Функции расширенного управления, входящие в ПО Нечеткая логика, Автонастройщик и Нейро DeltaV, а также в ПО сторонних производителей для управления с прогнозированием по модели, лицензируются отдельно и не включаются в перечисленные выше категории лицензий (за более подробной информацией обратитесь к техническим проспектам по соответствующим разработкам для расширенного управления).

Предварительные условия для работы:

- Контроллер DeltaV M3, M5 Plus или MD.

- Одна станция Профессиональная Плюс должна входить в систему DeltaV для конфигурирования программного обеспечения.

4. Проектирование системы автоматизированного управления с использованием пакета Rational Rose

На диаграмме вариантов использования видно, что режим работы задается оператором вариантом использования «Управление системой». После запуска оператором процесса контроллер, получая данные от датчиков, управляет устройствами. Контроллер выдает в той или иной форме информацию о текущем состоянии процесса, что показано на диаграмме вариантом использования «Предоставление отчета». Протоколирование работы системы не рассматривается в данном проекте.

4.1 Построение структуры системы

Физическое представление системы управления не может быть полным, если отсутствует информация о том, на какой технологической платформе она реализована. Поэтому после того, как основные функции системы определены, следует определиться с аппаратной частью проектируемой системы. На основании этого построим диаграмму топологии (рис. 4.1.1). Диаграмма топологии является единой для системы в целом, поскольку должна всецело отражать особенности ее реализации.

Рис. 4.1.1 Диаграмма топологии

Центральным устройством системы управления, функционально связанным со всеми устройствами системы и управляющий ими, является контроллер, что соответствует определенным выше требованиям к системе.

Далее определяем, каким образом устройства, показанные на диаграмме топологии, взаимодействуют между собой. Для этого сначала разделим устройства в зависимости от выполняемых ими функций на следующие категории (классы):

Ч Контроллер (класс Controller) - посылает запросы датчикам и управляющих сигналов исполняющим устройствам.

Ч Задвижки (класс Zadvigka) - открытие и закрытие.

Ч Датчик давления (класс Datchik_davlenia) - измерение давления.

Ч Датчик температуры (класс Datchik_temperatury) - измерение температуры.

Ч Датчик дыма (класс Datchik_dima) - измерение задымленности. После декомпозиции системы (разбиения на классы), представим ее как совокупность взаимодействующих объектов соответствующих классов. На данной диаграмме приняты следующие обозначения:

Datchik_temperatury_pechi - датчик температуры печи;

Datchik_temperatury_para - датчик температуры пара;

Datchik_dima - датчик дыма;

Datchik_davlenia_para - датчик давления пара;

Datchik_davlenia_gasa - датчик давления газа;

Zadvigka_na_vihode - задвижка на выходе;

Zadvigka_vodanay - задвижка на воду;

Zadvigka_gazovay - задвижка на газ;

Легко заметить, почти все объекты, представленные на диаграмме, соответствуют устройствам на диаграмме топологии.

На диаграмме видно, что всем объектам класса Zadvigka контроллером посылаются управляющие сигналы на занятие определенного положения (Pologenie) соответствующей задвижкой. Датчикам Datchik_davlenia, Datchik_temperatury, Datchik_dima контроллер посылает запросы на выдачу соответственно значения температуры, давления и наличия дыма (Schitat_informaciu).

После того, как были определена принадлежность объектов тем или иным классам, детализируем каждый класс с целью определения свойств объектов системы.

Класс Zadvigka

Так как клапаны должны выполнять только функции открытия и закрытия, класс не содержит атрибутов, а содержит только два метода: Pologenie() и Zakrit().

Класс Datchik_temperatury

Класс Datchik_davlenia

Класс Datchik_dima

Класс Controller

Должен содержать в себе все введенные оператором параметры технологического процесса:

Schitat_informaciu - считывание информации с датчиков.

Stop - остановка работы системы.

Izmenit_parametr - изменение параметров работы системы .

Класс Computer

Prinat_informaciu - принимает информацию с датчиков и контроллера.

Stop - сигнал на остановку системы.

Izmenit_parametr - сигнал на изменение параметров.

Все выше сказанное представлено на диаграмме классов рис. 4.1.3



Рис. 4.1.3 Диаграмма классов системы

4.2 Построение алгоритма работы системы

Запуск системы управления котельной установкой производится по команде оператора после того, как им были введены параметры протекания процесса. Перед запуском предполагается, что все параметры норме. После запуска система начинает работать в автоматическом режиме, пока не будет остановлена оператором. При этом система должна автоматически обеспечивать предупреждение аварийных ситуаций. При необходимости изменить параметры оператор должен сначала остановить работу системы и затем изменить параметры.

Система функционирует следующим образом.

Предполагается, что все внешние параметры протекания процесса находятся в норме, тогда происходит пуск системы.

Если система во время работы обнаруживает, что какой-либо параметр выходит за установленные рамки, подается сигнализация и происходит остановка системы.

Во время работы происходит постоянная обработка входящих величин с датчиков, что говорит о том - система находится во взведенном состоянии. Дублирование данных и внешний отчет способствует анализу протекания процесса.

Алгоритм обработки данных имеет вид, представленный на рис. 4.2.1

Рис. 4.2.1 Диаграмма активности, иллюстрирующая обработку данных

4.3 Генерация программного кода

Класс в Rational Rose -- это описание общей структуры (данных и связей) для дальнейшего создания объектов. Для того чтобы генератор Rational Rose имел возможность создавать на основе описанной модели программный код, для каждого класса необходимо указать язык, для которого будет создаваться код. Также необходимо определить компонент, в котором этот класс будет храниться. Если в качестве языка для создания кода указан VC++, то пользователь получает доступ ко всей иерархии классов библиотеки MFC при помощи визуальных средств Model Assistant. Поэтому прежде чем приступить к генерации кода на Visual C++, следует создать диаграмму компонентов, отражающая организацию и взаимосвязи программных компонентов, представленных в исходном коде, двоичных или выполняемых файлах. Связи в данном типе диаграммы представляют зависимости одного компонента от другого и имеют специальное отображение через значок «зависимости».

В данном проекте будет построена упрощенная диаграмма компонентов, на которой каждый из компонентов будет представлять класс или его реализацию, хотя при разработке программного кода в большинстве случаев могут использоваться другие подходы.

Для каждого из классов создается два файла: заголовочный (с расширением .h), который содержит описание класса, и файл реализации (с расширением .cpp), где содержится программная реализация методов класса.

Поэтому каждый класс на диаграмме компонентов будет представлен двумя компонентами: Package Specification и Package Body. Первый компонент представляет собой определение пакета (заголовочный файл с расширением .h), второй - тело пакета (файл с расширением.cpp).

Компоненты на диаграмме (рис. 4.3.1) для простоты имеют те же названия, что и класс, который они представляют.

Рис. 4.3.1 Диаграмма компонентов

Кроме того, при создании компонентов в спецификации каждого из них задается язык, на котором он будет реализован (в нашем случае - VC++), а также указывается какие классы включаются в компонент (вкладка Realizes спецификации компонента). На приведенной диаграмме в каждый компонент включен только один класс с тем же именем, что и компонент.

Далее определяемся с реализуемыми в классах методами.

Класс Controller.

Содержание файла *.cpp:

#include "stdafx.h"

#include "Kontroller.h"

//##ModelId=4482CEF801EF

Kontroller::Schitat_informaciu()

{

}

//##ModelId=4482D0F001AD

Kontroller::Stop()

{

}

//##ModelId=4482D19C00F6

Kontroller::Izmenit_parametr()

{

}

Содержание файла *.h:

#if defined (_MSC_VER) && (_MSC_VER >= 1000)

#pragma once

#endif

#ifndef _INC_KONTROLLER_4482C7D900CB_INCLUDED

#define _INC_KONTROLLER_4482C7D900CB_INCLUDED

//##ModelId=4482C7D900CB

class Kontroller

{

public:

//##ModelId=4482CEF801EF

Schitat_informaciu();

//##ModelId=4482D0F001AD

Stop();

//##ModelId=4482D19C00F6

Izmenit_parametr();

};

#endif /* _INC_KONTROLLER_4482C7D900CB_INCLUDED */

Класс Computer.

Содержание файла *.cpp:

#include "stdafx.h"

#include "Computer.h"

//##ModelId=4482CF5D01B8

Computer::Prinat_informaciu()

{

}

//##ModelId=4482D0B90212

Computer::Ostanovka()

{

}

//##ModelId=4482D17A015C

Computer::Izmenit_parametr()

{

}

Содержание файла *.h:

#if defined (_MSC_VER) && (_MSC_VER >= 1000)

#pragma once

#endif

#ifndef _INC_COMPUTER_4482C944004B_INCLUDED

#define _INC_COMPUTER_4482C944004B_INCLUDED

//##ModelId=4482C944004B

class Computer

{

public:

//##ModelId=4482CF5D01B8

Prinat_informaciu();

//##ModelId=4482D0B90212

Ostanovka();

//##ModelId=4482D17A015C

Izmenit_parametr();

};

#endif /* _INC_COMPUTER_4482C944004B_INCLUDED */

Класс Datchik_temperatury

Содержание файла *.cpp:

#include "stdafx.h"

#include "Datchik_temperatury.h"

Содержание файла *.h:

#if defined (_MSC_VER) && (_MSC_VER >= 1000)

#pragma once

#endif

#ifndef _INC_DATCHIK_TEMPERATURY_4482C7F403E1_INCLUDED

#define _INC_DATCHIK_TEMPERATURY_4482C7F403E1_INCLUDED

//##ModelId=4482C7F403E1

class Datchik_temperatury

{

};

#endif /* _INC_DATCHIK_TEMPERATURY_4482C7F403E1_INCLUDED */

Класс Datchik_davlenia

Содержание файла *.cpp:

#include "stdafx.h"

#include "Datchik_davlenia.h"

Содержание файла *.h:

#if defined (_MSC_VER) && (_MSC_VER >= 1000)

#pragma once

#endif

#ifndef _INC_DATCHIK_DAVLENIA_4482C83503A8_INCLUDED

#define _INC_DATCHIK_DAVLENIA_4482C83503A8_INCLUDED

//##ModelId=4482C83503A8

class Datchik_davlenia

{

};

#endif /* _INC_DATCHIK_DAVLENIA_4482C83503A8_INCLUDED */

Класс Datchik_dima

Содержание файла *.cpp:

#include "stdafx.h"

#include "Datchik_dima.h"

Содержание файла *.h:

#if defined (_MSC_VER) && (_MSC_VER >= 1000)

#pragma once

#endif

#ifndef _INC_DATCHIK_DIMA_4482C8AA025C_INCLUDED

#define _INC_DATCHIK_DIMA_4482C8AA025C_INCLUDED

//##ModelId=4482C8AA025C

class Datchik_dima

{

};

#endif /* _INC_DATCHIK_DIMA_4482C8AA025C_INCLUDED */

Класс Zadvigka

Содержание файла *.cpp:

#include "stdafx.h"

#include "Zadvigka.h"

//##ModelId=4482D6C90098

Zadvigka::Pologenie()

{

}

//##ModelId=4482D795025E

Zadvigka::Zakrit()

{

}

Содержание файла *.h:

#if defined (_MSC_VER) && (_MSC_VER >= 1000)

#pragma once

#endif

#ifndef _INC_ZADVIGKA_4482D4AF035B_INCLUDED

#define _INC_ZADVIGKA_4482D4AF035B_INCLUDED

//##ModelId=4482D4AF035B

class Zadvigka

{

public:

//##ModelId=4482D6C90098

Pologenie();

//##ModelId=4482D795025E

Zakrit();

};

#endif /* _INC_ZADVIGKA_4482D4AF035B_INCLUDED */

После того, как реализация и прототипы функций определены, с помощью инструмента Model Assistant в указанных классах задаем для каждого оператора тип возвращаемого им значения, передаваемых ему параметров и тело функции (Default Code Body).

Заключительным этапом в создании программного кода на Visual C++ является ассоциирование компонента с проектом Microsoft Visual Studio 6.0. Для этого используется инструмент Component Assignment Tool. Здесь в свойствах компонентов требуется либо указать существующий проект Visual Studio, либо создать новый проект (при этом используются средства Microsoft Visual Studio), в котором создаются классы, включенные в выбранные компоненты. С помощью этого инструмента можно также включать классы в компоненты и ассоциировать их с языком VC++ (если это еще не было сделано), методом Drag'n'Drop. После того как для всех компонентов был указан проект, в который они будут включены, можно приступать к генерации кода (меню Tools > Visual C++ > Update Code…). Если при этом был выделен класс или компонент, то произойдет обновление его кода (или создание, если он еще не был сгенерирован).

5. Технико-экономическое обоснование

5.1 Пути снижения затрат за счет внедрения системы

Внедрение автоматической системы управления котельной установкой решает следующие задачи:

- Полностью автоматическая система управления котельной установкой не требует участия человека в ее рабочем цикле, вследствие чего происходит высвобождение;

- Снижение частоты обслуживания;

- Повышение надежности системы управления.

Специфика работы предусматривает непрерывный цикл производства, поэтому централизация всех контрольных функций позволяет снизить время решения проблем возникающих в результате эксплуатации и более эффективно использовать ресурсы предприятия при возникновении проблем при работе установки. Так простой в течение суток приносит убытки в сумме более 100000 рублей по причине не выработки сырья.

В широко развитой отрасли жилищно-комунального хозяйства техническое развитие стоит на одном из первых мест, которому уделяют особое внимание, т.к. владельцы сами заинтересованы в повышение энергоемкости своих предприятий. В виду чего, весь механизм работы построен на принципе высоко организованной автоматической системы, где каждый узел имеет свои правила-нормы оперативного контроля.

Как показывает многолетняя практика эксплуатации котельных установок, аварийная остановка КУ, связанная с выходом из строя оборудования, возникает менее 1 раза в году, при этом простой составляет от 4 до 24 часов в летнее время и до 1 до 7 суток в зимнее. Для скорейшего восстановления работоспособности КУ требует постоянное присутствие ремонтного персонала на установке. А это очень дорого обходится, так как персонал практически не задействован, ведь проведения обслуживания механизмов производится в установленное время и требует не более 40 часов рабочего времени в год. Введение централизованного контроля позволяют быстро выявлять причину отказа, а модульный принцип построения заменять неисправные компоненты системы. Применение системы раннего оповещения о возникающих неполадках позволяет своевременно их устранить и не останавливать КУ по причине аварии.

До внедрения АСУ, оператору приходилось периодически контролировать работу установки и производить корректировку ее изменений. Неисправности выявлялись специально подготовленным специалистом в течении длительного времени, и устранялись как правило в течение суток. Неисправность определялась, как правило, после аварийной остановки КУ. Не возможно было диагностировать неполадки (только отклонения норм от технических параметров) во время работы системы управления. Требовалось содержать ремонтную бригаду и нескольких операторов.

Теперь же весь контроль работы КУ, производится с центрального диспетчерского пульта управления КУ, причем при наступлении предаварийной ситуации оператор своевременно информируется, что позволяет ему устранить неполадку или вызвать аварийную бригаду, диагностика была произведена системой управления до наступления аварийной ситуации. Что позволяет уменьшить количество персонала задействованного для управления КУ и ее ремонта.

Управление котельной установкой требовало постоянное присутствие на станции, как минимум одного оператора, который бы контролировал работу КУ и обслуживал ее.

Такой подход позволяет централизовано получать и обрабатывать всю информацию о работе станции одним человеком, что повышает качество принимаемых им управляющих решений.

5.2 Технико-экономические показатели эффективности от внедрения новой системы автоматизации

В условиях бурного развития техники важным является вопрос о соответствии внедренного оборудования на предприятии улучшенным нормам и показаниям работы оборудования. Поэтому необходим точный расчет затрат на покупку и монтаж предлагаемого на рынке оборудования, что позволит сделать правильный его выбор.

5.2.1 Экономия в заработной плате высвобождаемых рабочих

В нашем случае происходит высвобождение 3 операторов и 10 машинистов.

Среднегодовая заработная плата оператора составляет 75240 руб. (6270 руб *12).

Среднегодовая заработная плата машиниста составляет 59088 руб. (4924руб.*12)

Экономию в заработной плате высвобождаемых в результате внедрения АСУ ТП работников можно определить по формуле:

З_осв = k₁k₂k₃ М З_ср.р. М N_осв.р.;(5.1)

где k₁k₄ - коэффициенты премиальной надбавки соответственно для рабочих и инженерно-технических работников (ИТР), равны 1,4;

k₂ - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, равен 1,2;

k₃ - коэффициент отчислений на социальное страхование, равен 1,356;

З_ср.р. - средняя годовая заработная плата высвобождаемых рабочих;

N_осв.р - число высвобождаемых рабочих, 13;

З_{ОСВ.ОПЕР} = 1,4*1,2*1,365*75240*3 = 517621.104 руб;

З_{ОСВ.МАШИН} = 1,4*1,2*1,365*59088*10 = 1355006.016 руб;

З_{ОСВ.ОБЩ} = 1872627.12 руб.

Годовая экономия по заработной плате составляет 1872627.12 руб.

5.2.2 Расчет стоимости оборудования

Стоимость оборудования, а также амортизационные отчисления на данное оборудование представлены в таблице 5.1.

5.2.3 Годовые затраты на ремонтные работы

Годовые затраты на ремонтные работы КУ (комплекса технических средств) АСУ ТП рассчитываются по формуле:

;(5.2)

где k_C - средний коэффициент сложности ремонтных работ для данного оборудования %;

CТКС - стоимость оборудования руб.

руб.

Годовые затраты на ремонтные работы КТС составляют 543.84 руб.

Таблица 5.1

Наименование	Число единиц, шт	Стоимость единицы, руб.	Всего, руб.	Срок службы, лет	Норма амортизации, %	Сумма амортизационных отчислений, руб.	Потребляемая мощность, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8
	До	После	До	После	До	После			До	После	До	После
Персональный компьютер		1		29188		29188	12	8.3		2664.9		0.35
Модем		3		1938		5814	10	10		639.54		0.012
Сетевая карта		2		627		1254	10	10		137.94		0.012
ИТОГО		6		31753		36256				3442.3		0.374

111

5.2.4 Годовые затраты на электроэнергию

Годовые затраты на электроэнергию, потребляемую КТС (комплекса технических средств) АСУ ТП, рассчитываются по формуле:

;(5.3)

- максимальная мощность внедряемого комплекса, равна 0.374 кВт;

- стоимость 1 кВт-ч электроэнергии, равно 1.3 руб.;

- коэффициент берется в зависимости от количества смен работы линии, в моем случае 3 смены, равен 2.7;

- количество рабочих часов в году, равно 8760.

- коэффициент определяющий среднюю потребляемую мощность, равен 0.76.

руб.

Годовые затраты на электроэнергию составляют 8739.7 руб.

5.2.5 Годовые амортизационные отчисления на оборудование

Годовые амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:

;(5.4)

Рассчитаем амортизационные отчисления для персонального компьютера:

руб

где - средний коэффициент амортизационных отчислений;

- коэффициент, учитывающий расходы на транспортировку, монтаж и наладку оборудования, равен 0,1;

- стоимость единицы оборудования, равна 29188 руб.

Аналогично рассчитываем амортизационные отчисления для каждой единицы оборудования.

Расчетные данные для всех компонентов системы, представлены в Таблице 5.1.

Годовые амортизационные отчисления равны:

;

Годовые амортизационные отчисления на установленное оборудование составляют 3442.3 руб.

5.2.6 Годовые затраты на эксплуатацию

Годовые затраты на эксплуатацию КТС (комплекса технических средств) АСУ ТП рассчитываются по формуле:

;(5.5)

где - годовая заработная плата рабочих, обслуживающих КТС АСУ ТП;

Среднегодовая заработная плата оператора составляет 96000 руб. (8000 руб *12).

З_АТК = k₁k₂k₃*Зср*N_РАБ; (5.6)

З_ОПЕР = 1,4*1,2*1,365*96000*3 = 220147.2 руб;

З_{АТК.ОБЩ} = 220147.2 руб.

- годовые амортизационные отчисления, равны 3442.3 руб.;

- годовые затраты на ремонтные работы КТС, равны 543.84 руб.;

- годовые затраты на электроэнергию потребляемую КТС, равны 8739.7 руб.

руб.

Годовые затраты на эксплуатацию технических средств составляют 232873 руб.

5.2.7 Прочая экономия

Уменьшение затрат на обучение персонала, сокращение числа обслуживаемых элементов и другие положительные эффекты являются менее значимыми на уровне описанной выше экономии от увеличения продолжительности рабочего времени, однако они так же проявляются.

5.2.8 Годовая экономия от внедрения АТК

В общем случае с учетом всех перечисленных выше факторов годовая экономия от внедрения АТК рассчитывается по формуле:

Эг = З_осв - С^Г_АТК;(5.7)

Эг = 1872627.12 - 232873 = 1639754.12 руб.

Годовая экономия составляет 1639754.12 руб.

5.2.9 Годовой экономический эффект

Годовой экономический эффект от внедрения автоматизации определяется по формуле:

;(5.8)

где - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений для вычислительной техники обратный по отношению к сроку окупаемости (). В условиях рыночной экономики, по мере ускорения научно-технического прогресса, нормативные сроки окупаемости, при производстве электронно-вычислительной техники последовательно снижаются - 4; 3; 2,5 и 2 года. Это вызвано быстрым старением компьютеров, поэтому для различных отраслей промышленности =0.33.

- капитальные вложения на проектирование и внедрение АСУ ТП, приобретение КТС, проектирование и внедрение специальных технических средств и т.д., равны 1045739 руб.

руб.

Годовой экономический эффект составляет 1600193.2 руб.

5.2.10 Капитальные затраты на разработку и ввод в эксплуатацию АСУ ТП

Капитальные затраты на разработку и ввод в действие АСУ ТП рассчитываются по формуле:

;(5.9)

где - стоимость всех работ по разработке проекта и внедрению АСУ ТП (по договору), равна 50000 руб;

- стоимость разработки специального (прикладного) математического обеспечения (СМО) для управления технологическим процессом, равна 30000 руб. (по договору);

руб.

Капитальные затраты на разработку и ввод в эксплуатацию АСУ ТП составляют 119881.6 руб.

5.2.11 Срок окупаемости капитальных вложений

Применительно к проекту АТК для дискретных производств, т.е. требующих больших трудовых ресурсов, срок окупаемости капитальных вложений рассчитывается по формуле:

;(5.10)

- годовая экономия, равна 1639754.12 руб.

Срок окупаемости капитальных вложений составляет менее 0.073 года.

5.2.12 Сводная таблица основных параметров

В таблице 5.2 приведены основные параметры, изменившиеся после внедрения новойсистемы управления.

Таблица 5.2 Технико-экономические показатели внедрения АС

Показатели	Ед. Изм.	Значение показателей	Экономия (-) Увеличение (+)
		До автоматизации	После автоматизации
Численность рабочих в т.ч.:	Чел.	13	3	- 10
Оператор		3	3	--
Машинист		10	0	-10
Годовая заработная плата персонала	Тыс.руб.	1872.6	220.1	- 1652.5
Потребление электроэнергии	кВт	--	0.374	+ 0.374
Годовая экономия	Тыс. руб.	--	1639.7	+ 1639.7
Годовой экономический эффект	Тыс. руб.	--	1600.2	+1600.2
Дополнительные капитало вложения	Тыс. руб.	--	119.9	+119.9
Срок окупаемости	Лет	--	0.073	--

Из данного расчета и проведенного анализа технико-экономических показателей делаем вывод о целесообразности внедрения «Автоматизированного диспетчерского центр пункта котельной установкой». Так как в результате годовая экономия затрат от автоматизации системы составляет 1639.7 тыс. рублей. Это достигается за счет экономии в зарплате 1872.6 тыс. рублей, высвобожденных работников. Годовой экономический эффект составляет 1600.2 тыс. рублей; дополнительные капиталовложения 119.9 тыс. рублей. Ожидаемый срок окупаемости 0.073 года, что ниже нормативного в 41 раз.

6. Охрана труда и окружающей среды

6.1 Описание объекта с точки зрения охраны труда

Предлагаемая модернизация будет заключаться в создании единого диспетчерского центра для слежения и управления за всеми процессами.

При эксплуатации персонального компьютера на работника могут оказывать действие следующие опасные и вредные производственные факторы:

- повышенный уровень электромагнитных излучений;

- повышенный уровень статического электричества;

- пониженная ионизация воздуха;

- статические физические перегрузки;

- перенапряжение зрительных анализаторов.

Помещения для защиты рабочих и служащих от воздействия опасных и вредных производственных факторов должны иметь хорошую систему вентиляции. Для нормализации аэроионного фактора помещений с компьютерами необходимо использовать устройства автоматического регулирования ионного режима воздушной среды

6.2 Разработка требований безопасности труда для обслуживающего персонала

Эксплуатация компьютерной техники должна производится в соответствии с требованиями "Правил устройства и безопасной эксплуатации компьютерной техники".

Персонал, занятый обслуживанием компьютерной техники, а также её наладкой и ремонтом, обязан:

- знать действующие правила технической эксплуатации и безопасности обслуживания компьютерной техники;

- руководствоваться указаниями мер безопасности настоящего руководства;

- знать принцип работы компьютерной техники.

Запрещается работать с компьютерной техникой под напряжением.

При ремонте вводный выключатель должен быть обязательно отключен.

Рабочие места с компьютерами должны размещаться таким образом, чтобы расстояние от экрана одного видеомонитора до тыла другого было не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м.

Запрещается нарушать противопожарный режим, производственную и трудовую дисциплину: курение, проведение ремонтных работ с нарушениями требований пожарной безопасности и т. д.

Во избежание нарушений противопожарного режима весь персонал, обслуживающий объект, при зачислении на работу, а также при переводе на работу по другой, новой, профессии должен пройти инструктаж по мерам пожарной безопасности и в последующем на взрывопожароопасных объектах подготовку по пожарно-техническому минимуму (Приложение А).

6.3 Описание рабочего места оператора

Рабочее место - это часть пространства, в котором инженер осуществляет трудовую деятельность, и проводит большую часть рабочего времени. Рабочее место, хорошо приспособленное к трудовой деятельности инженера, правильно и целесообразно организованное, в отношении пространства, формы, размера обеспечивает ему удобное положение при работе и высокую производительность труда при наименьшем физическом и психическом напряжении.

При правильной организации рабочего места производительность труда инженера возрастает с 8 до 20 процентов.

Согласно ГОСТ 12.2.032-78 конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места оператора должны быть соблюдены следующие основные условия:

оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места;

достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения;

необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения поставленных задач;

уровень акустического шума не должен превышать допустимого значения.

Главными элементами рабочего места оператора являются письменный стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя. Рабочее место для выполнения работ в положении сидя организуется в соответствии с ГОСТ 12.2.032-78.

Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление оператора. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.

Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона - часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.

Рассмотрим оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости рук:

ДИСПЛЕЙ размещается в зоне а (в центре);

КЛАВИАТУРА - в зоне г/д;

СИСТЕМНЫЙ БЛОК размещается в зоне б (слева);

ПРИНТЕР находится в зоне а (справа);

ДОКУМЕНТАЦИЯ

в зоне легкой досягаемости ладони - в (слева) - литература и документация, необходимая при работе;

в выдвижных ящиках стола - литература, неиспользуемая постоянно.

При проектировании письменного стола следует учитывать следующее:

высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;

нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы оператор мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;

поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения оператора;

конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей, личных вещей).

Параметры рабочего места выбираются в соответствии с антропометрическими характеристиками. При использовании этих данных в расчетах следует исходить из максимальных антропометрических характеристик (М+2).

При работе в положении сидя рекомендуются следующие параметры рабочего пространства:

ширина не менее 700 мм;

глубина не менее 400 мм;

высота рабочей поверхности стола над полом 700-750 мм.

Оптимальными размерами стола являются:

высота 710 мм;

длина стола 1300 мм;

ширина стола 650 мм.

Поверхность для письма должна иметь не менее 40 мм в глубину и не менее 600 мм в ширину.

Под рабочей поверхностью должно быть предусмотрено пространство для ног:

высота не менее 600 мм;

ширина не менее 500 мм;

глубина не менее 400 мм.

Важным элементом рабочего места оператора является кресло. Оно выполняется в соответствии с ГОСТ 21.889-76. При проектировании кресла исходят из того, что при любом рабочем положении оператора его поза должна быть физиологически правильно обоснованной, т.е. положение частей тела должно быть оптимальным. Для удовлетворения требований физиологии, вытекающих из анализа положения тела человека в положении сидя, конструкция рабочего сидения должна удовлетворять следующим основным требованиям:

допускать возможность изменения положения тела, т.е. обеспечивать свободное перемещение корпуса и конечностей тела друг относительно друга;

допускать регулирование высоты в зависимости от роста работающего человека ( в пределах от 400 до 550 мм );

иметь слегка вогнутую поверхность,

иметь небольшой наклон назад.

Исходя из вышесказанного, приведем параметры стола оператора:

высота стола 710 мм;

длина стола 1300 мм;

ширина стола 650 мм;

глубина стола 400 мм.

Поверхность для письма:

в глубину 40 мм;

в ширину 600 мм.

Важным моментом является также рациональное размещение на рабочем месте документации, канцелярских принадлежностей, что должно обеспечить работающему удобную рабочую позу, наиболее экономичные движения и минимальные траектории перемещения работающего и предмета труда на данном рабочем месте.

Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение как для облегчения труда, так и для повышения его привлекательности, положительно влияющей на производительность труда. Окраска помещений и мебели должна способствовать созданию благоприятных условий для зрительного восприятия, хорошего настроения. В служебных помещениях, в которых выполняется однообразная умственная работа, требующая значительного нервного напряжения и большого сосредоточения, окраска должна быть спокойных тонов - малонасыщенные оттенки холодного зеленого или голубого цветов

При разработке оптимальных условий труда оператора необходимо учитывать освещенность, шум и микроклимат.

6.4 Мероприятия по производственной санитарии и гигиене труда

В подсистему обеспечения санитарных условий труда (СанПиН 2.2.2.540-96) входят следующие мероприятия:

· Обеспечение нормального микроклимата.

· Чистота воздуха рабочей зоны.

· Защита от электромагнитных полей.

· Защита от шума и вибрации.

Нормирование параметров микроклимата

Оптимальные микроклиматические условия - сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального состояния органов человека. (ГОСТ 12.1.005-88.ССБТ)

Нормы оптимальных температур, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне, (СН 251-71) таблица 6.1

Таблица 6.1 Оптимальные величины показателей микроклимата

Сезон	Категория работ	Температура воздуха, 0С	Относительная влажность, %	Скорость воздуха, м.с
Холодный	Легкая-1а	20-25	70	0.1
Теплый	Легкая-1а	21-28	55-при 28 0С	0.1-02

Поддержание на заданном уровне параметров, определяющих микроклимат, осуществляется с помощью кондиционирования и вентиляции.

Нормирование параметров освещенности

Рациональное освещение рабочего места является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность трудовой деятельности человека, предупреждающих травматизм и профессиональные заболевания. Правильно организованное освещение создает благоприятные условия труда, повышает работоспособность и производительность труда. Освещение на рабочем месте программиста должно быть таким, чтобы работник мог без напряжения зрения выполнять свою работу. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин:

недостаточность освещенности;

чрезмерная освещенность;

неправильное направление света.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.

Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Процесс работы программиста в таких условиях, когда естественное освещение недостаточно или отсутствует. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.

Искусственное освещение выполняется посредством электрических источников света двух видов: ламп накаливания и люминесцентных ламп. Будем использовать люминесцентные лампы, которые по сравнению с лампами накаливания имеют существенные преимущества:

по спектральному составу света они близки к дневному, естественному освещению;

обладают более высоким КПД (в 1.5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания);

обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);

более длительный срок службы.

Расчет освещения производится для комнаты площадью 36 м² , ширина которой 4.9 м, высота - 4.2 м. Воспользуемся методом светового потока.

Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по формуле:

 , где

F - рассчитываемый световой поток, Лм;

Е - нормированная минимальная освещенность, Лк (определяется по таблице). Работу программиста, в соответствии с этой таблицей, можно отнести к разряду точных работ, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 300 Лк при газоразрядных лампах;

S - площадь освещаемого помещения ( в нашем случае S = 36 м² );

Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1.1-1.2 , пусть Z = 1.1);

К - коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение определяется по таблице коэффициентов запаса для различных помещений и в нашем случае К = 1.5);

n - коэффициент использования, (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (Рс) и потолка (Рп)), значение коэффициентов Рс и Рп определим по таблице зависимостей коэффициентов отражения от характера поверхности: Рс=30%, Рп=50%.

Значение n определим по таблице коэффициентов использования различных светильников. Для этого вычислим индекс помещения по формуле:

, где

S - площадь помещения, S = 36 м²;

h - расчетная высота подвеса, h = 3.39 м;

A - ширина помещения, А = 4.9 м;

В - длина помещения, В = 7.35 м.

Подставив значения получим:

Зная индекс помещения I, Рс и Рп, по таблице находим n = 0.28

Подставим все значения в формулу для определения светового

потока F:

Лм

Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток которых F = 4320 Лк.

Рассчитаем необходимое количество ламп по формуле:

, где

N - определяемое число ламп;

F - световой поток, F = 63642,857 Лм;

F_л- световой поток лампы, F_л = 4320 Лм.

шт.

При выборе осветительных приборов используем светильники типа ОД. Каждый светильник комплектуется двумя лампами. Размещаются светильники двумя рядами, по четыре в каждом ряду.

Мероприятия по устранению шумов и вибраций

Основные параметры шума (ГОСТ 12.1.003-83.ССБТ):

· Звуковое давление, дБ (ГОСТ 12.1.012-90.ССБТ);

· Колебательная скорость, м/с;

· Интенсивность, Вт/м;

· Частота, Гц.

При выполнении основной работы на мониторах и ПЭВМ (диспетчерские, операторские, расчетные, кабины и посты управления, залы вычислительной техники и др.) где работают инженерно - технические работники, осуществляющие лабораторный, аналитический или измерительный контроль, уровень шума не должен превышать 60 дБА.

В помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) уровень шума не должен превышать 65 дБА.

На рабочих местах в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин (АЦПУ, принтеры и др.) уровень шума не должен превышать 75 дБА.

Шумящее оборудование (АЦПУ, принтеры и др.), уровни шума которого превышают нормированные, должно находится вне помещения с монитором и ПЭВМ.

Снизить уровень шума в помещениях с мониторами и ПЭВМ можно использованием звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63 - 8000 Гц для отделки помещений (разрешенных органами и учреждениями Госсанэпиднадзора России), подтвержденных специальными акустическими расчетами.

Дополнительным звукопоглощением служат однотонные занавеси из плотной ткани, гармонирующие с окраской стен и подвешенные в складку на расстоянии 15 - 20 см от ограждения. Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна.

Меры по устранению вредного воздействия электромагнитного поля

Источником электромагнитных полей являются установки для индуктивной термообработки металлов, высоковольтные ЛЭП, ОРУ, конденсаторы, трансформаторы. Нормы уровней электрических полей приведены в ГОСТ 12.1.002-84.ССБТ.

Таблица 6.2 Допустимая длительность пребывания в электромагнитном поле

Напряженность поля, кВ/м	Допустимая продолжительность пребывания человека в течении суток в электрическом поле, мин
5	без ограничения
10	180
15	90
20	10
25	5

Примечание: Нормативы по п. 2, 3, 4, 5 действительны при условии:

а) остальное время рабочего дня человек находится в местах, где напряженность электрического поля меньше или равно 5 кВ/м;

б) исключена возможность воздействия на организм человека электрических разрядов.

Различают ближнюю, промежуточную и дальнюю зоны области распространения электромагнитных волн. Степень воздействия электромагнитного поля зависит от фазы, интенсивности воздействия, времени воздействия, размеров облучаемой поверхности, индивидуальных особенностей человека.

Применение средств индивидуальной защиты. Одними из средств защиты от электромагнитного поля являются экранирующие устройства, которые в зависимости от их конструкции и размеров, а также от места и условий размещения могут служить индивидуальными или коллективными средствами защиты людей от воздействия электрического поля при работах в действующих электроустановках промышленной частоты сверхвысокого напряжения. Экранирующие устройства обеспечивают снижение напряженности электрического поля в защищаемом пространстве до значения менее 5 кВ/м. Они в зависимости от их назначения и исполнения подразделяются на стационарные и переносные.

Стационарные экранирующие устройства являются неотъемлемой частью конструкции электроустановки и предназначены для защиты персонала при эксплутационных работах (осмотрах оборудования, оперативных переключениях, выполнении обязанностей наблюдающего за производством работ), а также при выполнении текущих и капитальных ремонтов выключателей и некоторых других работ. Они изготовляются из металла в виде плоских щитов - козырьков, навесов и перегородок.

Переносные экранирующие устройства предназначены для защиты персонал, выполняющего в течение длительного времени эксплутационные, ремонтные или монтажные работы на участках действующей электроустановки, не защищенных стационарными экранами. Они изготовляются в виде переносных или передвижных козырьков, навесов, перегородок, щитов, палаток и подобных им устройств из тех же материалов, что и стационарные экраны.

Заземление экранирующих устройств является исключительно важным для создания защитной зоны, поэтому оно должно выполняться особенно надежно. Каждый экран заземляется посредством присоединения его не менее чем в двух точках к контуру заземления электроустановки или к заземленным металлическим конструкциям.

6.5 Мероприятия по предотвращению электрошока

В электроустановках напряжением до 1000 В применение изолированных проводов уже обеспечивает достаточную защиту от напряжения при прикосновении к ним. Изолированные провода находящиеся под напряжением выше 1000 В, не менее опасны, чем неизолированные, так как повреждения изоляции обычно остаются незамеченными, если провод подвешен на изоляторах.

Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к изолированным токоведущим частям, необходимо обеспечить их недоступность посредством ограждения, блокировок и расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте. Расположение токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте позволяет обеспечить безопасность без ограждений. При этом следует учитывать возможность случайного прикосновения к токоведущим частям посредством длинных предметов, которые человек может держать в руках. Если к токоведущим частям, расположенным на высоте, возможно прикосновение с мест, редко посещаемых людьми (крыш, площадок и т. п.), в этих местах должны быть установлены ограждения или приняты другие меры безопасности.

6.6 Обеспечение пожаробезопасности

Общие требования, классификация и нормы обеспечения пожаробезопасности приведены в НПБ 105-95, НПБ 201-96, СНиП II-2-80.

В электроустановках причины взрывов и пожаров могут быть механического и электрического характера, а именно:

1. искрение в электроустановках и машинах;

2. в результате удара молнии;

3. токи короткого замыкания;

4. токовые перегрузки проводов;

5. авария с маслонаполненным аппаратом;

6. перегрузки и неисправность изоляции.

Для устранения вышеперечисленных причин пожаров и взрывов предусматривают следующие мероприятия:

1. Использование в качестве молниеотводов металлических конструкций цехов и установка стержневых молниеотводов на ГПА;

2. Для защиты от токов короткого замыкания применяют МТЗ, от перегрузок - тепловые реле и тепловые расцепители автоматов.

3. Все контактные соединения выполняют сваркой или болтами, что обеспечивает прочный контакт соединяемых проводников.

В каждом кабинете и на ГПП имеются первичные средства пожаротушения: огнетушители ОУ - 2 и ОУ - 3, ящики с песком, лопаты, ведра и т.д.

При проектировании производственных зданий и сооружений необходимо учитывать категории пожаробезопасности ГПП.

6.7 Влияние котельных установок на окружающею среду

В связи с тем, что работа котельной станции связана с выделением значительного количества газообразных веществ, она оказывает большее влияние на атмосферу по сравнению с воздействием на гидросферу и почву. Учитывая это, для снижения техногенного воздействия объекта предлагается ряд мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Перевод газоперекачивающих агрегатов на плавный пуск, например, позволяет уменьшить потери газа на 1,5-2,0 %.

Одним из методов уменьшения потерь газа является утилизация вторичных энергоресурсов, которые используются для теплоснабжения самой котельной станции и внешних потребителей: жилых поселков и теплично-овощных комбинатов. Тепло выхлопных газов газоперекачивающих аппаратов может применяться для подогрева воды или генерации пара. В этом случае содержание вредных веществ снижают методом каталитического восстановления газами-восстановителями. Возможно использование вторичных энергоресурсов компрессорной станции для подогрева воды в бассейнах и прудах рыбоводных хозяйств.

Для решения вопросов эффективности экологического контроля и управления, соблюдения природоохранных норм и правил необходимо руководствоваться «Положением об оценке воздействия намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду в Российской Федерации», принятое в мае 2000 года.

6.8 Мероприятия, проводимые на котельной станции в области охраны окружающей природной среды и рационального природопользования

1. Рассмотреть возможность модернизации или замены существующего технологического оборудования котельной станции на более современное для снижения выбросов газообразных веществ в атмосферу.

2. Разработать меры по снижению потерь природного газа при залповых выбросах, в частности рассмотреть возможность его утилизации.

3. Регулярно проводить отбор и анализ проб почв для строгого контроля за их состоянием. Особое внимание обратить на участки, занятые огородами в непосредственной близости от котельной станции.

Список используемой литературы

1. М.И. Резников, Ю.М. Липов «Паровые котлы тепловых электростанций»

2. Н.А. Киселев «Промышленные котельные установки»

3. «Эксплуатация паровых котлов и паротрубопроводов» под ред. Божко

4. Н.И Еремин, А.Н Наумчик, В.Г Казаков «Процессы и аппараты глиноземного производства»

5. Н.А. Киселев «Устройство и эксплуатация котлов»

6. В.М. Максимов «Котельные агрегаты большой паропроизводительности»

7. В.Г. Александров «Паровые котлы средней и малой мощности»

8. «Теплотехника» под редакцией А.П. Баскакова

9. С.Я. Белинский «Теплофикация и теплоэлектроцентрали»

10. «Учет и контроль расхода энергоносителей и тепловой энергии» под редакцией В.С. Кахановича

11. «Основы автоматизации для металлургов» под редакцией И.А. Грязновой

12. Н.Я. Турчин «Инженерное оборудование тепловых электростанций и монтажные работы»

13. А.С. Клюев, А.Т. Лебедев, С.И.Новиков «Наладка систем автоматического регулирования барабанных паровых котлов»

14. Н.Н.Лариков «Теплотехника»

15. «Справочник эксплуатационника газовых котельных»

16. П.Н.Мануйлов «Теплотехнические измерения и автоматизация тепловых процессов»

17. В.С.Чистяков «Краткий справочник по теплотехническим измерениям»

18. В.С.Вергазов «Устройство и эксплуатация котлов». Справочник.

19. А.М., В.А.,П.Г.Удыма «Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок»

20. Д.Н. Кемельман, Н.Б.Эскин «Наладка котельных установок». Справочник.

21. Р.Беккер «Теория теплоты».

Приложение А

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ НА ПЕРСОНАЛЬНОМ КОМПЬЮТЕРЕ

1. Общие требования безопасности

1.1.К работе на персональном компьютере допускаются лица, прошедшие обучение безопасным методам труда, вводный инструктаж, первичный инструктаж на рабочем месте.

1.2.При эксплуатации персонального компьютера на работника могут оказывать действие следующие опасные и вредные производственные факторы:

повышенный уровень электромагнитных излучений;

повышенный уровень статического электричества;

пониженная ионизация воздуха;

статические физические перегрузки;

перенапряжение зрительных анализаторов.

1.3.Работник обязан:

1.3.1.Выполнять только ту работу, которая определена его должностной инструкцией.

1.3.2.Содержать в чистоте рабочее место.

1.3.3.Соблюдать режим труда и отдыха в зависимости от продолжительности, вида и категории трудовой.

1.3.3.Соблюдать меры пожарной безопасности.

1.4.Рабочие места с компьютерами должны размещаться таким образом, чтобы расстояние от экрана одного видеомонитора до тыла другого было не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м.

1.5.Рабочие места с персональными компьютерами по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно слева.