BAB II BUILDING AUTOMATION SYSTEM 2.1 Pendekatan Sistematik dalam Perancangan Sistem Kontrol Proses Sistem kontrol proses terdiri atas sekumpulan piranti-piranti dan peralatanperalatan elektronik yang mampu menangani kestabilan, akurasi, dan mengeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses produksi. Masingmasing komponen dalam sistem kontrol proses tersebut memegang peranan yang penting, tidak perduli ukurannya. Untuk merancang suatu sistem kontrol adapun pendekatan sistematiknya sebagai berikut : 1. Memilih suatu instrumen atau sistem yang hendak dikontrol. Sistem yang terotomasi bisa berupa sebuah mesin atau suatu proses yang disebut sebagai sistem kontrol proses. Fungsi dari sistem kontrol proses ini secara terus menerus akan mengamati sinyal-sinyal yang berasal dari pirantipiranti masukan (sensor) dan tanggapannya berupa suatu sinyal yang diberikan ke piranti keluaran eksternal yang secara langsung mengontrol bagaimana suatu sistem beroperasi atau bekerja. 2. Menentukan suatu instrumen masukan dan keluaran yang akan dihubungkan ke perangkat pengendali. Piranti masukan dapat berupa saklar, sensor, dan sebagainya. Sedangkan piranti keluaran dapat berupa solenoida, kran elektromagnetik, motor, relay, starter magnet begitu juga dengan instrumen lain yang bisa menghasilkan suara atau cahaya dan lain sebagainya. 3. Membuat program yang sesuai dengan jalannya proses yang diinginkan. Dalam hal ini dapat menggunakan terminal konsol yang langsung berhubungan dengan perangkat pengendali yang bersangkutan atau melalui komputer yang memiliki saluran komunikasi yang dibutuhkan untuk mentransfer program dari komputer ke perangkat pengendali maupun sebaliknya. 4. Program disimpan dalam perangkat pengendali, baik dilakukan secara langsung melalui komputer. 2.2 Pengertian Building Automation System Building automation system adalah sebuah pemrograman, komputerisasi, intelligent network dari peralatan elektronik yang memonitor dan mengontrol sistem mekanis dan sistem penerangan dalam sebuah gedung. Building Automation Systems (BAS) mengoptimasi start-up dan performansi dari peralatan HVAC dan sistem alarm. BAS menambah dalam jumlah besar interaksi dari mekanikal subsistem dalam gedung, meningkatkan kenyamanan pemilik, minimasi energi yang digunakan, dan menyediakan off-site kontrol gedung. BAS berbasis kontrol komputer untuk mengkoordinasi, mengorganisasi, dan mengoptimasi kontrol subsistem pada gedung seperti keamanan, kebakaran/keselamatan, elevator, dan lain-lain. Bulding automation system adalah penggabungan sistem mekanik, listrik, peralatan dengan mikroprosesor yang berkomunikasi satu sama lain dan ke komputer. Komputer dan pengendali dalam building automation system ini dapat dihubungkan ke internet atau berfungsi sebagai sistem yang berdiri sendiri hanya untuk jaringan peer to peer controller saja. Selain itu, pengendali BAS sendiri tidak memerlukan komputer untuk memproses fungsi kontrol karena pengendali memiliki prosesor internal mereka sendiri. BAS sendiri tidak memerlukan komputer untuk memproses fungsi kontrol karena pengendali memiliki prosesor internal mereka sendiri. 2.3 Komponen-komponen Sistem Building Automation System (BAS) 2.3.1 Human Machine Interface (HMI) Pada perangkat Human Machine Interface menggunakan suatu komputer yang dilengkapi dengan printer, dan juga monitor untuk menampilkan grafik maupun teks yang dapat dilakukan pada satu monitor yang sama. Komputer merupakan penghubung antara operator dengan sistem, jadi apabila komputer dimatikan, maka sistem dapat berfungsi penuh artinya sistem dapat menjalankan kerja tanpa perintah dari seorang operator. Pemasukan (download) controlling operating system, dapat dilakukan melalui komputer dan tidak memerlukan peralatan tambahan. Untuk penyetingan hardware dan pemberian alamat dapat dilakukan pada setiap slave. 2.3.2 Controller Unit Perangkat pada suatu controller unit terdiri atas : a. Master Controller Master Controller merupakan perangkat utama yang berfungsi sebagai pusat pengendali dan menjadi pusat dari suatu sistem. Perangkat master controller harus memiliki memori yang tidak hilang (non volatile) apabila terjadi gangguan listrik. Perangkat keras (hardware) yang digunakan pada master controller harus sama dengan yang digunakan pada slave controller , hal ini bertujuan agar jika salah satu dari hardware yang rusak dapat saling dipertukarkan. Pada master controller dapat dipasang komputer dan printer. b. Branch Controller Pada suatu sistem BAS branch controller dapat bekerja sebagai titik pemasangan sensor-sensor (masukan) dan aktuator-aktuator (keluaran). Sama halnya dengan master controller, branch controller juga harus memiliki memori yang tidak hilang (non volatile) apabila terjadi gangguan listrik. 2.3.3 Jaringan komunikasi (networking communication) Terdapat beberapa jenis komunikasi dalam suatu controller unit antara lain : a. Antara komputer dan master controller Komunikasi antara komputer dan master controller terjadi secara serial menggunakan serial port RS232. Sistem komunikasi seperti ini merupakan perlengkapan yang standard pada komputer, tanpa tambahan suatu interface card ataupun gateway card. b. Antara controller dengan controller Komunikasi antara perangkat controller dengan controller menggunakan 2 wire twisted shielded cable jenis AWG 18. c. Industrial local area network Sistem harus mampu dikembangkan untuk dihubungkan dengan standard industrial local area network ethernet dengan kecepatan minimum 10MB dan dapat dijalankan dari workstation yang terhubung. 2.3.4 Perangkat Lunak (software) Program yang dibutuhkan untuk Building Automation System (BAS) dapat dibuat menggunakan software PG-5 yang sudah disertakan dalam pembelian sedangkan untuk menampilkan perangkat HMI (Human Machine Interface) dapat menggunakan program Visiplus yang memang khusus digunakan untuk produk- produk dari SAIA Burgess. a. Programming Blok programming tidak berbentuk statemen-statemen, tetapi pada blok programming telah tersedia blok-blok untuk bermacam-macam fungsi seperti misalnya untuk pengaturan AHU, run time totalization, alarm/report block, schedule, sequencer, dan lain-lain. b. Kemampuan multitasking Sistem harus mampu menjalankan program-program lain, selain program BAS, pada saat menjalankan program lain tersebut sistem BAS harus tetap berfungsi. c. Pelaporan adanya kelainan / alarm (Methode of Alarm Anuciation) Bila tejadi kelainan / alarm pada sistem, maka alarm printer secara otomatis akan mencetak titik-titik kesalahan, bentuk-bentuk kesalahan dan waktu terjadinya kesalahan. d. Hubungan antara Building Automation System dengan office automation system. Data-data yang diperlukan untuk pemrosesan lebih lanjut, misalnya perhitungan biaya untuk keperluan statistik dan selanjutnya dapat diproses sebagai office automation system. 2.3.5 Sensor Sensor dapat digunakan untuk proses monitoring, controlling, dan proteksi. Harus terdapat kecocokan antara sensor dan sistem BAS. Biasanya sensor yang digunakan antara lain : sensor suhu, sensor tekanan, sensor level tetapi tidak menutup kemungkinan sensor-sensor yang lain sesuai dengan kebutuhan dan permintaan. 2.3.6 Relay MY2 coil 24 VDC Pada sistem BAS relay digunakan pada panel untuk menghubung dan memutus arus pada saklar automatic. Relay ini diaplikasikan untuk menghidupkan maupun mematikan peralatan sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan. Relay akan menerima tegangan 24 VDC dari PCD sehingga relay yang tadinya NO (normally open) akan terhubung NC (normally closed). 2.4 Bagian dari sistem 2.4.1 Controller : Controller yang digunakan biasanya terdiri dari satu atau lebih PLC (Programmable Logic Controllers), dengan pemrograman tertentu. PLC dalam BAS digunakan untuk mengontrol peralatan yang biasanya digunakan dalam sebuah gedung 2.4.2 Occupancy Sensor : Occupancy biasanya didasarkan pada waktu dari skedul harian. Override switch atau sensor dapat digunakan untuk memantau occupancy pada beberapa daerah internal gedung. 2.4.3 Lighting : Lighting dapat dinyalakan maupun dimatikan dengan Building Automation System berdasarkan waktu harian, atau pengatur waktu dan sensor. Contoh sederhana sistem tersebut adalah menyalanya lampu pada suatu ruangan setelah setengah jam orang terakhir keluar dari ruangan tersebut. 2.4.4 Air Handler : Air handler digunakan untuk mengatur keluar masuknya udara dalam gedung. Pengaturan ini dilakukan untuk menjaga agar udara tetap sesuai dengan kebutuhan serta kesehatan manusia yang ada dalam gedung tersebut. 2.4.5 Central Plant : Central Plant dibutuhkan untuk menyuplai air-handling unit dengan air. 2.4.6 Alarms and Security : Banyak Building Automation System memiliki kemampuan alarm. Jika sebuah alarm dideteksi, alarm tersebut dapat diprogram untuk memberitahukan seseorang. Pemberitahuan dapat dilakukan melalui komputer, pager maupun suara alarm. Sistem sekuriti dapat disambungkan pada building automation system. Jika occupancy sensor ada, maka sensor tersebut dapat juga digunakan sebagai alarm pencuri. 2.5 Topologi Jaringan otomatis gedung terdiri dari primary dan secondary bus yang terdiri dari Programmable Logic Controllers, input / output dan sebuah user interface (human interface device). Primary dan secondary bus dapat berupa kabel fiber optik, ethernet, ARCNET, RS-232, RS-485 atau wireless network. Controller digunakan dengan software yang akan bekerja dengan standar BACnet, LanTalk, dan ASHRAE. Input dan output berupa analog dan digital (binary). Input analog digunakan untuk membaca pengukuran variabel. Input digital mengindikasikan apabila device menyala atau tidak. Output analog mengontrol kecepatan atau posisi dari peralatan, seperti variable frequency drive, sebuah I-P transducer, atau sebuah aktuator. Output digital digunakan untuk membuka dan menutup relay dan switch. 2.6 Keuntungan Building Automation System 1) Building automation system memungkinkan pemilik untuk mengatur jadwal operasi untuk peralatan dan sistem pencahayaan sehingga penghematan energi dapat direalisasikan saat bangunan atau ruang di bangunan tidak dihuni. 2) Building automation system memungkinkan peralatan bekerja optimal dimulai dengan pembelajaran adaptif. Permulaan yang optimal memungkinkan peralatan bekerja secara teratur dan berurutan secara otomatis sesuai jadwal sebelum bangunan direhabilitasi sehingga titik ruang dapat terwujud sebelum ditempati. Pembelajaran adaptif memungkinkan sistem untuk membandingkan suhu ruang, kondisi udara luar, dan kemampuan peralatan sehingga peralatan dapat dihidupkan pada waktu yang tepat untuk memastikan titik setel ruang dicapai sebelum ditempati. 3) Building automation system harus memiliki kemampuan trim dan respons. Berdasarkan permintaan zona, titik setel untuk berbagai sumber pemanasan dan pendinginan akan berubah sesuai permintaan dari zona. Dalam sistem VAV, semua kotak VAV dilayani dari unit penanganan udara sentral. Jika semua zona berada pada titik setel maka titik setel suhu udara yang disetel dari penangan udara secara otomatis berubah untuk mencegah pendinginan mekanis terjadi bila tidak diperlukan. Ketika zona tumbuh lebih hangat, titik suhu udara pasokan ditetapkan secara otomatis diturunkan agar pendinginan mekanis bisa memenuhi permintaan. Sistem yang konvensional memiliki satu titik suhu udara suplai tunggal yang mencapai 55° Fahrenheit yang mengharuskan kompresor untuk berputar bahkan bila tidak diperlukan. 4) Building automation system harus memiliki kemampuan untuk memantau penggunaan energi termasuk kemampuan untuk meter listrik, gas, air, uap, air panas, air dingin, bahan bakar. 5) Building automation system bekerja dengan pengaturan sistem mekanis yang sesuai dengan menawarkan penghematan berdasarkan perhitungan entalpi dan / atau kontrol set point CO2. 6) Building automation system harus memiliki algoritma kontrol seperti jadwal reset untuk pemanasan, kontrol tekanan statis, dan sistem lain dimana penghematan energi dapat direalisasikan melalui program prediktif ini. 7) Building automation system harus memiliki system penurunan beban ketika permintaan listrik berada pada puncaknya. 8) Building automation system menawarkan kemampuan untuk mengirim alarm melalui email, pager, atau telepon untuk mengingatkan manajer bangunan dan / atau teknisi untuk menginformasikan masalah dan kegagalan sistem. 9) Building automation system harus memiliki kemampuan komunikasi untuk diintegrasikan dengan sistem kontrol otomatisasi bangunan lainnya dan TCP / IP. BACnet yang kompatibel atau protokol komunikasi open source lainnya adalah nilai plus. 10) Ada banyak contoh lain tentang bagaimana cara kerja building automation system dapat membantu anda terutama jika anda mengelola bangunan besar bahkan jika bangunan di tempat yang berbeda di Indonesia. Building automation system dapat dihubungkan ke komputer pusat melalui internet. Dengan bulding automation system anda dapat memantau dan mengendalikan semua bangunan anda di Indonesia dari komputer manapun dengan koneksi internet. Seiring berjalannya waktu kontrol bangunan modern membantu mengurangi penggunaan energi dan meningkatkan nilai bangunan dengan membuat sistem listrik dan mekanik menjadi cerdas. 2.7 SAIA Burgess Electronics SAIA Burgess Electronics adalah sebuah sistem kontrol yang cocok digunakan untuk gedung dengan ukuran kecil, sedang, atau gedung yang berukuran besar. Hal ini dikarenakan SAIA Burgess Electronics mempunyai modul-modul yang fleksibel dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan, mulai dari modul dengan kapasitas kecil (32 points) sampai dengan kapasitas besar (5100 points). Modul-modul ini dikenal dengan nama SAIA PCD (Process Control Device). Tipe-tipe SAIA PCD yang ada yaitu tipe PCD 1 dengan kapasitas terkecil yaitu 32 points sampai dengan PCD6 dengan kapasitas terbesar yaitu 5100 points. Istilah points yang digunakan pada PCD merupakan jumlah masukan maupun keluaran yang akan diproses oleh PCD. Dalam hal ini masukan berupa status atau keadaan sedangkan output berupa proses kontrol (on/off). Teknologi kendali yang ada pada SAIA Burgess Electronics dinamakan DDC. Sistem DDC merupakan sebuah piranti pengontrol pada sistem otomatisasi dengan multifungsi. DDC terbagi menjadi dua jenis yaitu PCD dan PCS. Baik PCD maupun PCS memiliki prinsip yang hampir sama dengan teknologi yang ada pada piranti-piranti kontrol lainnya seperti PLC. Secara umum kesamaan antara teknologi DDC dari SAIA Burgess Electronics dibandingkan dengan teknologi kendali lainnya yang sudah terlebih dahulu dikenal adalah teknologi kendali ini dapat diprogram sesuai dengan keinginan dengan menggunakan perangkat khusus melalui komputer, program yang di download (diisikan) ke dalam memori bersifat non permanen artinya program sebelumnya akan hilang apabila memori diisikan dengan program yang baru. Teknologi kendali DDC pada saat ini banyak digunakan pada sektorsektor yang memiliki peranan penting dalam kehidupan sehari-hari seperti bandara, pusat perbelanjaan, jalan raya, rumah sakit, pabrik, dan lain-lain. PCD1 mempunyai kapasitas sampai 32 points (masukan/keluaran). Ini bisa dikombinasikan antara digital atau analog dan menggunakan memori sampai 140 Kbytes, dan juga serial port RS232 atau RS485. Sedangkan untuk kapasitas yang lebih besar dapat menggunakan PCD2 yang mempunyai kapasitas sampai 64 points (masukan/keluaran) dan memiliki expansion unit yang menyediakan space untuk 4 atau 8 penambahan masukan/keluaran modul, dan seterusnya PCD6 dengan kapasitas sampai 5100 points (masukan/keluaran). Untuk gedung-gedung dengan ukuran kecil dapat digunakan sistem SAIA tanpa menggunakan komputer, dimana sistem ini dapat melakukan fungsi-fungsi Building Automation System (BAS). Sistem ini dapat dibaca hasilnya pada display yang ditambahkan pada modul yang dianggap sebagai master. Sistem seperti ini juga bisa menghemat biaya karena tidak diperlukan perangkat lunak dan operator yang mengerti komputer. Struktur modular menjamin sistem SAIA ini bisa ditingkatkan atau diperluas, dan cara pengoperasiannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Peralatan dan sistem lain bisa digabungkan dengan sistem secara optimal. Untuk jenis PCD2 dengan tipe M110 biasa dipakai pada sistem BAS. PCD ini mempunyai kapasitas sampai 64 points (masukan/keluaran) dan memiliki expansion unit yang menyediakan penambahan masukan/keluaran modul. space untuk 4 atau 8 Dalam sebuah gedung ada banyak fasilitas yang menunjang kenyamanan para penghuni gedung seperti toilet, penerangan, AC, dan lainnya. Dari sekian banyak fasilitas yang terpasang di dalam gedung, muncul sebuah pertanyaan , “siapa yang menyalakan dan mematikan semua fasilitas tersebut?” Jika hanya mengandalkan pekerja tentunya akan kesulitan, mulai dari mengontrol air yang keluar di setiap toilet, menyalakan lampu, hingga menyalakan alarm kebakaran. Selain itu, pihak gedung juga membutuhkan biaya yang cukup besar untuk menggaji pekerja, karena sudah pasti dibutuhkan banyak pekerja untuk mengontrol semua fasilitas tersebut. Building Automation System Seiring perkembangan teknologi semua permasalahan tersebut dapat diatasi yaitu dengan menggunakan sistem yang disebut Building Automation System. Sistem ini bisa dibilang untuk menjalankan semua fungsi yang ada di dalam gedung secara otomatis tanpa ada campur tangan manusia di dalamnya. Sistem ini menggunakan komputer dan juga teknologi informasi untuk mengontrol semua kegiatan fasilitas gedung. Building Automation System akan mengoptimasi beberapa sistem di dalam gedung seperti sistem keamanan, lift, lampu, dan lainnya. Fungsi dari system ini sangat bermanfaat untuk menekan biaya atau efesiensi cost yang dikeluarkan oleh management gedung. Adapun beberapa bagian yang termasuk dalam teknologi Building Automation System (BAS) : Di sebuah gedung, ada banyak fasilitas yang berkontribusi pada kenyamanan penghuni bangunan, seperti toilet, penerangan, pendingin ruangan, dll. Di antara banyak instalasi yang dipasang di gedung, muncul pertanyaan: “siapa yang menghidupkan dan mematikan semua fasilitas ini?” Jika Anda hanya mengandalkan pekerja, tentu saja akan sulit, mulai dengan mengendalikan air yang keluar dari setiap toilet, menyalakan lampu, mengaktifkan alarm kebakaran. Selain itu, gedung juga membutuhkan biaya yang signifikan untuk membayar pekerja, karena banyak pekerja benar-benar perlu mengendalikan semua fasilitas ini. Seiring dengan perkembangan teknologi, semua masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan sistem yang disebut Building Automation System. Dapat dikatakan bahwa sistem ini secara otomatis melakukan semua fungsi yang ada di gedung tanpa campur tangan manusia. Sistem ini menggunakan komputer dan teknologi informasi untuk mengendalikan semua kegiatan fasilitas. Sistem otomasi gedung akan mengoptimalkan beberapa sistem di gedung, seperti sistem keamanan, elevator, pencahayaan, dll. Fungsi sistem ini sangat berguna dalam mengurangi biaya atau efisiensi biaya pengelolaan gedung.
