В качестве базовой концепции предложено структурное многозадачное программирование (Task Programming). Программа в PLC серии CS1 разделена на задачи (циклические задачи), которые выполняются в установленном порядке (рис.17). Программы прерывания тоже введены как задачи (задачи прерывания).Контроллеры CS1-серии поддерживают до 32 циклических задач, 32 задачи прерывания I/O, 2 задачи запланированных прерываний, 1 задачу прерывания при отключении питания и 256 задач внешних прерываний. Программы задач создаются в виде модулей с отдельными функциями и целью. В дальнейшем, эти модули могут использоваться при написании программ для аналогичных по функциональному назначению систем (рис.17).

Введение структурного программирования преследует следующие цели:

стандартизация программ, как модулей;

разработка программ несколькими программистами, работающими параллельно;

создание программы, более легкой для понимания;

создание программ по шагам;

использование BASIC-подобных мнемонических инструкций для написания программы, что трудно сделать при лестничном программировании (таких как условные переходы и циклы).

Появление новых инструкций позволяет упростить и саму процедуру программирования. В частности имеется возможность:

создавать циклически повторяющиеся программные секции;

осуществлять косвенную адресацию слов;

использовать индексные регистры как указатели косвенных адресов в адресном пространстве данных (Индексные регистры очень удобны в комбинации с циклами, инкрементными инструкциями и инструкциями обработки табличных данных. Поддерживаются авто-инкремент, авто-декремент, а также функции ветвления.) и т.п.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 17.

Несмотря на наличие мощных функциональных возможностей PLC, задача разработки и программирования ряда систем с непрерывными процессами по-прежнему остается весьма сложной. Особенно это касается систем управления объектами с взаимосвязанными контурами регулирования (например, объекты теплоэнергетики, нефтяная, химическая, газовая промышленность, металлургия). Для облегчения и эффективного решения этих задач фирмой OMRON разработан специальный модуль управления контурами регулирования LCU (Loop Control Unit) и соответствующее к нему программное обеспечение CX-Process Tool и CX-Process Monitor. Программный пакет CX-Process Tool служит для комбинирования функциональных блоков и установления программных связей между ними, а CX-Process Monitor - для мониторинга системы. Указанные средства позволяют достаточно легко «пройти» путь от функциональной схемы до мониторинга спроектированной системы. На (рис. 18.) показана простейшая схема каскадного управления и структура используемых ее блоков. Для ее реализации потребуются модули ввода/вывода аналоговых сигналов (2 ввода, 1 вывод) и модуль LCU.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 18. Схема каскадного управления.

Связь аналоговыми сигналами между блоками определяется программно, в среде CX-Process Tool.

Размещено на http://www.allbest.ru/

(Рис.19.) Программный пакет CX-Process Monitor

Для мониторинга системы управления достаточно по последовательному каналу соединить PLC с компьютером, на котором установлен программный пакет CX-Process Monitor (Рис.19.).

Научно-производственная фирма «РАКУРС» (Санкт-Петербург) имеет богатый опыт в разработке систем управления на базе программируемых контроллеров фирмы OMRON. За последние пять лет было разработано и сдано «под ключ» более 50 крупнейших объектов на территории России и за ее пределами. На объектах теплоэнергетики широко используется программно-технический комплекс (ПТК) «ОМ-мега», разработанный ООО «НПФ «РАКУРС» в соответствии с ТУ 4252-001-27462912-98, является средством измерения, имеет сертификат «утверждения типа средств измерения» RU.C.34.022.A №6090 и имеет сертификат соответствия РОСС.RU. АЯ43.В02146 №3114659.

конвейер управление преобразователь контроллер

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 20.

ПТК построен на базе контроллера управления технологическим процессом, представляющего собой программируемый логический контроллер со специальным модулем управления контурами регулирования (LCU) и необходимым набором модулей аналогового и дискретного ввода/вывода (I/O).

Основные преимущества систем управления, выполненных на базе PLC+LCU:

Стоимость значительно ниже по сравнению с традиционными системами DCS;

Занимает в 4-5 раз меньше места;

Не требует создания специальных климатических условий, может быть установлен непосредственно в машинном зале.

Имея аналогичные средства для разработки программного обеспечения и выполняя те же функции, система управления непрерывными технологическими процессами на базе PLC+LCU становится достойной альтернативой традиционным системам DCS.

16. Технические характеристики программируемого контроллера фирмы OMRON CQM1H

CQM1H - Усовершенствованный контроллер серии CQM1 класса Small для работы в распределённых системах управления.

Высокое быстродействие, широкие сетевые возможности. Идеально подходит для управления технологическими агрегатами малого и среднего класса. Память программ, память данных и количество точек ввода/вывода увеличены вдвое по сравнению с CQM1. Быстродействие увеличено на 1/3. Возможность работы в сети Controller Link (32 узла в сети длиной до 1км). Простое редактирование программ контроллера, чтение и запись данных с помощью ПО под Windows. Встраиваемые платы (коммуникационные карты, поддерживающие Protocol Macro, высокоскоростные счётчики), широкий спектр модулей контроллера обеспечивают большую гибкость в построении АСУ ТП.

CQM1H - это компактный быстродействующий программируемый контроллер, состоящий из модуля питания, центрального процессорного устройства (ЦПУ), модулей входов/выходов и специальных модулей. Все модули соединяются друг с другом для образования единого устройства, которое обычно монтируется на профиле DIN.

На ЦПУ всех типов CQM1H имеется порт RS-232, который может подключаться к управляющему компьютеру, другому ПК или другим устройствам с последовательным портом.

Основные характеристики CQM1H.

CQM1H имеет много характерных особенностей, включая следующие:

-На ЦПУ находятся 16 встроенных входов.

-Для увеличения числа входов/выходов можно добавить модули входов/выходов.

-CQM1H обладает большим быстродействием 0.5 мкс. на базовую инструкцию.

-Встроены быстродействующие таймеры и счетчики.

-Выходы обслуживаются сразу при исполнении команд (прямые выходы).

-CQM1H поддерживает три типа прерываний:

-Входные прерывания

-Прерывания интервального таймера

-Прерывания высокоскоростного счетчика

Входные прерывания используются для обработки входных сигналов от внешних устройств, когда сигналы короче, чем время исполнения программы. Можно использовать сигналы с шиной импульса 0.1 мкс.

Прерывания интервального таймера можно осуществлять, используя высокоскоростной интервальный таймер.

Выходами могут служить однофазные импульсы частотой до 5 кГц и двухфазные импульсы частотой до 2.5 кГц. Прерывания высокоскоростного счетчика можно объединить с выдачей импульсов и использовать для решения таких прикладных задач, как управление двигателем. Высокоскоростной счетчик имеет 2 дополнительные точки.

Функция выдачи импульсов

Импульсы частотой до 1 кГц можно выдавать с контактов модуля транзисторных выходов. CQM1H имеет два специальных порта для выдачи импульсов частотой 50 кГц.

Связь

Имеются периферийный порт и порт RS-232, которые используются для связи с внешними устройствами с помощью следующих методов:

-HOST LINK

-RS-232

-Линия связи 1:1 LINK

CQM1H с помощью HOST LINK может связываться с персональным компьютером и программируемым терминалам , используя команды HOST LINK.

CQM1H с помощью RS-232 может читать данные с считывателя штрих-кода или измерительного устройства и выводить данные на принтер.

Можно создать линию данных с областью данных в другом контроллере CQM1H для просмотра состояния данных другого ПК и синхронизации процессов, управляемых ПК.

Функция аналоговых регуляторов

На контроллерах CQM1H имеются аналоговые регуляторы ля 4 каналов.

Удобные инструкции ввода/вывода

Можно использовать одну инструкцию для ввода или вывода данных, что упрощает программу.

Инструкцию «ввод с клавиатуры 10 клавиш» можно использовать для чтения двоично-десятичного восьми разрядного числа с клавиатуры 10 клавиш.

Инструкцию «ввод с клавиатуры 16 клавиш» можно использовать для чтения двоично-десятичного восьми разрядного числа с клавиатуры 16 клавиш.

Инструкцию «ввод символа с цифрового переключателя» можно использовать для чтения четыре разрядного или восьми разрядного двоично-десятичного числа с цифровых переключателей.

Инструкцию «вывод на семи сегментный индикатор» можно использовать для выдачи четырех или восьми разрядного числа на семи разрядный индикатор.

Макросы

Инструкцию MCRO можно использовать для вызова и использования подпрограмм, задавая слово входов/выходов в качестве аргумента. Это позволяет использовать подпрограммы, что упрощает основную программу.

Просмотр изменения состояния бита

До сих пор слежение за изменением состояния битов было доступно только на ПК самого высокого класса. Просмотр изменения бита дает сигнал в момент изменения бита с 0 на 1 или с 1 на 0. Данную функцию можно использовать для просмотра состояния выходов или битов, которые включаются или выключаются за слишком короткие интервалы времени.

Таблица 4

Характеристики промышленного контроллера

Параметр	Значение
Максимальное число точек входа / выхода	512
Модули входа/выхода (кол-во точек)	8 / 16 / 32 точки
Память программы	15 К слов
Количество инструкций	137
Время исполнения базовой инструкции, мкс	0.357 мкс
Область IR, бит	2,720
Область SR, бит	192
Область TR, бит	8
Область HR, бит	1600
Область AR, бит	448
Область LR, бит	1024
Область DM	6144 слов
Счетчики / таймеры	До 512
Коммуникационные возможности	Controller Link CompoBus/D (Devicenet) CompoBus/S AS-i Bus Host Link NT Link 1:1 Link Protocol Macro
Специальные функции	Аналоговые входы / выходы Контроль движения / позиционирования Высокоскоростные счетчики Контроль температуры Модули датчиков Модули линейных датчиков

На следующей блок схеме показана рекомендуемая последовательность действий при установке и работе с промышленными контроллерами CQM1H.



Безопасность жизнедеятельности

1. Введение

Охрана труда - важнейший и необходимый элемент организации производства и заключает в себе технические и санитарно гигиенические мероприятия. Эти мероприятия способствуют созданию здоровых и безопасных условий труда.

Данная дипломная работа представляет собой систему управления транспортерами конвейера производства шампанского на предприятии ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат». Система представляет собой набор электронных, программируемых устройств подключенных к автоматам конвейера, датчиков, установленных на транспортерах, частотных преобразователей подключенных к двигателям транспортеров. Соединяет всю систему управляющий компьютер, который координирует и управляет системой. Задачами системы является: регулирование работы конвейера в целом так чтобы транспортеры и автоматы не были перегружены и не пустовали. Систему обслуживает один человек у компьютера и три механика наладчика на линии. Помещение к категории опасных - не относится, но для обеспечения безопасности жизнедеятельности оно должно соответствовать требования, таким как: требования для эксплуатации ВДТ к помещениям и микроклимату, освещению, вибрации и шуму, организация труда и отдыха. Так же должна соблюдаться техника пожарной и электробезопасности. Для этого каждые пол года обслуживающий персонал проходит проверку на знание техники безопасности. Так же такие контролирующие организации как пожарный надзор, госэлетронадзор, так же проводят проверки помещений.

Труд обслуживающего персонала конвейера обуславливается совокупностью санитарно-гигиенических и психофизиологических факторов, влияющих на здоровье, работоспособность человека и эффективность его труда.

В наибольшей степени отрицательное физиологическое воздействие на обслуживающий персонал конвейера связано с дискомфортными воздействиями шума исходящего от конвейера.

На функциональное состояние человека отрицательно сказывается высокая или низкая температура воздуха. Работа, связанная с обслуживанием работающего конвейера связана с нагрузками на различные системы организма персонала (интеллектуальными, информационными, психо-эмоциональными). Напряженность умственного труда в большей степени связанна с усложнением функции ЦНС, предъявляющей особые требования к когнитивной сфере человека (вниманию, памяти, мышлению), а так же связана с высокой ответственностью персонала за выполняемую работу. В процессе высокоинтенсивного умственного труда у обслуживающего персонала конвейера формируется нервно-психическое напряжение, а в ряде случаев развивается состояние перенапряженности, которое рассматривается в качестве одной из причин развития невротических нарушений и возникновение сердечно-сосудистой патологии. Наряду с этим работа с непрерывно движущимися механизмами является иногда источником производственного стресса. Одной из мер профилактики развития, как общего утомления, так и утомления отдельных органов, является правильная организация режима труда и отдыха при работе.

2. Основные требования для эксплуатации ВДТ и ПЭВМ к помещениям и микроклимату

Рабочие места с ВДТ, ПЭВМ, КМТ по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы, естественный свет падал сбоку, преимущественно слева. Требования к помещениям должны соответствовать СанПиН 2.2.4.578-96

Схемы размещения рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ должны учитывать расстояния между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора), которое должно быть не менее 2,0 м. Расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов должно составлять не менее 1,2м.

Оконные проемы в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ оборудуются регулируемыми устройствами типа: жалюзи, занавесей, внешних козырьков. Рабочие места с ВДТ и ПЭВМ при выполнении творческой работы, требующей значительного умственного напряжения или высокой концентрации внимания, располагаются в просторных помещениях или изолируются перегородками высотой 1,5 - 2,0 метра.

Высота рабочей поверхности стола для пользователей должна регулироваться в пределах 680 - 800 мм, при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотный и регулируемый по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстояния спинки от переднего края сиденья. Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100 - 300 мм от края, обращенного к пользователю или на специальной, регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.

Экран видеомонитора должен находиться от глаз работающего на оптимальном расстоянии 600 - 700 мм, но не ближе чем 500 мм.

Рабочее место пользователя должно иметь достаточное освещение, соответствующий микроклимат, допустимый уровень шума и вибрации, а также необходимое расположение оргтехники.

Основные гигиенические требования к производственному помещению должны соответствовать положениям СанПиН 2.2.2.542-96

Температура, относительная влажность и скорость движения воздуха должны соответствовать действующим санитарным нормам микроклимата.

Повышенная температура и влажность, бактериальная загрязненность, повышенное содержание органических веществ, ухудшение ионного состава воздуха способствуют развитию утомления и снижению работоспособности пользователей.

Теплоощущение человека зависит от комплексного воздействия всех метеорологических факторов: температуры, влажности и подвижности воздуха. Большое значение для создания теплового комфорта играет температура воздуха.

Оптимальные и допустимые параметры микроклимата в помещениях для различных климатических районов представлены в табл. 1. В средней климатической полосе оптимальная температура в производственных помещениях должна быть в пределах 18 - 20.

Влажность в основных помещениях должна быть в пределах от 40 до 50%. Подвижность воздуха не должна превышать 1,0 м/с. На микроклимат помещений и тепловое состояние персонала оказывают влияние остекленные поверхности, которые нередко в теплое время года перегревают помещение, а зимой значительно охлаждают. Поэтому зимой в кабинетах с большими окнами температура воздуха должна быть на 1 - 2°С выше, чем в обычных помещениях.

Состав воздуха (химический, физический, бактериальный) в течение дня претерпевает значительные изменения. Возрастает концентрация углекислоты в воздухе (норма СО2 для закрытых помещений составляет 0,07 - 0,1%). Другим вредным фактором являются органические вещества, находящиеся в воздухе. Присутствие их в воздухе зависит не только от дыхания людей, но и от санитарного состояния их кожи, одежды и самого помещения.

Органические вещества, особенно в сочетании с углекислотой, придают воздуху помещений неприятный специфический запах. Состав органических веществ, получивших название «летучих», разнообразен, сложен и определяется суммарно.

В течение дня (вместе с пылью, поднимающейся при передвижении персонала) возрастает также количество бактерий в воздухе помещений.

Таблица 1

Оптимальные и допустимые параметры микроклимата для производственных помещений

Параметры воздуха	Сезон года
	Зима	Весна	Осень
	Климатический район
	холодный	умеренный	жаркий	умеренный	жаркий	умеренный	жаркий
Температура 0С	21-22	18-20	17-19	18-22	23-24	16-22	24-26
Оптимальные	Относительная влажность, %	30-50
	Подвижность, м/с	0,06 - 0,25	до 0,4	0,6 - 0,8	до 0,4	0,6 - 0,8
Допустимые	Температура 0С	18-23	17-22	16-21	17-23	23-26	15-23	24-28
	Относительная влажность, %	25-60
	Подвижность, м/с	до 0,3	до 1,0

Для организации нормального воздушного режима производственных помещений важное значение имеет использование тех часов, когда помещение не занято. Время, когда помещение «отдыхает», должно быть использовано для широкой аэрации. Аэрация помещений должна проводиться под контролем персонала. Широкая аэрация основных помещений должна проводиться как с помощью естественной, так и искусственной вентиляции. Лучшим устройством для проветривания помещений, особенно в холодное время года, являются кондиционеры.

3. Основные требования к освещению

Требования к освещению должны соответствовать СНиП 23-05-95.

Высокий уровень освещенности помещений создает у работников положительный эмоциональный тонус, повышает работоспособность. Нельзя забывать и о биологическом действии естественного солнечного света. Поскольку работа за компьютером нередко связана с большим зрительным напряжением, необходимо стремиться к максимальной освещенности помещений. Недостаточное их освещение может служить одной из причин снижения остроты зрения и повлечь за собой ухудшение функционального состояния работника (табл. 2).

Таблица 2

Характеристика зрительной работы	Разряд зрительной работы, подразряд	Искусственное освещение	Естественное освещение	Совмещенное освещение
Очень высокой точности	II б	Освещенность, лк	Сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэф. пульсации	При верхнем освещении	При боковом освещении	При верхнем освещении или комбинированном	При боковом освещении
		При системе комбинированного освещения	При системе общего освещения
		всего	В т.ч. от общего			Кn, %
		3000	300	750	20	10	-	-	4,2	1,5

Основные гигиенические требования, предъявляемые к освещению, предусматривают достаточность и равномерность освещения, отсутствие резких теней и блесткости на рабочих поверхностях. В погожие дни избыток солнечных лучей создает блики на рабочих местах и может привести к перегреву помещений и сотрудников. Для защиты от прямых солнечных лучей рекомендуется использовать регулируемые жалюзи (деревянные, металлические или из пластмассы). Можно использовать раздвижные занавески (светлых тонов), развешиваемые с таким расчетом, чтобы при дождливой и пасмурной погоде их можно было полностью убирать в простенки.

Источниками искусственного освещения могут служить лампы накаливания и люминесцентные лампы. Преимущество люминесцентных ламп перед лампами накаливания заключается не только в их экономичности, но главным образом в обеспечении высокого уровня освещенности. Для освещения производственных помещений рекомендуется использовать люминесцентное освещение белого света (ЛБ) и тепло-белого света (ЛТБ).

На рабочих поверхностях (столов) наименьшая освещенность при лампах накаливания должна быть 150 лк, при люминесцентных лампах - 300 лк.. Каждый источник обязательно должен быть заключен в арматуру, с помощью которой создается равномерный рассеянный свет. При освещении люминесцентными лампами в кабинетах используются светильники типа ШОД-2-40 или ШЛД-2-40. Все светильники должны быть обеспечены бесшумными пускорегулирующими аппаратами (ПРА). Можно также использовать потолочный люминесцентный светильник рассеянного света (ПЛР), создающий впечатление светящегося потолка.

Для освещения лампами накаливания применяется осветительная арматура, создающая рассеянный, полу отраженный от потолка и верхней части стен поток света. Наилучшими являются кольцевые светильники типа СК-300 или КМО-300. Практически о достаточности освещения можно судить исходя из расчета удельной мощности, т. е. мощности, приходящейся на 1 м2 которая должна быть не менее 48 Вт/м2.

Для повышения освещенности большое значение имеет цвет стен, потолков, оборудования и степень их чистоты. Чтобы свет рассеивался по всей площади помещения, должно быть обеспечено достаточное отражение световых лучей. Это может быть достигнуто при светлой окраске стен и потолков с высоким коэффициентом отражения - не менее 60-70%.

Для снижения статического напряжения в процессе работы большое значение имеет не только правильно организованный производственный процесс, но и рациональная конструкция мебели. Мебель должна быть удобной и обеспечивать правильную с гигиенической точки зрения рабочую позу при выполнении работы. Правильная посадка работника возможна только в том случае, если мебель соответствует росту и пропорциям тела.

4. Основные требования к шуму и вибрации

Во всех производственных помещениях уровень шума на рабочем месте не должен превышать 85дБ. (табл. 3) «Шум Общие требования безопасности» ГОСТ 12.1.003-83. Стандарт устанавливает классификацию шума, характеристики и допустимые уровни шума на рабочих местах, общие требования к защите от шума на рабочих местах, шумовым характеристикам машин, механизмов, средств транспорта и другого оборудования и измерениям шума.

Таблица 3

Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами	Уровни звука и эквивалентные уровни звука в (Дб)
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
6. Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий, постоянные рабочие места стационарных /машин	99	92	86	83	80	78	76	74	85

Шумящее оборудование, уровни шума которого превышают нормированные, должны находиться вне помещений с ВДТ и ПЭВМ. Снизить уровень шума в помещениях можно использованием звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63-8000 Гц для отделки помещений (табл. 10).

4.1 Требования к организации режима труда и отдыха при работе

Для специалистов, обслуживающих производственный процесс в цехах, продолжительность работы не должна превышать 8 часов в день. Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья работников, на протяжении рабочей смены устанавливаются регламентированные перерывы. Продолжительность непрерывной работы без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов. Через 1,5 - 2 часа от начала рабочей смены и через 1,5 - 2 часа после обеденного перерыва для работников устанавливаются регламентированные перерывы продолжительностью 20 минут каждый час или 15 минут через каждый час работы. При 12-часовой рабочей смене регламентированные перерывы должны устанавливаться первые 8 часов работы аналогично перерывам при 8-часовой рабочей смене, а в течение последних 4 часов работы - каждый час продолжительностью 15 минут.

Таблица 4

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц	Допустимые значения
	по виброускорению	по виброскорости
	МС-2	ДВ	МС-1	Б
	Оси Х, У
2	5,3 * 10	25	4,5 * 10	79
4	5,3 * 10	25	2,2 * 10	73
8	5,3 * 10	25	1,1 * 10	67
16	1,0 * 10	31	1,1 * 10	67
31,5	2,1 * 10	37	1,1 * 10	67
63	4,2 * 10	43	1,1 * 10	67

При работе с ВДТ и ПЭВМ в ночную смену (с 22 до 6 часов), продолжительность регламентированных перерывов должна увеличиваться на 60 минут. Во время регламентированных перерывов с целью снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, устранения влияния малой, подвижности, предотвращения развития утомления целесообразно выполнить комплекс упражнений для глаз, общего воздействия, улучшения мозгового кровообращения, снятия утомления с плечевого пояса и рук, снятия напряжения с туловища, ног. С целью уменьшения отрицательного влияния монотонности целесообразно применять чередование операций осмысленного текста и числовых данных (изменение содержания работ), чередование редактирования текстов и ввода данных. В случае возникновения у работающих с ВДТ и ПЭВМ зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективных ощущений, несмотря на соблюдение санитарно-гигиенических норм, эргономических требований, режимов труда и отдыха следует:

1. применять индивидуальный подход в ограничении времени работ с ВДТ и ПЭВМ;

2. корректировать длительность перерывов для отдыха или проводить смену деятельности на другую, не связанную с использованием ВДТ и ПЭВМ.

Работающим с ВДТ и ПЭВМ с высоким уровнем напряженности во время регламентированных перерывов и в конце рабочего дня показана психологическая разгрузка.

5. Техника безопасности

5.1 Общие требования безопасности

К выполнению работ, связанных с использованием средств вычислительной, копировально-множительной и другой оргтехники, допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование, не имеющие медицинских противопоказаний, вводный инструктаж по технике безопасности, первичный инструктаж на рабочем месте с присвоением 1 группы по электробезопасности. Работники должны проходить обязательные предварительные (при поступлении на работу) и периодические (в течение трудовой деятельности) медицинские осмотры (обследования). Женщины со времени установления беременности и в период кормления ребенка грудью к выполнению всех видов работ, связанных с использованием ВДТ, ПЭВМ и КМТ не допускаются. Работники должны соблюдать правила внутреннего трудового распорядка. С содержанием этого документа администрация знакомит сотрудника при оформлении на работу. В обязанности персонала входит соблюдение режимов труда и отдыха. Начало, окончание, обеденный перерыв в течение рабочей смены устанавливаются внутри отдела, цеха, структурного подразделения согласно правилам внутреннего трудового распорядка. Работники, использующие средства вычислительной и копировально-множительной техники, подвергаются воздействию электромагнитных полей (радиочастот), статического электричества, шума, недостаточной освещенности, повышенной яркости светового изображения, а также испытывают значительные уровни статической нагрузки, зрительного и умственного напряжения. Работники должны соблюдать требования пожарной безопасности. Не разжигайте огонь в рабочих помещениях, в огнеопасных местах. Курение разрешается там, где есть знак, разрешающий курить. Работник обязан немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя о любой ситуации, угрожающей жизни и здоровью людей, о несчастном случае или об ухудшении состояния своего здоровья, в том числе о проявлении признаков острого профессионального заболевания (отравления). Работник должен практически уметь оказывать пострадавшему первую медицинскую помощь согласно инструкции по охране труда. Работник несет ответственность за неисполнение требований инструкции по охране труда.

5.2 Пожарная безопасность

Мероприятия по пожарной безопасности должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1. 004-96. Противопожарный режим на предприятии включает разработку эффективных, экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров, выработку мероприятий, предотвращающих возникновение пожара и мер его ликвидации. В каждом помещении должны быть противопожарные инструкции. В них предусматриваются: специальные мероприятия для отдельных процессов, которые могут вызвать пожар, порядок и нормы хранения пожаро- и взрывоопасных веществ и материалов, обязанности работников, лаборантов при возникновении пожара, правило вызова пожарной команды, порядок отключения электрооборудования и вентиляции, правила применения средств пожаротушения, порядок эвакуации людей, материалов и материальных ценностей, последовательность осмотра и приведения в безопасное состояние конкретного помещения. Инструкция вывешивается на видном месте. В помещении должны быть также таблички с фамилиями лиц, ответственных за пожарную безопасность. Все работники должны знать инструкции и неуклонно выполнять их требования. Ответственность за противопожарное состояние помещений, а также за своевременное выполнение в них противопожарного режима возлагается приказом директора заведения на руководящий состав.

Мебель и оборудование в помещениях должны быть установлены так, чтобы они не препятствовали эвакуации людей. Ширина минимальных проходов предусматривается не менее 1м.

5.3 Требования к электробезопасности

При подготовке помещений для размещения оборудования ЛВС необходимо руководствоваться требованиями СанПиН 2.2.2.542-96, а также рекомендациями, приведенными в настоящем разделе.

Монтаж оборудования ЛВС должен выполняться в соответствии со схемами и планами. Внутри помещений положение оборудования и кабель-каналов показано условно и уточняется по месту с учетом правил электробезопасности и удобства работы.

Оборудование ЛВС не рекомендуется располагать рядом с оборудованием, создающим большие помехи (силовыми трансформаторами, электросварочными агрегатами, мощными электродвигателями и т.д.).

Помещения, предназначенные для установки оборудования ЛВС, должны быть оборудованы электропитанием (переменным током напряжением 220В), которое подается через специальные розетки.

Оборудование ЛВС устанавливается в сухих отапливаемых помещениях.

Помещения должны быть защищены от проникновения пыли и газа.

В помещениях, предназначенных для размещения оборудования сети, должны быть обеспечены следующие условия:

- электрическая составляющая электромагнитного поля помех не должна превышать 0,3В в диапазоне частот от 0,15 до 300МГц;

- вибрация не должна превышать амплитуды 0,1мм при частоте не более 25Гц.

5.4 Требования к защитному заземлению

В помещения, предназначенные для установки оборудования ЛВС, должен быть организован контур защитного заземления.

Контур заземления должен быть автономным, то есть не связанным гальваническим соединением с контурами заземления каких-либо помещений. Контур заземления должен обеспечивать подсоединение к нему при помощи болтового соединения заземляющих проводников от специальных розеток. Контур заземления должен обеспечивать сопротивление между корпусом любой составной части сетевого оборудования и землей (грунтом) не более 4 Ом в любое время года.

В качестве заземляющих проводников разрешается применять голые медные проводники или многожильные изолированные провода со следующими сечениями в зависимости от их длины (табл. 5).

Таблица 5

Длина и сечение заземляющих проводников

Длина, м, не более	Сечение, мм, не менее
4 9 15 25	3 5 8 10

Заземляющие проводники должны быть защищены от механических воздействий.

Разводка цепей заземления выполняется с учетом следующих правил:

1) все составные части сети, имеющие клемму защитного заземления, соединяются перемычками с магистралью защитного заземления;

2) устройства, выносимые за пределы помещений с оборудованием сети заземляются по месту установки.

Заземление должно соответствовать требованиям ПУЭ и ГОСТ 50 571-93.

Вывод. Таким образом, оптимизация условий внешней и внутренней среды помещений имеет важное значение для обеспечения высокой работоспособности сотрудников, способствует укреплению их здоровья.

6. Безопасность при чрезвычайных ситуациях

Возможные пути защиты радиоэлектронной аппаратуры от ЭМИ, вызванных ядерным взрывом

Для того, чтобы понять всю сложность проблем угрозы ЭМИ и мер по защите от нее, необходимо кратко рассмотреть историю изучения этого физического явления и современное состояние знаний в этой области. То, что ядерный взрыв будет обязательно сопровождаться электромагнитным излучением, было ясно физикам-теоретикам еще до первого испытания ядерного устройства в 1945 году. Во время проводившихся в конце 50-х - начале 60-х годов ядерных взрывов в атмосфере и космическом пространстве наличие ЭМИ было зафиксировано экспериментально. Однако количественные характеристики импульса измерялись в недостаточной степени, во-первых, потому что отсутствовала контрольно-измерительная аппаратура, способная регистрировать чрезвычайно мощное электромагнитное излучение, существующее чрезвычайно короткое время (миллионные доли секунды), во-вторых, потому что в те годы в радиоэлектронной аппаратуре использовались исключительно электровакуумные приборы, которые мало подвержены воздействию ЭМИ, что снижало интерес к его изучению.

Создание полупроводниковых приборов, а затем и интегральных схем, особенно устройств цифровой техники на их основе, и широкое внедрение средств в радиоэлектронную военную аппаратуру заставили военных специалистов по иному оценить угрозу ЭМИ. С 1970 года вопросы защиты оружия и военной техники от ЭМИ стали рассматриваться министерством обороны США как имеющие высшую приоритетность. Механизм генерации ЭМИ заключается в следующем. При ядерном взрыве возникают гамма и рентгеновское излучения, и образуется поток нейтронов. Гамма-излучение, взаимодействуя с молекулами атмосферных газов, выбивает из них так называемые комптоновские электроны. Если взрыв осуществляется на высоте 20-40 км, то эти электроны захватываются магнитным полем Земли и, вращаясь относительно силовых линий этого поля, создают токи, генерирующие ЭМИ. При этом поле ЭМИ когерентно суммируется по направлению к земной поверхности, т.е. магнитное поле Земли играет роль, подобную фазированной антенной решетки. В результате этого резко увеличивается напряженность поля, а следовательно, и амплитуда ЭМИ в районах южнее и севернее эпицентра взрыва. Продолжительность данного процесса с момента взрыва от 1 - 3 до 100 нс.

На следующей стадии, длящейся примерно от 1 мкс до 1 с, ЭМИ создается комптоновскими электронами, выбитыми из молекул многократно отраженным гамма-излучением и за счет неупругого соударения этих электронов с потоком испускаемых при взрыве нейтронов. Интенсивность ЭМИ при этом оказывается примерно на три порядка ниже, чем на первой стадии.

На конечной стадии, занимающей период времени после взрыва от 1 секунды до нескольких минут, ЭМИ генерируется магнитогидродинамическим эффектом, порождаемым возмущениями магнитного поля Земли токопроводящим огненным шаром взрыва. Интенсивность ЭМИ на этой стадии весьма мала и составляет несколько десятков вольт на километр.

Наибольшую опасность для радиоэлектронных средств представляет первая стадия генерирования ЭМИ, на которой в соответствии с законом электромагнитной индукции из-за чрезвычайно быстрого нарастания амплитуды импульса (максимум достигается на 3 - 5 нс. после взрыва) наведенное напряжение может достигать десятков киловольт на метр на уровне земной поверхности, плавно снижаясь по мере удаления от эпицентра взрыва. Амплитуда напряжения, наводимого ЭМИ в проводниках, пропорциональна длине проводника, находящегося в его поле, и зависит от его ориентации относительно вектора напряженности электрического поля. Так, напряженность поля ЭМИ в высоковольтных линиях электропередачи может достигать 50 кВ/м, что приведет к появлению в них токов силой до 12 тыс. ампер.

ЭМИ генерируются и при других видах ядерных взрывов - воздушном и наземном. Теоретически установлено, что в этих случаях его интенсивность зависит от степени асимметричности пространственных параметров взрыва. Поэтому воздушный взрыв с точки зрения генерации ЭМИ наименее эффективен. ЭМИ наземного взрыва будет иметь высокую интенсивность, однако она быстро уменьшается по мере удаления от эпицентра.

В настоящее время создано и действует большое количество имитаторов ЭМИ для испытаний авиационной, космической, корабельной и наземной техники. Однако они не в полной мере воссоздают реальные условия воздействия ЭМИ ядерного взрыва вследствие ограничений, накладываемых характеристиками излучателей, генераторов и источников электропитания на частотный спектр излучения, его мощность и скорость нарастания импульса. Вместе с тем, и при этих ограничениях удается получить достаточно полные и надежные данные о появлении неисправностей в полупроводниковых приборах, сбоя в их функционировании и т.п., а также об эффективности действия различных защитных устройств. Кроме того, такие испытания позволили дать количественную оценку опасности различных путей воздействия ЭМИ на радиоэлектронную технику. Теория электромагнитного поля показывает, что такими путями для наземной техники являются, прежде всего, различные антенные устройства и кабельные вводы системы электропитания, а для авиационной и космической техники - антенны, а также токи, наводимые в обшивке, и излучения, проникающие через остекление кабин и лючки из не токопроводящих материалов. Токи, наводимые ЭМИ в наземных и заглубленных кабелях электропитания протяженностью в сотни и тысячи километров, могут достигать тысяч ампер, а напряжение в разомкнутых цепях таких кабелей - миллион вольт. В антенных вводах, длина которых не превышает десятков метров, наводимые ЭМИ токи могут иметь силу в несколько сотен ампер. ЭМИ, проникающие непосредственно через элементы сооружений из диэлектрических материалов (неэкранированные стены, окна, двери и т.п.), могут наводить во внутренней электропроводке токи силой в десятки ампер.

Поскольку слаботочные цепи и радиоэлектронные приборы нормально действуют при напряжениях в несколько вольт и токах силой до нескольких десятков миллиампер, то для их абсолютно надежной защиты от ЭМИ требуется обеспечить снижение величины токов и напряжений в кабелях, до шести порядков.

Идеальной защитой от ЭМИ явилось бы полное укрытие помещения, в котором размещена радиоэлектронная аппаратура, металлическим экраном. Вместе с тем ясно, что практически обеспечить такую защиту в ряде случаев невозможно, т.к. для работы аппаратуры часто требуется обеспечить ее электрическую связь с внешними устройствами. Поэтому используются менее надежные средства защиты, такие, как токопроводящие сетки или пленочные покрытия для окон, сотовые металлические конструкции для воздухозаборников и вентиляционных отверстий и контактные пружинные прокладки, размещаемые по периметру дверей и люков.

Более сложной технической проблемой считается защита от проникновения ЭМИ в аппаратуру через различные кабельные вводы. Радикальным решением данной проблемы мог бы стать переход от электрических сетей связи к практически не подверженным воздействию ЭМИ волоконно-оптическим. Однако замена полупроводниковых приборов во всем спектре выполняемых ими функций электронно-оптическими устройствами возможно только в отдаленном будущем. Поэтому в настоящее время в качестве средств защиты кабельных вводов наиболее широко используются фильтры, в том числе волоконные, а также искровые разрядники, металлоокисные варисторы и высокоскоростные зенеровские диоды. Все эти средства имеют как преимущества, так и недостатки. Так, емкостно-индуктивные фильтры достаточно эффективны для защиты от ЭМИ малой интенсивности, а волоконные фильтры защищают в относительно узком диапазоне сверхвысоких частот. Искровые разрядники обладают значительной инерционностью и в основном пригодны для защиты от перегрузок, возникающих под воздействием напряжений и токов, наводимых в обшивке самолета, кожухе аппаратуры и оплетке кабеля.

Металлоокисные варисторы, представляют собой полупроводниковые приборы, резко повышающие свою проводимость при высоком напряжении. Однако, при применении этих приборов в качестве средств защиты от ЭМИ следует учитывать их недостаточно высокое быстродействие и ухудшение характеристик при неоднократном воздействии нагрузок. Эти недостатки отсутствуют у высокоскоростных зенеровских диодов, действие которых основано на резком лавинообразном изменении сопротивления относительно высокого значения практически до нуля при превышении приложенного к ним напряжения определенной пороговой величины. Кроме того, в отличие от варисторов характеристики зенеровских диодов после многократных воздействий высоких напряжений и переключений режимов не ухудшаются.

Наиболее рациональным подходом к проектированию средств защиты от ЭМИ кабельных вводов является создание таких разъемов, в конструкции которых предусмотрены специальные меры, обеспечивающие формирование элементов фильтров и установку встроенных зенеровских диодов. Подобное решение способствует получению очень малых значений емкости и индуктивности, что необходимо для обеспечения защиты от импульсов, которые имеют незначительную длительность и, следовательно, мощную высокочастотную составляющую. Использование разъемов подобной конструкции позволит решить проблему ограничения массогабаритных характеристик устройства защиты. Сложность решения задачи защиты от ЭМИ и высокая стоимость разработанных для этих целей средств и методов заставляют пойти на первых парах по пути их выборочного применения в особо важных системах. Первыми целенаправленными работами в данном направлении были программы защиты от ЭМИ стратегического оружия. Такой же путь избран и для защиты имеющих большую протяженность систем управления и связи. Однако основным методом решения данной проблемы зарубежные специалисты считают создание так называемых распределенных сетей связи (типа "Гвен"), первые элементы которых уже развернуты на континентальной части США. Современное состояние проблемы ЭМИ можно оценить следующим образом.Достаточно хорошо исследованы теоретически и подтверждены экспериментально механизмы генерации ЭМИ и параметры его поражающего действия. Разработаны стандарты защищенности аппаратуры и известны эффективные средства защиты. Однако в настоящее время в некоторых западных странах ведутся работы по генерации импульсов электромагнитного излучения магнитодинамическими устройствами, а также высоковольтными разрядами. Поэтому вопросы защищенности от воздействия ЭМИ будут оставаться в центре внимания специалистов при любом исходе переговоров о ядерном разоружении.

Экономическое обоснование дипломной работы

1. Обоснование разработки системы управления

Данная дипломная работа, является техническим усовершенствованием линии производства шампанского на предприятии ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат».

2. Расчет основных показателей сравнительной эффективности

Основными затратами на производство шампанского является электроэнергия потребляемая конвейером. В данном случае не учитывается затраты на бутылки, пробки, мюзле и само шампанское так как при внедрении системы управления данные затраты практически не уменьшатся. На данное время электроэнергия затрачиваемая на производство шампанского равняется 93,2 кВт/час на каждую тысячу выпускаемой продукции. По этому затраты на электроэнергию можно посчитать:

где: Зэл - затраты на электроэнергию

Цед.эл. - цена единицы электроэнергии

Кз - количество затрат на одну тысячу продукции

Цед.эл. = 1,07 р.

Кз = 93,2 кВт/ч.

Зэл =1,07*93,2 = 99,724 руб.

При внедрении данного проекта предполагается снизить общее потребление электроэнергии конвейера на 10%. Что позволит в течении года окупить затраты на создание и внедрение системы а также начать получать прибыль от системы управления.

3. Определение затрат на разработку и пуск в эксплуатацию системы управления конвейером на ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат»

В настоящее время существует такая актуальная задача как автоматизирование различных видов производства. Одним из видов производства является непрерывное конвейерное производство. С момента возникновения электронной аппаратуры (программируемых промышленных контроллеров) появилась возможность усовершенствовать работу путем замены механического управления и регулирования человеком производства. Применение данной разработки обеспечит экономию денежных средств за счет снижения затрат:

- электроэнергию

- паровое отопление (для автоматов)

- газовое охлаждение (для автоматов)

- трудоемкости человека (сокращение штата)

Также обеспечит быстрое, надежное и достоверное регулирование процессом производства, что приведет к уменьшению брака при производстве шампанского и увеличение производительности труда.

3.1 Коммерческий анализ

Разрабатываемая система управления - одна из самых мощных, простых и удобных в использовании. На данный момент на рынке нет подобных систем. При проведении анализа спроса на данную систему показало, что имеется потребность в такой системе, кроме ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат», у таких предприятий как:

- ООО «Талицкий спиртовой завод»

- ООО «Талицкий дрожжевой завод»

- ОАО «Екатеринбургский ликероводочный завод» (бывший АООТ «Алкона»)

Для создания системы необходимо наличие:

- Промышленных контроллеров

- Частотных преобразователей

- Компьютера

- Оптико-механических датчиков

3.2 Определение затрат на систему

Затраты на создание системы управления складываются из расходов по оплате труда разработчиков с отчислениями на социальные нужды, расходов по оплате машинного времени при разработке алгоритма управления и написание программы по нему, расходов на оборудование, материалы и прочие. На предприятии ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат» на данный момент уже имеется необходимое оборудование и материалы для данной системы, так как автоматы конвейера используют требуемое оборудование.

3.3 Расходы по оплате труда разработчиков с отчислениями на социальные нужды

Таблица 1

Расходы на оплату труда разработчиков

Наименование этапа	Трудоемкость чел. час.	Средняя часовая оплата, руб.	Затраты на этапе, руб.
1. Постановка задачи	2	26,94	53,88
2.Проработка архитектуры системы управления	5	26,94	134,7
3.Анализ средств для создания системы	50	26,94	1347
4. Создание алгоритма работы системы и написание по ней программы	30	26,94	808,2
5.Установка и настройка оборудования	60	26,94	1616,4
6. Тестирование, проверка и диагностика системы	10	26,94	269,4
ИТОГО:	157		4229,58

Расчет средней стоимости одного часа работы осуществляется по формуле:

Sh=Z/H,

где: Z - заработная плата в месяц;

H - среднее число часов в месяце.

Стоимость одного часа работы: Sh 4500/167=26,94 руб.

Расходы на оплату труда разработчиков с учетом отчислений на социальные нужды определяются по формуле:

Zc=Rt*(1+k),

где: Zc - затраты на оплату труда разработчиков;

Rt - расходы на оплату труда без учета отчислений на социальные нужды;

k - коэффициент отчислений на социальные нужды.

k = 28%+4%+3,6% +1,5%=37,1%=0,371

где: 28% - пенсионный фонд;

4% - фонд социального страхования;

3,6% - фонд обязательного медицинского страхования;

1,5% - фонд занятости населения.

Итого расходы на оплату труда:

Zc = 4229,58*(1+0,371)= 5798,75

3.4 Расчет стоимости машинного времени на стадии разработки

Стоимость машинного времени на стадии разработки складывается из балансовой стоимости ПЭВМ, амортизационных отчислений, затрат на электроэнергию, ремонт и обслуживание ПЭВМ.

Норма амортизации вычисляется по формуле:

НА=12%/Фв,

где: НА - норма амортизации;

Фв - действительный фонд времени (табл. 2).

Таблица 2.

Фонд рабочего времени компьютера

Статьи баланса
1. Календарное время	365
2. Нерабочее время, всего	115
а) выходные	104
б) праздничные	10
в) прочие дни	1
3. Число рабочих дней	250
4. Средняя продолжительность рабочего дня, час.	8
5. Действительный годовой фонд времени, час.	2000

Амортизационные отчисления за 1 час работы:

АОч=НА*БС/100%,

где: АОч - амортизационные отчисления за час работы,

НА - норма амортизации;

БС - балансовая стоимость компьютера.

Таблица 3

Расчет стоимости машинного времени

Наименование показателей	Расчетные показатели	Затраты руб.
Балансовая стоимость ПЭВМ, руб.	25000	25000
Норма амортизации, ч., %	0,0006
Амортизационные отчисления за 1 час работы, руб.	1,5	1,5
Число обслуживающего персонала, чел.	1
Тарифная ставка обслуживающего персонала, руб.	0,3	0,3
Заработная плата обслуживающего персонала на 1 час работы, руб.	26,94	26,94
Дополнительная заработная плата обслуживающего персонала, руб.	10	10
Основная и дополнительная заработная плата, руб.	36,94	36,94
Стоимость 1 кВт/час, руб.	1,07	1,07
Потребляемая мощность, кВт/час	0,35
Затраты на эл/энергию	0,375
Затраты на текущий ремонт, руб.	-	-
Всего расходы на час работы, руб.	0,375	0,375
Прочие расходы, руб.	0,019	0,019
Итого расходы на час работы, руб.	0,39	0,39
Планируемое время работы, час	40	40
ИТОГО расходы на машинное время	1608	1608

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:

Zэ=М*S,

где: Zэ - затраты на электроэнергию;

М - потребляемая мощность компьютера;

S - стоимость кВ/час.

Общие расходы на машинное время определяются:

Zмв=Rчр*ВР,

где: Zмв - расходы на машинное время;

Rчр - расходы на час машинного времени;

ВР - планируемое время работы.

Таблица 4

Расходы на материалы

Материалы	Цена ед., руб.	Кол-во, шт.	Затраты, руб.
1 Кабель электрический	7	120	840
2 Кабель UTP 5 кат	15	345	5174
ИТОГО			6015

Таблица 5

Затраты на создание системы управления

Статьи затрат	Всего по статьям
1. Заработная плата основная и дополнительная	4229,58
2. Отчисления на социальное страхование	1569,17
3. Машинное время	1608
4. Материалы	6015
5. Прочие затраты	671,09*
ИТОГО	14092,84

Примечание.

* - Прочие затраты принимаются равными 5% от суммы остальных статей затрат.

Таким образом, на создание и внедрение системы управления потребуется денежных средств на сумму 14092,84 рублей.

Экологичность проекта

1. Влияние энергопотребления на окружающую среду

Неразрывная органичная взаимосвязь и взаимозависимость условий обеспечения энергопотребления и окружающей среды как важнейших факторов жизнедеятельности человека и развития производительных сил привлекает постоянное внимание к проблеме взаимодействия энергетики и окружающей среды.

На ранних стадиях развития энергетики основным проявлением этого внимания был поиск в окружающей среде ресурсов, необходимых для обеспечения энергопотребления.