Mode Kegagalan dalam Sistem Otomasi Industri - Sebuah Skenario yang Komprehensif
Otomatisasi industri telah mengubah semua tingkat produksi menjadi segmen yang lebih efisien dan akurat. Namun, otomatisasi, meskipun memiliki kelebihan, tidak kebal terhadap kegagalan. Pahami jenis-jenis yang sering terjadi dan penyebab utamanya untuk membuat hidup lebih lancar dan mengurangi risiko.
Gambaran Umum Otomasi Industri
Sistem otomatisasi industri dirancang untuk memperlancar proses produksi, meningkatkan keandalan, dan memastikan operasi yang presisi. Namun, kompleksitas tinggi dan ketergantungan pada berbagai faktor membuatnya rentan terhadap beberapa jenis kegagalan yang berdampak besar pada produksi. Mengetahui jenis-jenis kegagalan yang paling penting adalah krusial, karena langkah-langkah dasar untuk mencegah kasus-kasus tersebut harus dipertimbangkan untuk memastikan keandalan sistem.
Kesalahan Manusia: Penyebab Utama Kegagalan Otomatisasi
Kesalahan manusia terus menduduki peringkat teratas sebagai penyebab utama kegagalan sistem otomatisasi. Sejumlah tanggung jawab seorang operator meliputi HMI - Antarmuka Manusia-Mesin, SCADA - Kontrol Supervisi dan Akuisisi Data, serta manajemen kinerja sistem; oleh karena itu, operator dapat melakukan kesalahan dalam lingkungan yang penuh tekanan dan stres akibat kelelahan atau kurangnya pelatihan. Faktor penyebab umum adalah stres akibat shift yang berkepanjangan, personel yang dilatih dengan buruk atau kurang terlatih menangani sistem yang canggih, HMI yang tidak ramah pengguna, sehingga sangat membingungkan.
- Kurangnya SOP
Kesalahan Pemrograman: Ancaman Diam terhadap Integritas Sistem
Kesalahan pemrograman dapat memiliki dampak yang luas pada sistem otomatisasi. Satu kesalahan dalam pemrograman PLC, SCADA, atau HMI dapat menyebabkan ketidakkonsistenan atau bug dalam operasi yang tidak terdeteksi hingga mengganggu sistem. Ini mengakibatkan penanganan data yang salah, logika proses yang tidak berfungsi, atau bahkan penghentian sistem.
Contoh masalah yang terkait dengan pemrograman meliputi:
- Batas penghitung yang diatur tidak benar yang menyebabkan penghitung membeku
- Perencanaan jangka panjang yang buruk di mana ekspansi sistem di masa depan melebihi batas desain awal
Kegagalan Perangkat Keras: Kerentanan Fisik
Komponen perangkat keras seperti PLC, HMI, dan VFD sangat penting dalam fungsi sistem otomatisasi. Seiring waktu, paparan terhadap lingkungan yang keras, lonjakan daya, dan kerusakan fisik dapat menyebabkan kegagalan perangkat keras. Pemeliharaan yang tepat dan penyimpanan suku cadang sangat penting untuk menghindari waktu henti yang berkepanjangan ketika perangkat keras gagal.
Penyebab umum kegagalan perangkat keras meliputi:
- Paparan lingkungan terhadap panas, kelembapan, atau debu
- Lonjakan daya atau hubung singkat
- Kerusakan fisik saat penanganan atau akibat dampak eksternal
Kegagalan Jaringan: Tulang Punggung Sistem Otomasi
Sebagian besar sistem otomatisasi industri bergantung pada infrastruktur jaringan yang kuat untuk komunikasi antar perangkat. Kegagalan jaringan akibat sambungan yang putus, kualitas sinyal yang buruk, atau bahkan serangan siber mengakibatkan kehilangan data dan gangguan dalam kinerja sistem. Keamanan jaringan yang buruk juga menempatkan sistem pada risiko serangan siber.
Faktor-faktor yang berkontribusi terhadap kegagalan jaringan meliputi:
- Kehilangan daya pada router dan switch jaringan
- Kabel komunikasi berkualitas buruk atau tua
- Kurangnya langkah-langkah keamanan siber
Kegagalan Instrumen Lapangan: Sensor Garis Depan
Instrumen lapangan mencakup semua katup, sensor, dan aktuator yang memainkan peran penting dalam mengumpulkan data dan mengendalikan proses. Kegagalan mereka untuk berfungsi dengan baik akibat aus, faktor lingkungan, atau kalibrasi yang salah mengakibatkan pembacaan output yang tidak tepat, sehingga menyebabkan kerusakan sistem dan kualitas produksi yang buruk.
Beberapa penyebab umum kegagalan instrumen lapangan adalah sebagai berikut:
- Kenaikan dan penurunan seiring waktu
- Kesalahan kalibrasi atau penyimpangan dalam akurasi sensor
- Kerusakan fisik akibat faktor eksternal
Kegagalan Panel PLC: Kerusakan Pusat Kontrol
Panel PLC, yang menampung semua komponen listrik dan elektronik, adalah pusat dari operasi sistem. Kegagalan pada panel akibat tegangan yang tidak tepat, lonjakan listrik, atau kerusakan fisik dapat menghentikan operasi sistem secara drastis, memerlukan layanan perbaikan khusus. Kegagalan semacam itu sering kali menyebabkan waktu henti yang mahal.
Penyebab umum kegagalan panel PLC meliputi:
- Tegangan suplai yang tidak tepat
- Lonjakan listrik atau gangguan noise
- Paparan lingkungan atau kerusakan fisik
Kegagalan Berdasarkan Usia: Deteriorasi Sistem yang Diam
Seiring dengan bertambahnya usia sistem otomasi industri, komponen-komponennya mengalami penurunan kualitas dan mungkin mengalami kerusakan. Jadwal pemeliharaan yang buruk dan ketidaktersediaan suku cadang untuk komponen yang lebih tua dapat mempercepat keausan terkait usia. Jenis kerusakan ini mungkin tidak kritis pada saat ini tetapi dapat menyebabkan kerusakan yang tidak terduga jika diabaikan.
Penyebab umum kegagalan berdasarkan usia meliputi:
- Kausan mekanis pada bagian yang bergerak
- Deteriorasi komponen elektronik akibat usia
- Kurangnya pemeliharaan proaktif
Kegagalan Grafis: Konsekuensi pada Antarmuka Pengguna dan Operasi
Operator sangat bergantung pada grafik dan antarmuka pengguna dari sistem HMI atau SCADA. Kegagalan dalam sistem ini, seperti layar sentuh yang tidak responsif atau tampilan yang berkedip, dapat sangat menghambat kemampuan operator untuk mengendalikan atau memantau sistem. Ini mengakibatkan operasi yang tidak efisien dan risiko keselamatan.
Masalah umum yang terkait dengan grafik adalah:
- Layar sentuh yang tidak responsif atau hilangnya fungsi sentuh
- Tampilan berkedip atau terdistorsi
- Malfungsi tampilan yang mempengaruhi titik kontrol kritis
Kesimpulan: Mengatasi Kegagalan dalam Otomasi Industri
Meskipun kegagalan dalam sistem otomatisasi industri tidak dapat dihindari, memahami penyebabnya dan mempersiapkannya dapat meminimalkan dampaknya. Pemeliharaan rutin, pelatihan karyawan, dan peningkatan sistem sangat penting untuk memastikan bahwa sistem otomatisasi beroperasi dengan lancar dan efisien.
