Redundansi pada Sistem Kontrol

Sistem pengendalian atau sistem kontrol adalah proses pengaturan terhadap satu atau beberapa parameter sehingga berada pada suatu rentang tertentu yang diinginkan (setpoint). Kata redundansi umumnya dikaitkan dengan istilah pada penulisan bahasa yang memiliki makna berupa pengulangan kata tanpa adanya penambahan makna. Pada sistem kontrol, makna kata redundansi pun tidak jauh berbeda, yang dimana pada sistem kontrol terdapat penggunaan dari dua atau lebih alat identik tanpa adanya penambahan fungsi. Gambar 1merupakan contoh dari redundansi yang terdapat pada arsitektur CPU FCS (Field ControlSystem) Centrum VP.

Gambar 1. Arsitektur CPU FCS Centrum VP Yokogawa (Raharjo, 2012)

Berdasarkan Gambar 1, dapat disimpulkan bahwa arsitektur dari FCS tersebut terdiri dari dua sisi yang identik antara satu dengan yang lainnya baik dari segi fungsi maupun kehandalannya. Pada Yokogawa, sistem ini dikenal sebagai teknologi Pair and Spare (Raharjo, 2012). Redundansi dari sistem tersebut bekerja apabila salah satu sisi dari sistem tersebut mengalami kegagalan, maka sisi lainnya dapat menggantikannya sehingga terjadinya kegagalan sistem kontrol belum tentu menyebabkan proses untuk terhenti.

Redundansi memiliki peran yang sangat penting ketika bersangkutan dengan ketiga jenis proses berikut, yaitu continuous process, irreversible process, dan extended restart time (Niazi, 2020). Continuous process merupakan jenis proses yang diharuskan melakukan pekerjaan secara terus menerus. Jika proses jenis ini mengalami pemberhentian, maka dampak paling buruk yang dapat terjadi adalah berhentinya seluruh proses lainnya yang berhubungan dengan proses ini. Salah satu contoh continuous process adalah pada industri farmasi terdapat proses pencucian/pensterilan sebelum pengisian, jika mesin pencucian terputus diantara siklusnya, maka sistem redundansi akan mengambil alih dan proses pencucian dimulai lagi dari awal. Contoh dari continuous process dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Mesin Pencucian Wadah pada Industri Farmasi (Niazi, 2020)

Jenis proses yang kedua adalah irreversible process. Proses ini merupakan proses yang tidak dapat dibalikkan, yang artinya proses dalam sistem tidak dapat diubah atau dihentikan di tengah sebelum selesai. Sebagai contoh misalkan pada industri kimia, setelah produk selesai dibuat maka harus sesegera mungkin diisi ke dalam wadah yang diinginkan.
Jika tidak, sifat kimianya akan berubah dan kehilangan manfaat. Jenis proses yang ketiga adalah extended restart time. Proses ini merupakan proses waktu mulai ulang atau restart yang lama. Beberapa industri tidak memiliki kemampuan
untuk melakukan restart sistem karena bukanlah tugas kecil dan dibutuhkan waktu yang lama agar sistem beroperasi penuh, bahkan hingga satu bulan. Contohnya terdapat pada industri besi dan baja menggunakan tungku. Tungku diatur pada suhu tinggi yang konstan sehingga membutuhkan waktu yang cukup lama untuk mencapai suhu tersebut. Apabila sistem mengalami kegagalan maka suhu akan menurun dan memakan waktu yang lama untuk kembali stabil. Contoh dari extended restart time dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 3. Tungku pada industri besi dan baja (Niazi, 2020)

Penerapan sistem redundansi pada industri juga diperlukan beberapa pertimbangan utama, yaitu membutuhkan peralatan yang harus dirancang dengan baik dan peningkatan kompleksitas. Redundansi adalah mengenai semua peralatan yang dirancang mirip dengan asli. Peralatan tambahan merupakan faktor penting dalam membuat desai. Jika tidak dirancang dengan baik, itu akan membuang-buang sumberdaya dan keluaran yang dicapai tidak sesuai keinginan. Sistem redundansi adalah duplikasi sistem asli yang sering menimbulkan kompleksitas. Kompleksitas ini disebabkan oleh algoritma pemrograman tambahan atau penyerahan kendali dari komponen asli ke komponen cadangan. Beberapa pertimbangan yang telah disebutkan sebelumnya sangat berarti bagi dunia industri. Apabila industri tidak menggunakan sistem redundansi, akan terjadi berbagai konsekuensi buruk seperti hilangnya produk, kerusakan produk, dan peningkatan biaya operasional. Kehilangan produk dapat terjadi di industri farmasi, dimana jika terjadi kegagalan maka produk tidak dapat dikembalikan seperti semula dan menyebabkan produk hilang tanpa digunakan. Kerusakan produk dapat disebabkan oleh kerusakan beberapa komponen sehingga produk yang dihasilkan tidak lolos quality control.

Referensi

[1] Niazi, M.A. 2020. What is Redundancy in Control Systems?. Control Automation.
https://control.com/technical-articles/what-is-redundancy-in-control-systems/. Diakses
tanggal 25 Januari 2022.
[2] Raharjo, N.N. 2012. Hardware Description DCS Centum VP. PT Yokogawa.
http://maulana.lecture.ub.ac.id/files/2012/04/4.-VPEG-Hardware-Description-FFCS-L.pdf.
Diakses tanggal 25 Januari 2022.

 

Oleh

Farrel Abyansyah                                   ( Teknik Fisika 2019 )
Raden Roro Dita Putri Kurniasari           ( Teknik Fisika 2019 )

Modbus adalah protokol komunikasi yang dikembangkan oleh Modicon pada tahun 1979, untuk digunakan pada Programmable Logic Controller (PLC) yang mereka miliki [1]. Modbus bersifat terbuka (open protocol), yang berarti protokol tersebut didokumentasikan dengan rapi dan disebarkan secara terbuka, sehingga dapat digunakan oleh siapapun secara bebas, atau dengan lisensi tertentu [1]. Pengembangan, pemeliharaan dan pembaharuan dari protokol modbus sendiri dilakukan oleh The Modbus Organization, suatu organisasi yang beranggotakan pengguna dan pengembang alat-alat yang menggunakan protokol modbus agar protokol modbus dapat terus digunakan [2].

Protokol modbus memiliki banyak versi pada serial port, maupun ethernet. Versi yang lazim digunakan adalah versi modbus TCP/IP, modbus RTU, modbus ASCII, modbus Plus, dan modbus UDP [1]. 

Modbus bekerja dengan prinsip master-slave yang berarti hanya perangkat yang menjadi master/server yang dapat menginisiasi komunikasi (dinamakan query) [3]. Master dapat mengirim pesan individual ke slave tertentu atau menginisiasi pesan yang dikirimkan ke semua slave (broadcast query) [3]. Kemudian perangkat yang berperan sebagai slave (yang biasanya adalah perangkat peripheral  seperti transduser I/O dan katup (valve)) akan merespon pesan dengan memberikan data atau melakukan aksi tertentu yang diminta di dalam query. Slave hanya akan merespon pesan dari master yang memiliki address field yang cocok dengan address masing-masing slave itu sendiri. Slave juga hanya akan merespon pesan yang ditujukan secara individual, bukan pesan jenis broadcast [3].

Query dari master terdiri atas slave address, function code yang mendefinisikan aksi yang diminta, data-data yang diperlukan, dan bagian pengecekan eror. Respon dari slave terdiri dari bagian yang mengonfirmasi aksi yang akan dilakukan, data-data yang akan dikirim kembali, dan bagian pengecekan eror [3]. 

Model data modbus memiliki struktur yang dideskripsikan dalam 4 tipe data sebagai berikut [3]:

1. Discrete input
2. Coil output
3. Input register (data masukan)
4. Holding register (data luaran)

Modbus Protocol Data Unit atau PDU terdiri atas function code (1 byte) dan jumlah bit “data” yang diminta oleh master.

Perangkat modbus biasanya juga terdiri dari register map. Modbus function beroperasi pada register map untuk memonitor, mengonfigurasi, dan mengendalikan modul I/O. Register memori modbus dari suatu perangkat terdiri atas 4 tipe referensi data. Tipe data ini kemudian akan diidentifikasi berdasarkan angka yang ditulis di awal yang digunakan pada alamat memori perangkat [3].

 

Referensi	Deskripsi
0xxxx	Read/Write output diskrit atau coil output. Alamat referensi 0x digunakan untuk mengarahkan data output ke saluran output digital.
1xxxx	Read input diskrit. Status ON/OFF dari alamat referensi 1x dikendalikan oleh saluran input digital terkait.
3xxxx	Read register input. Register referensi 3x memiliki angka 16 bit yang diterima dari sumber eksternal seperti misalnya sinyal analog.
4xxxx	Read/Write output atau holding register. Register 4xxx digunakan untuk menyimpan data numerik 16 bit baik biner maupun desimal, atau untuk mengirimkan data dari CPU ke saluran output.

Catatan: x setelah angka paling depan merepresentasikan lokasi empat digit alamat pada memori data pengguna (user) [3].

Ketika slave modbus mendeteksi adanya eror atau tidak dapat melakukan aksi yang diminta pada query, maka slave akan mengirimkan pesan exception. Pesan exception ini terdiri atas alamat slave, salinan dari function code dengan most significant bit diubah menjadi HIGH, dan kode exception.

Sebagai contoh, jika function code-nya adalah 3 desimal (0000 0011 biner) maka, pada bagian function code dari pesan exception-nya adalah 131 desimal (1000 0011 biner). Kode-kode exception dapat dilihat sebagaimana tabel di bawah [4].

1	Illegal function	Kode function yang diterima di query tidak dikenali oleh slave atau tidak diizinkan oleh slave.
2	Alamat data ilegal	Alamat data yang diterima di query bukan alamat yang diizinkan oleh slave.
3	Nilai data ilegal	Nilai yang terdapat pada data query tidak bisa diterima oleh slave.
4	Perangkat slave gagal	Terjadi error yang tidak bisa diperbaiki ketika slave mencoba melaksanakan aksi yang diminta.
6	Perangkat slave sibuk	Slave terlibat dalam memproses perintah jangka panjang. Master harus mencoba ulang kemudian.
10	Gateway path tidak tersedia	Penggunaan khusus dalam hubungannya dengan gateway, biasanya berarti terdapat kesalahan konfigurasi atau overload pada gateway.
11	Perangkat target gateway gagal merespon	Penggunaan khusus dalam hubungannya dengan gateway, mengindikasikan tidak ada respon yang diterima dari perangkat target.

(Oleh: Petrus Diyos W.P. & Nailia Ziyada)

Referensi

[1]  Wally Gastreich. What is modbus?. Diakses dari  https://realpars.com/modbus/ , 24 Juni 2021.

[2]  Modbus Organization, Inc. Modbus home page. Diakses dari http://www.modbus.org/ , 24 Juni 2021.

[3 ] Bruce Cyburt. Introduction to Modbus. Diakses dari https://www.automation.com/en-us/ articles/2012-1/introduction-to-modbus , 6 Juli 2021.

[4] Control Solutions Minnesota. Modbus 101 – Introduction to Modbus. Diakses dari https://www.csimn.com/CSI_pages/Modbus101.html , 6 Juli 2021.

Distributed Control System atau DCS merupakan suatu platform untuk suatu sistem dengan kontrol dan operasi otomatis atau proses industri [1]. Dalam arti lain, DCS merupakan “otak” dari sistem kendali. DCS menggabungkan dan mengintegrasikan Human Machine Interface (HMI), kontroler, historian, database dan manajemen alarm ke dalam sistem otomatis tunggal. DCS diciptakan untuk mengendalikan beberapa pengendali yang saling terpisah yang bekerja pada berbagai operasi yang bersifat kontinyu. Semuanya terkoneksi menggunakan protokol komunikasi berkecepatan tinggi.

Pada 1980-an, industri mulai melihat DCS sebagai lebih dari sekadar kontrol proses dasar. Implementasi pertama DCS dengan kontrol digital langsung diselesaikan pada tahun 1981-82 oleh perusahaan Australia bernama Midac dengan perangkat keras yang dikembangkan oleh RTec Australia [2]. Sistem yang dipasang di University of Melbourne menggunakan jaringan komunikasi serial yang menghubungkan gedung kampus ke ruang kendali “front-end”. Setiap unit kendali jarak jauh menjalankan dua mikroprosesor Z80, sedangkan “front-end” menjalankan sebelas Z80 dalam konfigurasi pemrosesan paralel dengan halaman memori bersama untuk berbagi tugas, dan mengendalikan hingga 20.000 objek kontrol dapat berjalan secara bersamaan.

DCS tersusun dari beberapa bagian atau peranti. Beberapa diantaranya seperti komputer pusat, komputer umum, komputer atau kontroler lokal, display, database dan jalur data. Komputer pusat merupakan komputer utama yang terhubung dengan semua yang terkait dengan sistem operasi. Komputer umum merupakan unit kendali yang digunakan untuk melakukan optimasi, pengaturan lanjutan dan sebagainya. Komputer lokal  digunakan untuk mengendalikan secara langsung suatu proses, yang biasanya, berbasis PID. Display berfungsi untuk menampilkan suatu grafik atau analisis dari suatu proses. Database berfungsi untuk menyimpan dan mengumpulkan data-data. Dan yang terakhir, jalur data merupakan saluran transmisi data digital yang menghubungkan semua peranti-peranti dalam sistem. Hubungan dari setiap sistem dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Distributed Control System memiliki keuntungan sendiri dibandingkan dengan sistem kontrol lainnya. Adapun beberapa keuntungan apabila menggunakan DCS, diantaranya:

1. Meminimalisir biaya pengkabelan;
2. Mengalokasikan kesalahan;
3. Loss dalam jalur data tidak mempengaruhi sistem secara keseluruhan;
4. Kemudahan dalam mengaplikasikan algoritma pengaturan digital;
5. Dapat menangani berbagai mode pengaturan dalam setiap loop lokal.

Ada beberapa vendor atau perusahaan yang menyediakan produk DCS. Vendor-vendor tersebut adalah sebagai berikut:

1. ABB;
2. PLX;
3. Centum – Yokogawa;
4. Siemen;
5. Honeywell;
6. Foxboro;
7. Fisher – Rosemount;
8. dan lain-lain.

Umumnya, DCS digunakan pada proses manufaktur skala besar untuk mempermudah monitoring kontrol. Selain itu, DCS juga digunakan untuk sistem yang membutuhkan fungsi kontrol khusus, variabel proses, dan alarm. Contoh penerapannya adalah pada industri minyak dimana terdapat banyak sistem kontrol seperti flow controller yang merupakan closed-loop controller di mana katup dioperasikan untuk mendapatkan nilai yang ditetapkan [3].

(Oleh: Ghinna Mahassin, Muhammad Aditya Nugroho, Nicolas Christianto)

Referensi

[1]   Yokogawa Indonesia, “Distributed Control System (DCS).” https://www.yokogawa.com/id/solutions/products-platforms/control-system/distributed-control-systems-dcs/ (accessed May 29, 2021).

[2]   K.V.S. Srinidhi, “Distributed Control Systems & Its Industrial Applications,” International Journal of Engineering Inventions, vol. 9, no. 1, pp. 15–19, Jan. 2020.

[3 ]  William Bolton, Instrumentation and Control System, Second Edition, Oxford : Newnes, 2015

Apa yang dimaksud dengan Industrial Internet of Things (IIoT)?

Industrial internet of things (IIoT) mengacu pada perluasan dan penggunaan internet of things (IoT) di sektor industri dan aplikasi. Dengan fokus yang kuat pada komunikasi mesin-ke-mesin (M2M), data besar, dan pembelajaran mesin, IIoT memungkinkan industri dan perusahaan untuk memiliki efisiensi dan keandalan yang lebih baik dalam operasi mereka. IIoT mencakup aplikasi industri, termasuk robotika, perangkat medis, dan proses produksi yang ditentukan perangkat lunak.

IIoT dapat memiliki kelebihan melampui perangkat konsumen normal dan kerja internet perangkat fisik yang biasanya dikaitkan dengan IoT. Perbedaannya adalah persinggungan antara teknologi informasi (TI) dan teknologi operasional (OT). OT mengacu pada jaringan proses operasional dan sistem kontrol industri (ICS), termasuk antarmuka mesin manusia (HMI), sistem kontrol pengawasan dan akuisisi data (SCADA), sistem kontrol terdistribusi (DCS), dan pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC).

Konvergensi TI dan OT memberikan manfaat besar bagi industri dengan integrasi sistem yang lebih besar dalam hal otomatisasi dan pengoptimalan, serta visibilitas yang lebih baik dari rantai pasokan dan logistik. Pemantauan dan pengendalian infrastruktur fisik dalam operasi industri, seperti di bidang pertanian, perawatan kesehatan, manufaktur, transportasi, dan utilitas, menjadi lebih mudah melalui penggunaan sensor dan aktuator pintar serta akses dan kontrol jarak jauh.

Dalam konteks revolusi industri keempat, yang dijuluki Industri 4.0, IIoT merupakan bagian integral dari bagaimana sistem fisik siber dan proses produksi diatur untuk bertransformasi dengan bantuan data besar dan analitik. Data waktu nyata dari sensor dan sumber informasi lainnya membantu perangkat dan infrastruktur industri dalam “pengambilan keputusan”, dalam menghasilkan wawasan dan tindakan tertentu. Mesin selanjutnya diaktifkan untuk mengambil dan mengotomatiskan tugas-tugas yang tidak dapat ditangani oleh revolusi industri sebelumnya. Dalam konteks yang lebih luas, IIoT sangat penting untuk menggunakan kasus yang terkait dengan ekosistem atau lingkungan yang terhubung, seperti bagaimana kota menjadi kota pintar dan pabrik menjadi pabrik pintar.

Penangkapan dan transmisi data yang konsisten di antara perangkat dan mesin pintar memberi industri dan perusahaan banyak peluang pertumbuhan. Data tersebut memungkinkan industri dan perusahaan untuk menangkap kesalahan atau ketidakefisienan dalam rantai pasokan, misalnya, dan segera mengatasinya, sehingga mendorong efisiensi sehari-hari dalam operasi dan keuangan. Integrasi IIoT yang tepat juga dapat mengoptimalkan penggunaan aset, memprediksi titik kegagalan, dan bahkan memicu proses pemeliharaan secara mandiri.

Dengan mengadopsi perangkat yang terhubung dan cerdas, bisnis dimungkinkan untuk mengumpulkan dan menganalisis data dalam jumlah yang lebih besar dengan kecepatan yang lebih tinggi. Hal ini tidak hanya akan meningkatkan skalabilitas dan kinerja, tetapi juga dapat menjembatani kesenjangan antara lantai produksi dan kantor umum. Integrasi IIoT dapat memberikan gambaran yang lebih akurat kepada entitas industri tentang bagaimana operasi mereka berjalan dan membantu mereka membuat keputusan bisnis yang tepat.

Apa pertimbangan dan tantangan keamanan dalam mengadopsi IIoT?

Menerapkan IIoT dapat merevolusi cara suatu industri beroperasi, namun masih banyak tantangan yang harus dihadapi oleh industri untuk meningkatkan upaya transformasi digital dengan tetap menjaga keamanan di tengah peningkatan konektivitas.

Industri dan perusahaan yang bekerja dalam bidang teknologi operasional (OT) harus memahami aspek keselamatan pekerja dan kualitas produk yang dihasilkan. Mengingat teknologi operasional (OT) masih dalam tahap pengembangan integrasi dengan jaringan internet, industri-industri mulai mendalami hal-hal tersebut dengan mulai melakukan pengenalan mesin cerdas dan otomatis di industri yang mana hal ini akan mendatangkan banyak tantangan baru yang memerlukan pemahaman tentang cara kerja IIoT (Industrial Internet of Things).

Dengan implementasi IIoT, terdapat tiga hal yang perlu difokuskan, yaitu ketersediaan, skalabilitas, dan keamanan. Ketersediaan dan skalabilitas sudah menjadi sifat kedua dari operasi industri, karena hal tersebut mungkin sudah didirikan atau dalam bisnis selama beberapa waktu. Keamanan merupakan hal yang penting dalam implementasi IIoT, karena banyak sekali tantangan keamanan yang harus ditaklukan ketika mengintegrasikan IIoT ke dalam operasi suatu industri karena banyak industri yang telah menggunakan sistem dan proses lama sejak waktu yang lama sehingga mempersulit adopsi teknologi baru. Selain itu, perkembangan teknologi yang semakin canggih ternyata menimbulkan adanya kerentanan pada keamanan termasuk juga pada keamanan akuntabilitas industri. Industri yang menerapkan IIoT memiliki tanggung jawab secara de facto untuk mengamankan segala pengaturan dan penggunaan perangkat dan sistem yang terhubung. Bagi para produsen teknologi, produk yang dikeluarkan harus terjamin keamanannya. Produsen wajib untuk melindungi konsumen dan harus dapat memastikan keamanan pengguna dengan memberikan tindakan pencegahan atau perbaikan jika terdapat masalah keamanan. Kebutuhan akan keamanan jaringan sangat dikedepankan karena kasus peretasan jaringan keamanan telah meningkat seiring waktu. Para pelaku pelanggaran keamanan ini melakukan berbagai cara untuk mendapatkan akses ke dalam sistem yang terhubung pada suatu perusahaan atau industri. Hal ini berakibat pada tereksposnya privasi bisnis yang juga berpotensi menyebabkan operasi pada industri atau perusahaan ditutup. Oleh karena itu, industri dan perusahaan yang mengadopsi IIoT harus merencanakan dengan baik akan hal ini dan perlu pertimbangan yang matang dalam melakukan mitra operasi dengan perusahaan teknologi untuk mengelola komponen fisik dan digital dengan keamanan tinggi.

Tantangan lain yang harus dihadapi industri ketika mengadopsi IIoT adalah bagaimana mengintegrasikan operasi yang ada di industri dengan Teknologi Informasi (TI) dengan benar, di mana koneksi dan informasi perlu diamankan. Data para pengguna harus diproses sesuai dengan peraturan privasi yang berlaku, seperti contohnya pada Peraturan Perlindungan Data Umum (GDPR) Uni Eropa (UE). Meskipun data yang dikumpulkan memainkan peran penting dalam menghasilkan wawasan untuk perangkat dan infrastruktur, informasi pribadi harus dipisahkan dari data log umum. Informasi seperti identitas pribadi (PI) harus disimpan dalam database yang terenkripsi. Menyimpan informasi yang tidak terenkripsi bersama dengan aktivitas relevan lainnya di cloud dapat berarti bisnis menjalankan operasi dengan risiko eksposur ke dunia luar. Salah satu kekhawatiran utama yang melingkupi IoT adalah fragmentasi teknologi. IIoT secara ekstensi, tidak dikecualikan dari koeksistensi berbagai standar, protokol, dan arsitektur yang berbeda. Dalam sistem IIoT terdapat penggunaan yang bervariasi pada fragmentasi teknologinya, seperti misalnya, standar dan protokol yang menggunakan Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) dan Constrained Application Protocol (CoAP).

Apa risiko sistem IIoT?

Masalah-masalah keamanan yang terkait dengan sistem IIoT sebagian besar berasal dari kurangnya langkah-langkah keamanan dasar. Kesenjangan keamanan seperti port yang terbuka, praktik otentikasi yang tidak memadai, dan aplikasi yang usang sangat berpotensi pada munculnya risiko. Bahkan, jika sistem memiliki jaringan yang terhubung langsung ke internet akan lebih banyak berpotensi risiko keamanan.

Perusahaan-perusahaan industri mungkin sudah memahami dan mengetahui kemungkinan dampak dari bisnis jika sistem TI mengalami kendala (down) karena infeksi cyber crime atau malware. Namun, konvergensi TI dan OT ternyata memberikan faktor risiko baru yang sangat signifikan, yaitu ancaman dunia nyata yang bahkan dapat mempengaruhi warga sipil.

Sistem IIoT yang tidak aman dapat menyebabkan gangguan operasional dan kerugian moneter, dan gangguan lainnya. Perangkat dan sistem yang lebih terhubung ke internet memiliki lebih banyak risiko keamanan, seperti:

1. Kerentanan pada perangkat lunak dapat dimanfaatkan untuk menyerang sistem.
2. Perangkat dan sistem yang terhubung ke internet dapat ditelusuri secara publik.
3. Aktivitas berbahaya seperti peretasan, serangan bertarget, dan pelanggaran data.
4. Manipulasi sistem yang dapat menyebabkan gangguan operasional (misalnya penarikan kembali produk) atau proses sabotase (misalnya penghentian jalur produksi).
5. Kerusakan sistem yang dapat mengakibatkan kerusakan perangkat dan fasilitas fisik atau cedera pada operator atau orang di sekitar.
6. Sistem OT diadakan untuk pemerasan karena dikompromikan melalui lingkungan TI. Contoh terkenal dari sistem OT yang dikompromikan melalui lingkungan TI adalah serangan siber pada Desember 2015 terhadap jaringan listrik di Ukraina, di mana pihak peretas dapat menginfeksi infrastruktur TI untuk mematikan sistem kritis dan mengganggu daya ribuan rumah.

Bagaimana seharusnya industri dan perusahaan melakukan pengamanan IIoT?

Sistem IIoT pada suatu industri akan membawa keuntungan untuk mendorong produktivitas dalam operasi industri dengan tetap menjaga keamanan. Selain itu, sistem IIoT yang terhubung Teknologi Operasionalnya (OT) ke internet dapat membuat bisnis industri lebih efisien dan mudah, dengan bantuan banyak sensor dan perangkat yang terhubung di tempat kerja dan data real-time yang dihasilkan. Namun, jika terjadi ancaman pada keamanan siber sistem IIoT industri menjadi salah satu kekurangan yang dapat memberikan kerugian. Di sinilah keamanan berdasarkan desain dan pendekatan keamanan yang disematkan harus ditingkatkan.

Pusat operasi keamanan (SOC) sangat penting untuk memantau dan melindungi secara proaktif dari berbagai ancaman yang memengaruhi lingkungan yang terhubung. Unit terpusat ini memungkinkan industri dan perusahaan untuk mengawasi sejumlah besar peringatan yang akan muncul sehingga dapat dilakukan penanganan secara cepat. SOC sangat bermanfaat untuk fasilitas yang membutuhkan visibilitas baik dan untuk memonitor keamanan keseluruhan sistem. Tim SOC memiliki peran penting dalam mendeteksi insiden keamanan atau aktivitas yang tidak wajar sehingga dapat segera mengatasi masalah tersebut sebelum kompromi terjadi. Pendekatan ini dinilai mampu mengatasi tantangan yang mungkin muncul pada sistem lama, visibilitas sistem yang rendah, dan waktu respons yang lambat. Dengan SOC, peringatan akan diprioritaskan dan korelasi ancaman akan lebih dioptimalkan untuk memungkinkan perusahaan mengelola TI dan OT. Namun, kemungkinan akan ancaman baru mengharuskan industri menyesuaikan ketahanan keamanan dan perlindungan infrastruktur industri terhadap ancaman baru dan tidak dikenal yang mungkin dihadapi. Pengadopsi IIoT dapat menekankan pada peningkatan SDM yang berfokus untuk menangani keamanan di lingkungan OT. Mengingat bahwa ini adalah area khusus, dapat dilakukan perekrutan pakar keamanan yang dapat memahami berbagai jenis ancaman dan mengambil tindakan cepat sehingga dapat mengurangi efek serangan dari luar. Hal-hal tersebut harus menjadi perhatian utama dan pertimbangan bari industri dan perusahaan jika mereka ingin berkembang di tengah konvergensi TI/OT.

Sistem keamanan dan perlindungan IIoT pada industri yang dibangun ke dalam berbagai lapisan implementasi IIoT akan memungkinkan industri dan perusahaan dalam melakukan operasi industri mereka dengan aman. Lapisan keamanan ini termasuk perangkat, jaringan, dan cloud. Lapisan perangkat biasanya terdiri dari perangkat dan aplikasi IIoT yang dibawa dari produsen dan penyedia layanan. Pengadopsi IIoT harus dapat mengetahui bagaimana produsen dan penyedia layanan mengirimkan dan menyimpan data. Jika terjadi masalah keamanan, produsen dan penyedia layanan juga harus dapat secara aktif memberitahu kepada industri dan perusahaan tentang apa yang perlu diperhatikan. Pada lapisan jaringan, terdapat gateway yang mengumpulkan data dari perangkat. Ini adalah bagian di mana industri atau perusahaan harus memiliki sistem pencegahan intrusi (IPS) agar mereka dapat memantau dan mendeteksi potensi serangan. Gateway juga merupakan tempat di mana biasanya ada pusat kendali yang mengeluarkan perintah ke perangkat yang berbeda-beda. Pusat kendali adalah tempat paling kritis di mana perusahaan dan industri harus menerapkan pengerasan keamanan untuk memastikan perlindungan terhadap infeksi malware dan mencegah peretas mendapatkan kendali utama sistem. Terakhir, terdapat cloud, cloud merupakan tempat penyedia yang harus memiliki implementasi keamanan yang dapat menjalankan perlindungan berbasis server untuk mengurangi risiko peretas yang memanfaatkan server dan data yang disimpan.
Oleh karena itu, pengamanan sistem IIoT memerlukan pertahanan ancaman yang terhubung dan perlindungan dari ujung ke ujung, dari gateway ke titik akhir, yang mampu menyediakan:

1. Pemantauan dan deteksi rutin jika terjadi infeksi malware.
2. Visibilitas ancaman yang lebih baik dan deteksi dini anomali.
3. Pencegahan proaktif atas ancaman dan serangan antara TI dan OT.
4. Transfer data yang aman.
5. Sistem Pencegahan Intrusi (IPS) generasi terbaru untuk mencegah serangan mengeksploitasi kerentanan.
   Perlindungan server dan aplikasi di seluruh pusat data dan cloud.

(Oleh: Aldi S. Briantama, Fredy Setiawan)

Referensi

[1]. Trend, Micro. (2017). Industrial Internet of Things (IIoT) [online]. Available : https://www.trendmicro.com/vinfo/us/security/definition/industrial-internet-of-things-iiot

Pengertian Secara Umum

Pabrik industri kerap kali membutuhkan uap untuk melakukan berbagai macam proses seperti proses pemanasan, produksi vakum, steam-engine moving, augmentasi proses kimia maupun proses-proses lainnya [1]. Umumnya, fungsi untuk menghasilkan uap ini dijalankan oleh sebuah pemanas (ketel) yang disebut dengan ‘steam boiler’.

Proses untuk mendapatkan uap ini cukup sederhana, kita biasa melihatnya ketika memasak air di dapur. Uap dihasilkan dari air yang dipanaskan hingga mencapai titik didih (boiling point) nya. Pada kondisi tersebut, air yang tadinya berwujud cair berubah menjadi fase gas dan terciptalah uap air. Artinya, untuk menghasilkan uap kita membutuhkan dua komponen yaitu air dan panas (kalor).

Peran dari steam boiler itu sendiri adalah untuk mengadakan panas (kalor) melalui proses combustion (pembakaran). Proses ini setidaknya memerlukan tiga hal penting, yaitu bahan bakar (biasanya dari gas alam, minyak, batubara, dan lainnya); udara (lebih tepatnya oksigen); serta panas untuk mencapai suhu dimana oksigen dan bahan bakar dapat bereaksi kimia. Apabila ketiganya tersedia, maka cukup untuk pembakaran bisa terjadi [2].

Namun pada sebuah pabrik industri, uap air ini dibutuhkan secara terus-menerus (continu). Hal ini tentunya menuntut adanya penambahan fungsi kontrol. Variabel penting yang diukur dan dikendalikan yaitu level air yang ada di ‘steam drum’ (bejana atas di steam boiler) pada Gambar 1. Agar menghasilkan aliran uap yang berkelanjutan secara efisien dan aman, harus dipastikan level air tidak pernah terlalu rendah atau terlalu tinggi [1].

Aplikasi Mata Kuliah

Mata Kuliah yang digunakan  di Teknik Fisika untuk memahami  BWLC ini adalah Teknologi Sensor, Teknologi Aktuator, Termodinamika, dan Konversi Energi.

Cara Kerja Sistem

Instrumen pertama dalam sistem kontrol ini adalah “LT” atau Level Transmitter. Alat ini fungsinya untuk merasakan ketinggian air di steam drum dan mengirimkan pengukuran tersebut ke pengontrol dalam bentuk sinyal pneumatik, yaitu variabel berupa tekanan udara yang dikirim melalui tabung logam atau plastik. Semakin besar level air dalam drum, semakin banyak tekanan udara yang dikeluarkan oleh LT. Karena LT bersifat pneumatik, maka perlu disuplai dengan A.S (Air Supply) yaitu sumber udara yang terkompresi.

Sinyal pneumatik ini dikirim ke instrument berikutnya dalam sistem kontrol, Level Indicating Controller atau “LIC”. Tujuan dari instrumen ini adalah untuk membandingkan sinyal level transmitter dengan nilai setpoint yang dimasukkan oleh operator manusia yang mewakili level air yang diinginkan dalam steam drum. Pengontrol kemudian menghasilkan sinyal keluaran yang memberi tahu katup kontrol untuk memasukkan lebih banyak atau lebih sedikit air ke dalam ketel untuk menjaga ketinggian steam drum.

Instrumen terakhir pada sistem kendali ini adalah katup kendali yang dioperasikan langsung oleh air operated control valve. Tujuannya adalah untuk membatasi laju aliran air ke dalam boiler. Jenis katup kendali ini menggunakan diafragma besar dan pegas besar untuk membuat katup lebih terbuka dengan lebih banyak sinyal tekanan dan selanjutnya ditutup dengan sinyal tekanan yang lebih sedikit.

Standar industri yang paling umum untuk sinyal tekanan pneumatik adalah 3 hingga 15 PSI, dengan 3 PSI mewakili nilai minimum pada ketinggian air steam drum, sedangkan 15 PSI mewakili nilai maksimal pada ketinggian air steam drum. Berikut disajikan tabel yang memperlihatkan hubungan antara tekanan dengan ketinggian air steam drum [1]:

Manfaat

Manfaat yang diperoleh dari sistem instrumentasi ini adalah pengendalian ketinggian air pada steam drum secara otomatis. Jika terlalu banyak air di dalam drum, air yang masih berfase cair dapat ikut terbawa bersama aliran uap dan akan menyebabkan masalah di bagian downstream. Sementara, apabila air terlalu rendah dapat menyebabkan drum mengering atau terbakar karena panasnya api [1]. Sistem instrumentasi ini banyak digunakan pada industri makanan&minuman, farmasi, otomotif, dan industri bahan konstruksi bangunan [3][4][5].

(Oleh: Faradhila A. S., Gilang Rahmat A., & Rangga Herlambang)

Referensi

[1]. Boiler Water Level Control System Example | Introduction to Industrial Instrumentation | Automation Textbook. (n.d.). Retrieved March 14, 2021, from https://control.com/textbook/introduction-to-industrial-instrumentation/example-boiler-water-level-control-system/
[2]. Technical Engineering School. (2018, January 15). Steam Boiler Fundamentals, Basic and Operation. https://www.youtube.com/watch?v=GOCX_IrDPis (“3 Uses of Steam in Commercial Industries,” 2016; 7 Industries That Benefit From Modular Boilers | Miura America, 2020; Boiler Water Level Control System Example | Introduction to Industrial Instrumentation | Automation Textbook, n.d.; Industrial Steam Boiler | Uses in Top Industries, 2015; Technical Engineering School, 2018)
[3]. 3 uses of steam in commercial industries. (2016, September 12). NZ Energy Systems. http://www.nzenergysystems.co.nz/3-uses-of-steam-in-commercial-industries/
[4]. 7 Industries That Benefit From Modular Boilers | Miura America. (2020, March 20). MiuraBoiler. https://www.miuraboiler.com/7-industries-that-benefit-from-modular-industrial-boilers/
[5]. Industrial Steam Boiler | Uses in Top Industries. (2015, September 22). Manley’s Boiler. http://www.manleysboilerinc.com/3-industries-that-rely-on-the-power-of-an-industrial-steam-boiler/

Selamat datang di website Kamalogis.

Website ini merupakan official website dari BSO Ikatan Mahasiswa Teknologi Instrumentasi DTNTF UGM atau biasa disebut Kamalogis. Disini kami akan memberikan informasi mengenai profil, aktivitas, kegiatan, dan event yang diadakan oleh Kamalogis. Selain itu kami juga akan memberikan informasi terkini tentang perkembangan teknologi instrumentasi di berbagai sektor. Kami juga akan menyediakan fitur – fitur tambahan lain untuk kenyamanan pengguna dan mahasiswa untuk menaikan IPK hehe. Salah satunya kami menyediakan database buku- buku kuliah bagi kalian yang sedang mencari ebook matakuliah disini. Database ini akan kami update secara berkala.

Disini kami tidak akan bisa tumbuh tanpa kalian. So, kami sangat mengharapkan adanya masukan dan saran kalian dengan diskusi di kolom komentar atau bisa langsung email ke kamalogis_teknikfisika@ugm.ac.id. Jangan lewatkan informasi terbaru dari kami jadi pantau terus website Kamalogis di kamalogis.ft.ugm.ac.id

Halo Kamalogiser!

Buletin kita untuk tahun ini sudah terbit lho. Silahkan klik link di bawah ya untuk mendownloadnya. Selamat membaca!

For download Click Here