Avläsning av tillståndet hos en mikrobrytare kräver att den ansluts till ett I/O hos exempelvis PLC, mikrokontroller eller annan lämplig utrustning. Forsmarks Kraft-grupp AB (FKA) och avdelningen för larm och telekommunikation (NEIT) ser ett behov av att på kärnkraftsanläggningen i Forsmark installera mikrobrytare på platser där det saknas anslutningsutrustning och förmedla dess tillstånd till ett övervakande system. I denna rapport presenteras ett förslag till teknisk lösning som uppfyller FKA:s behov genom att spegla ett I/O över TCP/IP-protokoll. Lösningen har tagits fram utifrån specifika önskemål från FKA. Funktionen ska bland annat övervaka två områden med mikrobrytare, larma för fel, ha egenövervakning, ta hänsyn till signalintegritet samt baseras på generell mikrokontrollutrustning. Vi-dare har en utvärdering av tillförlitligheten gjorts samt att funktionen har testats. Resultatet presenteras som en prototyputrustning där två mikrokontrollplattformar från Arduino har använts som bas och designen har skett utifrån ett feltolerant per-spektiv. Trippelmodulär redundans, watchdog-timer, dubbelbalanserad slinga och majoritetsvotering är några av de tekniker som tillämpats. Genom en kombination av programmering och föreslagna metoder har FKA:s önskemål uppnåtts. Tillförlitlighetsutvärderingarna visar att prototyputrustningen har en mean time between failure på ungefär 3,2 år samt att sannolikheten för felfri drift i 20,000 tim-mar är ungefär 50 %. Funktionstesterna visar på goda förutsättningar för långsiktig funktionalitet gällande I/O-spegling och larmhantering. Testerna avslöjar även före-komsten av falska larm vilket har föranlett förslag om debuggning av mjukvaran in-nan driftsättning. Rapporten avslutas med en diskussion kring de uppnådda resulta-ten samt föreslagna kompletteringar och utvecklingar av prototyputrustningen. / Reading the state of a microswitch requires it to be connected to an I/O of, for ex-ample, PLC, microcontroller, or other suitable equipment. Forsmarks Kraftgrupp AB (FKA) and the department of alarms and telecommunications (NEIT) have real-ized a need to install microswitches at Forsmarks nuclear power plant at places where there are no connection equipment and redistribute its state to a monitoring system. This report presents a proposal for a technical solution that meets FKA:s needs by mirroring an I/O over TCP/IP-protocol. The solution has been developed based on specific requirements from FKA. The function should, among other things, monitor two areas with microswitches, alarm for faults, have self-monitoring, consider signal integrity, and be based on general microcontroller equipment. Furthermore, an analysis of the reliability has been made and the function has been tested. The result is presented as a prototype equipment where two microcontroller plat-forms from Arduino have been used as a base and the design has been done from a fault tolerant perspective. Triple modular redundancy, watchdog timer, double-bal-anced loop and majority voting are some of the techniques used. Through a combi-nation of programming and proposed methods, FKA:s wishes have been achieved. The reliability assessments show that the prototype equipment has a mean time be-tween failure of about 3.2 years and that the probability of faultless operation for 20,000 hours is about 50 %. The function tests show good conditions for long-term functionality regarding I/O mirroring and alarm handling. The tests also reveal the presence of false alarms, which has prompted proposals for debugging the software before deployment. The report concludes with a discussion of the results achieved as well as proposed additions and developments of the prototype equipment.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:hig-32880 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Wernhager, Stefan |
| Publisher | Högskolan i Gävle, Avdelningen för elektroteknik, matematik och naturvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0088 seconds