Development of Testing Tools for Substation Automation and SCADA Systems

ABSTRACT This master’s thesis describes the work in developing new testing tools for substation automation and SCADA systems. The targets of development are ABB’s MicroSCADA Pro product family of network management products. Main focus is on the SYS600 Control System, which is used to monitor and control process automation applications in e.g. substations. The new testing tools will be used to test operational situations in test environments, with the tested situations being similar to the situations occurring in practical environments. First parts of the work concentrated on collecting information related to existing testing processes and testing tools in the context where the new tools could be used. Information was collected from expert interviews, literature and prior development experiences of similar testing tools. The information was used to define requirements and features for the new tools. Initial development environment was set up based on the work and a system implementation proposal was written to describe the implementation of the new testing tools to existing products and processes. The development of the new testing tools was based on the internal development tools of the MicroSCADA Pro SYS600 and the native programming languages SCIL and Visual SCIL. With these tools and languages the new testing tools could be developed with optimal compatibility to the products, similar to the several existing testing tools which were included in the development process. The development applied agile principles by following iterative and incremental development cycles, where demo presentations with feedback followed the development and testing stages cyclically. The development succeeded with the result being a new operational situations testing tool with three main testing features: test case based testing, simulation run testing and communication gateway testing. Supporting features were included in the tool to set up tests with setup actions and generate test result data from the executed tests. Features from the existing testing tools were successfully combined with newly developed features, and the possibilities for future work related to the tool were considered in the end.TIIVISTELMÄ Diplomityön aiheena on uusien testaustyökalujen kehittäminen sähköasema-automaatio- ja SCADA -järjestelmille. Kehitystyön kohteena on ABB:n MicroSCADA Pro tuoteperhe, joka koostuu verkonhallinnan tuotteista. Työssä keskitytään SYS600 Control System -tuotteeseen, jota käytetään prosessiautomaatiosovellusten ohjaukseen ja valvontaan esimerkiksi sähköasemilla. Uusia testaustyökaluja tullaan käyttämään sovellusten käyttötilanteiden testaamiseen, jolloin käytännön tilanteita vastaavia testaustilanteita pyritään luomaan testausympäristöissä. Työn ensimmäisissä osissa keskityttiin tiedonkeruuseen senhetkisistä testausprosesseista ja käytetyistä testaustyökaluista selvittäen uusien työkalujen käyttömahdollisuuksia. Tiedonkeruun lähteinä olivat asiantuntijahaastattelut, alan kirjallisuus ja aikaisempi kehitystieto samankaltaisista testaustyökaluista. Tiedon perusteella uusille työkaluille voitiin määrittää vaatimuksia ja toiminnallisuutta. Työlle valmisteltiin sopiva kehitysympäristö sekä implementaatioehdotus, joka selvittää uusien testaustyökalujen liittämistä olemassa oleviin tuotteisiin ja prosesseihin. Kehitystyö perustui MicroSCADA Pro SYS600 -tuotteen sisäisiin kehitystyökaluihin ja tuotteen omiin SCIL- ja Visual SCIL -ohjelmointikieliin. Käyttämällä näitä työkaluja ja ohjelmointikieliä uudet testaustyökalut voitiin kehittää optimaalisella yhteensopivuudella tuotteisiin samaan tapaan kuin monet olemassa olevat työkalut, jotka olivat mukana kehitysprosessissa. Kehityksessä sovellettiin ketteriä menetelmiä käyttämällä iteratiivisia ja inkrementaalisia kehityssyklejä, joissa demoesitykset palautteineen seurasivat kehitys- ja testausvaiheita jaksollisesti. Onnistuneen kehitystyön seurauksena saatiin aikaan uusi käyttötilanteiden testaustyökalu, joka sisältää kolme pääasiallista testaustoimintoa: yksittäiset testaustilanteet, laaja simulaatiotestaus ja kommunikaatioyhdyskäytävän testaus. Testauksen valmistelutoiminnot ja testaustulosten raportointi sisällytettiin työkaluun testausta tukevina toimintoina. Aiemmin kehitetyistä työkaluista sisällytettiin onnistuneesti ominaisuuksia uuteen työkaluun osana kehitystä, ja lopuksi voitiin arvioida työkalun tulevaisuuden kehitystä

Assessing the Nature of Lipid Raft Membranes

The paradigm of biological membranes has recently gone through a major update. Instead of being fluid and homogeneous, recent studies suggest that membranes are characterized by transient domains with varying fluidity. In particular, a number of experimental studies have revealed the existence of highly ordered lateral domains rich in sphingomyelin and cholesterol (CHOL). These domains, called functional lipid rafts, have been suggested to take part in a variety of dynamic cellular processes such as membrane trafficking, signal transduction, and regulation of the activity of membrane proteins. However, despite the proposed importance of these domains, their properties, and even the precise nature of the lipid phases, have remained open issues mainly because the associated short time and length scales have posed a major challenge to experiments. In this work, we employ extensive atom-scale simulations to elucidate the properties of ternary raft mixtures with CHOL, palmitoylsphingomyelin (PSM), and palmitoyloleoylphosphatidylcholine. We simulate two bilayers of 1,024 lipids for 100 ns in the liquid-ordered phase and one system of the same size in the liquid-disordered phase. The studies provide evidence that the presence of PSM and CHOL in raft-like membranes leads to strongly packed and rigid bilayers. We also find that the simulated raft bilayers are characterized by nanoscale lateral heterogeneity, though the slow lateral diffusion renders the interpretation of the observed lateral heterogeneity more difficult. The findings reveal aspects of the role of favored (specific) lipid–lipid interactions within rafts and clarify the prominent role of CHOL in altering the properties of the membrane locally in its neighborhood. Also, we show that the presence of PSM and CHOL in rafts leads to intriguing lateral pressure profiles that are distinctly different from corresponding profiles in nonraft-like membranes. The results propose that the functioning of certain classes of membrane proteins is regulated by changes in the lateral pressure profile, which can be altered by a change in lipid content

Maa- ja metsätalouden sekä koko maankäyttösektorin ilmastotoimenpiteillä on suuret päästövähennysmahdollisuudet

Suomen tavoitteena on olla hiilineutraali vuonna 2035. Tavoitetta ei voi saavuttaa ilman maankäyttösektorin hiilinieluja. Suomen kokonaispäästöt olivat vuonna 2019 yhteensä 53,1 Mt CO2 ekv. ja maankäyttösektorin nettonielut 14,7 Mt CO2 ekv. Hiilineutraaliustavoitteen saavuttamiseen tarvitaan kaikilta sektoreilta päästövähennyksiä tai lisänieluja. Tässä politiikkasuosituksessa esitellään ilmastopoliittisen päätöksenteon tueksi keinoja päästövähennysten saavuttamiseksi sekä arvioita maankäyttösektorin päästöjä vähentävien ja nieluja vahvistavien toimenpiteiden potentiaalisista vaikutuksista (Lehtonen ym. 2021)

Maankäyttösektorin ilmastotoimenpiteet: Arvio päästövähennysmahdollisuuksista

Maankäyttösektorin ilmastotoimet – arvio päästövähennysmahdollisuuksista Hallitusohjelman (2019) mukaisia maankäyttösektorin ilmastotoimenpiteitä valmistellaan sisällytettäväksi vuonna 2021 laadittavaan maankäyttösektorin ilmastosuunnitelmaan. Valmistelun tueksi tarvitaan tietoa keinoista, joilla maankäyttösektorin päästöjä voidaan vähentää, hiilivarastoja ylläpitää ja hiilinieluja vahvistaa, sekä arvioita potentiaalisten toimenpiteiden vaikutuksista lyhyellä ja pitkällä aikavälillä. Tässä tutkimuksessa on arvioitu maankäyttösektorin ilmastotoimenpiteiden vaikutuksia nykyistä tutkimustietoa ja asiantuntija-arvioita kokoamalla sekä valmiina käytettävissä olevia mallinnusmenetelmiä soveltaen. Toimenpiteiden päästövähennys ja hiilinieluvaikutuksien arvioinnissa käytettiin kunkin toimenpiteen kohdalla parasta käytettävissä olevaa menetelmää ja toimenpiteen soveltamismahdollisuuksien laajuus perustui asiantuntija-arvioihin. Tuloksiin liittyy sekä sovelletusta menetelmästä ja siinä käytettävistä tiedoista että toimenpiteen laajuuden arvioinnista johtuvaa epävarmuutta. Tutkimus sisältää myös laadulliset arviot ilmastotoimenpiteiden vaikutuksista muihin ekosysteemipalveluihin, vesistökuormitukseen ja luonnon monimuotoisuuteen. Lisäksi on tunnistettu vaikuttavuusarvioinnin kannalta merkittäviä kehittämis- ja tutkimustarpeita sekä tietoaukkoja. Tulokset auttavat kohdentamaan ilmastotoimenpiteet vaikutuksiltaan merkittävimpiin, joilla tuetaan Suomen tavoitetta saavuttaa hiilineutraalius vuoteen 2035 mennessä. Maankäyttösektorilla on monia mahdollisuuksia vahvistaa hiilinieluja, ylläpitää hiilivarastoja ja vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Kaikkien tunnistettujen ilmastotoimenpiteiden toteuttaminen tutkimuksessa oletetussa laajuudessa vaatisi erittäin laajoja muutoksia maankäyttösektorin ohjauskeinoissa, investointeja päästöjä vähentäviin ja nieluja lisääviin toimenpiteisiin sekä mm. puutuotteiden osalta muutoksia myös maankäyttösektorin ulkopuolella metsäteollisuuden tuotantorakenteessa. Potentiaalisesti suurimmat päästövähennykset voidaan saavuttaa muuttamalla turvemaapeltojen viljelykäytäntöjä ja jatkamalla runsasravinteisissa ojitetuissa turvemaametsissä metsänkasvatusta avohakkuiden sijaan harvennuksin ja ilman kunnostusojituksia. Turvemaapeltojen käsittelyä muuttamalla saadaan suhteellisen pienellä pinta-alalla aikaan merkittäviä päästösäästöjä hidastamalla turpeen hiilivaraston purkautumista, kun kivennäismaapeltojen vaikuttavat ilmastotoimet vaatisivat vuosittaista lisätukea lähes koko käytössä olevalle peltopinta-alalle. Osa tunnistetuista ilmastotoimenpiteistä on pitkävaikutteisia, esimerkiksi suometsässä kerran tehdyn puutuhkalannoituksen puuston hiilinielua vahvistava vaikutus kestää kymmeniä vuosia. Metsien hiilinielua kasvattaisivat merkittävästi myös uusien suojelualueiden perustaminen, säästöpuumäärän lisääminen ja metsäteollisuuden tuotantorakenteen muutos, joka kasvattaisi pitkäikäisten puutuotteiden osuutta. Maankäyttösektorin monilla ilmastotoimenpiteillä edistetään myös luonnon monimuotoisuuden säilymistä ja vähennetään maa- ja metsätalouden haitallisia ympäristövaikutuksia. Erityisesti turvemaiden viljely- ja metsänkasvatusmenetelmiä uudistamalla saadaan tavoitellun ilmastovaikutuksen ohella vähennettyä vesistökuormitusta. Monimuotoisuuden säilyttämistä tukisivat erityisesti suojelualueiden lisääminen, jota oletimme jatkettavan METSO-ohjelmassa toteutuneessa laajuudessa, ja säästöpuiden määrän kaksinkertaistaminen mikä lisäisi lahopuun hiilivarastoa talousmetsissä. Kivennäismaapeltojen maaperän hoito, metsänlannoitus ja turvemaametsien maaperän päästövähennystoimet voivat edistää myös tuotannon taloudellista kannattavuutta. Nykyiset maa- ja metsätalouden tuet eivät kannusta kaikkien potentiaalisesti merkittävimpien päästöjä vähentävien ilmastotoimenpiteiden käyttöönottoon. Maankäyttösektorin ilmastotoimenpiteiden kustannustehokkuuden ja sosiaalisen hyväksyttävyyden tutkimus on rajattu tämän tutkimuksen ulkopuolelle. Näiden tarkastelu jatkotutkimuksissa on välttämätöntä, jotta toimenpiteet osataan suunnata kustannustehokkaasti ja siten että maanomistajilla on mahdollisuus ja kannusteet niitä toteuttaa. Ilmastotoimenpiteiden vaikutuksia puuntuotannon ja viljelyn taloudelliseen kannattavuuteen, muihin ekosysteemipalveluihin ja biodiversiteettiin tarkasteltiin vain laadullisesti tutkimuskirjallisuuden ja asiantuntija-arvioiden perusteella. Näiden laajempi määrällinen tarkastelu edellyttäisi lisätutkimusta ja myös laskentatyökalujen ja mallien kehitystyötä. Ilmastotoimenpiteiden vaikuttavuusarvioon liittyy paljon epävarmuuksia. Arvioita on perusteltua tarkentaa, kun tutkimustietoa kertyy lisää ja laskentamenetelmät kehittyvät

Role of Lipids in Spheroidal High Density Lipoproteins

We study the structure and dynamics of spherical high density lipoprotein (HDL) particles through coarse-grained multi-microsecond molecular dynamics simulations. We simulate both a lipid droplet without the apolipoprotein A-I (apoA-I) and the full HDL particle including two apoA-I molecules surrounding the lipid compartment. The present models are the first ones among computational studies where the size and lipid composition of HDL are realistic, corresponding to human serum HDL. We focus on the role of lipids in HDL structure and dynamics. Particular attention is paid to the assembly of lipids and the influence of lipid-protein interactions on HDL properties. We find that the properties of lipids depend significantly on their location in the particle (core, intermediate region, surface). Unlike the hydrophobic core, the intermediate and surface regions are characterized by prominent conformational lipid order. Yet, not only the conformations but also the dynamics of lipids are found to be distinctly different in the different regions of HDL, highlighting the importance of dynamics in considering the functionalization of HDL. The structure of the lipid droplet close to the HDL-water interface is altered by the presence of apoA-Is, with most prominent changes being observed for cholesterol and polar lipids. For cholesterol, slow trafficking between the surface layer and the regimes underneath is observed. The lipid-protein interactions are strongest for cholesterol, in particular its interaction with hydrophobic residues of apoA-I. Our results reveal that not only hydrophobicity but also conformational entropy of the molecules are the driving forces in the formation of HDL structure. The results provide the first detailed structural model for HDL and its dynamics with and without apoA-I, and indicate how the interplay and competition between entropy and detailed interactions may be used in nanoparticle and drug design through self-assembly

Association of Lipidome Remodeling in the Adipocyte Membrane with Acquired Obesity in Humans

The authors describe a new approach to studying cellular lipid profiles and propose a compensatory mechanism that may help maintain the normal membrane function of adipocytes in the context of obesity

Metsävakuutusten vertailu esimerkkitilan avulla

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää esimerkkitilan metsävakuutuksen tarve. Lisäksi muodostettiin kuva siitä, mikä vakuutusturva olisi sopivin kyseiselle tilalle. Tutkimuksessa lähetettiin viidelle vakuutusyhtiölle tarjouspyynnöt. Vakuutusyhtiöt olivat Fennia, Lähivakuutus, Pohjola, Tapiola ja Turva. Vakuutustarjouksien perusteella tehtiin erilaisia vertailuja ja laskelmia. Työssä kerrotaan yleisesti metsävakuutuksista ja niiden hinnoittelusta. Käsitellään lisäksi vakuutusten ehtoja ja kattavuutta. Maamme yksityismetsistä vain alle puolet on vakuutettu tällä hetkellä. Tutustutaan Suomessa ilmeneviin metsätuhoihin ja niiden aiheuttajiin. Nykyisin korvattavia metsävahinkoja aiheuttavat eniten lumi- ja myrskytuhot. Tutkimuksen pohjana käytettiin eri vakuutusyhtiöiden lähettämiä tarjouksia, yhtiöiden tuoteselosteita ja internet-sivuja. Vakuutustarjoukset pyydettiin laajasta turvatasosta, koska vain sen katsottiin korvaavan tilalla mahdollisesti ilmenevät metsätuhot. Laaja turvataso on vakuutuksena kattavin. Se korvaa kaikissa vakuutusyhtiöissä ne mahdolliset tuhot, joita metsävakuutukset yleensä korvaavat. Lisäksi haastateltiin esimerkkitilan omistajaa sekä tutustuttiin tilan metsätietoihin. Vertailussa käytettiin esimerkkitapauksia, joiden avulla selvitettiin tilan kannalta kaikkein sopivin vakuutusyhtiö. Työssä käytettiin havainnollistamisen helpottamiseksi esimerkkilaskelmia. Esimerkkien avulla voitiin todeta, että vakuutusyhtiö Turva ja Tapiola olivat edullisimmat vakuutusyhtiöt tilalle. Huonoiten vertailussa pärjäsi vakuutusyhtiö Fennia. Tuloksia tutkiessa huomattiin kuitenkin, että ei voida todeta, mikä vakuutuksista tai vakuutusyhtiöistä olisi yksiselitteisesti parhain vaihtoehto.The aim of the thesis was to find out the sample farms need for a forest insurance and to form an image what kind of insurance cover would be the most preferred. In this study request for quotations were send to five insurance companies. The insurance companies were Fennia, Lähivakuutus, Pohjola, Tapiola and Turva. Different kind of comparisons and calculations were made based on these insurance offers. The study tells generally about forest insurances and their pricings and handles terms of insurance and coverage. Only half of private woodlands in our country are being insured. Forest damages appearing in Finland and their causes are being explored. Nowadays most commonly compensated forest damages are caused by snow and storms. In the background of my research I used request of quotations sent by different insurance companies, companies' product labels and their websites. Insurance offers were asked of large insurance level, because it was the only one to cover all the possible forest damages appearing in the farm. Large insurance level is the most covered. It covers all possible damages that are usually compensated by forest insurance in all insurance companies. I also interviewed the sample farms owner and explored its forest facts. In comparison sample cases were used, which helped to find out the best insurance company for the case. In study sample calculations were used to help to demonstrate. Examples showed that insurance companies Turva and Tapiola were the most affordable. Fennia was the least succesful in comparison. In conclusion it was figured that it is not possible to state the right insurance or insurance company unequivocally

Support for farmers' cooperatives

In order to foster the competitiveness of the food supply chain, the European Commission is committed to promote and facilitate the restructuring and consolidation of the agricultural sector by encouraging the creation of voluntary agricultural producer organisations. To support the policy making process DG Agriculture and Rural Development has launched a large study, “Support for Farmers’ Cooperatives (SFC)”, that will provide insights on successful cooperatives and producer organisations as well as on effective support measures for these organisations. These insights can be used by farmers themselves, in setting up and strengthening their collective organisation, and by the European Commission in its effort to encourage the creation of agricultural producer organisations in the EU. Within the framework of the SFC project this country report on the evolution of agricultural cooperatives in Sweden has been written. Data collection for this report has been done in the summer of 2011. In addition to this report, the project has delivered 26 other country reports, 8 sector reports, 33 case studies, 6 EU synthesis reports, a report on cluster analysis, a study on the development of agricultural cooperatives in other OECD countries, and a final report. The Country Report Sweden is one of the country reports that have been coordinated by Perttu Pyykkönen, Pellervo Economic Research PTT. The following figure shows the five regional coordinators of the “Support for Farmers’ Cooperatives” project