Разработка отказоустойчивого кластера высокопроизводительных вычислительных систем
История развития вычислительной техники. Понятие высокой готовности и отказоустойчивости системы. Разработка функциональной схемы отказоустойчивого кластера и структурной схемы виртуального стенда. Технико-экономическое обоснование объекта проектирования.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.02.2013 |
Размер файла | 2,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Контроллером домена называется сервер, выполняющий роль доменных служб, или служб каталогов, на нем также располагается хранилище данных каталогов и протокол распределения ключей Kerberos (Kerberos Key Distribution Center - KDC). Этот протокол обеспечивает проверку подлинности объектов идентификации в домене Active Directory.[6]
2.3.7 Сетевые соединения.
В виртуальном стенде мы используем виртуальные сети VLAN1 и VLAN2.
Существует три типа виртуальных сетей, к которым можно подключаться в Hyper-V:
* Частная виртуальная сеть (Private Virtual Network)
* Внутренняя виртуальная сеть (Internal Virtual Network)
* Внешняя виртуальная сеть (External Virtual Network)
VLAN2 является частной виртуальной сетью, которая представляет собой виртуальный коммутатор, к которому подключаются только виртуальные машины. Гостевые ОС, подключенные к одной частной виртуальной сети, могут взаимодействовать друг с другом, но не могут взаимодействовать с принимающей ОС (Host operating system), а принимающая ОС не может взаимодействовать с виртуальными машинами в частной виртуальной сети. Частная виртуальная сеть очень удобна в данном случае, так как нам нужна полная изоляция от всех остальных виртуальных сетей.
VLAN1 - это внутренняя виртуальная сеть, схожая с частной виртуальной сетью тем, что она не привязана ни к какому физическому NIC. Внутренняя виртуальная сеть представляет собой изолированный виртуальный коммутатор, как и частная виртуальная сеть, но в случае внутренней виртуальной сети принимающая ОС имеет доступ к гостевым виртуальным машинам через виртуальный коммутатор внутренней виртуальной сети.
Глава 4. Экспериментальные исследования
4.1 Описание тестового программного обеспечения
4.1.1 Ping
Ping -- утилита для проверки соединений в сетях на основе TCP/IP.
Утилита отправляет запросы (ICMP Echo-Request) протокола ICMP указанному узлу сети и фиксирует поступающие ответы (ICMP Echo-Reply). Время между отправкой запроса и получением ответа (RTT, от англ. Round Trip Time) позволяет определять двусторонние задержки (RTT) по маршруту и частоту потери пакетов, то есть косвенно определять загруженность на каналах передачи данных и промежуточных устройствах.
Программа ping является одним из основных диагностических средств в сетях TCP/IP и входит в поставку всех современных сетевых операционных систем. Функциональность ping также реализована в некоторых встроенных ОС маршрутизаторах, доступ к результатам выполнения ping для таких устройств по протоколу SNMP определяется RFC 2925 (Definitions of Managed Objects for Remote Ping, Traceroute, and Lookup Operations)[6].
Для проверки отказоустойчивости мы будем проводить тестирование доступности кластера три раза. Первый раз со всеми активными узлами, второй раз с отключенным первым узлом, но активным вторым и третий раз с отключенным вторым , но активным первым узлом. Число запросов 5, размер пакета 512, 32768, 65500.
4.1.2 SiSoftware Sandra 2012
SiSoftware Sandra -- это системный анализатор для 32-х и 64-битных версий Windows, включающий в себя тестовые и информационный модули. Семейство программ SiSoftware Sandra - классические аудиторы аппаратного и программного обеспечения компьютера, а также проведения всевозможных тестов производительности. Компания разрабатывает как бесплатные, так и коммерческие версии программ Sandra. Мы будем использовать на бесплатной и достаточную для большинства пользователей версии для компьютера - SiSoftware Sandra Lite. . После установки и запуска можно воспользоваться инструментами администрирования компьютера, входящими в состав SiSoftware Sandra, получить подробную информацию об аппаратном и программном обеспечении, а также протестировать процессор, физические накопители, видеокарту и другие устройства компьютера.
Для проверки доступности отказоустойчивого двухузлового кластера мы будем использовать эталонный тест « Пропускная способность сети » входящий в комплект поставки SiSoftware Sandra Lite в трех случаях: при всех активных уздах, при неактивном втором узле и при неактивном первом узле.
4.2 Результаты исследования
4.2.1 Эксперимент 1
Проверка доступности кластера при всех активных узлах при помощи утилиты Ping с ВМ4.
Таблица 4.1
Результаты
Запрос |
Двусторонняя задержка, мс |
|||
Длина пакета 512 байта |
Длина пакета 32768 байта |
Длина пакета 65500 байт |
||
1 |
1 |
2 |
3 |
|
2 |
1 |
2 |
2 |
|
3 |
1 |
1 |
1 |
|
4 |
1 |
1 |
1 |
|
5 |
1 |
1 |
1 |
|
Средняязадержка |
1 |
1,4 |
1,6 |
4.2.2 Эксперимент 2
Проверка доступности кластера при активном первом узле и неактивном втором при помощи утилиты Ping с ВМ4.
Таблица 4.2
Результаты
Запрос |
Двусторонняя задержка, мс |
|||
Длина пакета 512 байта |
Длина пакета 32768 байта |
Длина пакета 65500 байт |
||
1 |
1 |
3 |
3 |
|
2 |
1 |
2 |
2 |
|
3 |
1 |
1 |
2 |
|
4 |
1 |
1 |
1 |
|
5 |
1 |
1 |
1 |
|
Средняя задержка |
1 |
1,6 |
1,8 |
4.2.3 Эксперимент 3
Проверка доступности кластера при активном втором узле и неактивном первом при помощи утилиты Ping с ВМ4.
Таблица 4.3
Результаты
Запрос |
Двусторонняя задержка, мс |
|||
Длина пакета 512 байта |
Длина пакета 32768 байта |
Длина пакета 65500 байт |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
1 |
3 |
3 |
|
2 |
1 |
2 |
3 |
|
3 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
4 |
1 |
1 |
1 |
|
5 |
1 |
1 |
1 |
|
Средняя задержка |
1 |
1,6 |
1,8 |
4.2.3 Эксперимент 4
Проверка доступности кластера при всех активных узлах при помощи эталонного теста « Пропускная способность сети», входящего в SiSoftware Sandra 2012 lite с ВМ4.
Таблица 4.4
Результаты
Параметр |
Значение |
|
Скорость передачи данных (Мб/с) |
30,440 |
|
Задержка данных(мс) |
0,49 |
4.2.4 Эксперимент 5
Проверка доступности кластера при активном первом узле и неактивном втором при помощи эталонного теста « Пропускная способность сети», входящего в SiSoftware Sandra 2012 lite с ВМ4.
Таблица 4.5
Результаты
Параметр |
Значение |
|
Скорость передачи данных (Мб/с) |
30,249 |
|
Задержка данных(мс) |
0,59 |
4.2.5 Эксперимент 6
Проверка доступности кластера при активном втором узле и неактивном первом при помощи эталонного теста « Пропускная способность сети», входящего в SiSoftware Sandra 2012 lite с ВМ4.
Таблица 4.6
Результаты
Параметр |
Значение |
|
Скорость передачи данных (Мб/с) |
29,547 |
|
Задержка данных(мс) |
0,57 |
Вывод
Из результатов эксперимента приведенных в виде диаграмм на рисунках 4.1 и 4.2 , можно сделать вывод о отказоустойчивости кластера при сбое одного узла.
Рис. 4.1 Сводная диаграмма теста Ping
Рис. 4.2 Сводная диаграмма теста SiSoftware Sandra 2012
В настоящем дипломном проекте в данной главе мы провели экспериментальные исследования, которое подтвердили работоспособность и соответствие требованиям ТЗ проведённой разработки.
Экспериментальные исследования отказоустойчивого двухузлового кластера проводились с помощью тестов Ping и «Пропускная способность сети» в пакете SiSoftware Sandra 2012 с использованием виртуального стенда.
Глава 5. Организационно-экономическая часть
5.1 Технико-экономическое обоснование объекта проектирования
В дипломном проекте разрабатывается виртуальный стенд имитирующий отказоустойчивый двухузловой кластер. Постановка этой работы вызвана рядом причин: во-первых, применение этой модели в учебном процессе повысит уровень владения студентом современным персональным компьютером; во-вторых, выполняя лабораторные работы на виртуальном стенде, студент изучает и совершенствует знания и умение в области организации отказоустойчивых вычислительных систем и локально-вычислительных сетей.
Виртуальный стенд создан на базе гипервизора Hyper-V ,входящего в состав компонентов операционной системы Windows Server 2008 Enterprise RC2 фирмы Microsoft. Выбор этой фирмы обусловлен наличием необходимых компонентов, необходимых при отработке навыков студентами.
Практикум на виртуальном стенде преследует следующие цели:
1. Практическое закрепление полученных теоретических знаний.
2. Приобретение навыков самостоятельной работы с системой виртуализации (гипервизором)
3. Отработка навыков настройки параметров виртуальных машин и виртуальной сети.
4. Тестирование инфраструктуры.
5. Объяснение результатов тестирования.
6. Сопоставление ожидаемых результатов с полученными.
В качестве оборудования для проведения работы используется ПЭВМ типа IBM PC в стандартной комплектации .Разработка и настройка стенда проводится в интегрированной среде разработки (ИСР)операционной системы Windows Server 2008R2.Цели и задачи разработки виртуального стенда представлены в виде дерева целей.
Рис. 5.1. Дерево целей разработки виртуального стенда
5.2 Организационная часть
5.2.1 Состав конструкторской группы и должностные оклады
Для организации выполнения задачи разработки виртуального стеда необходимо определить состав ИТР, участвующих в данном проекте.
В соответствии с требованиями ГОСТ для выполнения полного объема работ достаточно группы состоящей из двух человек:
1. Ведущий инженер;
2. Инженер-программист 1-й категории;
Должностные оклады ИТР рассчитываются по следующей формуле:
где: Тk - тарифный коэффициент с учётом тарифного разряда работника:
16 разряду ведущего инженера соответствует коэффициент 5,
для 15 разряда инженера программиста 1-ой категории коэффициент равен 4,75 (на 0,25 меньше коэффициента 16 разряда),
Величина Ш - последние две цифры шифра и равна Ш = 58;
МРОТ - Минимальный размер оплаты труда, иначе ставка первого разряда.
В соответствии со ст. 1 Федерального закона от 19.06.2000 № 82-ФЗ "О минимальном размере оплаты труда" федеральный МРОТ составляет 4 330 руб.
Из приведенных данных следует, что оклады работников (при Ш=94) равны:
Ведущего инженера:
Инженера 1-й категории
Полученные результаты сведены в таблицу 7.1.
Таблица 5.1
Состав конструкторской группы и должностные оклады
Категория работающих |
Количество человек |
Тарифный разряд |
Тарифный коэффициент |
Должн. оклад руб.в месяц |
|
Ведущий инженер |
1 |
16 |
5,0 |
24161,4 |
|
Инженер-программист 1-ой категории |
1 |
15 |
4,75 |
20 568,0 |
|
ИТОГО: |
1 |
14 |
4,5 |
44 729,4 |
5.2.2 Перечень этапов опытно-конструкторских работ при разработке виртуального стенда
С учётом данных таблицы 5.1 составлен перечень этапов опытно-конструкторских работ (ОКР) при разработки программного обеспечения. При определении общей продолжительности этапов учитывается, что на дипломное проектирование, учебным планом предусмотрено четыре месяца (примерно 90 рабочих дней). Далее (таблица 5.2) приведён перечень и содержание основных этапов проектных работ.
Таблица 5.2.
Этапы |
Содержание работ, входящих в этап |
Вид отчётности по законченной работе |
Кол-во исполнителей, чел. |
Должность |
Продолжительность работы, дни |
Работа компьютера, дни |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Подготовительный этап |
1. Ознакомление с заданием |
Запись в тетрадь |
1 |
Инженер- программист |
3 |
||
2. Подбор и изучение научно-технической литературы |
Обзор литературы |
1 |
Инженер- программист |
10 |
|||
3. Анализ информации на данную тему |
Обзор литературы и запись в тетрадь |
1 |
Инженер- программист |
7 |
|||
4. Разработка, согласование технического задания на проведение разработки |
Техническое задание |
2 |
Инженер- программист |
2 |
2 |
||
Ведущий инженер |
2 |
||||||
Теоретическая разработка |
1. Исследование схемы отказоустойчивого двухузлового кластера |
Чертеж схемы |
1 |
Инженер- программист |
2 |
||
2. Изучение ОС Windows Server 2008 |
Запись в тетрадь, рабочие файлы на ПК |
1 |
Инженер- программист |
2 |
2 |
||
3. Изучение гипервизора Hyper-V |
Запись в тетрадь, рабочие файлы на ПК |
1 |
Инженер- программист |
2 |
2 |
||
4. Изучение способов тестирования работоспособности инфраструктуры |
Запись в тетрадь, рабочие файлы на ПК |
1 |
Инженер- программист |
4 |
2 |
||
5. Составление и утверждение рабочей записки |
Пояснительная записка |
1 |
Инженер- программист |
3 |
2 |
||
Ведущий инженер |
3 |
||||||
Экспериментальная часть |
1. Создание структурной схемы виртуальной стенда |
Чертеж виртуального стенда, рабочие файлы на ПК |
1 |
Инженер- программист |
5 |
5 |
|
2. Установка и настройка программ |
Отчёт о результатах отладки, рабочие файлы на ПК |
1 |
Инженер- программист |
2 |
2 |
||
3. Тестирование кластера |
Отчёт о результатах тестирования, рабочие файлы на ПК |
1 |
Инженер- программист |
2 |
2 |
||
4. Испытания виртуального стенда |
Отчёт о результатах испытаний, рабочие файлы на ПК |
Инженер- программист |
1 |
1 |
|||
Техническая отчётность |
1. Составление технического отчёта |
Технический отчёт, рабочие файлы на ПК |
1 |
Инженер- программист |
2 |
2 |
|
2. Разработка руководства программиста |
Руководство программиста, рабочие файлы на ПК |
1 |
Инженер- программист |
4 |
4 |
||
3. Оформление полного комплекта технического отчёта и подготовка его к сдаче |
Комплект технической документации, рабочие файлы на ПК |
2 |
Инженер- программист |
6 |
6 |
||
Ведущий инженер |
3 |
||||||
Заключительный этап |
1. Рассмотрение и утверждение отчёта |
Доклад о результатах работы, отчёт |
1 |
Инженер-программист |
3 |
||
2. Сдача отчёта |
Акт приёмки-сдачи |
2 |
Инженер- программист |
1 |
|||
Ведущий инженер |
1 |
||||||
ИТОГО (Инженер - программист) |
67 |
39 |
|||||
ИТОГО (Ведущий инженер) |
7 |
Из таблицы 7.2 видно, что продолжительность работ составляет 74 дней. Ведущий инженер занят в проекте 7 дней, инженером-программист занят - 67 дня. При выполнении ОКР компьютер используется в течение 39 дней.
5.3 Экономическая часть
5.3.1 Расчёт сметы затрат на разработку виртуального стенда
Смета затрат на выполнение ОКР рассчитывается на основании данных, приведённых в таблицах 7.1 и 7.2 по следующим статьям затрат:
1. Затраты на материалы, используемые на стадии выполнения ОКР.
2. Заработная плата (основная и дополнительная) инженерно-технических работников (ИТР), на стадии ОКР.
3. Страховые взносы, исходя из следующих ставок:
3.1. Пенсионный фонд - 22%.
3.2. Фонд социального страхования - 2,9%.
3.3. Фонд обязательного медицинского страхования - 5,1%.
4. Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования.
5. Контрагентские расходы (стоимость работ выполненных сторонними организациями, составляет 25% от основной заработной платы ИТР).
6. Прочие денежные расходы (100% от заработной платы разработчиков проекта).
5.3.2 Расчет затрат на расходные материалы
Расходные материалы определяются исходя из объёма работ и фактических затрат. Данные по ценам на материалы формируются исходя из рыночных цен на текущий момент времени. Смета затрат на основные и вспомогательные материалы, используемые при работе приведена в таблице 7.3.
Таблица 5.3
Затраты на основные и вспомогательные материалы, используемые при работе
№ п/п |
Наименование материала |
Единицы измерения |
Стоимость единицы материала, руб. |
Количество |
Общая стоимость материала, руб. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Основные материалы |
||||||
1 |
Бумага писчая А4 |
Упаковка (500лист.) |
300,00 |
1 |
300,00 |
|
2 |
Ватман |
лист |
20,00 |
6 |
120,00 |
|
3 |
Ручка шариковая |
шт. |
15,00 |
2 |
30,00 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
4 |
Карандаш |
шт. |
20,00 |
2 |
40,00 |
|
5 |
Линейка |
шт. |
15,00 |
1 |
15,00 |
|
6 |
Запоминающее USB- устройство |
шт. |
600,00 |
1 |
600,00 |
|
7 |
Папка для бумаг |
шт. |
25,00 |
3 |
75,00 |
|
8 |
Скрепки |
уп. |
15,00 |
1 |
15,00 |
|
9 |
Кнопки |
уп. |
21,00 |
1 |
21,00 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
10 |
Тонер для принтера |
шт. |
2100,00 |
1 |
2100,00 |
|
11 |
Ластик |
шт. |
6,00 |
1 |
6,00 |
|
12 |
Штрих |
шт. |
30,00 |
2 |
60,00 |
|
Итого за основные материалы |
3 382,00 |
|||||
Вспомогательные материалы (10% от основных материалов) |
338,20 |
|||||
Итого за основные и вспомогательные материалы |
3720,20 |
|||||
Транспортно-заготовительные расходы (5% от суммы расходов на основные и вспомогательные материалы) |
186,01 |
|||||
Итого затраты на основные и вспомогательные материалы с учетом транспортных расходов |
3906,21 |
5.3.3 Расчет заработной платы инженерно-технических работников
Основная (тарифная) заработная плата рассчитывается как произведение дневной оплаты труда на количество дней, в течение которых разработчик занят на выполнении работ по разработке виртуального стенда. Количество рабочих дней в месяц принято равным 22-м дням. Количество дней работы каждого из исполнителей определяются из таблицы 7.2.
Тарифная заработная плата вычисляется по формуле:
где: O - должностной оклад, руб./мес.;
22 - количество рабочих дней в месяц;
Т - трудоемкость по выполнению работ в этапах проекта, соответствует количеству дней затраченных одним работником при разработке проекта.
Основная (тарифная) заработная плата ведущего инженера равна:
Тарифная заработная плата инженера-программиста 1-й категории равна:
Все расчеты сведены в таблицу 5.4.
Таблица 5.4
Расчет заработной платы ИТР
№ |
Должность |
Оклад,руб. |
Оплата,руб./день |
Продолжительность работ, дни |
ИТОГО,руб. |
|
1 |
Ведущий инженер |
25 720,20 |
1 169,10 |
7 |
||
2 |
Инженер программист 1-ой категории |
24 637,70 |
1 119,90 |
67 |
||
ИТОГО тарифная зарплата |
70326,63 |
|||||
4 |
Доплаты к заработной плате(40 % от тарифной зарплаты) |
28130,61 |
||||
5 |
Основная заработная плата |
98457,28 |
||||
6 |
Дополнительная зарплата (20 % от основной) |
19691,46 |
||||
7 |
Сумма основной и дополнительной зарплаты |
118 148,92 |
Таким образом, общий фонд заработной платы составляет 118148,92 руб.
5.3.4 Расчёт страховых взносов
Страховые взносы рассчитываются как доля от суммы основной и дополнительной зарплаты. Расчет производится исходя из следующих ставок:
· Пенсионный фонд - 22%
· Фонд социального страхования - 2,9%
· Фонд обязательного медицинского страхования - 5,1%
Сумма заработных плат равна 118148,92 руб. Результаты расчета представлены в таблице 5.5.
Таблица 5.5
Расчет страховых взносов
№ |
Наименование фонда |
Ставка % |
Взнос руб. |
|
1 |
Пенсионный фонд |
22 |
25 992,76 |
|
2 |
Фонд социального страхования |
2,9 |
3426,32 |
|
3 |
Фонд обязательного медицинского страхования |
5,1 |
6025,60 |
|
4 |
ИТОГО страховых сборов: |
35444,68 |
отказоустойчивость кластер вычислительный
5.3.5 Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования ЗОб рассчитываются исходя из:
· стоимости одного машино-часа полезного времени работы компьютера при разработке программ СПЭВМ,
· количества дней, в течение которых используется ПЭВМ ДПЭВМ,
· продолжительности использования ПЭВМ в течение рабочего дня ИПЭВМ компьютера по формуле:
Зоб = СПЭВМ ДПЭВМ ИПЭВМ
Стоимость одного машино-часа СПЭВМ = 60 руб.
Количество дней работы на компьютере ДПЭВМ = 39 дней.
Продолжительность использования компьютера ИПЭВМ = 6 часов.
Отсюда следует что, расходы на содержание и эксплуатацию оборудования составят:
Зоб = 60 39 6 = 14 040 (руб.)
Прочие денежные расходы
Величина прочих денежных расходов РПр рассчитывается в процентном отношении от суммы основной и дополнительной заработной платы и составляет 100% ее величины: РПр = 118148,92 руб.
5.3.6 Смета затрат
Так как результаты дипломного проекта будут внедрены в рабочий процесс в «ФГУП «НИИ Квант», то далее рассчитана общая смета затрат на выполнение проектных работ. Общая смета затрат приведена в таблице 5.6.
Таблица 5.6
Смета затрат на разработку виртуального стенда
№ |
Статья затрат |
Сумма руб. |
|
1 |
Затраты на расходные материалы |
3906,21 |
|
2 |
Основная заработная плата |
98457,28 |
|
3 |
Дополнительная заработная плата |
19691,46 |
|
4 |
Страховые сборы |
35444,68 |
|
5 |
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования |
14 040 |
|
6 |
Прочие расходы |
118148,92 |
|
ИТОГО |
275648,60 |
Вывод
В результате расчета затраты на разработку виртуального стенда определены в размере 275648,60 рублей. Главная цель разработки - повышение качества подготовки студентов в области виртуализации вычислительных систем и сетей.
Глава 6. Безопасность и экологичность проектных решений
6.1 Цель и решаемые задачи
В данном дипломной проекте разрабатывается отказоустойчивый кластер и виртуальный стенд для экспериментальных исследований, весь процесс разработки производится с использованием ПЭВМ.
При значительном напряжении умственной деятельности и других нагрузках возможно изменение функционального состояния центральной нервной системы. Нерациональные конструкция и расположения элементов рабочего места вызывают необходимость поддержания вынужденной рабочей позы. А также при работе с ПЭВМ человек может подвергаться воздействию вредных и опасных факторов, к которым могут относиться электромагнитные поля, недостаточная освещенность, шум, статистическое электричество, малый объем движений, напряжение зрительного анализатора и др.
Целью данной главы является обеспечение нормальной работоспособности и снижение воздействия вредных факторов, для чего нужно выполнять все требования по обеспечению безопасности и условий труда, а также содержать в соответствующем состоянии окружающее рабочее пространство.
6.2 Вредные и опасные факторы при работе с ПЭВМ
Данные факторы при работе с ПЭВМ на основании классификации вредных и опасных факторов, изложенных ГОСТ 12.0.003-74, представлены в таблице 6.1:
Таблица 6.1
Классификация вредных и опасных факторов при работе с ПЭВМ.
Наименование фактора |
Действия на организм человека |
|
1 |
2 |
|
повышенные уровни электромагнитного излучения |
утомляемость, изменение кровяного давления, замедление пульса, трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей), сердечно-сосудистые заболевания |
|
повышенный уровень статического электричества |
электрический удар |
|
Неудовлетворительные условия микроклимата |
перегрев или переохлаждение организма, ОРЗ, ревматические заболевания |
|
повышенный уровень шума |
нарушение работы слухового аппарата, нервно-психические заболевания |
|
Наименование фактора |
Действия на организм человека |
|
повышенный или пониженный уровень освещенности |
нарушение функционального состояния зрительного анализатора и нервной системы (снижении остроты зрения, устойчивости ясного видения, аккомодации, электрической чувствительности и лабильности), травматизм |
|
повышенный уровень блесткости |
||
неравномерность распределения яркости в поле зрения |
||
повышенная яркость светового изображения |
||
повышенный уровень пульсации светового потока |
||
повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека |
электрический удар |
|
возникновение неврологических и нейропсихологических нарушений |
||
напряжение зрения; напряжение внимания; интеллектуальные нагрузки; эмоциональные нагрузки; длительные статистические нагрузки; монотонность труда; нерациональная организация рабочего места |
переутомление, психические расстройства, заболевания опорно-двигательного аппарата. |
|
Повышенное содержание вредных химических веществ |
заболевания дыхательного аппарата, отравления, возникновение злокачественных опухолей |
6.3 Характеристика объекта исследования
Представленный дипломный проект, решаемый на базе данного объекта, посвящен теме «Разработка отказоустойчивого кластера высокопроизводительных вычислительных систем» и полностью осуществляется с помощью программных продуктов. Разработка осуществляется на базе лаборатории 512 отдела №51 предприятия ФГУП «НИИ Квант», оборудованной рабочими местами с ПЭВМ. Количество установленных ПЭВМ в помещении составляет 4 шт., марки IBM PC/AT, оснащенные ЖК-дисплеями Dell U2410 , диагональю 24 дюйма на базе H-IPS матрицы. ПЭВМ имеют матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,45 и не имеют блестящих деталей, способных создавать блики.
Применение H-IPS матрицы в конструкции дисплея позволяет достичь углов обзора изображения по горизонтали и вертикали ±178 градусов (данное значение обозначает диапазон от центра экрана, при котором не замечается уменьшение контрастности изображения.). Конструкция подставки ЖК дисплея обеспечивает возможность фронтального наблюдения экрана посредством поворота корпуса в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси в пределах ±45 градусов и в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси в пределах ±35 градусов с фиксацией в заданном положении, имеется регулировка по высоте ±100мм . Дизайн ЖК дисплея подразумевает окраску корпуса в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света.
Требования к периферийным устройствам соответствуют СанПиН 2.2.2/24 1340-03. Клавиатура выполнена в максимально удобном стиле. В соответствии с СанПиН 2.2.2/24 1340-03 в таблице 6.2 приведены нормируемые визуальные параметры видеодисплейных терминалов.
Таблица 6.2
Нормируемые визуальные параметры видеодисплейных терминалов, контролируемые на рабочих местах
№ п/п |
Наименование параметров |
Значения параметров |
|
1. |
Яркость белого поля |
Не менее 35 кд/м2 |
|
2. |
Неравномерность яркости рабочего поля |
не более ±20 % |
|
3. |
Контрастность (для монохромного режима) |
не менее 3:1 |
|
4. |
Временная нестабильность изображения (мелькание) |
Не должна фиксироваться |
|
5. |
Пространственная нестабильность изображения (дрожание) |
Не более 2*10-4L, где L-проектное расстояние наблюдения, мм |
6.4 Мероприятия по безопасности труда и сохранению работоспособности
6.4.1 Обеспечение требований эргономики и технической эстетики
6.4.1.1 Размещение оборудования и планировка помещения
Размещение рабочих мест и их планировка соответствует требованиям в соответствии с гигиеническими нормативами.[СанПиН 2.2.2./2.4.1340-03]
Рис 6.1. Планировка и размещение рабочих мест
Удельная площадь, приходящаяся на одного человека, составляет:
Где - площадь помещения,
- площадь, занятая крупногабаритным оборудованием и мебелью,
- число человек, одновременно работающих в помещении.
Согласно “Гигиеническим требованиям к ПЭВМ и организации работы”, помещение оснащено искусственным и естественным освещением, которое соответствует действующей нормативной документации. Площадь на одно рабочее место превышает минимальное значение для персонально электронно-вычислительных машин. Расстояния между боковыми поверхностями столов с мониторами превышают значения 2 м и 1,2 м. Высота стен составляет 4 м.
6.4.1.2 Эргономические решения по организации рабочего места пользователя ПЭВМ
Рабочие места организованны согласно требованиям ГОСТ 12.2.032-78. Это необходимо для предупреждения развития заболеваний опорно-двигательного аппарата и сохранения работоспособности
Конструкция рабочего стула должна обеспечивать: регулировку высоты поверхности сиденья в пределах 400 - 550 мм и углы наклона вперед до 15 град и назад до 5 град.; ширину и глубину поверхности сиденья не менее 400 мм; поверхность сиденья с закругленным передним краем; ширину опорной поверхности спинки не менее 380 мм, высоту - 300 +/- 20 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости - 400 мм; угол наклона спинки в вертикальной плоскости в пределах +/-30 градусов; регулировку расстояния спинки от переднего края сиденья в пределах 260 - 400 мм; стационарные или съемные подлокотники, длина которых должна быть не менее 250 мм, а ширина - 50 - 70 мм; регулировку подлокотников по высоте над сиденьем в пределах 230 +/- 30 мм и внутреннего расстояния между подлокотниками в пределах 350 - 500 мм.
В лаборатории используются стулья Chairman 685. Конструкция стула Chairman 685 наиболее полно обеспечивает возможность индивидуальной регулировки (рис. 6.2). Стул выполнен из материала в виде металлопластика. Угол наклона спинки составляет 30 градусов.
Рис. 6. 2. Конструкция стула
Высота рабочей поверхности стола для взрослых пользователей должна составлять 725 мм. Модульными размерами рабочей поверхности стола для персонально электронно-вычислительных машин, на основании которых рассчитываются конструктивные размеры, полагается считать: ширину 800, 1000,1200 и 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой его высоте, равной 725 мм. Рабочий стол должен иметь 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.
Рис. 6. 3. Конструкция стола
Стол на рисунке 6.3 имеет пространство для ног высотой 700 мм, шириной 900 мм, глубиной на уровне колен - более 500 мм и на уровне вытянутых ног около 750 мм. Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.
Клавиатура расположена на поверхности стола на расстоянии 100 - 300 мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной, регулируемой по высоте рабочей поверхности подставке, отделенной от основной столешницы.
Рис. 6. 4. Величина угла зрения
6.4.1.3 Цветовое оформление помещения
Выбор цветового решения производственных помещений произведен в соответствии с СН-181-70 . При выборе были учтены: характер работ, климатические и географические особенности района, освещенность, спектральный состав света, микроклимат помещения, особенность интерьера.
С точки зрения географического положения для окраски стен лучше использовать светло-желтый или голубовато-зеленый оттенок, для пола - зеленоватый или красновато-оранжевый, т.к. окна ориентированы на запад. Эти цвета должны быть малонасыщенными
Стены окрашены светло-желтой, кремовой краской в ярко выраженных теплых тонах со средней величиной насыщенности, которая гармонично смотреться на фоне бледно-белых мониторов и хорошо усваивается глазом. С учетом светлых фактур рабочих столов столов и шкафов и серых стульев, а также искусственное освещение, выраженное в том числе в люминесцентных лампах, использована матовая консистенция, что позволяет предотвратить блики и преломления света. Коэффициент отражения 55 %, что соответствует пределам для стен 50-60 %. Насыщенность краски 0,5 %, чистота цвета 0,05.
Потолок выполнен в белом цвете (коэффициент отражения 60 - 90 % в пределах нормы).
Пол в помещении выполнен в виде паркета, поэтому воспользуемся полупрозрачным лаком светлого красно-оранжевого естественного оттенка, коэффициент отражения которого должен находится в пределах 30-40%, насыщенность 6 %, чистота цвета 0,51. Фактура также должна быть ровной и матовой для избегания бликов.
С этим учетом общая картина цветового контраста остается средне выраженной, что соответствует среднему контрасту по цветовому тону при среднем яркостном контрасте.
Отсюда следует, что отделка помещения лаборатории 512 соответствует принятым нормативам.
6.4.2 Обеспечение оптимальных параметров воздуха рабочих зон
6.4.2.1 Нормирование параметров микроклимата
Оптимальные нормы микроклимата ГОСТ 12.1.005-88 согласно СНиП 41.01-2003, СанПин 2.2.4.548-96, СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 представлены в табл. 6.3.
Таблица 6.3
Оптимальные нормы микроклимата
Период года |
Категория работ |
Температура, Т |
Влажность, % |
Скорость воздуха, м/с |
|
Холодный |
Легкая - 1а |
22-24 |
40-60 |
0,1 |
|
Легкая - 1б |
21-23 |
40-60 |
0,1 |
||
Теплый |
Легкая - 1а |
23-25 |
40-60 |
0,1 |
|
Легкая - 1б |
22-24 |
40-60 |
0,2 |
Категорию работ отнесем к легкой - 1а. Это работы, которые производятся сидя, не требуют физического напряжения и при которых расход энергии составляет до 120 ккал/ч.
Анализ микроклимата в помещении рассмотрен в табл. 6.4.
Таблица 6.4
Микроклимат в помещении
Период года. |
Категория работ |
Температура, Т |
Влажность, % |
Скорость воздуха, м/с |
|
Холодный |
Легкая - 1а |
22-23 |
45-53 |
0,1 |
|
Теплый |
Легкая - 1а |
22-24 |
48-57 |
0,1 |
Исходя из анализа данных, а также из того, что в помещении стоит система контроля микроклимата, можно сделать вывод, что данное помещение полностью удовлетворено требованиям среды.
6.4.2.2 Нормирование уровней вредных химических веществ
К источникам загрязнения помещения можно отнести вещества внешней среды, материал зданий и одежду. Организация находится в экологически защищенной зоне. Поблизости нет большого движения автотранспорта, т.к. оно преграждено лесопарковой полосой с одной стороны и жилой зоной с другой. Также вблизи отсутствуют промышленные предприятия, строительные площадки и источники загрязнения. Поэтому основным источником загрязнения являются строительные конструкции, одежда и обувь, мебель. Приведем сравнительную таблицу 6.5.
Таблица 6.5
Вредные химические вещества
Вещество |
ПДК, мг/м3, ГОСТ 12.1.005-88ГН 2.2.5.1313-03 |
Концентрация в помещении, мг/м3 |
Класс опасности |
Действие на человека |
|
Оксид углерода |
20 |
19,81 |
4 |
Удушье |
|
Диоксид азота |
5 |
3,98 |
2 |
Действие на ЦНС |
|
Диоксид серы |
1 |
0,59 |
2 |
Раздражающее и фиброгенное |
|
Свинец (выхлопы) |
0,01 (0,007) |
0,0025 (0,0010) |
1 |
Общетоксическое отравление |
|
Пыль (сажа) |
4 |
3,21 |
4 |
Раздражающее |
|
Мебель, одежда, обувь |
|||||
Фенопласты |
6 |
2,19 |
3 |
Общетоксическое, аллергическое |
|
Полиэфирный лак |
6 |
1,99 |
2 |
||
Капролактам |
10 |
4,81 |
3 |
||
Поливинилацетат |
6 |
3,96 |
3 |
||
Формальдегид |
0,5 |
0,021 |
2 |
Общетоксическое, раздражающее |
|
Пыль растит. и животн. происхожд, с содеож. мин. волокна |
2-6 |
4,14 |
4 |
Раздражающее, аллергическое |
|
Бензол |
5 |
4,75 |
2 |
Общетоксическое |
|
Диоксид углерода |
9 мг/л |
0,54 мг/л |
2 |
Наркотическое |
|
Сероводород |
10 |
1,56 |
2 |
Раздражающее и общетоксическое |
|
Аммиак |
20 |
4,11 |
4 |
||
Пиридин |
5 |
3,11 |
2 |
Исходя из сравнения можно отметить, что состояние предельно допустимой концентрации в целом в рабочей среде находится в пределах нормы, тем не менее, значение бензола близко к максимальному, а в воздухе большое количество животной и растительной пыли. Для уменьшения этих параметров нужно ставить специальные фильтры.
6.4.2.3 Нормирование уровней аэроионизации
В соответствии с требованиями к ионизации помещений для работы с персонально электронно-вычислительными машинами приведем сравнительную таблицу 6.6.
Таблица 6.6
Уровни ионизации воздуха помещений при работе на ВДТ и ПЭВМ.
Уровни |
Число ионов в 1 см куб. воздуха |
||
N+ |
N- |
||
Минимально необходимые |
400 |
600 |
|
Оптимальные |
1500-3000 |
3000-5000 |
|
Максимально допустимые |
50000 |
50000 |
|
Фактические |
5235 |
8950 |
Уровень положительных и отрицательных ионов в воздухе соответствует норме. Однако для более благоприятных условий рекомендуется снизить значения до оптимальных.
Объем подачи наружного воздуха выбран согласно требованиям СНиП 41.01-2003 (таблица 6.7)
Таблица 6.7
Нормы подачи наружного воздуха в м3/час на 1 человека
Помещения (участок, зона) |
Помещение |
||
с естественным проветриванием |
без естественного проветривания |
||
1 |
2 |
3 |
|
Производственные |
30 |
60 |
|
Общественные и административного назначения |
40 |
6020 |
|
Жилые общей площадью квартиры на 1 чел.:более 20 м2менее 20 м2 |
303 м3/ч на 1 м2 жилой площади |
60 |
Самым простым решением для достижения оптимальной внутренней среды для рабочего помещения является установка оконного кондиционера, который эффективно выполняет увлажнение и ионизацию воздуха из внешней среды, проветривание, так как параметры окружающего воздуха не превышают предельно допустимую концентрацию (ПДК), в соответствии с эффективным воздухообменом.
6.4.3 Создание рационального освещения
Величина естественной освещенности зависит от коэффициента естественной освещенности (КЕО), который определяется из СНиП 23-05-95 для средней точности работ (размер 0,5-1 мм, IVа) и составляет 1,5% при боковом освещении. В сравнении с измеренным значением, определяющееся как процентное соотношение внутренней освещенности к наружной, отметим, что е = 4,25%, соответственно КЕО удовлетворяет требованиям.
В рабочем помещении используется комбинированная система освещения. В качестве искусственного источника света установлены лампы ЛБ-40 со световым потоком 2800 лм. (ГОСТ 6825-91) в закрытых светильниках типа Н4Т4Л 1х65. Схема расположения показана на рисунке 6. 5.
Рис. 6. 5. Схема искусственного освещения
Светильники вмещают 1 лампу и сделаны из металлического корпуса. Освещенность можно рассчитать по формуле:
,
где F - световой поток одной лампы,
E - нормированная интенсивность освещенности,
z - поправочный коэффициент (для стандартных светильников 1.1-1.3), 1.15,
K - коэффициент запаса (1.1-1.3), 1.25,
u - коэффициент использования (зависит от типа светильника, показателя (индекса) помещения, и т.п. ) (0.55-0.60), 0.58;
m - число люминесцентных ламп в светильнике.
Подставив эти значения в формулу, получим:
E = (9 x 2800 x 0.58 x 1) / (4.5 x 6.5 x 1.25 x 1.15) = 348 лм, что удовлетворяет требованиям.
Рассеивание прямого излучения относится к конструктивным особенностям, что тем самым предотвращает появление прямой и отраженной блесткости. [СНиП 23-05-95]
На поверхности стола в зоне размещения рабочего документа освещенность должна быть 300 - 500 лк. Допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.
Необходимо ограничивать прямую блесткость от источников освещения. Яркость светящихся поверхностей (светильники, окна и др.), которые находятся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/кв.м.
Таблица 6.8
Естественное и искусственное освещение
Характеристика зрительной работы и наименьший размер объекта различия с фоном, мм. |
Разряд и подразрядзрительной работы |
Контра-стность объекта с фоном |
Хар-ка с фоном |
Искусственное освещениеОсвещенность, лк |
Естествен. освещение |
Совмещен. освещение |
|||||
При комбинирован-ном |
При сист.Обще-го осве-щения |
КЕО, % |
|||||||||
всего |
В том числе от общего |
Прикомбинированном |
При боковом |
Прикомбинированном |
При боковом |
||||||
Средней точности, 0,5 - 1 мм. |
4, а |
МСрБ |
СвСрТ |
750 |
200 |
300 |
4 |
1,5 |
2,4 |
0,9 |
Необходимо ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (стол, экран, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам искусственного и естественного освещения. Яркость бликов на экране монитора и персонально электронно-вычислительных машин не должна превышать 40 кд/кв.м, а яркость потолка, при применении системы отраженного освещения, не должна превышать 200 кд/кв.м. [СанПин 2.2.2/2.4.1340-03]
6.4.4 Защита от шума
Приведем сравнительную таблицу фактических и нормируемых уровней шума в полосе октавных частот. ГОСТ 12.1.003-83, СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Вид трудовой деятельности определяется согласно 1 категории: “Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность: рабочие места в помещениях -- дирекции, проектно-конструкторских бюро; расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, приема больных в здравпунктах.
Таблица 6.9
Уровни звукового давления
Вид трудовой деятельности, рабочие места |
Уровни звукового давления, дБ, в составных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц |
Уровни звука и эквивалентные уровни звука, ДБА |
|||||||||
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Нормированное значение |
86 |
71 |
61 |
54 |
49 |
45 |
42 |
40 |
38 |
50 |
|
Фактическое значение для широкополосного постоянного и непостоянного шума |
48 |
54 |
41 |
41 |
48 |
35 |
41 |
28 |
11 |
39 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Нормированное значение для импульсного шума |
81 |
66 |
56 |
49 |
44 |
40 |
37 |
35 |
33 |
50 |
|
Фактическое значение (для тонального и импульсного) |
51 |
50 |
43 |
41 |
40 |
40 |
35 |
32 |
27 |
41 |
Данные предприятия измерены по ГОСТ 12.1.050 и ГОСТ 23941 от 15.12.2008.
К источнику шума можно отнести разговаривающих людей и автомобильный транспорт, движение которого характерно только для начала и конца рабочего дня, поэтому играющей роли в показатели шума он не играет. Очень редко используется печатающая техника, поэтому в измерениях она не учитывается, ее показатель шума не превышает нормы.
6.4.5 Обеспечение режимов труда и отдыха
При работе с персонально электронно-вычислительными машинами (ПЭВМ) и видеодисплейными терминалами (ВДТ) режимы труда и отдыха должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой деятельности. Виды трудовой деятельности разделяются на 3 группы: группа А - работа по считыванию информации с экрана ПЭВМ или ВДТ с предварительным запросом; группа Б - работа по вводу информации; группа В - творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.
В нашем случае разработка виртуального стенда сопровождается творческой работой и программированием, поэтому работа относится к группе В, так как разработчик постоянно находится в режиме диалога с машиной.
Для видов трудовой деятельности устанавливается 3 категории тяжести и напряженности работы с персонально электронно-вычислительными машинами и видеодисплейными терминалами. Она определяется по суммарному времени непосредственной работы с ВДТ и ПЭВМ за рабочую смену, но не более 6 часов.
В соответствии с распорядком рабочего дня на предприятии действует 8-ми часовой рабочий день, при этом для работы на ПК предусмотрено до 6 часов.
Таблица 6.10
Время регламентированных перерывов
Категория работы с ВДТ или ПЭВМ |
Уровень нагрузки за рабочую смену при видах работ с ВДТ |
Суммарное время регламентированных перерывов, мин. |
||||
Группа А, количество знаков |
Группа Б, количество знаков |
Группа В, час. |
При 8-ми часовой смене |
При 12-ти часовой смене |
||
III |
До 60000 |
До 40000 |
До 6,0 |
70 |
120 |
Протяженность обеденного перерыва на ФГУП «НИИ Квант» составляет 1 час, в соответствии с правилами внутреннего трудового распорядка предприятия. Продолжительность непрерывной работы с видеодисплейными терминалами составляет 1 час. Регламентированные перерывы установлены в соответствии с СанПиН 2.2.2./2.4.1340-03 и составляют 10 минут после каждых 50 минут работы (всего 70 минут). Ночная смена отсутствует.
С целью уменьшения отрицательного влияния монотонии целесообразно применять чередование редактирования текстов и ввода данных (изменение содержания работы), чередование операций осмысленного текста и числовых данных (изменение содержания работ).
С целью снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, устранения влияния гиподинамии и гипокинезии, предотвращения развития познотонического утомления во время регламентированных перерывов целесообразно выполнять комплексы упражнений для глаз (СанПиН 2.2.2./2.4.1340-03, физкультурных и физкультурных пауз).
В случаях появления зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективных ощущений у работающих с персонально электронно-вычислительными машинами и видеодисплейными терминалами, несмотря на соблюдение санитарно-гигиенических, эргономических требований, режимов труда и отдыха следует применять индивидуальный подход в ограничении времени работ с ПЭВМ и ВДТ коррекцию длительности перерывов для отдыха или проводить смену деятельности на другую, которая не связана с использованием персонально электронно-вычислительных машин и видеодисплейных терминалов.
Работающим на ПЭВМ и ВДТ с высоким уровнем напряженности во время регламентированных перерывов и в конце рабочего дня рекомендована психологическая разгрузка в специально оборудованных помещениях (комната психологической разгрузки), таковые на предприятии отсутствуют. Поэтому рекомендуется создать помещения комнат отдыха, где установлены аппараты с питьевой водой, чаем и кофе. Кроме того комнаты должны быть оборудованы диванами, зеленой растительностью и аквариумами.
В случаях возникновения у работающих с персональным компьютером зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективных ощущений, несмотря на соблюдение санитарно-гигиенических, эргономических требований, режимов труда и отдыха необходимо применять индивидуальный подход в ограничении времени работ с персональным компьютером, перерывов для отдыха или проводить смену деятельности на другую, которая не связана с использованием персонального компьютера.
К непосредственной работе с персонально электронно-вычислительными машинами (ПЭВМ) и видеодисплейными терминалами (ВДТ) допускаются лица, не имеющие медицинских противопоказаний. Профессиональные пользователи ВДТ и ПЭВМ проходят обязательные предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры в порядке и в сроки, установленные Минздравмедпромом РФ и Госкомсанэпиднадзором РФ.
6.4.6 Обеспечение электробезопасности
Помещение лаборатории 512 относится к классу помещений без повышенной опасности с точки зрения поражения электрическим током. Температура окружающей среды в помещении +20± 5°С, относительная влажность воздуха 60± 20%.
В помещении основным источником опасности являются блоки питания установленных ПЭВМ и ЖК мониторов. Блок питания содержит в себе схемы преобразования напряжения, схемы стабилизации и схему защитного отключения при коротком замыкании. Источником опасности являются входные цепи блока питания, который может быть подключен к сети промышленного тока напряжением 220 В. частотой 50 Гц, с изолированной (заземленной) нейтралью. Выходные цепи блока питания составляют 15, 5 В. Следовательно, согласно ПЭУ 1.1.3 устройство относится к установкам с рабочим напряжением до 1000 В.
ЖК-мониторы DELL U2410) всегда изготавливаются из пластика и не имеют высоких напряжений (блок питания - выносной), поэтому поражение током человека практически исключено.
Значение тока выше предельно допустимого значения (0,1 А) для переменного тока, следовательно проектом предусмотрены следующие меры защиты:
Ш Питание устройства должно осуществляется от силового щита через автоматический предохранитель, срабатывающий при коротком замыкании нагрузки (В помещении установлено УЗО ABB FH202 AC 40 А)
Ш Следует применять стабилизированное питание ПЭВМ (с отклонением от 220В не более 10-15%). Сеть не должна иметь подключений электромоторов или других мощных или электропотребляющих устройств;
Ш Подводка сети для подключения устройств должна быть трехпроводной; ноль - электропитания, фаза, защитное заземление (или зануление, в зависимости от типа сети);
Ш Поскольку сетевое напряжение образуется в блоке питания, выполненном в закрытом металлическом корпусе, электрически соединенным с корпусом всего устройства, то необходимо заземлить корпус всего компьютера, посредством заземленного вывода в сетевом шнуре или отдельно заземленным проводом к системе заземления в помещении. Заземление выполняется изолированным медным проводом сечением 1.5 мм2 (ПУЭ 1.7.78), который присоединяется к общей шине заземления с общим сечением 48м2 при помощи сварки. Общая шина присоединяется к заземлению, сопротивление которого не должно превышать 4 Ом (ПУЭ 1.7.65);
Ш Для защиты от поражения электрическим током все токоведущие части должны быть защищены от случайных прикосновений кожухами (ПУЭ 1.1.32);
Ш Необходимо устанавливать ПЭВМ на жестко закрепленной подставке, исключающей даже случайное сотрясение системного блока;
Ш Применять сетевой шнур с двойной изоляцией;
Ш В помещении должны быть непроводящие полы, отсутствовать токопроводящая пыль, отсутствовать электрически активная среда, отсутствовать возможность одновременного прикосновения к металлическим частям прибора и заземляющему устройству, отсутствовать высокая температура и сырость (ПУЭ 1.1.13).
Ш Запрещается ремонт ПЭВМ и периферийных устройств, непосредственно в рабочем помещении.
6.4.7 Защита от статического электричества
Статическое электричество может привести к электрическому пробою, пожару, физиологическому воздействию на организм. Нормирование допустимого поверхностного электростатического потенциала мониторов производится по СаН ПиН 2.2.2./2.4.1340-03 и не должен превышать 500в.
Источником статического электричества в помещении могут быть остаточные заряды на на незаземленных корпусах и экранах мониторов, трущиеся части принтера. Для защиты от воздействия электростатического электричества предусматриваются следующие меры:
· Использование защитного заземления;
· Использование антистатических полов;
· Использование антистатических покрытий рабочей поверхности ВДТ;
· Не рекомендуется установка ПЭВМ и его клавиатуры на поверхность, которая легко собирает статическое электричество (например оргстекло).
· Необходима ежедневная влажная уборка помещения;
· Необходимо ежедневно протирать влажной салфеткой экран, приэкранный фильтр, клавиатуру и другие части ПЭВМ.
· Рекомендуется использование сотрудниками во время работы одежды из натуральных материалов.
Для реализации требований по электростатической безопасности должны быть предусмотрены средства защиты в соответствии с ГОСТ 12.4.124-83.
6.4.8 Обеспечение допустимых уровней электромагнитных полей
В соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 приведем временные допустимые уровни ЭМП на рабочих местах пользователей, а также в помещениях образовательных учреждений.
Таблица 6.11
Временные допустимые уровни ЭМП, создаваемых ПЭВМ
Наименование параметров |
ВДУ |
||
Напряженность электрического поля |
в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц |
25 В/м |
|
в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц |
2,5 В/м |
||
Плотность магнитного потока |
в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц |
250 нТл |
|
в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц |
25 нТл |
||
Напряженность электростатического поля |
15 кВ/м |
Приведем результаты измерения напряженности электромагнитного поля по электрической составляющей, плотности магнитного потока, поверхностного электростатического потенциала на 4 рабочих местах, оснащенных ПЭВМ. Все измерения соответствуют требованиям СаН ПиН 2.2.2./2.4.1340-03.
Таблица 6.12
Результаты измерений уровней ЭМП
№ |
Место измерения |
Расстояние от источника, м |
Напряженность электромагнитного поля по Эл. Составл. В диап. Частот, В/м |
Плотность магнитного потока в диапазонах частот, НТл |
Поверхностный электростатический потенциал |
Напряженность электростатического поля, кВ*м |
|||
5 Гц - 2 кГц |
2 кГц - 400 кГц |
5 Гц - 2 кГц |
2 кГц - 400 кГц |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
1 |
Рабочее место № 1 |
0,5 |
19,5 |
2,1 |
100,0 |
3,5 |
358 |
7,1 |
|
2 |
Рабочее место № 2 |
0,5 |
19,0 |
1,9 |
125,0 |
6,9 |
348 |
5,2 |
|
3 |
Рабочее место № 3 |
0,5 |
20,0 |
1,1 |
111,0 |
5,9 |
372 |
6,1 |
|
4 |
Рабочее место № 4 |
0,5 |
19,0 |
1,6 |
115,0 |
5,6 |
350 |
5,4 |
|
ПДУ |
25,0 |
2,5 |
250,0 |
25,0 |
500 |
15,0 |
Достичь ВДУ ЭМП позволяет оборудование помещение соответствующей техникой, отвечающей действующим стандартам по безопасности.
6.4.9 Обеспечение пожаробезопасности
Помещения, в которых установлены персональные ЭВМ должны удовлетворять требованиям по предотвращению и тушению пожара по ГОСТ 12.1.004-91. Помещение соответствует категории “Д” (отсутствуют взрывоопасные вещества и легковоспламеняющиеся жидкости, вещества в холодном состоянии не являются горючими), согласно НПБ 105-03. Обязательно наличие телефонной связи и пожарной сигнализации. Степень огнестойкости основных строительных конструкций согласно СНиП 21-01-97 относится ко III-й категории.
Таблица 6.13
Степени огнестойкости зданий (согласно СНиП 21-01-97)
Степень Огнестойкости здания |
Максимальные пределы огнестойкости строительных конструкций |
||||||
Несущие элементы здания |
Наружные стены |
Перекрытия междуэтажные чердачные и над подвалом |
Покрытия бесчердачные |
Лестничные клетки |
|||
Внутренние площадки |
МаршиЛестниц |
||||||
III |
R 45 |
RE 15 |
REI 45 |
RE 15 |
REI 60 |
R 45 |
При защите помещений с ПЭВМ, следует учитывать специфику взаимодействия огнетушащих веществ с защищаемыми оборудованием, изделиями, материалами. Данные помещения следует оборудовать хладоновыми и углекислотными огнетушителями в соответствии с учетом ПДК огнетушащего вещества.
Класс возможного пожара в данном помещении А и Е.
Материалы, применяемые для ограждающих конструкций и отделки рабочих помещений огнестойкие.
Класс здания по функциональной опасности:
Ф4 - здания научных и образовательных учреждений, научных и проектных организаций, органов управления учреждений
Ф4.3 - здания органов управления учреждений, проектно-конструкторских организаций, информационных и редакционно-издательских организаций, научных организаций, банков, контор, офисов
В соответствии со ст. 79 Федерального закона от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», индивидуальный пожарный риск (нормативная величина пожарного риска) в зданиях, сооружениях и строениях не должен превышать значение одной миллионной в год при размещении отдельного человека в наиболее удаленной от выхода из здания, сооружения и строения точке.
6.4.9.1 Обеспечение безопасной эвакуации персонала
Выходы считаются эвакуационными, если они ведут из помещений любого этажа, кроме первого, в коридоры, ведущие в лестничную клетку ( в том числе через холл), при этом лестничные клетки должны иметь выход наружу непосредственно или через вестибюль, отдельный от примыкающих коридоров перегородкой с дверями.
Подобные документы
Проектирование аппаратной составляющей отказоустойчивого кластерного сервера для компании. Расчет полезной и полной пропускной способности сети. Требования к системе управления, дисковой подсистеме, сетевой инфраструктуре, надежности и отказоустойчивости.
курсовая работа [161,5 K], добавлен 04.12.2013Разработка алгоритма работы. Выбор и обоснование структурной схемы. Разработка функциональной схемы блока ввода и блока вывода. Проектирование принципиальной схемы блока ввода и блока вывода, расчет элементов. Разработка программного обеспечения.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.12.2011История развития системы исчисления, первые специальные приборы для реализации простейших вычислительных операций. Первые поколения компьютеров, принцип работы, устройство и функции. Современный этап развития вычислительной техники и ее перспективы.
презентация [2,1 M], добавлен 28.10.2009История развития кафедры информатики и вычислительной техники Тульского педагогического института, его современное состояние. Руководители кафедры и ее педагогический состав. Разработка системы навигации и структура сайта кафедры, его стилевое решение.
курсовая работа [30,0 K], добавлен 22.05.2009Обоснование и выбор методологии проектирования, структурной схемы системы и разработки модели системы. Разработка сетевого плана выполнения работ, расчет технических характеристик. Описание выбора языка программирования, web–сервера и базы данных MySQL.
дипломная работа [719,0 K], добавлен 20.09.2013Контроль и управление технологическим процессом очистки диффузионного сока. Разработка функциональной схемы автоматизации. Выбор средств управления и разработка структурной схемы. Расчет системы управления. Формализованные задачи и алгоритмы управления.
курсовая работа [206,8 K], добавлен 21.04.2012История развития вычислительной техники, основные характеристики. Основное отличие вычислительной системы от компьютера, виды архитектур. Классификация уровней программного параллелизма. Главные особенности векторной, матричной обработки регистров.
курсовая работа [36,0 K], добавлен 21.07.2012Технико-экономическое обоснование разработки вычислительной сети. Функции пользователя в сети. Выбор конфигурации. Проектирование структурной схемы. Планирование и анализ угроз информационной безопасности. Моделирование сети. Перспективы развития.
курсовая работа [556,7 K], добавлен 10.12.2008Разработка информационно-аналитической системы анализа и оптимизации конфигурации вычислительной техники. Структура автоматизированного управления средствами вычислительной техники. Программное обеспечение, обоснование экономической эффективности проекта.
дипломная работа [831,1 K], добавлен 20.05.2013Описание функциональной схемы контроллера системы отопления, обеспечивающего многопозиционный контроль температуры и управление ветками отопления и котлом. Разработка принципиальной схемы. Обоснование выбора. Алгоритм работы устройства. Листинг программы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.12.2012