Tietokonelaitteistot (hardware), esim tavalliset koti-pc:t, suunnitellaan aina niin että niitä ei voi rikkoa ohjelmallisesti. Käänteisesti tämä tarkoittaa että laitteisto ei voi edellyttää ohjelmistolta mitään raudan "suojelemista". Miksi sitten on annettu ymmärtää että uudessa ydinvoimalassa automaatiolle on myönnetty kyseinen tehtävä?
STUK pyysi 1.8.2009 lisäselvitystä painottaen automaatioarkkitehtuuria. ( http://www.stuk.fi/stuk/tiedotteet/fi_FI/news_550/ )
Tähän asti on painotuttu analogisten piirien, kuten MOS-, FET-, LED- tai UJT-transistoripiirien hitaaseen kehitykseen. EPR-hankkeessa selvästi mainostetaan uudenlaista suojausta joka olisi tehokas mutta kuka valvoo käytetäänkö sitä turvallisesti?
STUK pyysi 1.8.2009 lisäselvitystä painottaen automaatioarkkitehtuuria. ( http://www.stuk.fi/stuk/tiedotteet/fi_FI/news_550/ )
Tähän asti on painotuttu analogisten piirien, kuten MOS-, FET-, LED- tai UJT-transistoripiirien hitaaseen kehitykseen. EPR-hankkeessa selvästi mainostetaan uudenlaista suojausta joka olisi tehokas mutta kuka valvoo käytetäänkö sitä turvallisesti?
Vastaukset 24
Vanhimmat
Tuossa automaatiotekniikassa on kyse "hieman" eri asiasta kuin pc.
Joitain kuulemiani mahdollisuuksia saada tietokone rikki ohjelmallisesti:
- Kovalevyn lukupään jatkuva hakkaaminen laitaan.
- Kuvaputkinäytöt eivät kestä näyttötilan edestakaista vaihtoa
- HLT-komennon laiminlyönti pitkällä aikavälillä kuormittaa prosessoria enemmän.
"Käänteisesti tämä tarkoittaa että laitteisto ei voi edellyttää ohjelmistolta mitään raudan "suojelemista". Miksi sitten on annettu ymmärtää että uudessa ydinvoimalassa automaatiolle on myönnetty kyseinen tehtävä?"
Pöytä-PC:ssä ohjelmistolla on hyvin rajoitetut määrä mahdollisuuksia särkeä laitteistoa, mutta automaatiossa tilanne on toinen. Jos ydinvoimala on liian abstrakti järjestelmä, niin kuvittele (hypoteettista) lähitulevaisuuden maantiellä liikkuvaa automaattirekkaa, jossa kuski on korvattu robottiohjauksella. Pieni ohjelmistohäiriö voi helposti viedä rekan vastaantulevien kaistalle ja aiheuttaa tuhoisan nokkakolarin.
Keinot välttää tällainen tilanne ovat moninaiset. Tavallisin on ohjauksen moninkertaistaminen. Käytetään esim kolmea tietokonetta, joissa pyörii saman tehtävän parissa kolme erilaista (eri sunnittelun tulosta) ohjelmistoa. Ohjelmistojen lähtöjä vertaillaan (esim laitteiston avulla) ja jos yksi on eri mieltä kuin kaksi, niin toimitaan enemmistönä olevien kahden mukaan.
Joissakin tilanteissa myös laitteisto tekee "järjellisyystarkastuksia" ohjelman toimien suhteen. Yksinkertaisin tällainen on "vahtikoira", jossa laiteisto tunnistaa ohjelmiston jumiutumisen, mutta paljon kehittyneempiäkin löytyy.
Jälkimmäinen menetelmä on tuttu menettely ydinvoimalaitosten ja lentokoneiden syvyyssuuntaisessa turvallisuudessa.
http://www.stuk.fi/stuk/tiedotteet/fi_FI/news_550/
Sen sijaan enemmistösäännöstä ei mainita. Kertooko se sitten siitä että kaikki suojaustoiminnot voimalassa ovat vääjäämättömän yksisuuntaisia toisin kuin rekan ohjauksessa jossa pitää tehdä (suunnitelmallisia) valintoja? Tiedotteessa tosin puhutaan puolustusRINTAMISTA.
voimalan säätöä ei toteuteta OHJELMALLISESTI, vaan puhtaalla raudalla ja siihen käypästä löytyy operaatiovahvistimien puolelta.
http://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier
http://www.google.fi/search?hl=fi&q=op amp controller&btnG=Hae&meta=
Raudalla pitäisi toteuttaa edes se "perustuslaki" jotta eri ohjelmat voisivat toimia demokraattisesti.
Ydinvoimalan automaatioarkkitehtuuri pitää sisällään paljon enemmän kuin mitä termi "voimalan säätö" pitää sisällään. Automaatiolla ohjataan eri piirien syöttöpumppuja (varmaankin moottoriohjaimilla, jotka monesti ovat tietokoneita), turva- ja muita ovia, ilmastointia jne. yms. Kuitenkin softan osuus vähenee kun siirrytään puolustusrintamissa vasemmalta oikealle (kuva http://www.stuk.fi/stuk/tiedotteet/fi_FI/news_550/_files/81686475528339861/default/OL3automaatio.gif) ja automaatiosta tulee mekaanisempaa.
Toisistaan riippumattomat puolustusrintamat tarkoittavat sitä, että eri rintamat valvovat samoja asioita mutta ne on toteutettu eri tavalla, ne viestivät täysin eri verkoissa, jotka jopa kulkevat täysin eri paikoissa. Siitä en ole ihan varma käytetäänkö ydinvoimaloissa puhtaasti mekaanista automaatiota, eli jos vaikka ydin uhkaa sulaa, niin syntyvä lämpö tms. vapauttaa ohjaussauvat, jotka putoavat automaattisesti ytimeen ja lopettavat ydinreaktion.
Kuka sitten valvoo, että turva-automatiikkaa käytetään oikein. STUK ilmeisesti velvoittaa, että ainakin turva-automaatio on sellainen, ettei sitä voi kykeä pois
päältä. Tämän opimme Tshernobylin "kekeilyn" lopputuleman seuraksesta.
Rekkaesimerkkiin lisätäkseni ydinvoimaloissa on mekanismeja joita voisi verrata vaikka keskikaistaaitoihin, joita on ilmestynyt moniin paikkoihin estämään keskikaistan ylitykset. Mutta ne ehkä liittyvät enemmän rakennustekniikkaan kuin automaatioon.
riviäkään ohjelmaa ja jo sen takia, että se tilttaa ennemmin tai myöhemmin. Homma hoituu kapallisella perinteistä OPAMP-tekniikkaa käyttäen.
Tiedon keruuseen ja analysointiin voi sitten käyttää ohjelmapohjalta toteutettua mämmiä.
Luulisi että automaation pitää tehdä monimutkaisia valintoja. Esim. pudottaako säätösauvat heti, vai odottaako vielä ja katsoo tilannetta. Sellainen päättely vaatii softaa ja voi olla hyvinkin tärkeää onnettomuustilanteessa.
Jos automaatio ei pudota sauvoja kun ollaan vaarallisella tasolla ja softa lähtee tuossa tilanteessa laskelmoimaan voidaanko/ollaanko tilanteessa et nyt tulee toimia, niin ollaan vaarallisilla vesillä, mitä tapahtuu jos softa vikaantuu kriittisimmällä vaiheella, automaatio, ainakin huollettu tuon hoitaa, mutta softa syystä tai toisesta saattaa mennä vikaan..
Ei koskaan tule sotkea softaa mukaan tilanteisiin jossa on suuri vaara että kaikki on KAPUT...
softaa. Jos perehtyisitte säätötekniikkaan ensin.
http://fi.wikipedia.org/wiki/PID-säädin
äätämiseen EI kuulu 'odotteleminen'.
Operaatiovahvistimilla hoituu monimutkaisetkjn laskutehtävät ja helvetin nopeasti.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Operaatiovahvistin
http://www.google.fi/search?hl=fi&ei=S9B5Sr_MOqaCnQPD0MDuCw&sa=X&oi=spell&resnum=0&ct=result&cd=1&q=analogiatietokone&spell=1
http://www.google.fi/search?hl=fi&q=analog computer&btnG=Google-haku&meta=
1970-luvulla?
Onko ydinreaktorissa vain turvallinen ja vaarallinen taso?
http://www.maxim-ic.com/
.. ja JOS ei ymmärrä, niin ei ymmärrä ohjelmoinnistakaan mitään?
Miksi tarve on muuttaa analogiset mittaussuureet digitaalisiksi ja manipuloida niitä ohjelmallisesti ja palauttaa ne takaisin analogiseen muotoon kun se hoituu ilmankin?
Siellä käyttämässänne tietokoneessa on merkittävissä töissä viljalti TEHOKASTA operaatiovahvistinta TÄNÄÄNKIN.
Jos ymmärrätte etsiä?
"Miksi tarve on muuttaa analogiset mittaussuureet digitaalisiksi ja manipuloida niitä ohjelmallisesti ja palauttaa ne takaisin analogiseen muotoon kun se hoituu ilmankin?"
Tätä on miettinyt monet tv:n omistajatkin. Digi valtaa maailmaa.
Digitaalisuus voidaan toteuttaa ja _TOTEUTETAANKIN_ ilman ohjelmaakin.
http://en.wikipedia.org/wiki/Programmable_logic_device
:D ...
Kyllä noitakin ohjelmoidaan esimerkiksi VHDL-kielellä joka on filosofialtaan erilainen kuin proseduraaiset ohjelmointikielet, mutta näyttää ihan Ada-kieleltä. Toinen on taas Verilog, joka näyttää ihan C-kieleltä. Ainakin FPGA-laitteille löytyy ihan C-kääntäjiäkin.
On totta, että PID-säätimen voi toteuttaa opareilla, konkilla ja vastuksilla, ja kyllähän sellaisen tekeminen opetetaan usein ihan elektroniikan peruskursseilla, ainakin teknisissä yliopistoissa / korkeakouluissa. Mutta ei niitä oikeasti voimalaitoksissa analogisesti toteuteta vaan digitaalisesti. Tyypillisesti näissä käytetään PLC:itä (Programmable Logic Controller), jotka sisäisesti ovat ihan mikrokontrolleri- ja DSP-pohjaisia. Niitä sitten ohjelmoidaan työkaluilla jotka kääntävät tikapuulogiikkaa ihan tavalliselle mikrokontrollerin konekielelle. Välikielenä saattaa olla jopa ihan C:kin ja niitä voi usein myös ohjelmoida myös C:llä tai assemblerilla.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Ohjelmoitava_logiikka
Eiköhän operaatiovahvistinten sijaan nykyään tietokoneissa käytetä enemmän transistoreja ja fettejä. On kyllä totta, että analogisessa signaalikäsittelyssä ja säädössä on oma hohtonsa. Laplace-muunnos on ystävä. Mutta valitettavasti analoginen signaalikäsittely ainakin automaatiosovelluksissa on aika vähäistä nykyään. Ehkäpä joku antialiasointisuodatin tai radion demodulaattorin ensimmäinen aste saattaa olla analoginen, mutta siihen se sitten jääkin.
työkalulähtöisyydellä tavoitetaan nk. suuret ohjelmoijajoukot ja se kertoo senkin että ohjelmoitavat logiikat ovat kehittyneet siitä mitä mitä niillä itsekin joskus nysväsin - sanalla sanoen ovat tänään massiivisia ja sitä varten on syytä käyttääkin kunnon työkaluja. Mutta - kuka tarvitsee?
Ei prosessivalvonnassa mitään ihmeellistä tavoitella - esim. NASA'n lennonvalvonta hoidetaan EDELLENKIN konekielellä ja laitteistona on jotain commodore 64 tasoa oleva kone.
Ohjelmapohjainen ja digitaalisuus ei ole synonyymeja.
"Säätämiseen EI kuulu 'odotteleminen'.
Operaatiovahvistimilla hoituu monimutkaisetkjn laskutehtävät ja helvetin nopeasti."
Olit oikeassa nopeuden suhteen. Säätämisen hitauskin voi olla ongelma.
Esimerkiksi eläimillä ja ihmisilläkin reflekseissä lihakset toimivat aistien välittämän tiedon varassa ennen kuin aivot ehtivät mukaan. Nytkin tutkijat ovat löytäneet myös silmän verkkokalvolta soluja, jotka mahdollistavat vaaran havaitsemisen ”aivoja nopeammin”.
Keskustelu on vellonut elektroniikan ja sulautetun ohjelmoinnin ympärillä. Automaatiossa on kysy ihan muusta kuin opareista tai mikrokontrollereista (http://fi.wikipedia.org/wiki/Automaatio). Ensinnäkin Olkiluodon kolmonen on sinänsä mielenkiintoinen ja haastava automatisoiva, koska koko Arevan EPR-tyyppinen ydinvoimala on TÄYSIN ohjelmoitavan automaation varassa. Tämän takia STUK haluaa automaation arkkitehtuurista kuvauksen (halusi ja haluaa edelleen). Arevan sivuilta voi yrittää kaivaa lisää infoa jos sitä kaipaa. Toisaalta hyvän katsauksen siihen mitä automaatio on ja miten se on ajateltu toteutettavaksi Olkiluodossa voisi vaikka vilkaista http://www.automationit.hut.fi/file.php?id=825.
PID-säädin on eräs työkalu säätötekniikan teoriassa, mutta ei liity automaatioon muuten kuin siten, että automaatio käyttää hyväkseen mm. säätimiä. Toisaalta automaatioon liittyy myös mm. turvalaitteiden kuten turvaovien ja -porttien ohjaus. Sen ohjauksen (säädön) voi tehdä analogisella tai kiinteällä digitaalisella elektroniikalla tai ohjelmoitavalla digitaalisella elektroniikalla kuten tietokoneella. Tietokoneella onnistuu helpoiten kulkuoikeuksien hallinta kun taas analogiatekniikalla kuten oparilla sen tekeminen on lähinnä tyhmää tai ainakin hankalaa.
http://www.automationit.hut.fi/file.php?id=825.
On aika raskaslukuinen dokumentti.:D