PERANGKAT KERAS SISTEM & FUNGSIONALITAS UMUM Part 2 Pengendali Sel (Cell Controllers) Jaringan Komunikasi (Communication Networks)

PENGENDALI SEL (CELL CONTROLLERS): FUNGSI Perangkat yang bertanggung jawab untuk koordinasi multiple workstations, machines, or operations yang memberikan kapabilitas pemrosesan dan koordinasi informasi dan komunikasi. Mengkombinasikan kapabilitas PLC dan mini computers. Ada pada shop floor namun tidak digunakan secara langsung untuk mengendalikan shop equipment. Digunakan untuk mengendalikan PLC atau PC, yang selanjutnya mengendalikan sebuah manufacturing cell atau sekumpulan machine tools. Memberikan supervisi dan koordinasi multiple controllers secara terkomputerisasi bersama dengan koleksi dan konsentrasi data untuk factory floor. Memberikan kapabilitas database dan komunikasi terdistribusi pada higher-level computers, seperti factory host atau inventory control system computer.

PENGENDALI SEL (CELL CONTROLLERS): PENGGUNAAN Digunakan untuk small-scale FMS atau cellular systems dimana cakupan penuh kemampuan pengambilan keputusan sistem tidak diperlukan untuk mendukung kebutuhan bauran part dan ukuran lot yang beragam. Mencakup mid-to higher-volume applications dengan beberapa jenis part dan ragam bauran namun kebutuhan koordinasi sel dan manajemen datanya tinggi. Perbedaan utama cell controllers dengan PLCs adalah bahasa dan pengetahuan komputer yang dibutuhkan untuk pemrograman dan pemeliharaannya. Hanya perlu sedikit pengetahuan komputer untuk pemrograman PLC. Sementara cell controllers, diperlukan tingkatan tertentu pengetahuan komputer, serta pengetahuan dan training operator yang lebih.

PENGENDALI SEL (CELL CONTROLLERS): PEMELIHARAAN Jika penggantian part mudah, personil perbaikan elektronik akan mempunyai persediaan repair parts untuk PLC atau diperoleh dari distributor. Pemeliharaan atau perbaikan cell controller memerlukan skilled inhouse engineers atau teknisi service lapangan dari OEM (the original equipment manufacturer). Seberapa cepat manufacturer bereaksi terhadap sel atau sistem yang bermasalah merupakan pertimbangan penting ketika memilih cell controller vendor.

PENGENDALI SEL (CELL CONTROLLERS): INTEGRASI Komunikasi antara sel-sel, komputer pabrik lainnya, dan factory floor dapat diintegrasikan secara horizontal atau vertikal. Komunikasi antar the islands of automation atau manufacturing cells merupakan integrasi horizontal and merupakan bagian utama dari manufaktur yang diintegrasikan komputer. Integrasi horizontal sudah mencukupi jika otomasi yang menjadi tujuan. Integrasi horizontal merupakan pondasi untuk berbagai komunikasi vertikal. Tanpa integrasi komunikasi horizontal, integrasi vertikal tidak dapat dicapai sepenuhnya pada jaringan manufaktur terintegrasi komputer.

PENGENDALI SEL (CELL CONTROLLERS): INTEGRASI Komunikasi vertikal diintegrasikan ke atas dan ke bawah antara komputer host pabrik dengan komputer level kantor dan komputer level pabrik dengan level sel. Banyak aplikasi pengendali sel tidak memerlukan fungsionalitas atau harga sistem yang besar. Pengendali sel skala kecil dapat digunakan untuk otomasi menuju CIM dengan pendekatan tahap-tahapan yang logis. Pendetakatan tersebut menjaga harga arsitektur pengendali sel terdistribusi tetap rendah, sehingga menurunkan biaya implementasi manufaktur terintegrasi komputer secara keseluruhan.

Arsitektur Pengendali Sel dengan Ilustrasi Integrasi Vertikal dan Horizontal

JARINGAN KOMUNIKASI (COMMUNICATION NETWORKS) Jaringan-jaringan komunikasi adalah jalur informasi untuk sistem manufaktur terotomasi. Pemilihan jaringan atau komputer mempengaruhi yang lainnya. Beberapa jaringan lebih banyak distandarisasi dan didukung oleh vendor komputer. Jaringan-jaringan biasanya dilokalisasikan berdasarkan elemen-elemen yang butuh dihubungkan bersama dalam suatu area. Sebagai konsekuensi, singkatan LAN (Local Area Network) digunakan pada banyak kasus untuk merancang jaringan atau lini transfer data. LAN dapat dibatasi oleh ruangan, bangunan, sistem terotomasi, atau sejumlah sistem terkoneksi.

JARINGAN KOMUNIKASI (COMMUNICATION NETWORKS): TOPOLOGI JARINGAN Network topology merupakan peta jalan bagi keseluruhan jaringan. Topology atau topography merupakan tata letak geometrik hubungan data dan komputer yang membutuhkan linkage. Dua bentuk network topology paling umum: point-to-point and multi-drop. Point-to-point topology adalah sebuah sirkuit yang menghubungkan dua titik atau simpul komputer tanpa melewati sebuah intermediate point. Penggunaan utama adalah untuk jaringan yang sangat sederhana atau sub networks. Sebuah jaringan multi drop adalah sebuah lini tunggal yang digunakan bersama oleh dua atau lebih computer nodes. Jaringan multi-drop menurunkan overall line costs namun meningkatkan kompleksitas pengiriman data pada jaringan, dan juga biaya koneksi lintasan. Metoda pengendalian dan prioritas data pada point-to-point atau multi-drop application disebut control topology.

KLASIFIKASI TIPE JARINGAN BERDASARKAN CONTROL TOPOLOGY Star or Radial Ring or Loop Bus

Star or Radial Pengendalian star/radial network tetap pada node dimana kedua titik digabungkan. Titik koneksi disebut slave. Merupakan hubungan master-slave yang sederhana. Tipe jaringan ini dikendalikan oleh net master dalam sebuah hubungan master-slave. (Lihat gamber berikut)

Ring or Loop Ring or Loop networks dapat diklasifikasikan atas dua tipe, tergantung pada tipe pengendalian. Pemusatan kendali pada satu node dalam jaringan disebut loop network. Sub nodes dalam network hanya dapat berkomunikasi dengan sub nodes lainnya jika diizinkan oleh the controlling master node. Ring networks merupakan pengendalian terdistribusi. Tiap node dapat berkomunikasi dengan tiap node lainnya tanpa pengarahan dari sebuah controlling master node. Ring networks lebih kompleks dari loop networks, namun pada keduanya, data memungkinkan untuk dikirimkan dari node ke node lainnya mengitari ring atau lingkaran.. Tiap node harus memiliki sebuah active repeater untuk mengantarkan data ke node berikutnya.

Bus Bus network merupakan salah satu bentuk topologi pengendalian yang paling banyak digunakan. Jaringan bus sangat berbeda dengan jaringan star/radial atau ring/loopis dimana data dapat dikirimkan ke semua node pada saat bersamaan. Efisiensi jaringan bus pada sebuah FMS atau aplikasi otomasi lainnya tergantung pada beberapa faktor berikut: Reliability, fault tolerance, and availability. Data transmission rate and maximum distance between nodes. Time delay to respond to interrupts and data requests. Geographic distribution of components requiring node connection.

SKEMA POLLING: CENTRALISED Polling: sebuah teknik dimana tiap akses node ke jaringan ditentukan oleh master node. Jika centralized polling scheme digunakan, maka central node akan meminta tiap sub node dan menanyakan apakah sub node mempunyai akses ke jaringan. Frekuensi akses tiap node bergantung pada: banyaknya lalu lintas data lainnya yang dilewatkan antara node-node lainnya di jaringan dan jumlah total node dalam jaringan. Beberapa skema polling dapat menugaskan prioritas ke node-node terpilih dengan meminta konfirmasi lebih sering.

DISTRIBUTED POLLING SCHEME: Token Passing Bentuk umum distributed polling adalah token passing. Token passing terkait jaringan ring or loop dan fungsi-fungsinya, dengan melewatkan sebuah paket bits yang disebut token yang mengitari loop hingga menemui node yang memerlukan akses ke jaringan. Node dimaksud akan mengambil dan menahan token ketika jaringan mengirimkan data. Seketika setelah sebuah pesan (message) berada pada ring, pesan akan dilewatkan dari node ke node lainnya hingga diterima oleh node tujuan. Pesan-pesan biasanya bersirkulasi dan kembali ke node pengirim untuk mengendalikan penerimaan. Ketika node pengirim (sending node) telah menyelesaikan transmisinya, node mengembalikan token ke sirkulasi.

Pengiriman Token (Token Passing) pada Distributed Polling

SEBUAH BENTUK POLLING YANG LAINNYA: COLLITION DETECTION Digunakan terutama pada jaringan bus dimana informasi dikirimkan ke semua node pada waktu bersamaan dan semua node mempunyai kesetaraan akses ke jaringan bus. Menghindari dua node mengambil kendali jaringan bus pada saat yang sama.

Deteksi Benturan (Collision Detection): Ilustrasi