INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
Analisa Performa.
Pengembangan Arsitektur dan Implementasi Ring Topologi PROFINET Redundant pada Sistem DCS CENTUM-VP Rendy Adithya1.
Andi Rosano2.
Djadjat Sudaradjat3
1,2,3
Universitas Bina Sarana Informatika e-mail: 72210045@bsi.
id, 2andi.
aox@bsi.
id, 3djadjat.
dsj@bsi.
Abstrak - Pada tahap perencanaan sistem Distributed Control System (DCS) jaringan PROFINET, biasanya dirancang dengan konfigurasi topologi yang ideal dan terstruktur.
Namun dalam implementasinya di lapangan, berbagai faktor teknis seperti keterbatasan ruang fisik, jumlah perangkat aktual, perubahan konfigurasi, dan kebutuhan ekstensi seringkali menjadi penyebab pengembangan atau penyimpangan dari topologi awal yang belum ada analisanya.
Perubahan ini berdampak langsung terhadap struktur jaringan, kompleksitas instalasi, serta performa dan keandalan komunikasi sistem.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dampak adaptasi Central Lubrication Unit (CLU) pada topologi ring redundant PROFINET yang digunakan dalam sistem Distributed Control System (DCS) CentumVP di industri kertas, khususnya proses Wood Handling Processing.
Latar belakangnya adalah kebutuhan integrasi CLU dengan switch Phoenix Contact FL di luar ring, yang dapat memengaruhi performa jaringan.
Metode yang digunakan meliputi analisis teoretis berdasarkan standar PROFINET dan simulasi konseptual menggunakan Packet Tracer, dengan fokus pada konfigurasi switch FL di local panel CLU.
Hasil analisis menunjukkan bahwa latensi meningkat dari 10 ms menjadi 25 ms pada beban 100%, throughput turun 5% menjadi 95 Mbps, dan keandalan menurun dari 99.
9% menjadi 99.
6%, sementara jitter naik dari 1 ms menjadi 6 ms.
Faktor penentu meliputi beban data dan konfigurasi port.
Rekomendasi mencakup penggunaan switch PROFINET-managed pada semua jalur utama, aktivasi penuh loop MRP, serta pembagian jaringan menjadi segmen logis untuk untuk menjaga performa dalam batas toleransi industri.
Kesimpulan penelitian ini menegaskan bahwa adaptasi CLU dapat diterima dengan optimasi yang tepat, mendukung operasi kontinu di industri kertas.
Kata Kunci: PROFINET.
Topologi Ring Redundant.
Distributed Control System (DCS) Abstract - During the planning stage of a PROFINET network's Distributed Control System (DCS), an ideal and structured topology is typically designed.
However, during field implementation, various technical factors such as limited physical space, the number of actual devices, configuration changes, and extension requirements often lead to developments or deviations from the initial topology that have not been analyzed.
These changes directly impact the network structure, installation complexity, and the system's communication performance and This study aims to analyze the impact of Central Lubrication Unit (CLU) adaptation on PROFINET redundant ring topology used in CentumVP Distributed Control System (DCS) in paper industry, specifically Wood Handling Processing.
The background is the need of CLU integration with Phoenix Contact FL switches outside the ring, which can affect network performance.
The methods used include theoretical analysis based on PROFINET standards and conceptual simulation using Packet Tracer, focusing on FL switch configuration in CLU local panel.
The analysis results show that latency increases from 10 ms to 25 ms at 100% load, throughput decreases by 5% to 95 Mbps, and reliability decreases from 99.
9% to 99.
6%, while jitter increases from 1 ms to 6 Determining factors include data load and port configuration.
Recommendations include the use of PROFINET-managed switches on all trunk lines, full activation of MRP loops, and network division into logical segments to maintain performance within industry tolerance limits.
The conclusion of this study confirms that CLU adaptation is acceptable with proper optimization, supporting continuous operations in the paper industry.
Keywords: PROFINET.
Topology Ring Redundan.
Distributed Control System (DCS).
PENDAHULUAN
Perkembangan sistem otomasi industri modern memerlukan dukungan infrastruktur jaringan yang andal, fleksibel, dan mampu beroperasi secara real-time.
Dalam konteks ini, protokol komunikasi berbasis Ethernet seperti PROFINET menjadi tulang punggung integrasi antar komponen sistem kendali, khususnya dalam This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.
0 International License.
INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro.
Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
lingkungan Distributed Control System (DCS).
Salah satu fitur unggulan dari PROFINET adalah kemampuannya mendukung topologi ring redundant menggunakan Media Redundancy Protocol (MRP) yang memungkinkan komunikasi tetap berjalan meskipun terjadi gangguan pada jalur utama.
Topologi PROFINET yang awalnya dirancang sebagai ring redundant mengalami perubahan saat Hal ini mendorong perlunya kajian terhadap infrastruktur jaringan untuk mengevaluasi perbedaan antara spesifikasi awal dan realisasi aktual, serta implikasinya terhadap keandalan sistem dan efisiensi komunikasi Dengan pendekatan berbasis implementasi terapan dan rekayasa jaringan industri, penelitian ini berupaya menyajikan gambaran komprehensif mengenai proses perancangan, pengembangan, dan evaluasi topologi PROFINET secara teknis (PROFINET, 2.
Selain sebagai bentuk penguatan teori, penelitian ini juga bertujuan untuk memperkenalkan bidang infrastruktur jaringan industri ke dunia akademik, agar mahasiswa dapat memahami bagaimana proses rancang bangun dan troubleshooting jaringan benar-benar diterapkan dalam dunia kerja yang sesungguhnya.
Tinjauan Pustaka Beberapa penelitian terdahulu telah dilakukan untuk mengkaji implementasi dan performansi jaringan PROFINET dalam sistem otomasi industri, antara lain:
Giorgetti .
meneliti performa MRP dalam kondisi ring PROFINET, menunjukkan waktu pemulihan <200 ms.
International Electrotechnical Commission-IEC 62439-2 .
6 dan 2.
, menetapkan protokol MRP dalam industrial Ethernet dan menjelaskan aspek recovery deterministic untuk sistem hingga 50 node.
Industrial Ethernet Book .
, menjelaskan mekanisme MRP dan membandingkannya dengan RSTP, serta menunjukkan keuntungan performa dan determinisme MRP.
RTAcLabs .
, menjelaskan cara kerja MRP dan manfaatnya untuk menjaga kontinuitas jaringan Beberapa Teori dan Pengertian Jaringan Industri Jaringan industri adalah sistem komunikasi yang dirancang khusus untuk mendukung operasional dan kontrol dalam proses otomasi industri.
Tidak seperti jaringan komputer umum (IT networ.
yang menekankan kecepatan akses data dan bandwidth besar, jaringan industri lebih mengutamakan keandalan .
, determinisme waktu .
aktu tanggap past.
, serta ketahanan terhadap lingkungan ekstrim seperti suhu tinggi, getaran, dan interferensi elektromagnetik.
Dalam sistem Distributed Control System (DCS), jaringan industri menjadi tulang punggung komunikasi antara Field Control Station (FCS).
Human Machine Interface (HMI), dan perangkat lapangan seperti motor, sensor, dan I/O module.
Komunikasi data yang terjadi bersifat cyclic .
erulang periodi.
dan sangat sensitif terhadap keterlambatan data .
, karena data tersebut akan mempengaruhi logika kontrol dan kestabilan sistem.
Infrastruktur jaringan industri pada umumnya mencakup (Informatics, 2.
Media komunikasi: kabel UTP industri, kabel fiber optik, konektor M12 industrial-grade Perangkat jaringan: switch industrial .
anaged/unmanage.
, gateway, repeater Protokol komunikasi khusus: PROFINET.
Modbus TCP.
EtherNet/IP.
EtherCAT Implementasi jaringan industri pada sistem DCS di industri pulp & paper, khususnya pada proses wood handling, sangat penting karena area ini memerlukan sinkronisasi banyak motor dan sensor dalam satu jaringan.
Kesalahan komunikasi atau delay dapat menyebabkan terganggunya conveyor, tumpukan kayu, bahkan kerusakan http://jurnal.
id/index.
php/insantek INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro.
Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
Sumber : Yokogawa Gambar 1.
Konfigurasi Jaringan DCS CentumVP (Corporation, 2.
Pengenalan PROFINET PROFINET (Process Field Ne.
adalah protokol komunikasi berbasis Ethernet yang dikembangkan oleh PROFIBUS & PROFINET International (PI).
PROFINET dirancang khusus untuk memenuhi kebutuhan industri otomasi modern, dengan kemampuan komunikasi real-time yang stabil, fleksibel, dan dapat diintegrasikan dengan berbagai perangkat dari berbagai vendor.
Sebagai evolusi dari PROFIBUS .
ang berbasis seria.
PROFINET mengadopsi teknologi Ethernet industri dengan berbagai kelebihan seperti (PROFINET, 2.
Kecepatan komunikasi tinggi .
Mbps atau lebi.
Dukungan topologi fleksibel: star, line, ring, tree Kemampuan komunikasi deterministik Redundancy jalur melalui fitur Media Redundancy Protocol (MRP) Integrasi ke sistem engineering seperti Siemens.
Communication Studio.
Yokogawa CentumVP, dll.
Implementasi PROFINET banyak digunakan pada sistem:
PLC dan DCS, sebagai backbone komunikasi antar controller dan field device HMI dan SCADA, untuk pengumpulan dan penyajian data proses Motor drive, soft starter, dan remote I/O, yang membutuhkan komunikasi stabil dan cepat PROFINET juga mendukung integrasi antar sistem berbasis protokol lain (Modbus.
EtherCAT, dl.
melalui penggunaan gateway atau protocol converter, seperti yang terlihat dalam kasus proyek di sistem DCS CentumVP pada area wood handling processing di industri pulp & paper.
Secara umum.
PROFINET telah menjadi standar global untuk komunikasi industri berbasis Ethernet, menggantikan sistem lama yang lebih terbatas baik dari sisi kecepatan maupun topologi.
Penerapan topologi PROFINET ini diambil dari studi kasus nyata pada sistem DCS CentumVP yang digunakan dalam industri pulp & paper, khususnya di area wood handling processing.
Area ini mencakup proses pengolahan kayu dari log hingga chip yang siap diolah lebih lanjut, dan melibatkan berbagai mesin berat seperti crusher, conveyor, dan motormotor penggerak lainnya.
Karena sifat prosesnya yang berkelanjutan dan melibatkan material besar dalam jumlah banyak, sistem kontrol yang handal dan jaringan komunikasi yang stabil menjadi krusial untuk menjamin operasi berjalan tanpa gangguan.
Oleh karena itu, topologi jaringan redundant berbasis PROFINET dirancang untuk memastikan ketersediaan sistem meskipun terjadi gangguan pada salah satu jalur komunikasi (Institute of Electrical and Electronics Engineers-Ie, 2.
Media Redundancy Protocol (MRP) Media Redundancy Protocol (MRP) adalah protokol redundansi berbasis Ethernet yang digunakan dalam sistem PROFINET untuk menciptakan jaringan berbentuk ring yang tahan terhadap kegagalan jalur komunikasi.
MRP memungkinkan sistem tetap berfungsi meskipun salah satu segmen jaringan terputus, dengan waktu http://jurnal.
id/index.
php/insantek INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro.
Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
pemulihan kurang dari 200 milidetik, sesuai standar IEC 62439-2.
MRP bekerja dengan prinsip deteksi dan re-routing jalur saat fault terjadi (HMS-networks, 2.
Dalam kondisi normal.
Media Redundancy Manager (MRM) akan memblok satu jalur pada ring untuk mencegah loop data.
Ketika terjadi gangguan pada salah satu segmen.
MRM membuka blok tersebut, sehingga komunikasi tetap dapat mengalir melalui jalur cadangan.
Setelah gangguan teratasi, sistem akan otomatis mengembalikan kondisi ke semula.
Komponen dalam MRP:
MRM (Media Redundancy Manage.
: perangkat pusat dalam ring yang memonitor status dan mengatur pembukaan/pemblokiran jalur MRC (Media Redundancy Clien.
: node lainnya yang ikut dalam loop, tetapi tidak mengatur jalur.
Syarat Implementasi MRP:
Perangkat .
witch atau I/O devic.
harus mendukung MRP Konfigurasi dilakukan via software .
isal: Communication Studi.
Tidak semua switch bisa menjadi MRM .
anya tipe tertent.
Kelebihan MRP:
Waktu recovery singkat (<200 m.
tanpa intervensi manual Tidak memerlukan perangkat tambahan selain switch PROFINET-ready Integrasi penuh dengan PROFINET engineering tools Meningkatkan ketersediaan sistem pada jaringan skala menengah Pada proyek DCS CentumVP untuk industri pulp & paper, topologi awal dirancang sebagai full ring redundant dengan MRP aktif.
Namun, saat implementasi lapangan, hanya sebagian switch yang tergabung dalam Hal ini berdampak pada efektivitas MRP dan menciptakan potensi partial ring di mana tidak semua node memiliki jalur cadangan.
Perbandingan PROFINET dengan Protokol Lain Sebelum teknologi Ethernet industri berkembang pesat, komunikasi antar perangkat otomasi banyak menggunakan protokol berbasis serial seperti RS-485 dan PROFIBUS.
Beberapa industri juga menggunakan Modbus TCP, yang berbasis Ethernet namun dengan pendekatan non-deterministik.
Pemilihan protokol komunikasi sangat memengaruhi desain infrastruktur jaringan, fleksibilitas pengembangan sistem, dan kemampuan monitoring.
Tabel berikut menunjukkan perbandingan karakteristik utama tiga protokol dengan PROFINET (Informatics, 2.
Tabel 1.
Perbandingan Spesifikasi Protokol Komunikasi DCS
Aspek
PROFINET
PROFIBUS
RS-485
Modbus TCP Media Komunikasi Ethernet (Cat5e/6/FO) RS-485 .
wisted RS-485 .
wisted Ethernet
(TCP/IP)
Kecepatan Transfer Hingga 100 Mbps 6 kbps Ae 12 Mbps Hingga 10 Mbps .
raktis <1 Mbp.
Hingga 100 Mbps Topologi Star.
Line.
Ring.
Tree Line .
Tree Line .
Star Jumlah Node > 100 node per Maks.
126 node Maks.
32 node per segmen >100 node Deterministik? Ya (RT & IRT) Tidak .
ergantung Tidak .
est Redundansi Jalur Ya .
engan MRP) Terbatas .
engan Dual Bu.
Tidak Tidak http://jurnal.
id/index.
php/insantek INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro.
Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
Kompatibilitas Multivendor .
tandar IEC) Multivendor (PI Standar.
Bergantung Multivendor Sumber: https://w.
Keterangan singkat mengenai tabel perbandingan diatas adalah sebagai berikut:
PROFIBUS dan RS-485 masih banyak ditemukan pada sistem lama, namun memiliki keterbatasan dari sisi kecepatan, diagnostik, dan kemampuan integrasi dengan tools modern.
Modbus TCP unggul dari sisi kesederhanaan, tetapi kurang cocok untuk aplikasi yang memerlukan realtime dan deterministic communication.
PROFINET unggul di hampir semua aspek karena menggabungkan kecepatan Ethernet, stabilitas deterministik, dan kemudahan integrasi dan diagnostik real- time.
Inilah alasan mengapa PROFINET dipilih dalam proyek ini, terutama untuk kebutuhan komunikasi yang terus-menerus dan tahan gangguan pada area wood handling processing di industri pulp & paper.
METODE PENELITIAN
Konsep Penelitian Penelitian ini merupakan implementasi terapan yang berfokus pada evaluasi dari implementasi perancangan infrastruktur jaringan PROFINET dalam sistem DCS CentumVP pada industri pulp & paper, khususnya area Wood Handling Processing.
Penelitian dilakukan dengan menganalisis perbedaan antara topologi ring PROFINET yang tercantum dalam spesifikasi awal proyek dengan kondisi implementasi aktual di lapangan.
Perancangan topologi ring redundant PROFINET dengan adaptasi koneksi Central Lubrication Unit (CLU), dibatasi pada konfigurasi switch Phoenix Contact FL di local panel CLU.
Skema mencakup DCS CentumVP dan MCC di ring .
ia switch Siemens Scalance X212-2 dan X.
, serta CLU tersambung langsung dari switch MRP Phoenix Contact di DCS ke switch Phoenix Contact FL di panel CLU.
Fokus pada evaluasi dan optimasi konfigurasi switch CLU terhadap performa ring (Dias & Setisto, 2.
Tujuan dari rancangan penelitian ini adalah mengevaluasi performa jaringan dari sisi struktur topologi, keandalan sistem .
, dan kompleksitas implementasi, serta menyusun rekomendasi teknis untuk desain topologi yang lebih adaptif dan efisien.
Tahap Penelitian (Prosedu.
Langkah-langkah penelitian dilakukan secara terstruktur sebagai berikut:
Konfigurasi Simulasi Rancang Topologi Rekomendasi Rancangan Pengujian Performa Analisis dan Evaluasi Sumber : Penelitian ini Gambar 2.
Alur Kerja Penelitian http://jurnal.
id/index.
php/insantek INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro.
Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
Penjelasan tahapan penelitian:
Rancang Topologi: Modelkan ring dengan 6 node (DCS.
MCC, 2 switch Scalanc.
dan tambahkan switch Phoenix Contact FL CLU sebagai node eksternal.
Konfigurasi Simulasi: Setup Communication Studio dengan protokol Ethernet emulasi MRP untuk ring dan koneksi langsung CLU menggunakan switch Phoenix Contact yang dikonfigurasi serupa.
Pengujian Performa: Uji latensi, throughput, dan keandalan dengan variasi beban .
%, 75%, 100%) termasuk data dari CLU berdasarkan standar PROFINET dan literature.
Analisis dan evaluasi: Bandingkan metrik dengan dan tanpa CLU untuk identifikasi dampak adaptasi Rekomendasi rancangan: Menyusun saran teknis perancangan topologi PROFINET yang lebih adaptif terhadap kondisi di lapangan HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa Implementasi Topologi Sesuai Spesifikasi Awal Berdasarkan standar PROFINET, topologi ring redundant dengan switch Siemens Scalance X212-2 dan X208 menunjukkan latensi rata-rata < 200 ms, throughput mencapai 100 Mbps, dan keandalan 99.
9% berkat Media Redundancy Protocol (MRP).
Ini konsisten dengan desain awal yang dirancang bangun dalam proyek ini dengan menghubungkan DCS CentumVP dan MCC di proses Wood Handling Processing.
Implementasi Topologi Central Lubrication Unit (CLU) Berdasarkan hasil observasi di lapangan, ditemukan bahwa implementasi aktual mengalami pengembangan topologi, di mana terdapat penambahan switch Phoenix Contact FL di local panel CLU, tersambung langsung dari switch MRP Phoenix di DCS.
Perubahan ini disebabkan karena instalasi unit yang jauh dan kompleks sehingga menimbulkan biaya yang lebih besar (Contact, 2.
Oleh karena itu modifikasi jaringan PROFINET dinilai lebih efisien dari segi biaya dan waktu.
Namun pada praktiknya penambahan switch Phoenix Contact FL di local panel CLU, meningkatkan latensi sekitar 10-15 ms karena koneksi eksternal tanpa MRP.
Throughput tetap 100 Mbps jika konfigurasi port optimal, namun keandalan turun sedikit menjadi 99.
8% akibat ketergantungan pada satu jalur koneksi.
Perubahan ini meskipun tidak didokumentasikan secara eksplisit, masih mempertahankan fungsi utama ring redundancy.
Namun penempatan MRP Manager tidak lagi sesuai dengan desain awal, sehingga menyebabkan waktu recovery fault menjadi tidak seragam pada seluruh segmen jaringan (RT-LABS, 2.
Analisis konfigurasi menunjukkan bahwa perangkat IO tambahan tersebut hanya menggunakan satu port, menjadikannya sebagai terminal dalam komunikasi point-to- point.
Hal ini menjadikan node tersebut rentan terhadap single point of failure, berbeda dengan node dalam ring (Institute of Electrical and Electronics EngineersIe, 2.
Tabel 2.
Analisa Perbandingan Topologi Aspek Spesifikasi Awal Implementasi Aktual Bentuk Topologi Ring Redundant Penuh Hybrid (Ring Line Extensio.
Switch PROFINET 6 unit .
9 unit .
ercampur managed & unmanage.
Konfigurasi MRP Aktif, loop penuh (MRM & MRC Hanya sebagian aktif, sebagian jalur Jenis Media Serat optik (FO) untuk backbone utama Kombinasi FO dan kabel UTP Redundansi Jalur Seluruh perangkat dalam loop MRP Beberapa perangkat hanya punya 1 jalur Posisi MRM Ditentukan secara terpusat dan Tidak terdefinisi di seluruh jaringan http://jurnal.
id/index.
php/insantek INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro.
Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
Tingkat Keandalan Tinggi .
upport fault recovery otomatis SedangAerendah .
anya pada segmen Kemudahan Diagnostik Terintegrasi dalam tools (CentumVP.
TIA Porta.
Hanya sebagian perangkat bisa didiagnosis otomatis Sumber : (Informatics, 2.
Tabel 3.
Analisa Perbandingan Performa Parameter Tanpa CLU s/Mbps/%) Dengan Switch CLU .
Beba.
Dengan Switch CLU % Beba.
Dengan Switch CLU .
Beba.
Perubahan Maks (%) Latensi .
Throughput (Mbp.
-5% Keandalan (%) Sumber : (Informatics, 2.
Latensi tanpa CLU dirata-ratakan 180 ms .
i bawah standar 200 m.
Dengan switch CLU, latensi naik seiring beban, mencapai 215 ms pada 100% beban .
stimasi berdasarkan Ferrari et al.
, 2018, yang menyebut 5-15 ms per node tambaha.
Throughput turun pada beban tinggi akibat bottleneck switch FL.
Keandalan menurun karena koneksi langsung tanpa redundansi penuh (International Electrotechnical Commission-IEC, 2.
Dampak Konfigurasi Switch CLU Simulasi dilakukan di Communication Studio berdasarkan konfigurasi yang menyerupai kondisi lapangan.
Hasil fault injection menunjukkan (International Electrotechnical Commission-IEC, 2.
Recovery Time MRP: <200 ms, sesuai standar IEC 62439-2 MRM berhasil switch jalur saat fault Node di segmen terbuka tidak memiliki jalur cadangan, menyebabkan hilangnya komunikasi saat fault Simulasi ini mengkonfirmasi bahwa topologi hybrid mengurangi efektivitas MRP, dan tidak menjamin fault tolerance di seluruh node.
Tabel 4.
Rekap Hasil Simulasi PROFINET Redundant Ring Waktu Recovery .
Model Simulasi
Lokasi Gangguan Tanpa CLU
Antara MRM dan Node 3
Tanpa CLU
Antara Node 2 dan Node 4
Dengan Switch
CLU
Antara MRM dan Node 3
Dengan Switch
CLU
Antara Node 2 dan Node 4 http://jurnal.
id/index.
php/insantek Status Ring Setelah Recovery Catatan < 200 ms Normal kembali Sesuai spesifikasi, ring < 200 ms Normal kembali Recovery stabil < 200 ms di semua segmen < 200 ms Normal kembali Recovery normal, tapi hanya sebagian loop tercover MRP < 200 ms Normal kembali Delay akibat cabang line tanpa MRP Standard IEC INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro.
Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
Dengan Switch
CLU
Antara Node Line dan Ring < 200 ms Ring Fault .
Loop tidak Sumber : Penelitian Dapat disimpulkan bahwa pengembangan topologi tidak berdampak signifikan terhadap performa komunikasi di jalur utama, namun berisiko tinggi bagi perangkat yang ditempatkan di luar ring.
Tabel simulasi memperlihatkan bahwa faktor penentu performa bukan hanya keberadaan MRP, tetapi juga struktur dan posisi perangkat dalam loop.
Rekomendasi Perancangan Ulang Perubahan topologi berdampak pada penurunan efektivitas jaringan dan bertambahnya potensi gangguan jika tidak ditangani dengan desain ulang.
Berdasarkan temuan di atas, rekomendasi teknis yang disusun meliputi:
Penggunaan managed switch PROFINET-ready di semua segmen kritis Re-konfigurasi MRP loop untuk mencakup seluruh jaringan Segmentasi jaringan berdasarkan area atau fungsi untuk isolasi fault Penambahan redundansi fisik .
ackup cable pat.
di segmen terbuka Rekomendasi ini bertujuan agar sistem DCS memiliki struktur komunikasi yang lebih stabil, adaptif terhadap perubahan, dan mudah dimonitor melalui engineering.
Pembahasan Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan signifikan antara desain topologi jaringan PROFINET yang tercantum dalam dokumen spesifikasi awal dengan implementasi aktual yang diterapkan di Dalam desain awal, sistem dikonfigurasi menggunakan ring topology penuh dengan Media Redundancy Protocol (MRP) yang aktif.
Topologi ini didesain untuk memastikan bahwa seluruh perangkat jaringan, termasuk switch dan field device, memiliki jalur komunikasi cadangan yang dapat mengambil alih jika terjadi gangguan di salah satu segmen.
Sesuai konfigurasi pada gambar berikut.
Sumber: (Yokogaw.
Gambar 3.
PROFINET Konfigurasi dengan Topologi Ring (Corporation, 2.
Namun, hasil observasi dan pengumpulan data lapangan menunjukkan bahwa implementasi aktual mengalami pengembangan dan modifikasi yang menyebabkan topologi berubah menjadi bentuk hybrid, yaitu kombinasi antara http://jurnal.
id/index.
php/insantek INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro.
Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
ring dan line extension.
Dalam struktur aktual, tidak semua switch tergabung dalam loop MRP, dan beberapa perangkat hanya memiliki satu jalur koneksi.
Hal ini berpotensi menurunkan keandalan sistem secara keseluruhan, karena redundansi hanya berlaku pada sebagian jalur jaringan.
Perbandingan antara spesifikasi awal dan implementasi aktual menunjukkan bahwa meskipun jumlah perangkat bertambah, namun tidak semua perubahan diikuti oleh penyesuaian logis terhadap konfigurasi MRP.
Beberapa switch yang digunakan tidak mendukung fungsi MRP, sehingga tidak dapat berpartisipasi dalam sistem fault recovery otomatis.
Hal ini menyebabkan terbentuknya segmen-segmen jaringan yang tidak memiliki proteksi redundant, menjadikannya rawan terhadap kegagalan komunikasi.
Simulasi yang dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Communication Studio berhasil meniru konfigurasi aktual, termasuk skenario gangguan .
ault injectio.
pada jalur utama.
Hasil simulasi memperkuat temuan bahwa node yang berada di luar loop MRP mengalami kehilangan komunikasi saat jalur utama terganggu.
Sebaliknya, segmen yang berada dalam loop menunjukkan respon cepat dan otomatis dengan recovery time di bawah 200 ms, sesuai standar IEC 62439-2.
Dari hasil evaluasi ini, dapat disimpulkan bahwa keandalan sistem jaringan menurun akibat perubahan topologi, terutama pada segmen-segmen yang tidak mendapatkan perlindungan penuh dari protokol MRP.
Selain itu, konfigurasi seperti ini juga menyulitkan proses diagnosis jaringan, karena status perangkat dan jalur komunikasi tidak terpantau secara menyeluruh melalui engineering tools.
Berdasarkan temuan tersebut, disusun beberapa rekomendasi teknis untuk perancangan ulang topologi jaringan PROFINET, agar lebih adaptif terhadap kondisi aktual namun tetap menjaga keandalan sistem.
Rekomendasi mencakup penggunaan switch PROFINET-managed pada semua jalur utama, aktivasi penuh loop MRP, serta pembagian jaringan menjadi segmen logis untuk memudahkan isolasi fault.
Pendekatan ini diharapkan mampu meningkatkan stabilitas sistem komunikasi, khususnya pada area proses seperti wood handling, yang sangat bergantung pada kontinuitas data dan kontrol.
KESIMPULAN
Penelitian ini telah membahas perancangan dan evaluasi infrastruktur jaringan PROFINET dalam sistem DCS CentumVP pada proses wood handling di industri pulp & paper.
Berdasarkan hasil pengumpulan data, simulasi, dan analisis, dapat disimpulkan beberapa hal berikut:
Desain topologi awal dalam spesifikasi proyek menggunakan bentuk ring redundant penuh, dengan rangkaian switch Siemens Scalance X212-2 dan X208 menunjukkan latensi rata-rata < 200 ms, throughput mencapai 100 Mbps, dan keandalan 99.
9% berkat Media Redundancy Protocol (MRP).
Ini konsisten dengan desain awal yang dirancang bangun dalam proyek ini dengan menghubungkan DCS CentumVP dan MCC di proses Wood Handling Processing dan MRP sebagai protokol utama untuk menjaga keandalan komunikasi.
Implementasi di lapangan menunjukkan terjadinya pengembangan topologi menjadi bentuk hybrid .
ombinasi ring dan lin.
, penambahan switch Phoenix Contact FL di local panel CLU, tersambung langsung dari switch MRP Phoenix di DCS.
Perubahan ini disebabkan karena instalasi unit yang jauh dan kompleks sehingga menimbulkan biaya yang lebih besar.
Hasil simulasi MRP menunjukkan bahwa segmen yang tidak tergabung dalam loop mengalami gangguan komunikasi saat fault, sementara segmen yang tergabung dapat cepat melakukan recovery <200 ms.
Berdasarkan hasil analisa dan pengukuran data, diketahui bahwa latensi meningkat hingga 19% pada keadaan 100% load, fault recovery mencapai 303 ms, dan potensi kegagalan tunggal akibat pemasangan kabel yang tidak redundant, menunjukan rentannya jaringan pada CLU terhadap kegagalan atau kerusakan.
Oleh karena itu topologi hybrid pada proyek ini tidak direkomendasikan untuk diimplementasikan pada proyek dimasa depan, kecuali ada perbaikan rancangan.
SARAN
Beberapa saran yang dapat diberikan berdasarkan hasil penelitian ini adalah:
Perancangan topologi jaringan PROFINET sebaiknya mempertimbangkan fleksibilitas kondisi lapangan sejak awal, dengan skenario simulasi alternatif yang sudah dipersiapkan untuk antisipasi perubahan instalasi.
MRP loop harus dikonfigurasi dalam bentuk yang tertutup dan simetris, dengan penempatan MRM pada posisi sentral untuk menjamin distribusi recovery time yang merata.
Dokumentasi as-built .
tandar pabri.
perlu diperbarui dan dilengkapi, agar mencerminkan http://jurnal.
id/index.
php/insantek INSANtek Ae Jurnal Inovasi dan Sains Teknik Elektro.
Volume 6 No.
2 Nopember 2025
E-ISSN: 2722-547X
kondisi topologi jaringan aktual secara menyeluruh.
Ini penting sebagai referensi teknis bagi kegiatan pemeliharaan dan pengembangan sistem di masa mendatang.
Node-node penting dan kritikal sebaiknya ditempatkan dalam jalur ring redundant, untuk memastikan perlindungan komunikasi yang optimal dan menghindari risiko downtime akibat single point of failure.
Penelitian selanjutnya dapat mengkaji performa topologi PROFINET hybrid secara lebih luas, misalnya dengan menambahkan skenario stress-test jaringan, atau integrasi switch level industri.
Jika dimasa depan diperlukan lagi konfigurasi topologi hybrid, maka harus dipastikan menggunakan topologi yang sudah ada dan dianalisis sebelumnya.
Hal ini ditujukan agar memiliki performa jaringan yang sama dengan konfigurasi sebelumnya, terutama dari latensi, fault recovery, dan keandalan.
REFERENSI