Thursday, October 28, 2021

Pengecekan Transmitter yang Rusak | INSTRUMENT PART 17

Pada bagian ini, saya ingin sharing pengalaman saya yang tidak seberapa ini. Tujuan saya murni hanya untuk sharing dan diskusi, karena saya pun sampai sekarang masih belajar dan belajar. Oke langsung saja ke topiknya....

Sebenarnya transmitter yang rusak itu apa sih? Menurut saya makna "rusak" itu bisa diindikasikan dengan sinyal transmitter yang tidak terbaca oleh kontroller / PLC. Ini beda kasusnya dengan "transmitter error". Transmitter error menurut saya ketika ada salah satu fungsi/fitur transmitter yang tidak berjalan dengan semestinya.

Contoh transmitter eror dan penyebabnya :

1. Nilai pembacaan flowmeter yang fluktuatif dan hunting, disebabkan oleh pipa media non metal, sehingga titik referensi bias.

2. Nilai pembacaan ultrasonic level sensor fluktuatif dan hunting, disebabkan oleh koneksi ground sensor ke transmitter tidak terhubung.

Ultrasonic noise source


3. Power pada flowmeter terbaca tidak memenuhi (error), karena kabel sensor yang digunakan bukan merupakan standar factory.

4. Sensorprom pada flowmeter tidak terinstal, sehingga data kalibrasi factory tidak terinput ke transmitter. Membuat transmitter tidak bisa menampilkan hasil pengukuran.

Error on magnetic flowmeter


Dan banyak lagi peristiwa erornya transmitter. Sebenarnya solusi untuk semua device instrumen selalu sama : BACA MANUAL INSTRUMEN TERSEBUT dan CARI TAHU INDIKASI ERRORNYA KARENA APA.

Untuk mencari tahu indikasi dan penyebab eror sebenarnya gampang-gampang susah. 

1. Apakah display instrumen menampilkan suatu lambang terntentu / keterangan eror.

error sign on display

 

2. Cek semua koneksi kabel apakah sudah terhubung secara baik atau belum.

dont forget to wire shield/ground cable to terminal

Kalau misalnya 2 cara di atas belum bisa, kita harus menggunakan try and error diagnose lah wkwk. Kalau yang ini sih udah dalam ranah pengalaman, tidak bisa secara teoritis wkwk.

Okei back to the topic. Untuk transmitter yang rusak, sebenarnya saya punya 1 jurus jitu untuk mengetahuinya. 

Looping Transmitter dengan Menggunakan Remote Display.

Seperti yang kita ketahui, wiring pada transmitter ada beberapa jenis. 

1. Looping 2 wire : merupakan wiring yang paling umum digunakan pada transmitter. 2 wire disini menjelaskan bahwa dalam dalam 1 kabel, berfungsi sebagai daya sekaligus output.

2 wire looping diagram

2. Looping 4 wire : Biasanya 2 kabel digunakan sebagai power, dan 2 kabel lagi digunakan sebagai output.

4 wire transmitter

Langkah Looping Transmitter yang rusak :

1. Cabut kabel transmitter yang berasal dari PLC.

2. Koneksikan transmitter ke RD 300 Siemens.

RD 300 looping to transmitter


3. Pada menu RD 300, lakukan scaling :

lower scale    :     4 mA   -->    4

upper scale    :    20mA   -->    20   

Scaling di atas dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui arus looping yang mengalir pada transmitter. Ada 2 kondisi yang dapat kita gunakan sebagai dasar bahwa transmitter rusak. Arus yang terbaca adalah sebesar < 4mA ATAU >20mA. Intinya out of range dari current operation yang seharusnya lah.

Terkait dengan fenomena current yang out of range ini, sebenarnya saya sedikit bingung terkait penjelasannya.

Untuk transmitter yang nilai looping currentnya < 4 mA, saya tidak begitu paham penyebab dan diagnosa kerusakannya. Untuk transmitter yang nilai looping currentnya > 20 mA, bahkan dalam satu kasus mendekati infinite (999.9 mA).

Di bawah ini adalah transmitter rusak yang pernah saya tes :

1. Pressure Transmitter P320

below normal current looping

Dapat dilihat bahwa transmitter mati total. Kemudian wiring dari PLC dilepaskan dari transmitter. Transmitter di looping dengan RD 300 Siemens yang sudah kita scaling. Kemudian RD 300 kita powered on, dan dapat dilihat hasilnya. Transmitter tetap mati, dan arus loopingnya 3,39 mA. Ini jelas out of range dari batas bawah arus looping. Kemudian Siemens Indonesia memutuskan berdasarkan hasil diagnosa bahwa kerusakan ada pada display. Setelah display baru datang dari factory dan dicoba ke transmitter rusak, transmitter tetap tidak menyala. Kemungkingan kerusakannya ada pada mainboard elektriknya. Untuk penyebabnya saya belum tahu pasti, tapi some of possibility akan coba saya tuliskan di bawah.

2. Level Transmitter Probe LU

high humidity on transmitter's terminal. This caused by wrong installation

infinite current looping. Display keep flashing

Saat melihat setup instalasi, saya sudah menduga bahwa transmitter yang satu ini rusak karena kemasukan air. Okeii saya coba cek dulu kondisinya. Seperti biasa setelah transmitter dilepaskan dari kabel plc, maka kita looping dengan RD 300. Transmitter yang tadinya mati, tiba-tiba menyala. Namun kondisi menyala bukan berarti bahwa transmitter baik-baik saja. Tiba-tiba layar menampilkan simbol aneh yang tidak dapat mengerti. Hanya menampilkan seven segment yang tidak jelas bentuknya. Oiya semua display transmitter pasti menampilan seven segment. Yang paling bikin saya kaget adalah, pada RD300 ditampilkan angka 999,9 mA. Yang mana artinya bahwa looping current tersebut jauh melebihi 20 mA. Disini saya begitu kaget karena selama saya melakukan pengujian looping current dengan RD300, maksimal yang selalu saya dapat adalah arus sebesar 20 mA. Flashing pada display RD300 semakin membuat saya curiga, bahwa transmitter ini sudah dalam kondisi rusak. Dan setelah saya cek pada manual RD300, ternyata memang benar :

error on datasheet

RD300 memang didesain untuk looping 4-20 mA. Jadi ketika suatu arus looping ada diluar batas tersebut, maka device ini akan menampilkan angka secara flashing. Ini sudah jelas saya pikir berada pada kondisi infinite current. Sesuai persamaan hukum listrik, arus akan mendekati tak terhingga ketika resistansi ~ 0 ohm. Yang membuat resistansi ~0 tentunya adalah peristiwa short circuit, dimana potensial positif langsung berhubungan dengan potensial negatif tanpa melewati hambatan (board transmitter).


Kesimpulan

Sebenarnya untuk pengecekan apakah sebuah transmitter sudah rusak atau belum ada banyak caranya. Yang paling umum digunakan adalah menggunakan HART Communicator. Karena fitur pada HART Communicator ini sangat banyak (tidak hanya mengecek looping current), tapi juga bisa mengecek dan mengimput rentang kerja transmitter.

Saya sudah menanyakan masalah ini dibeberapa forum khusus automation and instrument, dan orang yang expert di bidang instrumen mengatakan bahwa produsen tidak tertarik untuk memproduksi part instrument. Artinya ketika alat instrumen kita rusak (selama ini bukan karena human error), pilihannya hanya ada 2 : claim warranty selama masih ada masa garansinya, atau beli yang baru. Hal ini juga yang menurut saya menjadi alasan kenapa diagnosa penyebab kerusakan instrumen tidak secara detail diteliti. Misalnya TV kita mati dan kita panggil teknisi. Pasti teknisi tersebut menyarankan kita membeli komponen A, B, C. Instrumen tidak seperti itu, terkadang masalahnya sulit dideteksi.

Terkait penyebabnya, dibawah saya akan berikan penjelasan dari orang yang expert :

link : Siemens Forum 

There are general service conditions that cause failures, like:

- heat kills electronic components and seals.  Over heating any electronic device shortens its life considerably.
- over pressuring pressure components either kills the sensor or distorts so badly that the readings are meaningless.
- water or liquid intrusion into electronic compartments causes damage
- near lightning strikes damage electronics
- excessive common mode voltage can burn out electronics
- corrosion causes electrical connection problems which causes faults.
- Applying 24Vdc across the input resistor of 4-20mA input channel will burn out the little 1/8W resistor (when someone puts a jumper across the (+) and (-) terminals of a powered, 2 wire transmitter)
- dirt and grit in the flow stream of a turbine meter
- customers will connect 120Vac across the terminals 24Vdc device and burn it up.

Sebenarnya kerusakan transmitter lebih banyak disebabkan human error ketimbang defect from factory. Jadi sebaiknya pahami spesifikasi trasnmitter, pahami prosedur dan instalasi terlebih dahulu, dan jangan lupa baca manual alatnya sebelum dioperasikan. 

Tengkyuuuuu...

Tuesday, October 5, 2021

Siemens Remote Display RD 300, RD500 dan SENTRON PAC 3100 | INSTRUMENT PART 16

Berbicara mengenai Remote Display untuk instrumen, Siemens memiliki beberapa series produk. Ada RD 200 dan RD 300 sebagai display biasa, dan ada RD 500 yang lebih ke arah device manager yang memiliki fitur mumpuni seperti sebagai data logger.

RD 300

Untuk seri RD 300, device ini memiliki fungsi untuk menampilkan nilai sinyal yang diterima. Fitur lainnya seperti fitur relay (lengan kontak) yang dapat di setting untuk memberikan sinyal kepada device additional lain seperti pilot lamp maupun indikator lainnya. Device yang satu ini biasanya digunakan untuk troubleshoot/pengecekan pada instrumen yang bermasalah.

Wiring

Untuk wiringnya begitu sederhana. Seperti looping 4/20 mA, beban yang biasanya diisi oleh peran Kontroler seperti PLC , disini digantikan oleh RD 300.

RD 300 wiring to slave


Setting
Untuk setting RD 300, kita dapat memilih jenis loopingnya. Apakah yang digunakan looping arus, atau looping tegangan (tergantung koneksi pin pada terminal). Parameter utama yang perlu disetting sih lebih ke arah scalling. Scalling disini harus disesuaikan dengan span transmitter yang kita gunakan. Misalnya kita menggunakan Sitrans P320 dengan span 0-1600 mbar. Di scalling RD 300 kita input lower scale 0 dan upper scale 1.6 (bar). Sedangkan bila kita menggunakan Radar Level Transmitter, kita setting scalling sesuai span radar. Jikalau radar diinput dengan Low Calibration 5 meter, maka kita setting scaling RD300 0 hingga 5 meter. Jikalau kita menggunakan mode distance, maka kita setting 4 mA = 5 m dan 20 mA = 0 m. Jadi intinya disesuaikan dengan span transmitter dan tipe pengukuran transmitter yang berbeda.

Jika kita ingin menggunakan mode relay, maka yang perlu disetting adalah variabel set-reset. Misalnya kita menggunakan Lampu indikator untuk hidup pada level state >3m. Maka kita input variabel set dengan nilai 3, dan jikalau ingin lampu mati ketika <3, kita dapat input variabel reset sebesar 2.9. 
**** set = kondisi dimana Common terhubung dengan NO 
**** reset = kondisi dimana Common terhubung dengan NC

RD 300 wiring using transmitter and relay

Untuk satu RD300, hanya dapat digunakan untuk 2 transmitter dan 4 lengan kontak (relay).

RD 500

RD 500 sendiri lebih lengkap bila dibandingkan RD 300. Device seri ini dapat dikatakan memiliki fungi sebagai device manager. Keunggulan utamanya adalah sebagai data logger yang dapat dihubungkan dengan PC. Untuk koneksi antara RD500 dengan slave hanya bisa menggunakan MODBUS, tidak bisa 2 wire atau 4 wire. Jadi untuk slavenya harus kompatibel menggunakan MODBUS.

Langkah Konfigurasi RD 500 dan Slave

1.  Pastikan koneksi kabel MODBUS sudah benar. Koneksi antar slave dan RD 500 menggunakan kabel komunikasi RJ45. Kabel RJ 45 merupakan kabel Ethernet, namun kepala kabel Ethernet dilepas. Koneksi Modbus dari Slave 1 ke Slave -n dapat dijumper seperti biasa (secara paralel). Kemudian dari slave yang paling dekat, hubungkan ke pin komunikasi RD 500. Untuk kabel RJ 45 ke pin RD 500, kepala kabel RJ 45 nya tidak boleh dilepas.

2. Setting slave address secara berbeda. Misalnya untuk slave 1 kita menggunakan MultiRanger (Level Transmitter),  slave 2 kita menggunakan PAC 3100 (Power Meter), dan slave 3 menggunakan FM MAG 6000. Setting address number masing-masing slave dengan nilai yang berbeda. Slave address ini yang nantinya akan dimasukkan ke nilai drop number saat konfigurasi RD 500. 

3. Konfigurasi RD 500

Hubungkan pin power RD 500 ke sumber 24 VDC. Hubungkan Kabel Ethernet dari RD 500 ke laptop atau PC. Pastikan laptop memiliki port Ethernet.  Dalam kasus ini, gunakan kabel RJ45 yang kedua ujungnya masih memiliki kepala.

3.1 Ubah IP address port Ethernet

Buka network and sharing center, kemudian klik properties, dan klik IP/TCP. Ubah IP sesuai dengan IP yang ada di RD 500. Meskipun IP ini dirubah, kita masih tetap dapat terhubung ke Internet. Karna dalam kasus ini, IP yang diubah merupakan IP kabel Ethernet bukan IP Wifi. Nah setelah IP di laptop disamakan dengan IP RD 500, buka web browser. Nah seketika akan muncul tampilan user dan password yang harus diisi.

Username : admin
Password : rd500

Di atas merupakan user dan pass default siemens.

3.2 Masukkan address slave

Pilih configure --> I/O --> MODBUS. Ikuti langkah di bawah :

*) Atur baudrate, parity, data bits, dan stop bits. Ini harus sama dengan setingan komunikasi pada slave.

*) Pada bagian device, ada tertera node. Node tersebut sama dengan address slave. Jadi misalnya kita menggunakan 3 slave seperti contoh di atas, maka pada device 1 kita isi MultiRanger dengan nilai node sesuai dengan setingan address di MultiRanger.

slave address configurating

*) Pilih configure pada setiap device

*) Variable Address merupakan alamat variabel yang ingin kita read. 

Note : nilai address pada masing-masing slave harus dilihat pada manual/datasheet device yang bersangkutan. Misal kita ingin membaca nilai pembacaan multiranger, maka dapat dilihat address pada manual multiranger. Untuk multiranger ternyata address yang dimasukkan adalah sebesar 401010 seperti gambar dibawah.

 Variable address configurating

*)Untuk sign, before DP, dan after DP nya disesuaikan dengan kemauan kita.

 Variable address configurating

*)Lakukan langkah di atas pada setiap slave device (ulangi konfigurasi untuk slave 2 dan slave 3 dan tetap cari variabel address slave pada manual device bersangkutan)

*)Setelah konfigurasi variabel address, kita buat log.

Logging Configuration

Misalnya seperti gambar di atas, kita buat file csv dengan nama datalog. Interval selama 1 menit, maka dalam 1 hari akan terdapat = 60 data/jam x 24 jam/hari = 1440 data/hari. Kemudian log dengan nama datalog ini kita input ke variable address yang kita buat sebelumnya :

Insert Logging on variable address

Setelah semua kita buat, kita harus check apakah address variable dan konfigurasinya sudah benbar atau belum. Pilih overview, dan check apakah statusnya OK atau masih ada eror. Jikalau masih ada eror maka kita harus cek kembali apakah address dan sign nya sudah benar atau masih salah. Jikalau sudah benar semua, kita dapat cek log nya dan salah satu contoh log yang pernah saya lihat seperti di bawah :

Data Logger on csv format

Di atas merupakan contoh RD 500 dengan slave Powermeter PAC 3100 yang dipasang pada gedung sebuah gereja. Data-data di atas menggunakan interval 1 menit dan menampilan beban konsumsi energi dan data fisis kualitas listrik. Jikalau koneksi antara RD 500 dengan slave sudah benar, maka lampu indikator akan kedap kedip secara bergantian.


Tengkyu