segment. d. Secara dramatis

mengurangi

biaya

pemasangan

kabel

dan

commissioning lebih aplikasi konvensional. e. Interface mudah ke dalam sistem kontrol yang lebih baru. f. Digunakan secara luas di seluruh Eropa dengan dukungan di Amerika Utara.

Gambar Spesifikasi Profibus-DP

Gambar System Overview Profibus DP

b. Profibus PA (Process Automation) Profibus PA digunakan untuk memonitor peralatan pengukuran melalui sistem kontrol proses dalam aplikasi otomatisasi proses. Varian ini dirancang untuk digunakan dalam ledakan / daerah berbahaya (Ex-zona 0 dan 1). Physical Layer (yaitu kabel) sesuai dengan IEC 61158-2, yang memungkinkan daya untuk

dikirimkan melalui bus ke instrumen lapangan, sementara membatasi arus sehingga kondisi ledakan yang tidak diciptakan, bahkan jika terjadi kerusakan. Jumlah perangkat yang melekat pada segmen PA dibatasi oleh fitur ini. PA memiliki tingkat transmisi data dari 31,25 Kbit / s. Namun, PA menggunakan protokol yang sama seperti DP, dan dapat dihubungkan ke jaringan DP menggunakan perangkat coupler. Jauh lebih cepat DP bertindak sebagai jaringan backbone untuk transmisi sinyal proses ke controller. Ini berarti bahwa DP dan PA dapat bekerja erat bersama-sama, terutama dalam aplikasi hibrida di mana proses dan pabrik otomatisasi jaringan beroperasi berdampingan.Dalam lebih dari 30 juta node Profibus dipasang pada akhir tahun 2009. 5 juta di antaranya dalam proses industri Profibus-PA dikembangkan untuk menghubungkan langsung ke ProfibusDP dan dapat digunakan dalam aplikasi intrinsik aman. Profibus DP menggunakan RS485 lapisan fisik sementara PA menggunakan IEC 61158-2 lapisan fisik dirancang terutama untuk aplikasi proses. Profibus-PA dirancang sebagai pengganti HART dan 4 untuk transmisi sinyal 20mA dalam proses industri. Menggunakan blok fungsi dirancang di sekitar kebutuhan industri proses dan menggunakan IEC 61158-2 lapisan fisik, sehingga kompatibel dengan sirkuit keselamatan intrinsik. Profibus-PA link ke arsitektur kontrol melalui Profibus-DP dengan coupler segmen atau link seperti yang ditunjukkan. Skrup segmen konverter sinyal yang mengadaptasi RS-485 sinyal ke tingkat sinyal 61158-2. Mereka adalah transparan dari sudut protokol bus pandang. Jika skrup segmen yang digunakan, baud rate pada DP (RS-485) segmen harus dibatasi untuk 45 Kbits / detik. Segmen coupler juga menyuntikkan listrik ke jaringan PA untuk instrumentasi segmen. Link adalah slave independen pada jaringan DP yang mewakili semua perangkat yang terhubung ke 61158-2 segmen. Ketika segmen PA yang dihubungkan dengan menggunakan link tidak ada batasan untuk baud rate pada segmen DP yang memungkinkan kinerja jaringan bus secara keseluruhan lebih cepat.

Gambar Spesifikasi Profibus PA

Gambar Overview System Profibus PA 2.5 Kabel Profibus Profibus kabel harus memiliki karakteristik khusus conserning lonjakan impedansi, kabel kapasitansi, inti penampang, tahanan loop dan redaman sinyal.

Gambar Fisik Kabel Profibus Gambar 2.5.a. Kabel bus Gambar 2.5.b. Pin sub D

Pada profibus kabel yang digunakan yaitu harus sepasang jenis kabel twisted pair dengan perisai (dikepang dan / atau foil). Sebuah standar Kabel Profibus memiliki satu hijau dan satu kabel merah. Merah harus dihubungkan ke + atau A dan hijau untuk - atau B di stasiun Profibus.  Salah satu pilihan jenis konektor -9 pin Sub-D: a. Konektor dengan pemutusan terintegrasi yang tersedia; b. Untuk penggunaan higherbaudrates, inductivitybuilt dalam; c. Mudah pasang dan cabut tanpa mengganggu; d. Komunikasi ke perangkat lain; e. Jenis konektor lain yang mungkin, sinyal wajib (A, B, GND, 5V) 

harus disediakan serta kemungkinan untuk penghentian. Pemutusan (fitur RS485): a. Setiap segmen harus diakhiri pada kedua ujungnya; b. Terminasi perlu didukung setiap saat; c. Jika mungkin menggunakan satu penghentian di master; d. Daya untuk terminasi atau pengakhiran itu sendiri perlu disediakan oleh perangkat.

Gambar 2.5.c. Terminasi bus Struktur segmen dengan pemutusan ditunjukkan pada gambar 2.5.d.

Gambar 2.5.d. Struktur dengan pemutusan Pemutusan “on” (biasanya setiap kali hanya satu kabel terhubung ke perangkat yang terminasi harus “on”). Segmen diperlukan untuk melebihi panjang dan melebihi 32 perangkat (termasuk Repeater/OLM). Mereka dapat digunakan untuk membangun segmen cabang dan menghubungkan hingga 126 Stasiun (noaddr. untuk Repeater/OLM). Aturan adalah: - Segmen memiliki max. dari 32 perangkat (termasuk Repeater / OLM); - Pertama dan segmen terakhir dapat memiliki 31 stasiun; - Segmen antara memiliki 30 stasiun sebagai maksimum. Setiap stasiun Profibus diberikan alamat unik yang harus nomor antara 0 dan 126. Ini berarti bahwa tidak pernah bisa lebih dari 127 stasiun di jaringan. Jika kabel yang panjang atau jumlah stasiun melebihi 32, itu adalah kebutuhan untuk repeater. Masing-masing segmen harus diakhiri setiap akhir - lihat gbr. 9. Di RS 485, jaringan membutuhkan perbaikan untuk setiap 32 stasiun. Sebuah repeater juga diperlukan jika jarak kabel panjang (100m pada 12 Mbit / s, 1200 at 9,6 kBit.s). Panjang total jaringan tidak bisa melebihi 10 km.



Gambar 2.5.e. Stasiun dan Repeater Komponen serat optik Plastik dan serat kaca optik dan optik busi dan modul yang tersedia. Fitur dari serat optik adalah: - Kebisingan kekebalan tubuh; - Beda potensial independen; - Jarak yang lebih jauh (hingga 20 mil);

- Operasi berlebihan adalah mungkin; - Line, cincin dan konfigurasi bintang. 2.5 Kelemahan dan Kelebihan Profibus Keuntungan lain dari penggunaan teknologi profibus adalah pengurangan jumlah routing cable. Tidak ada multipare cable lagi yang digunakan sebagaimana sistem konvensional. Junction Box ke Marshalling hanya dihubungkan oleh single pair twisted cable (sepasang kabel twisted). Karena addressing system yang dilakukan oleh profibus memungkinkan banyak device dapat berkomunikasi melalui satu pair cable. Penggunaan twisted pair ini adalah untuk mengurangi interferensi signal. Transmitter dengan kemampuan profibus sebenarnya tidak diperlukan lagi setting kalibrasi signal untuk melakukan

linearisasi transmitter. Yang

dimaksudkan di sini adalah jika dibandingkan dengan HART yang memerlukan setting Zero adalah 4 mA dan maksimal adalah 20 mA kemudian dilakukan linearisasi 25%, 50%, 100% maka Foundation Fieldbus (FF) tidak memerlukan kegiatan ini. Yang diperlukan dalam fielbus adalah kalibrasi sensor bahwa 0 Barg harus terkirim data 0 Barg pula. Begitu pula 100 Barg harus terkirim data digital 100 Barg. Begitu seterusnya tanpa perlu melakukan linearisasi, karena linearisasi hanya ada dalam teknologi analog. Data oleh fieldbus dikirimkan melalui data digital 0 and 1 yang diambil dari data increasing dan decreasing dari gelombang kotak dari tegangan yang dihasilkan oleh Bus Power melalui kabel H1. Pengambilan data pada puncak dan lembah dari gelombang kotak untuk menunjukkan 1 dan 0 sebagaimana teknologi digital lama tidak digunakan di profibus karena rawan terhadap interferensi. Bus Power rata-rata pada range rating 24-32 VDC. Terkhusus pada bus power yang dihasilkan oleh Yokogawa Fieldbus adalah 27 VDC. Pada level komunikasi lebih tinggi antar module pengontrol profibus menggunakan jaringan ethernet yang dikenal sebagai HSE (High Speed Ethernet). Untuk mengkomunikasinya dengan intranet atau internet bisa saja dilakukan melalui gateway. Demikian juga dengan jaringan komunikasi industrial yang lain seperti Modbus. Kelemahan tapi mungkin dapat juga disebut kelebihan, bahwa Profibus terlalu software base. Seorang teknisi yang sudah terbiasa melakukan

troubleshoot secara kasatmata dengan membandingkan signal 4-20 mA pada device dan action seharusnya didapat dari 4-20 mA maka sekarang teknisi tidak dapat berbuat banyak. Semuanya tergantung dari Software Engineer yang harus melakukan , configure, autocalibration, dan lain sebagainya. Teknisi hanya akan membandingkan besaran proses dengan data yang diterima oleh screen workstation. Jika terdapat deviasi maka semua dikembalikan ke software engineer untuk melakukan signal adjustment (penyesuaian sinyal). Setidaknya teknisi lapangan masih dapat melakukan monitoring lokal dengan menggunakan Fisher 375 Communicator. Berbagai macam produk transmitter dan valve yang sudah masuk dalam Fieldbus Foundation (FF) akan compatible (cocok) dengan Fisher 375. Namun dalam kenyataannya Fisher 375 tidak dapat membaca detail parameter-parameter dari produk K-Tek, kecuali process variable (PV) semata.

BAB III PENUTUP Penutup dalam makalah ini menguraikan tentang kesimpulan dari penjelasan profibus. Paparan lebih lanjut sebagai berikut. 3.1 Kesimpulan Profibus adalah sistem jaringan industri untuk mengontrol sistem distribusi secara langsung, cara ini digunakan untuk menghubungkan instrumen di pabrik yang setara dengan koneksi LAN-jenis saat ini. Terdapat 2 macam variasi profibus yaitu Profibus DP dan PA.

BAB III PENUTUP Penutup dalam makalah ini menguraikan tentang kesimpulan dari penjelasan profibus. Paparan lebih lanjut sebagai berikut. 3.1 Simpulan

DAFTAR RUJUKAN Edi

Sulistyo, Teguh. 2013. Apa itu Profibus. (Online), (http://teguhpati.blogspot.co.id/2013/04/apa-itu-profibus.html), diakses 8 Oktober 2016.

Ardani

Ratanti, Iffa. 2014. Field Bus. (Online), (http://ratantiiffa.blogspot.co.id/2014/09/field-bus.html), diakses 8 Oktober 2016.

Kuncoro, Andri. 2012. Paduan Singkat Instalasi Profibus DP. (Online), (http://instrumentation-electrical.blogspot.co.id/2012/02/paduan-singkatinstalasi-profibus-dp.html), diakses 8 Oktober 2016. Wikipedia.2016. Profibus. (Online), (https://en.wikipedia.org/wiki/Profibus.html), diakses 8 Oktober 2016.