Высокочастотный приемный тракт

5.1 Технико-экономическое обоснование работы

Разработка настоящего дипломного проекта вызвана необходимостью создания ВЧ тракта приемного устройства для приемо-передающего модуля радиолокатора.

Целью проекта является создание ВЧ тракта, обладающих заданными техническими характеристиками, и возможностью их реализации при невысокой себестоимости.

5.2 Планирование работ

(5.2.1)

где t_i - ожидаемая трудоемкость работ;

A_i - минимально возможная трудоемкость работ;

M_i - наиболее вероятная трудоемкость работ;

D_i - максимально возможная трудоемкость работ;

i - номер работы.

Полученные результаты отражены в таблицах 5.2.1, 5.2.2.

Таблица 5.2.1 - Перечень работ на разработку ВЧ тракта

Таблица 5.2.2 - Трудоемкость выполнения работ

Ленточный график приведен в приложении H.

5.3 Расчет стоимости разработки ВЧ тракта

Расчет стоимости разработки устройства производится по следующим статьям расходов:

Комплектующие и материалы

Фонд оплаты труда

Отчисления на социальное страхование

Накладные расходы

Расшифровка затрат по статье "Комплектующие и материалы" предоставлена в таблице 5.3.1.

Данный раздел дипломного проекта посвящен его оценке с точки зрения безопасности, экологичности, а также работы в чрезвычайных ситуациях.

Дипломный проект посвящен разработке и изготовлению приемного устройства в техническом подразделении (радиотехнической лаборатории) предприятия, расположенного в центре города в огороженном здании в непосредственной близости от жилых домов.

В этом разделе дипломного проекта рассмотрим следующие вопросы:

обеспечение безопасности работающих;

экологичность проекта;

чрезвычайные ситуации.

6.1 Обеспечение безопасности работающих.

Охрана труда является важнейшим элементом процесса производства. Поэтому она имеет как организационно-технические, так и социальные аспекты. Охрана труда призвана ограждать работников от воздействия от опасных и вредных производственных факторов, обеспечивать наиболее благоприятные условия труда, что содействует повышению производительности труда.

В процессе труда человек вступает во взаимодействие с предметами труда, орудиями труда и другими людьми. Кроме того, на него воздействуют различные параметры производственной обстановки, в которой протекает труд (температура, влажность и подвижность воздуха, шум, вибрации, вредные вещества, различные излучения и т.д.). Все это в совокупности характеризует определенные условия, в которых протекает труд человека.

От условий труда в большой степени зависят здоровье и работоспособность человека, его отношение к труду, и результаты труда. При плохих условиях резко снижается производительность труда, и создаются предпосылки для возникновения травм и профессиональных заболеваний.

Эргономика - наука, изучающая функциональные возможности человека в трудовых процессах с точки зрения анатомии, антропологии, физиологии, психологии и гигиены в целях создания орудий и условий труда, а также технологических процессов, наиболее соответствующих требованиям человеческого организма.

Эргономическая оценка рабочего места

Эргономические требования к рабочему месту устанавливаются в соответствии с ГОСТ 12.2.032-78. Рабочее место для выполнения работ сидя организуют при легкой работе, не требующей свободного передвижения работающего.

Рабочее место инженера-проектировщика - часть помещения предприятия, имеющая площадь и объем, достаточные для размещения инженера и необходимого оборудования. Конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов должны соответствовать физиологическим и психологическим требованиям, а также характеру работы. Рабочее место должно быть организовано в соответствии с требованиями стандартов, технических условий и методических указаний по безопасности труда. Конструкцией рабочего места должно быть обеспечено оптимальное положение работающего.

В проектировании процедуры обработки используется вид рабочего места, включающего в себя все необходимое для расчета: стол, стул, ЭВМ, информационные и рабочие материалы. Рабочий стол используется для расчетов, эскизов, чертежей. Материал крышки стола не должен быть блестящим, но обязательно гладким. Стол имеет возможность регулировки высоты, так как это является одним из решающих факторов комфортности рабочего места, который влияет на быстроту утомляемости, правильность осанки и качество выполняемых работ. Размеры столешницы обычно 1600/800 мм. В таблице 6.1.1 приведена рекомендуемая высота столешницы в зависимости от роста человека(ГОСТ 12.2.032-78).

Таблица 6.1.1 - Рекомендуемая высота столешницы

Форма сидения и спинка стула выполняется так, чтобы исключить онемение тела из-за нарушения кровообращения и давать возможность частой смены положения.

Очень часто используемые средства отображения информации, требующие точного и быстрого считывания показаний, следует располагать в вертикальной плоскости под углом в ±15 от нормальной линии взгляда и в горизонтальной плоскости под углом ±15. К данным средствам отображения относятся все приборы, используемые в работах на предприятии.

В зависимости от характера выполняемых работ освещенность рабочей площади должна быть от 200 до 100 лк, предпочтительнее использовать рассеянное освещение. Рекомендуемые цвета: потолок - белый; стены - желтые, салатные, светло-голубые; панели и пол - темно-серые, темно-красные, коричневые.

Для обеспечения комфортной рабочей среды необходимо обеспечить в течении 8-и часовой рабочей смены вентиляцию воздуха объемом 25-50м³, отвод влаги 300-500 гр., тепла 5000 Дж на каждый кг массы инженер-оборудование.

Большое значение имеют требования к рабочим помещениям. Объем помещения на одного работника - 15 м³ и площадь - 4.5 м². Лабораторное помещение, в котором производится разработка, имеет объем 90 м³ и площадь 30 м². Комната имеет пять рабочих мест, то есть на одного работающего приходится 18 м³ и площадь 6 м², что удовлетворяет требованиям. Лаборатория для поддержания нужной температуры и влажности воздуха оснащена кондиционерами и обогревательными устройствами.

Источниками шумов в лаборатории являются вентиляторы охлаждения мощных приборов, что необходимо для их нормальной работы. В соответствии с требованиями СНиП 11-12.77 для нормальной работы допускается уровень шумов 60 дБ. При работе всех приборов в лаборатории уровень шума составляет 40-45 дБ. Но так как вероятность работы одновременно всех приборов мала, то требования СНиП11-12.77 удовлетворяются.

Особенностью рабочего места является достаточно большой обзор и зона деятельности рук. Кроме того, требуется избегать длительные фиксированные рабочие позы.

Рабочее место включает в себя информационное и моторное поля. Моторное поле подразделяется на зоны:

оптимальной досягаемости;

легкой досягаемости;

предельной досягаемости.

На рабочем месте в зоне оптимальной досягаемости расположен: паяльник, инструменты, настраиваемое изделие, щупы измерительных приборов. К ним обращаются чаще двух раз в минуту.

В зоне легкой досягаемости находится осциллограф, генератор, блок питания, вольтметр. К ним обращаются реже двух раз в минуту, но чаще, чем два раза в час.

В информационном поле измерительные приборы расположены в вертикальной плоскости под углом ± 15⁰ от нормальной линии взгляда. (ГОСТ 12.2.032 Рабочее место при выполнении работ сидя).

При разработке необходимо следить за выполнением следующих требований:

наличие рубильника на щите отключения общего питания;

наличие в лаборатории разводки питания к каждому рабочему месту, которая заканчивается розеткой;

наличие защиты от перегрузок в общей цепи в цепях каждого отключателя;

на окнах, расположенных с солнечной стороны должны иметься плотные шторы для защиты рабочего места от прямых солнечных лучей;

при работе с СВЧ энергией необходимо строго руководствоваться следующими нормами облучения, которые должны составлять:

- не выше 10 мкВт/см² при работе в течении дня;

- не выше 100 мкВт/см² при работе до 2-х часов;

- не выше1000 мкВт/см² при работе не более15-20 мин;

системы общего освещения освещенность рабочего места должна быть 150-200 лк согласно СНиП 11-4-79.

Микроклимат в помещении лаборатории

Под оптимальными микроклиматическими условиями понимают такие сочетания параметров, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционирования и теплового состояния организма без напряжения механизма терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для хорошей работоспособности.

Требования к микроклимату на рабочем месте устанавливаются в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.

Нормирование микроклимата в рабочей зоне производится в зависимости от периода года, категории работы, избытком тепла.

Оптимальные микроклиматические условия характеризуются сочетанием параметров микроклимата, которые при длительном воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма. Оптимальное сочетание параметров приведено в таблице 6.1.2.

Таблица 6.1.2 - Параметры микроклимата

Вентиляция в помещении лаборатории

Под вентиляцией понимают систему устройств, предназначенных для обеспечения на постоянных рабочих местах, в рабочей и обслуживаемой зонах помещений метеорологических условий и чистоты воздушной среды, соответствующих гигиеническим и техническим требованиям.

Основными вредными веществами в лаборатории являются вещества, выделяемые при пайке. Они относятся к разряду вредных устройств, вызывающих нарушение деятельности всего организма и отдельных его систем.

Основная мера борьбы с вредными веществами - вентиляция. Основным видом вентиляции в данной лаборатории является естественная вентиляция, осуществляемая за счет разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха, а также действия ветра. Она осуществляется при открывании форточек и окон на определенное время. Данной вентиляции достаточно для поддержания концентрации вредных веществ ниже предельно допустимых норм (ПДК).

Характеристика помещения по степени опасности поражения человека электрическим током

Анализ признаков, влияющих на вероятность поражения человека электрическим током:

полы являются не токопроводящими;

относительная влажность воздуха не превышает 60%, помещение является сухим;

температура воздуха не превышает плюс 30С, следовательно повышенной не является;

возможности одновременного прикосновения человека к заземленным корпусам технологического оборудования с одной стороны и токоведущим частям с другой стороны не имеется;

химически активные вещества отсутствуют.

Согласно ГОСТ 12.1.013-78.ССБТ данное помещение можно классифицировать как помещение без особой опасности.

Все работы с приборами должны осуществляться в соответствии с правилами техники эксплуатации электроустановок промышленных предприятий. Для обеспечения безопасности при работе с электрооборудованием согласно ГОСТ 12.1.009-76 необходимо корпуса всех используемых приборов соединить с проведенным в лаборатории кольцевым заземлением. Сопротивление заземления корпуса должно быть не более 4 Ом. Все токоведущие проводники тщательно изолируются, чтобы устранить возможность соприкосновения человека с ними.

Классификация производства по пожароопасности и взрывоопасности

По отношению к возможности образования взрывоопасных смесей или горючей пыли или волокон с переходом их во взвешенное состояние, данное помещение может быть классифицировано как взрывобезопасное, так как условия таких взрывоопасных продуктов отсутствуют.

6.1.2 Обеспечение безопасности труда

Электробезопасность

Для исключения поражения людей электрическим током все приборы, используемые в процессе работы, должны быть заземлены. Требования к заземлению устанавливаются в соответствии с ГОСТ 12.1.030-81.

Защитное заземление следует выполнять преднамеренным электрическим заземлением металлических частей электроустановок с «землей» или эквивалентом.

В случае возникновения аварийной ситуации или несчастного случая нужно обесточить лабораторию, отключив рубильник силового щита.

При работе в лаборатории необходимо знать, что ремонт приборов и макетов имеют право производить только лица, имеющие квалификационную группу и право работы в таких условиях.

Эксплуатацию электроустановок должен осуществлять подготовленный электротехнический персонал.

Производственному неэлектротехническому персоналу, выполняющему работы, при которых может возникнуть опасность поражения электрическим током, присваивается I группа по электробезопасности.

Инструктаж неэлектрического персонала производит лицо из электротехнического персонала с квалификационной группой по электробезопасности не ниже III.

Результаты проверки оформляются в специальном журнале установленной форме. Удостоверение не выдается.

Обучение и проверка знаний лиц, обслуживающих электроустановки, производится в соответствии с главой "Подготовка персонала" ПТЭ и ПТБ при эксплуатации электроустановок потребителей.

Работники из электротехнического персонала, не достигшие 18-летнего возраста, к работе на электроустановках не допускаются.

Состояние здоровья электротехнического персонала, обслуживающего действующие электроустановки, определяется медицинским освидетельствованием при приеме на работу и затем периодически в сроки, установленные органами здравоохранения.

Электротехнический персонал до назначения на самостоятельную работу или при переходе на другую работу (должность), связанную с эксплуатацией электроустановок, а также при перерыве в работе в качестве электротехнического персонала свыше одного года обязан пройти производственное обучение на рабочем месте. Для производственного обучения на рабочем месте работнику должен быть предоставлен срок, достаточный для ознакомления с оборудованием, аппаратурой, оперативными схемами и одновременного изучения в необходимом для данной должности объеме:

"Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок";

"Правил использования электрической энергии";

"Правил устройства электроустановок";

инструкций по охране труда;

других правил, нормативных и эксплуатационных документов, действующих на данном предприятии.

По окончании производственного обучения обучаемый должен пройти проверку знаний. Ему должна быть присвоена соответствующая группа по электробезопасности. После проверки знаний каждый работник из оперативного персонала должен пройти стажировку на рабочем месте продолжительностью не менее двух недель под руководством опытного работника, после чего он может быть допущен к самостоятельной работе. Допуск к стажировке и самостоятельной работе оформляется для ИТР распоряжением по предприятию, для рабочих - распоряжением по цеху.

Проверка знаний правил, должностных и производственных инструкций должна производиться:

первичная - перед допуском к самостоятельной работе;

очередная;

внеочередная - при нарушении правил и инструкций, по требованию ответственного за электрохозяйство или органов государственного энергетического надзора.

Очередная проверка должна производиться в следующие сроки:

для электротехнического персонала, непосредственно обслуживающего действующие электроустановки или выполняющего в них наладочные, электромонтажные ремонтные работы или профилактические испытания, а также для персонала, оформляющего распоряжения и организующего эти работы - один раз в год.

Персоналу, успешно прошедшему проверку знаний выдается удостоверение установленной формы.

На предприятии должна проводиться систематическая работа с электротехническим персоналом, направленная на повышение его квалификации, уровня знаний правил и инструкций по охране труда, изучение передового опыта и безопасных приемов обслуживания электроустановок, предупреждение аварийности и травматизма.

Для защиты рабочего места инженера-проектировщика необходимо принять следующий комплекс мер:

разработка инструкции по технике безопасности;

использование зануления и заземления;

использование дополнительного освещения (настольная лампа 150 Вт на расстоянии 50 см) при монтажных работах.

В соответствии с требованиями СНиП 11-4-79 минимальная осве-щенность рабочей зоны при работах высокой точности должна составлять 300 лк. Для расчета освещенности используется следующая формула:

E = (F·N·n)/(K·S·I), (6.1)

где E- освещенность рабочей поверхности;

F- световой поток источника света;

S- площадь помещения;

N- количество светильников;

n- коэффициент использования световой установки;

I=(1.2-1.3) - коэффициент перехода;

К=1.3 - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации ламп.

Для помещения, где поводился расчет схемы системы контроля, для общего освещения используется 8 световых ламп дневного света, поток F=2000, коэффициент использования n=0.8, площадь помещения S=30 м².

E = (2000·8·0.8)/(1.3·30·1.2) = 273.5 [лк]

Этого освещения достаточно для выполнения этого вида работ.

Требования к заземлению и занулению.

Во время работы инженеру приходится пользоваться электро и радиоизмерительными приборами, которые питаются от напряжения сети 220 В и частотой 50 Гц и относятся к первой группе(с напряжением до 1000 В). Для исключения поражения работающего электрическим током, необходимо обеспечить недоступность токоведущих частей, производить электрическое разделение сети при помощи трансформаторов. По возможности использовать инструмент, рассчитанный на малые рабочие напряжения, использовать соединительные шнуры питания приборов с двойной изоляцией. Для устранения опасности поражения людей переменным током при появлении напряжения на конструктивных частях приборов, последние необходимо занулить. Для первой группы приборов в сетях с глухо - заземленной нейтралью сопротивление защитного зануления не должно превышать 4 Ома в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82(Электробезопасность, защитное заземление, зануление).

Заземление и зануление электроустановок следует выполнить в соответствии с требованиями ПЭУ-76. Металлические части оборудования, которые могут в следствии повреждения изоляции оказаться под напряжением, должны иметь заземляющие зажимы, соответственно ГОСТ 21.1.30-75. Возле заземляющих зажимов располагают знаки заземления. Вокруг болта должна быть контактная площадка для присоединения заземляющего провода, защищенная от коррозии и не имеющая поверхностной окраски. Диаметр болта и контактной площадки выбирают по значениям электрического тока, подводимого к оборудованию в соответствии с таблицей 6.1.3.

Органы управления специального технологического оборудования должны соответствовать требованиям ГОСТ 21.7.53, 22.2.69-76, 12.4.040-78.

Таблица 6.1.3-Зависимость диаметра болта и контактной площадки от силы тока

Пожарная безопасность

Пожаробезопасность - это основа техники безопасности, так как несоблюдение правил, установленных в ГОСТ 12.1.004-85 может привести к очень тяжелым последствиям, наносящим материальный ущерб государству и здоровью людей. (ГОСТ 12.1.004-85 Пожарная безопасность).

Причинами возникновения пожаров неэлектрического характера являются:

неисправность вентиляционных систем;

самовозгорание;

неисправность оборудования и нарушение технологических процессов.

Причинами возникновения пожаров электрического характера являются:

короткое замыкание от перегрузки;

большие переходные сопротивления;

искрение;

электрическая дуга;

статическое электричество;

При монтаже и ремонте оборудования техника запитывается от сети 220 В 50 Гц.

Провода силовой части проложены в скрытом защищенном кожухе, а используемые электроприборы, паяльник и измерительная техника находятся в исправном состоянии.

К пожароопасным материалам, применяемым в процессе радиомонтажа необходимо отнести спирто-канифольный флюс, который в связи с содержанием спирта относится к легковоспламеняющимся жидкостям.

Таким образом, радиомонтажные участки относятся к пожароопасным.

Существуют требования пожарной безопасности для таких участков:

во избежание пожара паяльники должны обеспечиваться специальными термостойкими диэлектрическими подставками;

легковоспламеняющиеся жидкости следует хранить в посуде с герметичными крышками, посуду открывают только в момент использования легковоспламеняющихся жидкостей.

В целях пожаробезопасности курение в помещениях лаборатории категорически запрещено и возможно только в специально отведенных местах.

В помещении лаборатории должны быть установлены огнетушители типа ОУ-2, ОУ-7.

Меры безопасности при проведении работ

К работе допускаются лица, достигшие восемнадцатилетнего возраста, прошедшие инструкцию по технике безопасности при работе с электрооборудованием, инструкцию по технике безопасности на рабочем месте в лаборатории с записью в специальном журнале. Лица, приступившие к работе с электрооборудованием, должны быть заранее ознакомлены с инструкциями по эксплуатации каждого прибора, уметь практически оказать первую помощь пострадавшему от электрического тока, знать порядок оповещения при нарушении техники безопасности или травмировании.

Все розетки в помещении должны выключаться с помощью одного рубильника.

Перед началом работы необходимо -

провести внешний осмотр приборов, при этом убедиться, что все токоведущие части закрыты и недоступны для случайного прикосновения;

убедиться в наличии заземления, в исправности вентиляции, рабочего инструмента;

о неисправностях доложить ответственному за лабораторию и только после его разрешения приступать к работе;

4) при включении рубильника весь рабочий персонал должен быть предупрежден.

Для настройки и наладки устройства используются следующие устройства с питанием сети 220В/50 Гц: генератор, частотомер, осциллограф, источники питания. Все подключения и отключения приборов, требующих разрыва электрических цепей, находящихся под напряжением, производятся при помощи полного снятия напряжения. (ГОСТ 12.3.019-80 Испытания и измерения в электронике).

Если присоединения и отсоединения приборов не требуют разрыва электрических цепей (вольтметр или осциллограф), то разрешается указанные операции производить без снятия напряжения, применяя при этом провод с хорошей изоляцией и специальные наконечники с изолированными ручками, рассчитанными на рабочее напряжение до 1000 В.

На монтажном участке проводятся мероприятия по охране труда с целью уменьшить степень риска существующего при выполнении работ по радиомонтажу, исключить травматизм, не допустить возникновение заболеваний, связанных с особенностями технологического процесса, например повышенное содержание свинца в организме работающего.

С этой целью проводятся периодические (два раза в год) инструктажи и принимаются зачеты по знанию требований техники безопасности.

Все работающие с электрооборудованием проходят обучение и инструктаж по технике безопасности и правилам электробезопасности.

Каждый работник имеет индивидуальные средства защиты: инструменты с изолированными ручками, диэлектрические перчатки и резиновые диэлектрические коврики.

В лаборатории, где происходит настройка, предусмотрены (ГОСТ 12.2.007-76 Изделия электротехнические. Общие требования безопасности):

защитное заземление аппаратуры;

распределительный щит обеспечен устройством защитного отключения посредством автоматического выключателя;

допуск к работе только лиц, прошедших инструктаж, обеспечивающий обучение безопасным методам труда и проверку знаний;

изоляция токоведущих частей для цепей 220 В используется двойная;

при настройке проектируемого устройства используется источник питания малого напряжения;

Класс электротехнического изделия по способу (варианту) защиты человека от поражения электрическим током - третий. (ГОСТ 12.1.019 Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты).

Используемые разъемы с единственно возможным соединением исключают возможность неправильного соединения цепей питания.

По окончании работы:

оборудование необходимо отключить, соблюдая порядок выключения, изложенный в инструкции по эксплуатации данного прибора;

убрать рабочее место, рабочую поверхность стола, инструменты вымыть мыльным раствором;

3) уходя с работы последним, обязательно отключить главный рубильник и выключить освещение.

Освещение рабочего места

Наиболее объективным критерием, используемым при экологической экспертизе производства, является ущерб, наносимый народному хозяйству загрязнением окружающей среды.

Характеристика района размещения подразделения:

В настоящее время в городе сложилась неблагоприятная радиационно-химическая обстановка, вызванная скоплением технических радионуклидов.

Территория города, особенно ее южная часть, загрязнены также промышленными, бытовыми отходами. Наиболее характерными следами загрязнения водоемов и почв являются медь, цинк, никель, хром, фториды, хлориды, сульфаты, алюминий.

Сильному загрязнению промышленными и бытовыми отходами подвержена река Исеть, Волковское водохранилище. Воздух в городе, а так же вокруг автодорог и автомагистралей, загрязнен выбросами промышленных предприятий и транспорта. Имеются случаи выпадения кислотных осадков в результате загрязнения атмосферы оксидами серы и азота .

6.3 Чрезвычайные ситуации