Вся необходимая информация сохраняется в отдельный документ и дополнительно отображается в окне тренда в виде графиков (рисунок 3.23)

Рисунок 3.23 Экран тренда

4. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПЛК SIEMENS С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ STEP 7

STEP 7 - это пакет стандартного программного обеспечения, используемый для конфигурирования и программирования программируемых логических контроллеров SIMATIC. Он является частью промышленного программного обеспечения SIMATIC (Рисунок 4.1).

Имеются следующие версии стандартного пакета STEP 7:

* STEP 7 Micro/DOS и STEP 7 Micro/Win для относительно простых автономных приложений на SIMATIC S7-200

* STEP 7 для приложений на SIMATIC S7-300/S7-STEP 7 для приложений на SIMATIC S7-300/S7-400, SIMATIC M7-300/M7- 400 и SIMATIC C7 с более широким набором функций:

- Может быть расширен по выбору программными продуктами, имеющимися в промышленном программном обеспечении SIMATIC

- Возможность назначения параметров функциональным модулям и коммуникационным процессорам

- Принудительный и многопроцессорный режим

- Связь через глобальные данные

- Управляемая событиями передача данных с использованием коммуникационных функциональных блоков

- Проектирование соединений

Рисунок 4.1- Программный продукт STEP 7

Основная часть подпрограммы опроса одной из ГЭС указан в Приложении А.

При опросе блока KUS происходит сбор данных со всех датчиков, исходя из показаний программа формирует значения необходимые для стабильной работы ГЭС. Все значения передаются через отдельные блоки в SCADA, где они уже выводятся в понятной и удобной форме для оператора.

5. ЭКОЛОГИЯ

5.1 Защита от лазерного излучения при проектировании компьютерных систем

Лазерная установка включает активную среду с оптическим резонатором, источник энергии ее возбуждения и систему охлаждения. За счет монохроматичности лазерного луча и его малой расходимости создаются исключительно высокие энергетические экспозиции, позволяющие получить локальный термоэффект. Это является основанием для использования лазерных установок при обработке материалов, в хирургии и т. д.

Лазерное излучение способно распространяться на значительные расстояния и отражаться от границы раздела двух сред, что позволяет применять это свойство для целей локации, навигации, связи и т. д. Путем подбора тех или иных веществ в качестве активной среды лазер может индуцировать излучение практически на всех длинах волн, начиная с ультрафиолетовых и кончая длинноволновыми инфракрасными. Наибольшее распространение в промышленности получили лазеры, генерирующие электромагнитные излучения с длиной волны 0,33; 0,49; 0,63; 0,69; 1,06; 10,6 мкм.

Основные физические величины, характеризующие лазерное излучение.:

- длина волны, мкм;

- энергетическая освещенность, Вт/см2, -- отношение потока излучения, падающего на рассматриваемый небольшой участок поверхности, к площади этого участка;

- энергетическая экспозиция, Дж/см2, -- отношение энергии излучения, определяемой на рассматриваемом участке поверхности, к площади этого участка;

- длительность импульса, с;

- длительность воздействия, с, -- срок воздействия лазерного излучения на человека в течение рабочей смены;

- частота повторения импульсов, Гц, -- количество импульсов за 1 с.

На человека оказывают прямое воздействие, рассеянное и отраженное излучения. Степень неблагоприятного воздействия зависит от параметров лазерного излучения, прежде всего от длины волны, мощности излучения, длительности воздействия, частоты следования импульсов, а также от размеров облучаемой области и анатомо-физиологических особенностей облучаемой ткани. Энергия лазерного излучения, поглощенная тканями, преобразуется в другие виды энергии: тепловую, механическую, энергию фотохимических процессов, что может вызывать ряд эффектов: тепловой, ударный, светового давления и пр.[9]

На месте воздействия луча лазера возникает первичный биологический эффект -- ожог с резким повышением температуры. Локальное повышение температуры приводит к вскипанию тканевой, межтканевой и клеточной жидкости, образованию пара и огромному давлению. Последующий взрыв и ударная волна распространяются на окружающие ткани, вызывая их гибель.

Лазерное излучение представляет опасность для глаз. Могут быть поражены сетчатка, роговица, радужка, хрусталик. Короткие импульсы (0,1--10…14 с), которые генерируют лазеры, способны вызвать повреждения за значительно более короткий промежуток времени, чем тот, который необходим для срабатывания защитных физиологических механизмов. Отражающая способность кожного покрова в видимой области спектра высокая. Лазерное излучение дальней инфракрасной области начинает сильно поглощаться кожей, возникает опасность ожогов. Лазерное излучение видимой области спектра вызывает сдвиги в функционировании эндокринной и иммунной систем, центральной и периферической нервной системы, белкового, углеводного и липидного обмена. Длительное хроническое действие лазерного излучения длиной волны 1,06 мкм вызывает вегетативно-сосудистые нарушения. Изучавшие состояния здоровья лиц, обслуживающих лазеры, подчеркивают более высокую частоту обнаружения у них астенических и вегетативно-сосудистых расстройств. Наиболее характерными у работающих с лазерами являются астения и вегетососудистая дистония.

Действующие правила устанавливают:

- предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения в диапазоне волн 180--106 нм при различных условиях воздействия на человека;

- классификацию лазеров по степени опасности генерируемого ими излучения;

- требования к производственным помещениям, размещению оборудования и организации рабочих мест;

- требования к персоналу;

- контроль за состоянием производственной среды;

- требования к применению средств защиты;

- требования к медицинскому контролю.

Дозиметрия лазерного излучения -- определение параметров лазерного излучения в заданной точке пространства с целью выявления степени опасности и вредности его для организма человека. Различаются: расчетная дозиметрия, рассматривающая методы расчета параметров лазерного излучения в зоне возможного нахождения операторов и приемы вычисления степени его опасности; экспериментальная дозиметрия, рассматривающая методы и средства непосредственного измерения параметров лазерного излучения в заданной точке пространства. Методы дозиметрического контроля установлены в Методических указаниях для органов и учреждений санитарно-эпидемиологических служб по проведению дозиметрического контроля и гигиенической оценке лазерного излучения (№ 5309--90).

При гигиенической оценке лазерных установок требуется измерять не параметры излучения на выходе лазеров, а интенсивность облучения критических органов человека, влияющую на степень биологического действия. Эти измерения проводят в конкретных точках, в которых программой работы лазерной установки определено наличие обслуживающего персонала и в которых уровни отраженного или рассеянного лазерного излучения невозможно снизить до нуля. Лазерный дозиметр ИЛД-2М (ИЛД-2) обеспечивает измерение параметров лазерного излучения в спектральных диапазонах 0,49--1,15 мкм и 2,0--11,0 мкм, позволяет измерять энергию и энергетическую экспозицию от моноимпульсного и импульсно-периодического излучения, мощность и облученность от непрерывного лазерного излучения. Наличие других вредных и опасных производственных факторов в значительной степени определяется классом опасности лазера.

Защита от лазерного излучения осуществляется организационно-техническими, санитарно-гигиеническими и лечебно-профилактическими методами.

Организационно-технические методы:

- выбор, планировка и внутренняя отделка помещений;

- рациональное размещение лазерных установок и порядок их обслуживания;

- использование минимального уровня излучения для достижения поставленной цели;

- организация рабочего места;

- применение средств защиты;

- ограничение времени воздействия излучения;

- назначение и инструктаж лиц, ответственных за организацию и проведение работ;

- ограничение допуска к проведению работ;

- организация надзора за режимом работ;

- четкая организация противоаварийных работ и регламентация порядка ведения работ в аварийных условиях;

- обучение персонала.

Санитарно-гигиенические и лечебно-профилактические методы:

- контроль за уровнями вредных и опасных факторов на рабочих местах;

- контроль за прохождением персоналом предварительных и периодических медицинских осмотров.

Средства защиты от лазерного излучения должны обеспечивать предотвращение воздействия излучения или снижение его величины до уровня, не превышающего допустимого. К средствам комплексной защиты от лазерного излучения относятся: ограждения, защитные экраны, блокировки и автоматические затворы, кожухи и другие средства индивидуальной защиты от лазерного излучения включают: защитные очки, щитки, маски и другие средства комплексной защиты должны предусматриваться на стадии проектирования и монтажа лазеров, при организации рабочих мест, при выборе эксплуатационных параметров. Выбор средств защиты должен производиться в зависимости от класса лазера, интенсивности излучения в рабочей зоне, характера выполняемой работы. Показатели защитных свойств средств защиты не должны снижаться под воздействием др. вредных и опасных факторов. Конструкция средств защиты должна обеспечивать возможность смены основных элементов. Средства индивидуальной защиты глаз и лица такие как защитные очки и щитки, снижающие интенсивность лазерного излучения до ПДУ, должны применяться только в тех случаях, когда средства комплексной защиты не обеспечивают безопасность персонала[10].

6. ОХРАНА ТРУДА

6.1 Производственная санитария

Процесс работы за учебным стендом сопровождается рядом неблагоприятных факторов, которые необходимо регулировать в процессе работы и устанавливать их параметры в соответствии с определёнными мероприятиями.

Помещения вычислительных центров, их размеры выбираются в соответствии количеством работающих и размещенном в них оборудованием. Для обеспечения нормальных условий труда санитарные нормы (СНиП2.08.02-89) устанавливают на одного работающего, объем производственного помещения не менее 15 м³, площадь помещения выгороженного стенами или глухими перегородками не менее 4,5 м²[11].

При размещении рабочих мест с ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ учитывается расстояние между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора) - не менее 2 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м [12]. Экран видеомонитора должен находиться от глаз работника на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм [12].

Производственные и административные помещения (диспетчерские, операторские, расчетные и другие) не должны граничить с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормируемые значения.

6.1.1 Требования к микроклимату, содержанию в воздухе помещений эксплуатации мониторов и ПЭВМ

В производственных помещениях, в которых работа с мониторами и ПЭВМ является основной (диспетчерские, операторские, расчетные, кабины и посты управления, залы вычислительной техники и др.) обеспечиваются оптимальные параметры микроклимата [13].

Оптимальные нормы микроклимата для помещений приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Оптимальные нормы микроклимата для помещений

Период Года	Категория работ	Температура воздуха , не более	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	легкая-1а	22-24	40-60	0,1
Теплый	легкая-1а	23-25	40-60	0,1

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. В качестве мер нормализации параметров микроклимата применяют вентиляцию и кондиционирование [14]. Вентиляция производственных и вспомогательных помещений осуществляется естественным проветриванием или с применением вентиляционных установок. Применение той или другой вентиляции обосновывается расчетом, подтверждающим обеспечение воздухообмена, температуры и состояния воздушной среды [14].

6.1.2 Обоснование и выбор системы вентиляции и кондиционирования

В зависимости от объемно-планировочных решений и характера тепловых нагрузок, системы кондиционирования воздуха можно разделить на три основных группы по схемным решениям: центральные и местно-центральные (см. рисунки), и на две по способу воздухораспределения: перемешивающие и вытесняющие.

Одна из задач проектирования офисного здания состоит в определении возможного теплового режима при различных мерах его обеспечения и в выборе экономически целесообразного варианта, поддерживающего оптимальный воздушно-тепловой режим всех помещений с учетом коэффициента обеспеченности[13].

Выбор системы кондиционирования воздуха в здании должен проводиться на основании тщательно проработанного технического задания.

В задании содержатся конкретные требования в отношении микроклимата (тепловая комфортность, минимальное количество наружного воздуха и подвижность воздуха в обслуживаемом помещении, уровень шума и другие параметры, имеющие значение в контексте целевого назначения каждого помещения).

При этом необходимо принять во внимание желательный срок службы системы, произвести оценку будущих затрат на обслуживание и эксплуатацию. Также нельзя пренебречь эстетическими требованиями дизайнера, заказчика и пользователя[13].

Архитектура здания и его планировка имеют непосредственное влияние на выбор системы кондиционирования воздуха. Наряду с климатическими характеристиками они являются исходными данными для определения наружных теплопоступлений, значительную долю которых в теплый период года составляет солнечная радиация.

Суточная периодичность солнечной радиации приводит к нестационарности всех процессов теплообмена в каждом помещении. Это обстоятельство следует учитывать при определении наружных теплопоступлений.

Представляется целесообразным индивидуальное или зональное регулирование систем кондиционирования воздуха, что достигается применением местно-центральных и центральных систем с вентиляторными конвекторами (фэнкойлами или сплит-системами) (Рисунок 6.1).



Рисунок 6.1- Система центрального кондиционирования воздуха

Вентиляторные конвекторы имеют возможность индивидуального регулирования температуры воздуха, достаточную мощность для быстрого нагрева или охлаждения помещения и низкие энергозатраты.

Однако при этих достоинствах есть существенный недостаток - высокая скорость движения воздуха и недопустимо низкая (при охлаждении) температура в воздушной струе на входе в обслуживаемую зону. Поэтому при проектировании вентиляторные конвекторы следует размещать в помещении таким образом, чтобы в зоне их непосредственного воздействия не находились постоянные рабочие места[14].

Одним из существенных показателей при выборе схемных решений системы кондиционирования воздуха является неравномерность распределения тепловых нагрузок по обслуживаемым помещениям.

Неравномерность нагрузок можно характеризовать понятием «градиент тепловой нагрузки», величина которого определяется отношением относительной тепловой нагрузки отдельных помещений qi к средней расчетной по всей площади здания, обслуживаемой системой кондиционирования воздуха qср:

Dq = qi / qср, (6.1)

где qср = SQi / SFi , (6.2)

qi = Qi / Fi . (6.3)

Очевидно, что чем больше отклонения значений градиентов от единицы, тем большими регулирующими возможностями должна обладать система кондиционирования воздуха[14].

Следует также учитывать, что величина градиента в общем случае меняется во времени, например, в зависимости от инсоляции[13].

Важным показателем является заданная допустимая величина неравномерности температуры воздуха по обслуживаемым помещениям здания - DТ, которую можно выразить через градиент тепловой нагрузки:

DТ = tпр(li / lср * Dq - 1), (6.4)

где li = Li / Fi , (6.5)

lср = SLi / SFi , (6.6)

tпр - температура приточного воздуха, °С;

li и lcp - относительный расход приточного воздуха соответственно в рассматриваемом помещении и средний по кондиционируемым помещениям здания, м3/ч*м2.

В большинстве случаев в офисных зданиях величина неравномерности температуры DТ задается в диапазоне от 1 до 1,5 °С.

Одной из наиболее сложных проблем представляется раздача приточного воздуха по обслуживаемому помещению. Перепад между температурой приточного воздуха tпр для ассимиляции теплоизбытков, равных 60 Вт/м2, при удельном расходе наружного приточного воздуха 15 м3/ч*м2 и температурой в обслуживаемой зоне составляет не менее 12 °С[14].

Очевидно, что при этом затруднительно выполнить требование СНиП, ограничивающее допустимое отклонение температуры воздуха в струе от нормируемой температуры воздуха в обслуживаемой зоне 1 °С в зоне прямого воздействия струи и 1,5 °С вне этой зоны.Температуру приточного воздуха можно повысить, используя рециркуляцию, однако, учитывая рост энергетических затрат при увеличении воздухообмена свыше санитарной нормы, а также санитарно-гигиенические ограничения применения рециркуляции воздуха, регулирующие возможности воздухообмена невелики.

Решив обратную задачу, можно определить удельную тепловую нагрузку, при которой система центрального кондиционирования воздуха обеспечит оптимальные параметры микроклимата обслуживаемого помещения без применения рециркуляции (Рисунок 6.2).

Рисунок 6.2- Система центрального кондиционирования воздуха с местным доводчиком

Для перепада между температурой приточного воздуха и температурой воздуха в обслуживаемой зоне помещения в 5 °С q = 25 Вт/м2[4].

Как правило, такая холодильная нагрузка не может обеспечить компенсацию тепловыделений от людей, освещения и оргтехники в офисных помещениях при величине воздухообмена, соответствующей санитарной норме, что приводит к необходимости применения дополнительных мер: рециркуляции воздуха, установки фэнкойлов и сплит-систем.

Анализ ряда проектов систем кондиционирования воздуха позволяет сделать следующие выводы[13]:

1.Регулирующие возможности системы центрального кондиционирования воздуха ограничены величиной градиента тепловой нагрузки от 0,8 до 1,2 при заданной неравномерности температуры воздуха в помещении DТ = ±1 °С и величиной 0,7-1,3 для неравномерности температуры ±1,5 °С, при этом средняя удельная тепловая нагрузка не должна превышать 25-30 Вт/м2. Увеличение регулирующих возможностей системы кондиционирования воздуха можно обеспечить увеличением воздухообмена, в том числе рециркуляционного.

2. Если отдельные помещения имеют большое отличие по показателю теплового градиента либо удельная тепловая нагрузка превышает 40 Вт/м2, то следует наряду с системой центрального кондиционирования воздуха установить в них локальные системы охлаждения (фэнкойлы, или сплит-системы).

3.Если помещения можно конструктивно сгруппировать в зоны с близкими показателями градиента тепловых нагрузок, целесообразно рассмотреть возможность применения зональной местно-центральной схемы кондиционирования воздуха. Этот же вариант, как правило, проектируется по этапной системе, т. е. когда строится коробка здания со всеми центральными системами, а затем отдельными фрагментами вводится в эксплуатацию. Затем под проект внутреннего дизайна проектируются внутренние инженерные системы (разводка воздуховодов, фэнкойлы и т. д.).

Такая схема позволяет вводить в эксплуатацию отдельные этажи и зоны офисных зданий независимо друг от друга.

Основными особенностями в проектах систем кондиционирования воздуха и вентиляции являются:

* Функциональное и конструктивное зонирование центральных систем кондиционирования воздуха (в большинстве случаев используется от 3 до 8 центральных систем).

* Общая система холодоснабжения для центрального кондиционирования и для фэнкойлов.

* Высокие экологические показатели по акустике и вибрации. Предусматривается целый комплекс мер от антивибрационных вставок и подвесок до специальных акустических экранов.

6.1.3 Требования к шуму и вибрации

При выполнении основной работы на ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ (диспетчерские, операторские, расчетные кабины и посты управления, залы вычислительной техники и др.), во всех учебных и дошкольных учреждениях в помещениях с ВДТ и ПЭВМ (категория I) уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50 дБА (Таблица 6.2) [15].

В помещениях, где работают инженерно-технические работники, осуществляющие лабораторный, аналитический или измерительный контроль (категория II), уровень шума не должен превышать 60 дБА [15].

В помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) (категория III) уровень шума не должен превышать 65 дБА [15].

На рабочих местах в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин (АЦПУ, принтеры и т.п.) -категория IV уровень шума не должен превышать 75 дБА (Таблица 6.2) [15].

Таблица 6.2- Параметры звука в октавных полосах частот

Категория нормы шума	Уровни звукового давления, дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука, эквивалентные уровни звука, дБА
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
I	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
II	93	79	70	63	58	55	52	50	49	60
III	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
IV	103	91	83	77	73	70	68	66	64	75

Для снижения уровня шума в помещениях с мониторами и ПЭВМ используются звукопоглощающие материалы с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63 - 8000 Гц для отделки помещений, подтвержденных специальными акустическими расчетами[15].

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 выполняется в 2 раза больше ширины окна. Уровень вибрации на рабочих местах операторов не превышает 75дБ (по вибростойкости) согласно СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002 [15] и СанПиН 9-131 РБ 2000 [12]. Нормированные уровни вибрации обеспечиваются путем использования виброизоляторов из материалов с большим внутренним трением. В производственных помещениях, в которых работа с ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ является основной, а также в помещениях с ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ вибрация на рабочих местах не должна превышать допустимых значений, приведенных в таблице 6.3

Таблица 6.3 - Допустимые уровни вибрации [6]

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц	Допустимые значения
	по виброускорению	по виброскорости
	м/с2 1 дБ	м/с дБ
	оси X Y. 7.
2	5,3x103	25	4,5x104	79
4	5,3x103	25	2,2x10"	73
8	5,3x103	25	1,1x10"	67
16	1,1х102	31	1,1x10"	67
31,5	2,1х102	37	1,1x10"	67
63	4,2x10 2	43	1,1x10"	67
Корректированные значения и их уровни в дБУ	9,5x103	30	2,0x10 4	72

6.1.4 Требования к освещению помещений и рабочих мест с мониторами и ПЭВМ

В дневное время в вычислительном центре используется естественное одностороннее освещение, в вечернее время или при недостаточных нормах освещения - искусственное общее равномерное.

Согласно ТКП 45-2.04-153-2009 [18] помещения для работы с дисплеями и видеотерминалами относятся к I группе по разрядам зрительной работы.

Нормированный уровень освещенности для работы с ЭВМ - 400 лк., КЕО=4% [18].

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации мониторов и ПЭВМ осуществляется системой общего равномерного освещения. Используется также местное освещение, предназначенное для освещения зоны расположения документов.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа обеспечивается величиной 300 - 500 лк [18]. Иногда используется установка светильников местного освещения для подсветки документов. Местное освещение выполняется таким, чтобы не создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк [18].

Общее освещение выполняется в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ПЭВМ. При периметральном расположении компьютеров линии светильников располагаются локализовано над рабочим столом, ближе к его переднему краю, обращенному к оператору.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях использования ПЭВМ проводится чистка стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и осуществляется своевременная замена перегоревших ламп.

6.1.5 Эргономика

При оборудовании рабочего места ПЭВМ согласно ГОСТ 12.2.032-78[19], СанПиН 9 - 131 РБ 2000 [12] учитываются границы поля зрения оператора, которые определяются движениями глаз и головы (Рисунок 6.3).



Рисунок 6.3 - Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления

1,2- зона для размещения часто используемых органов управления;

3 - зона для размещения редко используемых органов управления.

Очень часто используемые средства отображения информации, требующие точного и быстрого считывания показаний, следует располагать в вертикальной плоскости под углом от нормальной линии взгляда и в горизонтальной плоскости под углом от сагиттальной плоскости. Часто используемые средства отображения информации, требующие менее точного и быстрого считывания показаний, допускается располагать в вертикальной плоскости по дуглом от нормальной линии взгляда и в горизонтальной плоскости под углом от сагиттальной плоскости. Редко используемые средства отображения информации допускается располагать в вертикальной плоскости под углом от нормальной линии взгляда и в горизонтальной плоскости под углом от сагиттальной плоскости (Рисунок 6.4, 6.5). [19]

Рисунок 6.4 -Зоны зрительного наблюдения в вертикальной плоскости



Рисунок 6.5 -Зоны зрительного наблюдения в горизонтальной плоскости

При организации рабочего места учитываются антропометрические данные операторов, а также предусматривается соответствующее размещение элементов оборудования в зависимости от характера выполняемой работы.

При постоянной работе экран расположен в центре поля обзора, документы слева на столе или на специальной подставке.

Схемы размещения рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ учитывают расстояния между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора), которое выполняется не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м [19]. Высота рабочей поверхности стола для пользователей регулируется в пределах 680-800 мм. При отсутствии таковой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм [19]. Модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых рассчитываются конструктивные размеры, принимают: ширину 800, 1200, 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой высоте, равной 725 мм [19].

Рабочий стол имеет пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной - не менее 500 мм, глубиной на уровне колен - не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног - не менее 650 мм [19].

При цветовом оформлении помещений необходимо учитывать климатические особенности района, где расположено здание, ориентацию окон помещений со сторонами света.

Выбор образцов цвета для отделочных материалов и изделий следует осуществлять с учетом фактуры: поверхности в помещениях должны иметь матовую и полуматовую фактуру для исключения попадания отраженных бликов в глаза работающего [20].

6.2 Техника безопасности

Одним из самых опасных факторов при работе с ЭВМ является электрический ток. Электрические установки, к которым относится практически все оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, т.к. в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением [17].

К источникам электроопасности ЭВМ относятся следующие:

· появление напряжения на корпусе вследствие нарушения изоляции или "пробоя на корпусе";

· появление напряжения на отключенных токоведущих частях оборудования при ошибочном включении их в сеть.

Основное питание компьютеров и периферийного оборудования осуществляется от однофазной сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В.

Все помещения согласно ТКП 181-2009 (02230) [17] делятся по степени поражения людей электрическим током на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные. Помещение, в котором расположено рабочее место, относится к помещению без повышенной опасности (сухое, беспыльное помещение с паркетным полом).

К техническим средствам защиты относятся:

· электрическая изоляция токоведущих частей;

· защитное заземление (Rз<=4 Ом) дисплея и защитного экрана.

Для исключения, а точнее - для сведения к минимуму потенциальной опасности электротравмирования необходимо придерживаться требований, установленных "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТЭ) и "Межотраслевыми правилами по охране труда при работе в электроустановках", а также "Правилами устройства электроустановок (ПУЭ)" [21].

Во время работы с электроустановками наряду с безусловным соблюдением определенных организационных мер, установленных ПТЭ, следует строго выполнять все технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения, а именно: отключение оборудования на участке, выделенном для производства работ, и принятие мер против ошибочного или самопроизвольного включения; ограждение при необходимости рабочих мест и оставшихся под напряжением токоведущих частей, вывешивание предупредительных плакатов и знаков безопасности, проверка отсутствия напряжения, наложение заземления [21].

В рабочем помещении может возникнуть опасность образования статического электричества. Электрические заряды на поверхности твердых тел образуются в случаях, если разделяющиеся поверхности или хотя бы одна из них обладает диэлектрическими свойствами. В данном случае - это дисплей (защитный экран).

По мере увеличения расстояния между поверхностями увеличивается разность их потенциалов и при достижении порогового значения происходит искровой разряд. Воздействие на человека статического электричества может проявляться двояко: в виде сильного кратковременного разряда через его тело, либо в виде слабого тока. Электрический ток искрового разряда мал, поэтому не может вызвать поражение человека. Однако разряд, ощущаемый человеком, может привести к дискомфорту, то есть к неприятным ощущениям, а также, иногда, к выходу из строя ЭВМ. Для снижения зарядов статического электричества на рабочем месте использовано заземление защитного экрана и заземление всего дисплея.

Согласно ТКП 181-2009(02230) [17] эксплуатацию электроустановок осуществляет специально подготовленный электротехнический персонал. Пригодность к работе определяется медицинским освидетельствованием. К работе допускаются люди старше 18-ти лет, прошедшие инструктаж по технике безопасности и пожарной безопасности и аттестованные с присвоением соответствующей группы (1-5) по электробезопасности.

6.3 Пожарная безопасность

Пожарная профилактика - это комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращения пожара, ограничение его распространения, а также на создание условий для успешного тушения пожара.

Существуют следующие причины возникновения пожара: неправильное устройство и эксплуатация отопительных систем, нарушение оборудования технологического процесса, неосторожное обращение с огнём, неисправность в вентиляционных системах, самовозгорание, короткое замыкание, большие переходные сопротивления, искрение и электродуга, статическое электричество, разряды атмосферного электричества.

Помещение ВЦ по пожаро - и взрывоопасности относится к категории Д [22].

Одной из наиболее важных задач пожарной защиты является защита строительных помещений от разрушений и обеспечение их достаточной прочности в условиях воздействия высоких температур при пожаре. Учитывая высокую стоимость электронного оборудования ВЦ, а также категорию его пожарной опасности, здания для ВЦ и части здания другого назначения, в которых предусмотрено размещение ЭВМ, должны быть 1 и 2 степени огнестойкости [23].

При любом пожаре тушение направляется на устранение причин его возникновения и создание условий, при которых продолжение горения невозможно. Тушение может быть осуществлено: сильным охлаждением горящих материалов с помощью веществ, обладающих большой теплоёмкостью; изоляцией горящих материалов от атмосферного воздуха; снижением содержания кислорода в воздухе, поступающем к очагу горения; специальными химическими средствами. Для тушения электрооборудования используется двуокись углерода, которая, попадая в воздух очага горения, снижает в нём содержание кислорода до предела, при котором горение прекращается [25].

Углекислота используется в углекислотных огнетушителях следующих марок: ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8, УП-1М, УП-2М [15]. Эвакуация людей из зданий и сооружений при пожаре производится согласно СНБ 2.02.02-01 [24].

В здании вычислительного центра устанавливают пожарные краны в коридорах, на площадках лестничных клеток, у входа, т.е. в доступных и защитных местах. На каждые 100 квадратных метра пола производственных помещений требуется 1-2 огнетушителя. Применение воды в машинных залах ЭВМ, хранилищах носителей информации, помещениях контрольно-измерительных приборов ввиду опасности повреждения или полного выхода из строя дорогостоящего оборудования возможно в исключительных случаях, когда пожар принимает угрожающе крупные размеры. При этом количество воды должно быть минимальным, а устройства ЭВМ необходимо защитить от попадания воды, накрывая их брезентом или полотном. Для тушения пожаров на начальных стадиях широко применяются огнетушители. Пенные огнетушители, применяются для тушения горящих жидкостей, различных материалов, конструктивных элементов и оборудования, кроме электрооборудования, находящегося под напряжением.

Газовые огнетушители применяются для тушения жидких и твердых веществ, а также электроустановок, находящихся под напряжением.

Эвакуационный путь из рабочего помещения проходит через дверь (ширина двери 1 м) по коридору (ширина 1.8 м) через лестничную клетку (ширина 2 м) наружу [24].

Устройства пожарной автоматики предназначены для обнаружения, оповещения и ликвидации пожаров, а также для защиты людей от воздействия опасных факторов. В помещении под потолком на расстоянии 2.5 м друг от друга имеются два дымовых пожарных извещателя [26].

7. ЭКОНОМИКА

7.1 Определение единовременных затрат на создание программного продукта

При расчете экономической эффективности разработки программного обеспечения необходимо сопоставить затраты на решение задачи при ручном методе ее решения с затратами, связанными с автоматизацией каскада микро-ГЭС.

Единовременные капитальные затраты представляют собой цену программного продукта (ПП). Различают оптовую, отпускную и максимальную (сформированную доходным методом) цены. Все расчеты между покупателем и продавцом продукции, к числу которой относят и программные продукты, производятся на основе отпускных цен (максимальная цена может быть приравнена к отпускной). В настоящее время в соответствии с законодательством РБ в отпускную цену наряду с оптовой ценой включается налог на добавленную стоимость.

Определяющим фактором оптовой цены разработки является трудоемкость создания ПП.

7.2 Определение трудоемкости разработки ПП

Трудоемкость разработки ПП может быть определена на основе типовых норм времени для программирования задач на ЭВМ. Так как разрабатываемая программа не является законченной системой, а только реализует часть ее функций, трудоемкость создания такого ПП определяется укрупненным методом:

(7.1)

где Т_оа - трудоемкость подготовки описания задачи и исследования алгоритма решения;

Т_бс - трудоемкость разработки блок-схемы алгоритма;

Т_п - трудоемкость программирования по готовой блок-схеме;

Т_отл- трудоемкость отладки программы на ЭВМ;

Т_др - трудоемкость подготовки документации по задаче в рукописи;

Т_до - трудоемкость редактирования, печати и оформления документации по задаче.

Составляющие приведенной формулы (7.1) определяются, в свою очередь, через условное число операторов Q в разрабатываемом ПП:

гдеq=490 - число операторов в программе;

С=1.5 - коэффициент сложности программы;

p=0.4 - коэффициент коррекции программы в ходе ее разработки.

Коэффициент сложности программы характеризует относительную сложность программ задачи по отношению к типовой задаче, сложность которой принята за единицу. Значение коэффициента определяется на базе экспертных оценок.

Коэффициент коррекции программ p характеризует увеличение объема работ за счет внесения изменений в алгоритм и программу, изменения состава и структуры информации, а также уточнений, вносимых разработчиком программы для улучшения ее качества без изменения постановки задачи.

Составляющие трудоемкости разработки программы равны:



где W=1,4 - коэффициент увеличения затрат труда, вследствие недостаточного или некачественного описания задачи;

К=0,8 - коэффициент квалификации разработчика алгоритмов и программ.

Найдем значение трудоемкости разработки ПП по формуле (7.1):

7.3 Определение себестоимости создания ПП

Для определения себестоимости создания программного продукта необходимо определить затраты на заработную плату разработчика:

(7.2)

где Т_рз= 328,57 - трудоемкость разработки программного продукта, ч;

t_чр - среднечасовая ставка работника, осуществлявшего разработку программного продукта, руб.;

k_пр=0,3 - коэффициент, учитывающий процент премий в организации-разработчике;

а=0,15 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату;

b=0,346 - коэффициент, учитывающий отчисления от фонда заработной платы (отчисления в фонд социальной защиты населения и отчисления на обязательное медицинское страхование от несчастных случаев).

Среднечасовая ставка работника определяется исходя из Единой тарифной системы оплаты труда в Республике Беларусь:

где ЗП_1р=850000 - среднемесячная заработная плата работника 1 разряда, руб.;

k_т=3,15 - тарифный коэффициент работника соответствующего разряда;

170 - среднее нормативное количество рабочих часов в месяце для 2012 года.

Найдем себестоимость создания ПП по формуле (7.2):

В себестоимость разработки ПП включаются также затраты на отладку ПП в процессе его создания. Для определения их величины необходимо рассчитать стоимость машино-часа работы ЭВМ, на которой осуществлялась отладка. Затраты на отладку программы определяются по формуле (7.3):

(7.3)

где Т_отл=22,32 - трудоемкость отладки программы, час.

S_мч - стоимость машино-часа работы ЭВМ, руб/час.

Стоимость машино-часа работы ЭВМ определяется по формуле (7.4):

(7.4)

где С_э - расходы на электроэнергию за час работы ЭВМ, руб;

А_эвм - годовая величина амортизационных отчислений на реновацию ЭВМ;

Р_эвм - годовые затраты на ремонт и техническое обслуживание ЭВМ, руб;

А_пл - годовая величина амортизационных отчислений на реновацию производственных площадей, занимаемых ЭВМ, руб;

Р_пл - годовые затраты на ремонт и содержание производственных площадей, руб;

Р_ар - годовая величина арендных платежей за помещение, занимаемое ЭВМ, руб;

Ф_эвм - годовой фонд времени работы ЭВМ, час.

Расходы на электроэнергию за час работы ЭВМ:

где Ц_э=750 - стоимость 1 кВт-часа электроэнергии, руб;

Ч_эл=0,23 - среднечасовое потребление элетроэнегрии ЭВМ, кВт.

Годовая величина амортизационных отчислений на реновацию ЭВМ равна:

Где Ц_эвм=3 700 000 - цена ЭВМ на момент ее выпуска, руб;

k_у=1 - коэффициент удорожания ЭВМ (зависит от года выпуска);

k_м=1,05 - коэффициент, учитывающий затраты на монтаж и транспортировку ЭВМ;

- норма амортизационных отчислений на ЭВМ, %;

- балансовая стоимость ЭВМ, руб.

Годовые затраты на ремонт и техническое обслуживание ЭВМ укрупненно определяются по формуле:

где k_ро=0,13 - коэффициент, учитывающий затраты на ремонт и техническое обслуживание ЭВМ, в том числе затраты на запчасти, зарплату ремонтного персонала и др.

Годовая величина амортизационных отчислений на реновацию производственных площадей, занятых ЭВМ определяется по формуле:

где - балансовая стоимость площадей, руб;

- норма амортизационных отчислений на производственные площади, %;

- площадь, занимаемая ЭВМ, кв.м.;

k_д=3 - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь;

Ц_пл=2 800 000 - цена 1 квадратного метра производственной площади, руб.

Годовые затраты на ремонт и содержание производственных площадей укрупненно могут быть определены по формуле:

где k_рэ = 0,05 - коэффициент, учитывающий затраты на ремонт и эксплуатацию производственных площадей.

Годовая величина арендных платежей за помещение, занимаемое ЭВМ, равна:

- ставка арендных платежей за помещение, руб;

- коэффициент комфортности помещения;

k_пов=0,81 - повышающий коэффициент, учитывающий географическое размещение площади.

Годовой фонд времени работы ЭВМ определяется, исходя из режима ее работы:

где t_сс=8 - среднесуточная фактическая загрузка ЭВМ, час;

Т_сг=240 - среднее количество дней работы ЭВМ в год.

Найдем стоимость машино-часа работы ЭВМ по формуле (7.4):

Затраты на отладку программы найдем по формуле (7.3):

Себестоимость разработки ПП найдем по формуле (7.2):

где F=1,2 - коэффициент накладных расходов проектной организации без учета эксплуатации ЭВМ.

7.4 Определение минимальной цены ПП

Минимальная (оптовая) цена складывается из себестоимости создания ПП и плановой прибыли на программу.

Плановая прибыль на программу равна:

где Н_п=0,3 - норма прибыли проектной организации;

Минимальная цена ПП равна:

Найдем отпускную цену программы:

где НДС=20 -ставка налога на добавленную стоимость, %.

7.5 Определение ожидаемого прироста прибыли в результате внедрения ПП

Так как внедряемый ПП заменяет ручной труд, то производится сопоставление текущих затрат, связанных с решением задачи в ручном режиме и автоматизированном.

7.6 Определение годовых эксплуатационных расходов при ручном решении задачи

Годовые эксплуатационные расходы при ручной обработке информации (ручном решении задачи) определяются по формуле (7.5):

(7.5)

где Т_р=6 - трудоемкость разового решения задачи вручную,ч.;

к=1008 - периодичность решения задачи в течение года, раз/год;

t_чр - среднечасовая ставка работника, осуществляющего ручной расчет задачи, руб;

k_пр=0,3 - коэффициент, учитывающий процент премий;

а=0,15 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату;

b=0,346 - коэффициент, учитывающий отчисленияот фонда заработной платы.

Среднечасовая ставка работника, осуществляющего ручной расчет задачи, определяется так же, как и работника осуществляющего автоматический расчет:

где - тарифный коэффициент работника соответствующего разряда;

Годовые эксплуатационные расходы при ручной обработке информации определим по формуле (7.5):



7.7 Определение годовых текущих затрат, связанных с эксплуатацией задачи

Для расчета годовых текущих затрат, связанных с эксплуатацией ПП, необходимо определить время решения данной задачи на ЭВМ.

Время ввода в ЭВМ исходных данных может быть определено по формуле:

где К_z=1000 - среднее количество знаков, набираемых с клавиатуры при вводе исходных данных;

H_z=6 - норматив набора 100 знаков, мин.

Время решения задачи на ЭВМ определяется по формуле:

где Т_вв - время ввода в ЭВМ исходных данных, необходимых для решения задачи, мин;

Т_р=0,5 - время вычислений, мин;

Т_выв=1 - время вывода результатов решения задачи (включая время распечатки на принтере и графопостроителе), мин;

= 0,25 - коэффициент, учитывающий подготовительно-заключительное время. На основе рассчитанного времени решения задачи определяется заработная плата пользователя данного ПП. Прежде, чем определим затраты на заработную плату пользователя ПП, найдем среднечасовую ставку работника:

где - тарифный коэффициент работника соответствующего разряда;

Затраты на заработную плату пользователя ПП равны:

В состав затрат, связанных с решением задачи включаются также затраты, связанные с эксплуатацией ЭВМ. Определим затраты на оплату аренды ЭВМ для решения задачи:

Таким образом, годовые текущие затраты, связанные с эксплуатацией задачи, равны:

7.8 Определение дополнительной прибыли пользователя за период использования ПП

Дополнительная прибыль пользователя за период использования ПП укрупненно определим по формуле:



где С_нп=24 - ставка налога на прибыль, %.

7.9 Определение максимальной и планируемой цены ПП

Для определения цены доходным методом необходимо привести экономию затрат пользователя за планируемый период использования ПП. Расчет приведенной величины производится по формуле текущей стоимости аннуитета:

где m=365 - периодичность использования ПП в год;

n=5 - количество лет использования;

i=15 - реальная процентная ставка по банковскому депозиту.

Планируемая цена ПП равна 40 млн. руб.

7.10 Расчет показателей эффективности использования программного продукта

Суммарные капитальные затраты на разработку и внедрения ПП составят:

Капитальные и приравненные к ним затраты равны:



где - балансовая стоимость комплекта вычислительной техники,необходимого для решения задачи, руб.

Суммарные капитальные затраты на разработку и внедрения ПП составляют:

где Ц_пл= 40-планируемая цена программы, млн.руб.

Определим срок возврата инвестиций:

Таблица 7.1 - Технико-экономические показатели проекта

Наименование показателя	Варианты
	Базовый	Проектный
1. Трудоемкость решения задачи, час	2	1,23
2. Периодичность решения задачи, раз/год	1008	365
3. Годовые текущие затраты, связанные с решением задачи, млн.руб.	60,24	18,32
4. Планируемая цена программы, млн. руб.	-	40
5. Степень новизны программы	-	Б
6. Группа сложности алгоритма	-	3
7. Дополнительная прибыль пользователя, млн.руб	-	31,86
8. Экономия затрат на ЗП проектировщика за счет автоматизации труда, млн. руб.	-	41,92
9. Экономия отчислений в социальные фонды, млн. руб.	-	12,58
8. Срок возврата инвестиций, лет	-	0,2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проектирования были получены:

1) автоматизированная микро-ГЭС, что позволило отказаться от высококвалифицированного персонала, необходимого для поддержания технических параметров;

2) гибкость системы, т.е. возможность легко и просто расширять базу данных, содержащую параметры для контроля параметров ГЭС;

3) возможность удаленного доступа за счет SCADA системы, что ведет к экономии средств, т.к. один оператор имеет возможность контролировать несколько микро-ГЭС. одновременно;

4) увеличение получаемой энергии за счет использования преобразователя частоты;

Главная идея заключалась в одновременном контроле нескольких микро-ГЭС одной командой человек, что позволяет экономить на высококвалифицированном персонале. Также увеличение добываемой энергии за счет удаленного контролирования. Теперь необязательно ехать за 300 км от дома на работу, достаточно придти в офис и сесть за компьютер. Если произойдет авария, то оператор сможет быстро отреагировать на сообщение системы и отправить туда дежурящую бригаду работников.

Использование современных методов автоматизации позволило сделать систему легко адаптируемой к различным условиям.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Celso Penche. Layman's Handbook On How To Develop A Small Hydro Site (Second Edition). - DG XVII European Commision 200 rue de la Loi B-1049 Bruselas Belgica. - 1998. - 266 p.

2. Smail Khennas, Andrew Barnett. Best Practices For Sustainable Development Of Micro Hydro Power In Developing Countries (Final synthesis report). - The Department for International Development, UK, The World Bank. - 2000. - 119 p.

3. Анализ состояния и перспективы развития малой гидроэнергетики в Украине / Ю. Вихарев, А. Карамушка, А. Никиторович, В. Рябошапка // Энергетическая политика Украины. - 2005. - № 6. - С. 90 - 96.

4. Осадчук В. А. Современные проблемы гидроэнергетики // Энергетика и электрификация. - 2007. - № 1. -С. 13 - 16.

5. Лежнюк П. Д., Кулик В. В., Никиторович О. В. Повышение эффективности эксплуатации малых ГЭС средствами автоматического управления // Гидроэнергетика Украины. - 2007. - № 3. - С. 38 - 41.

6. Компенсація реактивної потужності асинхронних генераторів на малих гідроелектростаціях [Електроннийресурс] / Лежнюк П. Д., Нікіторович О. В., Жан-П'єр Нгома // Наукові праці ВНТУ. - 2008. - №2. - Режим доступу до журналу http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/VNTU/2008-2/2008-2.files/uk/08lpdhps_uk.pdf

7. http://www.wikipedia.org

8.http://www.sensor.ru/

9. http://www.textreferat.com/referat-4483-4.html

10. http://www.studfiles.ru/dir/cat17/subj306/file2095/view3040.html

11. СНиП 2.08.02-89. Общественные здания и сооружения.

12.СанПиН 9-131 РБ 2000. "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, электронно-вычислительным машинам и организации работы", утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 10 ноября 2000 г. № 53

13.СанПиН № 9-80 РБ98. "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений", утверждено постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 25.03.1999 №

14.ГОСТ 12.2.137-96.ССБТ. Система стандартов безопасности труда. Оборудование для кондиционирования воздуха и вентиляции. Общие требования безопасности

15.СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-32-2002. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

16.СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.

17.ТКП 181-2009(02230). Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.

18.ТКП 45-2.04-153-2009. Естественное и искусственное освещение.

19.ГОСТ 12.2.032-78. ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.

20.СН 181-70. Указания по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных зданий промышленных предприятий.

21. ТКП 339-2011. Правила устройства электроустановок (ПУЭ).