Введение

ВИЗ-Сталь - ведущий производитель холоднокатаной электротехнической стали и крупнейший производитель трансформаторной стали в России. Доля "ВИЗ-Стали" в мировом производстве трансформаторной стали составляет около 11%. Более 80% продукции отгружается на экспорт.

Общество с ограниченной ответственностью "ВИЗ-Сталь" было создано в июле 1998 года на базе ОАО "Верх-Исетский завод", одного из старейших предприятий черной металлургии в нашей стране, путем выделения из структуры предприятия комплекса цеха холодной прокатки. Производственные мощности Компании находятся в г. Екатеринбурге, расположенном рядом с основными железнодорожными магистралями, ведущими в Европу и Юго-Восточную Азию, а также в порты на восточном и западном побережье России.

В 2006 году ООО "ВИЗ-Сталь" вошло в состав одного из крупнейших мировых металлургических холдингов - группу Компаний Новолипецкого металлургического комбината и в настоящее время совместно с аналогичным производством в Липецке контролирует 100% производства электротехнической стали в России.

Предприятие оснащено современным оборудованием и способно производить более 200 тысяч тонн электротехнической стали в год. По итогам 2007 года ВИЗ-Сталь признана победителем конкурса Российского Союза промышленников и предпринимателей "Лучшие российские предприятия" в номинации "Организация с лучшими показателями рентабельности". В 2008 году ВИЗ - Сталь cтала победителем конкурса лидеров внешнеэкономической деятельности Уральского федерального округа в номинации "Лидер внешней торговли России" и лауреатом премии "Таможенный Олимп-2008". В 2009 году ВИЗ-Сталь стала победителем регионального конкурса "Лауреаты бизнеса - Звезды Урала" в номинации "Лучшее предприятие по социально-экономическим показателям", победителем смотра-конкурса промышленных предприятий Свердловского области по культуре производства и охране труда. Компания награждена дипломом Торгово-промышленной палаты РФ за большой вклад в развитие экономики Свердловской области и активную внешнеэкономическую деятельность ВИЗ-Сталь является активным участником инвестиционного процесса, проводит масштабную программу технического перевооружения производства, уделяет большое внимание вопросам защиты окружающей среды и ресурсосбережения. Система менеджмента качества соответствует мировым стандартам, в том числе и требованиям международного стандарта ISO 9001: 2008.

В 2010 году металлургический завод ООО "ВИЗ-Сталь" закупил и пустил в работу более современные печи для прокатки металла, так называемые Агрегаты выпрямительного отжига. Нагрев этих печей регулируется с помощью приборов "термодат".

При регулировании температур возникла проблема отдаленности приборов друг от друга, для повышения эффективности и скорости управления, безопасности хранения данных решили автоматизировать систему управления нагрева используя SCADA - система на базе GeniDAQ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

-        проанализировать внешние и внутренние процессы объекта автоматизации, выявить недостатки;

-        провести обзор аналогов систем и программных комплексов;

-        разработать техническое задание;

-        провести тестирование системы.

Существует небольшое число программ, реализующих весь комплекс требуемых функций. Однако стоит отметить, что процесс технической поддержки сложен и не однотипен, и на различных предприятиях данный процесс имеет свои отличительные особенности.

1. Анализ предметной области

1.1 Общая характеристика объекта автоматизации

Цех холодной прокатки металлургического завода ООО "ВИЗ-Сталь" основной вид выпускаемой продукции трансформаторная сталь.

Перед тем как появится на рынке, сталь проходит несколько этапов подготовки, такие как:

-        травление горячего подката;

-        обезуглероживание в башенной (или горизонтальной) печи;

-        вторая холодная прокатка с повышенными требованиями по геометрии полосы;

-        подготовка рулонов в конечной толщине;

-        обезжиривание и нанесение термостойкого покрытия на печи АОО;

-        высокотемпературный отжиг в колпаковых печах СГВ 16-20;

-        очистка полосы, нанесение полосы электроизоляционного покрытия и выпрямляющий отжиг на печи АВО;

-        обработка на участке отделки.

Как объект автоматизации рассмотрим агрегат выпрямительного отжига. Всего в ЦХП 5 таких печей: АВО 3, АВО 4, АВО 5, АВО 6 и АВО 7. Все агрегаты кроме АВО 6 прокатывают металл на рынок гражданского населения более 10 стран мира, АВО 6 работает по заказам обороны РФ.

На АВО металл обрабатывают из рулона в рулон.

На первом этапе производится выпрямляющий отжиг на любом агрегате АВО с записью уровня текстуры в архив службы ТАиИ.

На втором этапе на АВО 6 наносится лаковое покрытие, при этом текстура по зонам печи устанавливается не выше 600 градусов, регулятор вытяжки отключается, запись уровня текстуры в архив не производится.

нагрев печей автоматизированная программная

На каждом из агрегатов установлено множество датчиков для измерения необходимых температур, приборы управления, а весь процесс управления нагревом печами происходит с одного персонального компьютера, который расположен на посту термического участка.

Для обслуживания технических и программных средств отвечает персонал:

         Служба ТАиИ

.1      Наладчик

1.2    Ремонтная бригада

.3      Дежурные

Учетом технических средств и программного обеспечения занимаются административно и материально ответственные лица.

1.2 Внешняя модель объекта автоматизации

Внутренние процессы функционирования группы лиц, обслуживающих технические средства и программное обеспечение, в значительной степени определяются взаимодействием с внешними субъектами.

Внешняя модель объекта автоматизации, изображенная на рисунке 1, описывает внешние субъекты и способы взаимодействия с ними.

Каждой стрелке на схеме может соответствовать множество процессов. Рассмотрим основные направления взаимодействия службы ТАиИ в ходе его деятельности по обслуживанию и учету ТС и ПО с внешними субъектами, представленными на данной схеме. В таблице 1 описаны внешние субъекты, с которыми служба ТАиИ взаимодействует в процессе своей деятельности.

Рисунок 1 - Внешняя модель объекта автоматизации

Таблица 1 - Описание внешних субъектов моделируемой системы

1.3 Субъекты внутренней модели

Основными субъектами службы, деятельность которых рассматривается в рамках данного проекта автоматизации, являются следующие:

Начальник цеха;

Начальник службы;

Начальник участка наладки;

Начальник участка эксплуатации;

Наладчики;

Дежурные.

Организационная схема цеха отображает систему подчинения лиц, осуществляющих обслуживание программного обеспечения (рисунок 2).

Рисунок 2 - Организационная схема службы ТАиИ ЦХП

Каждой службой цеха руководит административно ответственное лицо, кроме того, в службе имеются материально ответственное лицо (одно или несколько). Зачастую в службах происходит совмещение данных должностей. Возможно совмещение административной и материальной ответственности. Существует также группа лиц, обслуживающих ПО и обеспечивающих их работоспособность в течение всего срока амортизации, в которую входят начальники участков, начальник службы, руководящее лицо. Схема информационных потоков между обслуживающим персоналом с целью контроля, обслуживания ПО представлена на рисунке 3, где пунктирные стрелки обозначают запрос, а сплошные - ответ на запрос.

Рисунок 3 - Схема информационных потоков между обслуживающим персоналом службы ТАиИ

Ниже представлены функции, выполняемые каждым субъектом в отдельности.

.        Процессы выполняемые начальником службы:

-       просмотр и анализ отчетной документации;

-       осуществление контроля над выполнением работ по заявке на любом этапе выполнения;

-       принятие решения о выполнении ряда заявок (например, о модернизации).

2.      Процессы выполняемые начальником участка наладки:

-       осуществление контроля над выполнением работ по заявке на любом этапе выполнения;

-       контроль по закупке оборудования;

-       формирование заявки на приобретение;

-       получение ТС и ПО со склада.

-       исследование на предмет модернизации;

-       осуществление контроля за сохранностью ТС и ПО.

3.      Процессы выполняемые начальником участка эксплуатации:

-       осуществление контроля над выполнением работ по заявке на любом этапе выполнения;

-       формирование заявки на приобретение;

-       осуществление контроля за сохранностью ПО;

-       исследование на предмет модернизации.

4.      Процедуры выполняемые наладчиком:

-       профилактика аппаратного обеспечения;

-       профилактика программного обеспечения;

-       осуществление контроля за сохранностью ПО в пределах своего подразделения (в отсутствие материально ответственного лица);

-       первичная диагностика неисправностей;

-       устранение неисправностей (по возможности);

-       установка, настройка и сопровождение ПО (по возможности).

5.      Процедуры выполняемые техником:

-       первичная диагностика неисправностей;

-       замена неисправного оборудования, отправка в ремонт.

6.      Процедуры выполняемые бригадой ремонт:

-       ремонт оборудования и их аппаратных комплектующих.

.        Процедуры выполняемые дежурным:

-       первичная диагностика неисправностей;

-       устранение неисправностей в случае если нет на месте наладчиков;

-       замена неисправных частей.

1.4 Выявленные проблемы технического обслуживания

В результате анализа объекта автоматизации были выявлены следующие проблемы технической поддержки, требующие решения при внедрении системы SCADA.

.        Большие временные затраты на:

¾           обслуживание каждой управляющей части по отдельности;

¾           формирование архивов (отчетов);

¾           переход в нерабочее положение, с целью профилактических работ;

¾           обработку изменение;

.        Некачественное выполнение работ, связанных с обслуживанием ПО, ввиду:

¾           отсутствие оперативного контроля;

¾           сложности и время емкости процесса формирования заявки о неисправности со стороны пользователя и отсутствия обратной связи.

3.      Отсутствие или хранение информации о ПО только в печатном виде, и, как следствие, выполнение лишних ненужных действий:

¾           дополнительного копирования документов;

¾           дополнительных исследовательских работ, работ по тестированию, анализу и поиску необходимых сведений, что затрудняет выполнение поставленной задачи;

¾           поиска нужной информации в физически большом объеме существующего архива, что затрудняет и затягивает выполнение поставленной задачи;

¾           обработки большого количества данных для формирования отчетов.

2. Обзор аналогов систем технической поддержки

2.1 Обзор рынка систем SCADA

GeniDAQ - программное обеспечение для построения систем сбора, анализа, визуализации данных и управления, работающее под управлением операционных систем Windows /XP/Vista. Специальная оболочка для построения пользовательских приложений значительно сокращает время их разработки и максимально облегчает этот процесс. При этом нет необходимости написания программного кода, и весь процесс разработки сводится к "рисованию" системы на экране с последующей привязкой к физическим каналам ввода-вывода. Для построения комплексных систем и организации сложных алгоритмов обработки данных имеется возможность использования программ на Visual Basic [3]. Открытая архитектура GeniDAQ позволяет легко интегрировать его с другими приложениями через механизмы OLE, DDE, ODBC. GeniDAQ обеспечивает:

·              легкий для освоения человеко-машинный интерфейс;

·              объектно-ориентированную графику;

·              исторические тренды;

·              возможность генерации отчетов;

·              возможность встраивания программ на Visual Basic;

·              многозадачный режим работы;

·              поддержку механизмов DDE, OLE, ODBC, технологии OPC;

·              легкую интеграцию с системами программирования МЭК 61131, в том числе с UltraLogik.

GeniDAQ имеет ряд ключевых отличий от разработанного ранее широко известного программного продукта аналогичного назначения Genie, обеспечивающих решение более широкого круга задач на новом уровне [3].

·              Высокая производительность и реализация многозадачного режима работы GeniDAQ является 32-разрядным приложением и обеспечивает параллельное сканирование задач для повышения эффективности операций ввода-вывода, обновление графической информации на экране и диалог с оператором. Это приводит к успешному выполнению критичных по времени задач.

·              Поддержка спецификации OPC

Технология ОРС обеспечивает возможность использования в системах на базе GeniDAQ оборудования других производителей (в частности, любых PLC-контроллеров). Для этого достаточно иметь соответствующие ОРС-серверы.

·              Поддержка протокола TCP/IP

Использование протокола TCP/IP обеспечивает возможность работы с данными технологического процесса в реальном времени с любого узла сети, а также дистанционное управление процессом.

·        Поддержка различных платформ в рамках одного программного пакета

При использовании GeniDAQ не требуется приобретать каких-либо дополнительных программных пакетов для работы на любых HMI-платформах фирмы Advantech с размером экрана от 15 до 19" по диагонали.

2.2 SCADA - система компании Iconics

Аналог программного обеспечения GeniDAQ такой как GENESIS32 компании Iconics [4]. На примере новой версии GENESIS32 V9.1 предлагается рассмотреть некоторые основные возможности и характерные особенности этой SCADA-системы. Пакет GENESIS32 обладает традиционным набором свойств и характеристик SCADA-систем, а также содержит большой перечень новых, появившихся недавно программных компонентов сквозной автоматизации производства. SCADA-системы обеспечивают цеховой уровень автоматизации, связанный, прежде всего, с получением и визуализацией информации от программируемых контроллеров, распределенных систем управления. Поставляемая на данный уровень информация, как правило, не доступна на уровне управления производством. Поэтому важно отметить, что компания ICONICS также поставляет пакет программного обеспечения BizViz, предназначенный для обеспечения обмена между уровнями SCADA-систем и системами управления производством.

Но эта программное обеспечение не утвердилось руководством завода из-за высокой стоимости ПО, а так же сложность работы с данной системой. В зависимости от его аналога с программным обеспечением GeniDAQ может работать любой работник цеха прошедший инструктаж со знаниями ПК на уровне пользователя.

3. Техническое задание

3.1 Общие сведения

Наименование системы:

Автоматизированная система управления технологическим процессом агрегатов выпрямительного отжига - АСУ ТП АВО, которая внедрена в цех холодной прокатки Екатеринбургского металлургического завода ООО "ВИЗ-Сталь"

3.2 Основание для разработки

Автоматизированная система управления технологическим процессом разрабатывается на основание заявки от 06.09.2011 г. на проектирование системы управления агрегатами выпрямительного отжига, утвержденной главным специалистом по автоматизации начальником цехом автоматизации и связи.

3.3 Цели и назначение создания системы

3.3.1 Назначение системы

АСУ ТП АВО предназначена для автоматизации следующих задач [2]:

         измерение температуры полосы металла;

-        регулировка температуры в печи;

         измерение температуры в печи;

         измерение скорости полосы;

         контроль давления в печи.

Конечные пользователи системы:

         начальник диспетчерской службы;

-        сменный мастер;

         мастер термического участка;

         наладчик службы тепловой автоматики и измерений;

         начальник участка наладки службы тепловой автоматики и измерений;

         начальнику службы тепловой автоматики и измерений.

3.3.2 Цели создания системы

Цели создания системы:

Организовать управление всей системой регулирования и наблюдения за печью с одного рабочего места, за счет внедрения программного обеспечения DeniDAQ [2];

         повысить достоверность и точность измерений;

-        ускорить процесс изменений характеристик, при изменении задания от центральной заводской лаборатории - ЦЗЛ;

         уменьшить риск возникновения аварийных ситуаций;

         улучшить качество выпускаемой продукции;

3.4 Характеристика объекта автоматизации

В агрегат выпрямительного отжига попадает металл для прокатки и нанесения лакокрасочного защитного покрытия. Для того что бы металл соответствовал высокому качеству выпускаемой продукции необходимо поддерживать температуру в печи, измерять непрерывно температуру полосы метала, измерять и поддерживать давление в печи.

Для этого используется оборудование представляющее собой многоуровневую систему автоматизацию [1]:

-й уровень представляет сбой первичные датчики сбора данных (температуры) о нагреве печи и метала. Такие датчики как:

Термопара - используется для измерения температуры в печи устройство из двух металлов, которое при нагревании создает ЭДС. Другими словами два сваренных (сплавленных друг с другом) металла которые при нагревании становятся плюсом и минусом. Напряжение на концах датчика калибруется и является главным параметром в определении температуры. (Зависимость напряжение от темп. Практически линейное на рабочем участке);

Пирометр - измерительный прибор для бесконтактного измерения температуры. Представленные приборы основаны на использовании инфракрасного излучения.

Принцип действия инфракрасного пирометра основан на измерении абсолютного значения излучаемой энергии одной волны в инфракрасном спектре. На сегодня это относительно недорогой бесконтактный метод измерения температуры. Данные устройства могут наводиться на объект с любой дистанции и ограничены лишь диаметром измеряемого пятна и прозрачностью окружающей среды. Они идеальны для переносных моделей, и поэтому могут работать по принципу "навел и выстрелил".

Инфракрасные термометры, часто называемые пирометрами, используют принцип детектора инфракрасного излучения. Интенсивность и спектр излучения зависит от температуры тела. Измеряя характеристики излучения тела, пирометр косвенно определяет температуру его поверхности.

Все данные по средствам линии связи передаются на второй уровень.

-й уровень данной системы, представляет собой управляющие цифровые контроллеры (термодат), которые выполняют функцию приема и обработки сигналов с датчиков, производят необходимые вычисления и обработанные данные передают на следующий уровень управления.

-й уровень должен представлять собой оборудованное персональным компьютером рабочее место для наблюдения и корректировки данных полученных со второго уровня.

В соответствии с поставленной задачей, наша система должна содержать следующие подсистемы:

.        Подсистема ввода и корректировки данных по нештатным ситуациям (аварийным);

2.      Подсистема ввода и корректировка данных на технологических объектах, связанных с обслуживанием или ремонтом;

.        Подсистема генерирования отчетов.

Подсистема ввод и корректировка данных по нештатным ситуациям, предназначена для изменения данных (температуры в печи) при аварии.

Подсистема ввода и корректировки данных на технологически объектах связанных с ремонтом или обслуживанием, служит для перевода нагрева печи на 50% либо полное отключение нагрева, при проведении ремонтных работ (замена нагревателей) [2].

Подсистема генерирования отчетов, представляет собой архив в виде документа Excel в котором хранятся все данные о работе печи, в нем же составляются графики сравнения работы всех датчиков по температуре в печи при определенной скорости в данный момент времени. Запись в архив производится каждые три минуты в течение целых суток. По истечению суток работы, создается новый архив с начала новых суток, т. е с 00.01.

3.5 Требования к функциональности системы

Разрабатываемая система должна полностью обеспечивать функциональные требования [4]:

)        измерение температуры в печи;

2)      измерение температуры полосы металла;

)        регулировка температуры в печи;

)        измерение скорости полосы металла;

)        измерение давления в печи.

Дополнительные Функции:

)        вести учет данных на протяжении суток непрерывно для производства;

2)      система должна иметь функции, для экспорта данных в программы MS Office (Excel, Word), и строить отчеты в данном формате;

)        предоставление информации в формате, удобном для последующего анализа, многомерные кубы, графики перспективы и т.д.;

)        система должна облегчить регулирование нагрева.

3.5.1 Функции начальника участка

§  анализ и планирование работ по обслуживанию и ремонту объектов, на основании данных о дефектах, неисправностях;

§  формирование заявок на МТО;

§  получение отчетов о состоянии объектов;

§  учет и исполнение требований отдела техники безопасности;

3.5.2 Функции наладчика

§  ввод и корректировка данных

§  предоставление архивов начальнику участка о правильной работоспособности системы

§  наблюдение за работоспособностью оборудования

3.6 Требования к квалификации персонала

Для работы с данной системой, допускается персонала прошедший обучения у начальника участка и внеочередной инструктаж по технике безопасности на месте работы.

3.7 Требования к режиму работы системы

Система должна работать в режиме постоянной готовности, в круглосуточном режиме.

3.8 Требования к надёжности системы

Надежность системы определяется устойчивостью к сбоям и восстанавливаемостью после сбоев клиентской части. В частности, технология обеспечивает механизм транзакций, данные, которые были зафиксированы на момент сбоя, будут сохранены и доступны после восстановления системы. Система строится по модульному типу, сбой одного модуля никак не отражается на работоспособности других модулей. Модули системы не нуждаются в инсталляции.

В результате нарушения целостности исполняемого файла модуля - достаточно заменить его рабочей копией из дистрибутивного архива, при этом, все настройки хранятся в текстовых файлах инициализации, что упрощает перенос и восстановление системы.

3.9 Требования к аппаратному обеспечению

Рабочие места должны работать на следующей аппаратной конфигурации:

         ОЗУ: не менее 2 GB

-        процессор Intel Core 2 Extreme processor

         объем дискового пространства 4 Гб для Windows XP

         видеоадаптер - способный поддерживать разрешение 1280х124 с частотой 75 Гц при глубине цвета не менее 32 млн.

         монитор - диагональ не менее 19”, разрешение не менее 1280х1024 при частота кадров 75 Гц.

         любая сетевая карта, поддерживающая fullduplex 100Мбит/с.

         остальные параметры должны соответствовать требованиям к аппаратному обеспечению, устанавливаемой (установленной) операционной системы.

Для работы системы используется программное обеспечение GeniDAQ. Рекомендуемая платформа Windows XP.

4. Руководство пользователя

4.1 Описание системы

Система SCADA - на базе GeniDAQ предназначена для автоматизированного управления, построения систем сбора, анализа, визуализации данных и управления, работающее под управлением операционной системы Windows XP.

Система будет полезна:

.        Термическому персоналу для повышения качества и скорости выпускаемой продукции;

2.      Пользователям службы ТАиИ для наблюдения температуры в печи, температуры полосы метала (которая проходит отжиг), немедленное реагирование в случае аварии либо других необходимых работ на данном агрегате;

.        Руководителю для контроля простоев и наблюдение отдельных узлов работы нагревателей, для обнаружения неисправностей, по которым составляются профилактические работы на агрегате.

4.2 Установка системы

Процедура инсталляции приложения заключается в следующих действиях:

1.        Вставляем диск с программным обеспечением в сидиром, программа запустится автоматически и предложит установить различные приложения показанный на рисунке 4. Нам понадобится Install Advantech GeniDAQ. Начнется процесс распаковки.

Рисунок 4 - выбор нужного приложения

. Затем выберем путь установки. Пример показан на рисунке 5

Рисунок 5 - указание пути установки

. выбираем расширенную установку (полную) рисунок 6.

Рисунок 6. Выбор параметра установки

4. Программа завершила установку, перезагружаем компьютер

4.3 Начало работы с системой

Перед запуском системы SCADA необходимо запустить сначала программу для связи прибора "термодат" OPC server показан на рисунке 7. и произвести необходимые настройки.

Рисунок 7 - Окно программы OPC server

В настройках необходимо несколько действий рисунок 8:

заходим в настройки ком порта;

         выбрать COM порт, по которому будет осуществляться связь ПК с прибором;

-        выставляем скорость передачи (рекомендуемая скорость 9600) в зависимости от модели прибора "термодат";

         в остальных пунктах кроме последнего оставляем все по умолчанию;

         в пункте поддержка RS-485 ставим "нет" так как передачу данных будем осуществлять по витой паре.

Рисунок 8 - конфигурация COM портов

Следующим шагом будет запуск документа Excel из системной папки OPC server в которой будет хранится архив всех измерений. Пример на рисунке 9, 10.

Рисунок 9 - Запуск архива

Рисунок 10 - Окно запущенного архива

Теперь необходимо загрузить все необходимые атрибуты для работы программы, для этого необходимо выйти на рабочий стол и нажать на вкладку настройка, пример на рисунке 11.

Рисунок 11 - пример рабочего стола

Откроется окно LockWin - установка параметров, через это окно нам необходимо будет загрузить те самые атрибуты, для этого по вкладке программы переходим на редактор пользовательского меню, пример на рисунке 12, 13.

Рисунок 12 - Окно установки параметров

Рисунок 13 - Окно редактора пользовательского меню

Затем в группе находим оператора и через него открываем окно изменение записи о программе, рисунок 14.

Рисунок 14 - окно загрузки программы

Необходимая программа находится в системной папке OPCserver она выглядит следующим образом, пример на рисунке 15, 16.

Рисунок 15 - Основная программа работы печи по заданию

Рисунок 16 - программа для формирования архива

Все необходимые атрибуты запущенны можно переходить к запуску самой системы.

Запускаем систему SCADA пример запущенной программы показано на рисунке 17.

Рисунок 17 - Окно ПО GeniDAQ

4.4 Ввод параметров для АВО 3, АВО 4, АВО 5, АВО 7

Теперь необходимо ввести все параметры работы печей которые были подтверждены ЦЗЛ. Для каждой печи разработан свой температурный режим, ввод данных осуществляется поочередно и выглядят одинаково кроме АВО 6.

На примере АВО 3 начнем ввод необходимых параметров.

Нажмем курсором мыши на синее название необходимого агрегата, в нашем случае на АВО 3, пример на рисунке 18.

Рисунок 18 - Вход в панель ввода заданий

Открывается следующее окно, рисунок 19.

Рисунок 19 - окно для ввода и корректировки заданий

Цифры 1, 2, 3…12 означают номера зон печи, для каждой зоны так же соответствует свой температурный порог, 1 зона - начальная, таким образом в ней температура будет самой маленькой соответственно в середине печи будет самой высокой, а в конце также идет на понижение.

Введем параметры для каждой зоны, после каждого ввода данных необходимо подтвердить значение при помощи клавиатуры кнопкой Enter. После введения данных необходимо выбрать режим работы. Режим работы 100% - это рабочий режим, 50% - обычно этот режим применяют при необходимости срочной замены каких либо частей печи или когда печь встает на профилактические работы, для того что бы печь не остыла полностью, 30% - используют при серьезной аварии. Пример на рисунке 20.

Рисунок 20 - Режимы работы агрегата

Теперь необходимо включить через программу GeniDAQ ранее запущенный архив, рисунок 21.

Рисунок 21 - Включение архива

Печь включена пошел нагрев, выходим на основной экран.

Теперь нам необходимо ввести задание температуры нагрева для камеры равномерного отжига (КРО). С главного окна заходим на АВО 3 охлаждение, рисунок 22, 23.

Рисунок 22 - Переход на окно КРО

Рисунок 23 - Окно для ввода и корректировки донных для КРО

Ввод данных осуществляется таким же образом, только вместо 12 зон тут всего 3, но измерения производятся на каждой зоне с трех точек (слева от полосы посередине полосы и с права от полосы). При вводе данных также необходимо подтвердить значение Enter. Затем выбираем режим работы, режимы соответствуют выше перечисленным режимом, только отсутствует режим 30%, при аварии КРО отключается 0%, пример рисунок 24.

Рисунок 24 - Отключение КРО

Камера равномерного отжига включена, переходим на основное окно нажав кнопку таблица, рисунок 25.

Рисунок 25 - Выход на основное окно

4.4.1 Переход на резерв

Если при работе печи возникли какие либо отклонения в измерении или перегорела термопара, то мы можем перейти на измерения с резервных термопар. Для этого необходимо с основного окна зайти на вкладку резерв, рисунок 26, и перейдем на окно заданий для резерва, рисунок 27.

Рисунок 26 - Переход на вкладку резерв

Рисунок 27 - Таблица параметров резерва

В этом окне автоматически дублируются все задания которые мы задавали ранее, кроме камеры равномерного отжига, для нее резерва не предусмотрено. Теперь нам необходимо только нажать на название нужного нам агрегата, в нашем случае АВО 3, и программа будет вести замеры с резерва, рисунок 28.

Рисунок 28 - Включение резерва

4.4.2 Ввод параметров для АВО 6

Для того чтобы ввести все необходимые параметры температур для АВО 6 необходимо с основного экрана программы перейти на вкладку АВО 6, рисунок 30.

Рисунок 30 - Переход на вкладку АВО 6

На экране откроется окно для корректировки данных соответствующее 6 агрегату, рисунок 31.

Рисунок 31 - Окно ввода данных для АВО 6

В данном окне можно не только ввести данные для печи отжига и для камеры равномерного отжига, также добавляется камера сушки, которая на остальных агрегатах отсутствует. Метод ввода данных аналогичен, режим работы на этой печи выбирается либо 100% либо 0, т.е. включена или выключена. После введения данных курсором мыши включаем печь кнопкой "ВКЛ/ОТКЛ".

.4.3 Просмотр графиков работы на агрегатах

На работающих агрегатах мы можем просмотреть графики правильности работы печи, не выходя из программы, выявить в какое время происходили остановки, на каком агрегате падало давление и изменялась текстура.

Для этого с главного окна мы переходим на необходимую нам вкладку.

Просмотрим скорость агрегата АВО 3. Для этого нажмем на вкладку расход и получим графики скорости, вытяжки и структуры в определенный промежуток времени, рисунок 32.

Рисунок 32 - Графики по АВО 3

Аналогично можно просматривать графики для каждого агрегата.

.5 Снятие архива

Для того чтобы снять необходимы для нас архив необходимо зайти в системную папку OPCserver. Найти документ Excel под названием "архив АВО" и скопировать его на съемный носитель. Открытый архив выглядит следующим образом, рисунок 33.

Рисунок 33 - Пример архива АВО 3

5. Экономическая часть

5.1 Определение затрат на создание программного продукта

Затраты на создание программного продукта, исходя из методики [6], складываются из:

·   расходов по оплате труда разработчика программных модулей (основная и дополнительная заработная плата);

·   расходов по оплате машинного времени при написании и отладке программных модулей;

·   отчислений на социальные нужды.

5.2 Расходы по оплате труда разработчика программы

Расчёт основной заработной платы (это заработная плата лиц, находящихся на окладе). Основная заработная плата рассчитывается исходя из фактически затраченного времени и установленного месячного оклада по формуле (1)

, (1)

где Зо. окл - основная заработная плата лиц, получающих оклад, в расчёте на данную работу (проектирование, подготовка программного продукта,), руб.;

Ом_{i -} месячный оклад i - го работника с учётом уральской надбавки 15 %, руб.;

Ф_пл - плановый годовой фонд рабочего времени предприятия (организации) при односменном режиме работы, ч;= 1, …, r - порядковый номер работника, участвующего в данной работе;_i - количество труда, затраченного i - м работником, ч [1].

Величина Ф_пл рассчитывается по формуле (2)

Ф_пл = (К_ф - Д_вых - Д_пр) × t - Т_сокр, (2)

где К_{ф -} количество календарных дней в году (365 или 366);

Д_вых - количество выходных дней (суббот и воскресений) в году;

Д_пр - количество нерабочих праздничных дней в РФ;- продолжительность рабочего дня, ч;

Т_{сокр -} количество часов в данный календарный год, когда рабочий день перед праздником сокращается на один час.

В данном случае: i=1, работа выполняется 1 человеком.

Ф_пл= (365-116) *8-42=1958.

Трудоемкость создания программы (T) включает в себя затраты труда на:

-        подготовку описания задачи (t_o);

-        исследование алгоритма решения задачи (t_n);

-        разработку блок-схемы алгоритма (t_a);

-        программирование по готовой блок-схеме (t_p);

-        отладка программы (t_отл);

-        подготовка документации по задаче (t_q).

Учитывая то, что задача является не легкой и оценивая опыт разработки технического задания на дипломное проектирование можно оценить затраты труда на описание задачи (t_o) как 30 чел. - часов.

Остальные составляющие трудоемкости определяется, исходя из условного числа операторов в программном продукте, то есть того числа операторов, которое необходимо написать программисту в процессе работы над задачей с учетом возможных уточнений в постановке задачи и совершенствовании алгоритма.

Условное число операторов (Q) в программе определяется по формуле (3)

= q*c* (1+p), (3)

где q = 2700 - предполагаемое число операторов;= 1.5 - коэффициент сложности программы;= 0.6 - коэффициент коррекции программы в ходе ее разработки.

= 2700*1.5* (1+0.6) = 6480.

Затраты труда на исследование алгоритма решения задачи (t_n) с учетом уточнения описания и квалификации программиста определяются формулой (4)

_n = Q*B/ (75-85) K, (чел. - часов), (4)

Где В = 1.2 - коэффициент увеличения затрат труда вследствие недостаточного описания задачи, уточнений и некоторой недоработки;

К = 1.4 - коэффициент квалификации разработчика.

_n = 6480*3.0/80*1.4 = 388 (чел. - часов).

Затраты труда на разработку алгоритма решения задачи (t_а) определяются по формуле (5)

_а = Q/ (60-75) K, (чел. - часов), (5)_а = 6480/70*1.4 = 130 (чел. - часов).

Затраты труда на составление программы по готовой блок - схеме (t_p) определяются по формуле (6)

_p = Q/ (60-75) K, (чел. - часов), (6)_p = 6480/70*1.4 = 130 (чел. - часов)

Затраты труда на отладку программы на ЭВМ при автономной отладке одной задачи (t_отл) определяются по формуле (7)

_отл = Q/ (40-50) K, (чел. - часов), (7)_отл = 6480/45*1.4 = 200 (чел. - часов)

Затраты труда на отладку программы на ЭВМ при комплексной отладке задачи (t_отл) определяются по формуле (8)

_отл = 1.5 * tотл, (чел. - часов), (8)_отл = 1.5*200 = 300 (чел. - часов)

Затраты труда на подготовку документации по задаче (t_q) определяются по формулам (9), (10), (11)

_q = tqp + tqo, (чел. - часов), (9)_qp = Q/ (150-200) K, (чел. - часов), (10)_qo = 0.75*tqp, (чел. - часов), (11)

где t_qp - затраты труда на подготовку материалов в рукописи;_{qo -} затраты на редактирование, печать и оформление документации.

_qp = 6480/200*1.4 = 45 (чел. - часов)_qo = 0.75*45 = 34 (чел. - часов)_q = 45 +34 =79 (чел. - часов).

Пользуясь результатами вышеприведенных расчетов, которые сведены в таблицу 3, можем рассчитать трудоемкость создания программного продукта (T), пользуясь формулой (12).

Таблица 3 - Результаты вышеприведенных расчетов

=t_o + t_n + t_а + t_p + t_отл + t_q (12)= 954 (чел. - час.)

Среднечасовая оплата труда разработчиков программы рассчитывается, исходя из того, что среднемесячная зарплата инженера-программиста (с учетом уральского коэффициента 15%) составляет C_m = 28750 руб.

З_{о. окл}  руб.

З_доп= 8404,75

Таким образом, расходы по оплате труда разработчика программных модулей составляют:

З _{о. окл} + З_доп= 168095+ 8404,75= 176499,75 руб.

Все составляющие отчислений на социальные нужды рассчитываются в процентах к единой базе: сумме основной и дополнительной заработной платы, взятой с уральской надбавкой 15% по формуле (20) Для налогоплательщиков-организаций, осуществляющих деятельность в области информационных технологий, за исключением налогоплательщиков, имеющих статус резидента технико-внедренческой особой экономической зоны, применяется налоговая ставка 30%.

соц=0,3*З, (20)

где З - расходы по оплате труда разработчика,

З=руб.соц=0,3*=50428,5 руб.

5.3 Расходы по оплате машинного времени при отладке программы

Расходы определяются умножением фактического (планового) времени работы ЭВМ (в часах) на себестоимость машино-часа собственной вычислительной машины предприятия (организации) С_{эвм. соб.} Величину С_{эвм. соб} можно рассчитать по формуле (13)

, (13)

где Зо. окл - годовая сумма основной заработной платы обслуживающего персонала, руб.;

Зд. окл - годовая сумма дополнительной заработной платы обслуживающего персонала, руб.;

Зотч - годовая сумма отчислений на социальные нужды обслуживающего персонала, руб.;

Зв. м - годовые затраты на вспомогательные материалы, руб.;

Зам - годовая сумма амортизационных отчислений, руб.;

Зэл - годовые затраты на электрическую энергию, руб.;

Зт. р - годовые затраты на текущий ремонт, руб.;

Зн - накладные расходы, руб.;

Тг. эвм - годовой фонд полезного использования компьютера, ч.

Годовые суммы основной и дополнительной заработной платы обслуживающего персонала:

З_{о. окл}=12*15000=180000 руб.

З_{д. окл}=180000*20%=36000 руб.

Годовая сумма отчислений на социальные нужды обслуживающего персонала:

Для налогоплательщиков-организаций, осуществляющих деятельность в области информационных технологий, применяется налоговая ставка 30%.

З_отч=0,3* (180000) =54000 руб.

Годовые затраты на вспомогательные материалы:

Зв. м=0,1*P, где P =30000 руб. (первоначальная стоимость ПЭВМ).

Тогда:

Зв. м=3000 руб.

Сумма годовых амортизационных отчислений определяется по формуле (14):

Зам = (14)

где С_б - балансовая (первоначальная, восстановительная) стоимость, руб.; n - срок полезного использования (36 ¸ 25), мес.

Зам = 30000 *12/30 = 12000 руб.

Годовые затраты на электрическую энергию определяются по формуле (15):

Зэл=Рэвм * Тэвм * Сээ * А, (15)

где Pэвм - установочная мощность ПЭВМ (P =0.4кВт);

Тэвм - годовой фонд полезного времени работы машины (1958);

Сээ - стоимость 1 кВт*час электроэнергии С = 2.20 руб.;

А - коэффициент интенсивного использования ПЭВМ (0.9-1).

Зэл = 0.4*1958*2.20*0.95 = 1636,8 руб.

Годовые затраты на текущий ремонт:

Принимаются равными 6% от стоимости ПЭВМ, согласно формуле (16):

Зтр =0.06 * Спэвм (16), Зтр = 0.06*30000 =1800 руб.

Накладные расходы:

Составляют 6 % от стоимости электронно-вычислительной техники.

Зн=0,6*30000=18000 руб.

Годовой фонд полезного использования компьютера определяется по формуле (17):

Тг. эвм = Тэвм - Тпроф, (17)

где Тпроф - годовое количество часов профилактических работ. В разных организациях различно; обычно 1 час в неделю, т.е.52 часа в год.

Тг. эвм = Тэвм - Тпроф=1958-52=1906

Тогда получим:

Таблица 4 - Полные затраты на эксплуатацию ПЭВМ.

Затраты машинного времени

Определяются с учетом того, что машина использовалась только на этапах программирования по готовой блок-схеме, отладки программы на ПЭВМ, подготовки документации по задаче, рассчитываем затраты машинного времени (tэвм) по формуле (18):

эвм = tp + tотл + tq, (18), tэвм = 409 час.

Затраты на оплату машинного времени определяются по формуле (19)

Зэвм = tэвм * Сэвм (19)

Зэвм = 409 * 90,02 =36818,18 руб.

5.4 Затраты на создание программного продукта

Затраты на создание программного продукта представляют собой сумму двух составляющих: расходы по оплате труда разработчика и расходы по оплате машинного времени.

Полная сумма, рассчитанная по формуле (21) составила (Таблица 5):

полн = З + Зэвм+ Sсоц (21)полн = 255341,68

Таблица 5 - Результаты

Сроки актуальности:

Время простоя на агрегате при аварии без программного обеспечение составляет 2-3 часов;

Время простоя на агрегате при аварии с программным обеспечением составляет 0,5-1часов;

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Характеристика опасных и вредных факторов на рабочем месте

К опасным и вредным факторам, постоянно или временно воздействующим на оператора ЭВМ в процессе работы, можно отнести следующее:

электрический ток;

освещенность;

наличие электромагнитных полей;

запыленность и загазованность воздушной среды;

микроклимат;

6.2 Электробезопасность

В соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 [9] осуществлена электробезопасность работы оператора. Помещение относится к классу помещений без повышенной опасности, так как вся проводка является внутренней, открытых проводов нет.

Согласно СанПиН предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и токов при прохождении тока от одной руки к другой и от руки к ногам при продолжительном воздействии не более 10 минут для переменного тока частотой 50 Гц составляют U £ 2B, I £ 0.3A, для постоянного тока U £ 8B, I £ 1.

Влияние электрического тока на организм человека может быть термическим, биологическим или электролитическим.

Поражение электрическим током возможно при прикосновениях: к токоведущим частям, находящимся под напряжением; к отключенным токоведущим частям, на которых остался заряд или появилось напряжение в результате ошибочного включения; к металлическим нетоковедущим частям электроустановок после перехода на них напряжения с токоведущих частей.

В целях обеспечения безопасности проектировщика и нормальной работы оборудования в электрических установках с напряжением 220 В предусмотрены следующие меры защиты:

зануление;

заземление;

система защитных проводов;

изоляция нетоковедущих частей;

малое напряжение;

электрическое разделение сети;

контроль изоляции;

компенсация токов замыкания на землю.

Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Защитное заземление уменьшает напряжение на корпусе относительно земли до безопасного значения, следовательно, уменьшается и ток, протекающий через тело человека при прикосновении к металлическим частям, оказавшимся под напряжением.

В данном случае заземляющее устройство состоит из искусственных заземлителей: стальных труб, расположенных непосредственно в земле и шины из медного провода диаметром 4 мм, проходящего в помещении. Шина и трубы осуществляют надежное соединение с землей и создают малое сопротивление протеканию тока. Корпуса персональных компьютеров подсоединены параллельно к шине заземления.

Сопротивление заземляющего устройства является основным показателем, характеризующим пригодность его в качестве защитного устройства. Сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом в соответствии с ГОСТ 12.1.045-84 [10].

Определим сопротивление одиночного вертикального заземлителя Rв по формуле (22):

, (22)

где t - расстояние от средины заземлителя до поверхности грунта, м; заземлители - стальные трубы диаметром d = 0.09 м. и длиной l = 2.5 м, располагаемые вертикально и соединенные сваркой стальной полосой 40 · 4 мм; ρ = 95 Ом · м - удельное электрическое сопротивление грунта; компьютеры находятся под напряжением U = 220 В;

Расчетное удельное сопротивление грунта вычислим по формуле (23):

, (23)

где ψ - коэффициент сезонности, учитывающий возможность повышения сопротивления грунта в течение года.

Для климатической зоны I примем , тогда:

,

Тогда, для рассматриваемого помещения:

Определим сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители, по формуле (24):

, (24)

где l - длина полосы, расстояние от полосы до поверхности земли,= 0.5 b, где b - ширина полосы, равная 0.08 м.

Определим расчетное удельное сопротивление грунта при использовании соединительной полосы длиной 50 м. При такой длине  (СанПиН 2.2.4.548-96) [12]. Расчетное удельное сопротивление равно:

Сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители, равно:

Принимаем расположение вертикальных заземлителей по контуру с расстоянием между смежными равным 2l. По СанПиН 2.2.4.548-96 [5] находим значения коэффициентов использования, .

Определим число вертикальных заземлителей:

Вычислим общее сопротивление заземляющего устройства:

Таким образом, R< [r_з], что удовлетворяет требованиям ГОСТ 12.1.030-81 [8].

Контроль защитного заземления следует производить как перед вводом его в эксплуатацию, так и периодически (ежегодно). Измерение заземления проводится измерителями заземления типа М-416, М-1103.

6.3 Освещенность рабочего места

Требования к освещенности производственных помещений сводится к следующему:

-        правильный выбор источников света и системы освещения;

-        ограничение слепящего действия света;

-        создание необходимого уровня освещенности рабочих поверхностей;

-        устранение бликов, обеспечение равномерного освещения.

Освещенность при работе с дисплеем должна быть не менее 200 лк, а в сочетании с работой с документами от 300 до 500 лк.

Расчет естественного освещения.

Необходимая площадь световых проемов вычисляется по формуле (25):

= l К_зO К_здS_п / (100r_о r_б), (25)

где S - площадь световых проемов, м²;

S_п - площадь пола помещения, S_п=30 м²;

К_з - коэффициент запаса, принимаемый в зависимости от загрязнения воздуха в помещении, К_з=1,2;

O - световая характеристика окон, O=21;

К_зд - коэффициент, учитывающий затемнение здания противостоящим зданием, К_зд=1;

r_о - общий коэффициент светопропускания окон, r_о=1;

r_б - коэффициент, учитывающий боковое освещение, r_б=1,2;

l - нормируемое значение коэффициента естественной освещенности, l =0,9.

В результате, расчетное значение равно:

= 0,9 1,221 130/ (1001 1,2) =5,67 м².

Площадь окон в комнате составляет 5.67 м², следовательно, естественного освещения достаточно в светлое время суток.

Расчет искусственного освещения.

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного или комбинированного освещения согласно СНиП 23.05-95 [15].

Искусственное освещение в вычислительной лаборатории площадью 10 м² осуществляется с помощью 4 компактных люминисцентных ламп zeon 4U20WE2727, расположенных равномерно в верхней зоне помещения. Минимальная нормируемая освещенность по СНиП 23-05-95 [14] равна 200 лк.

Задачей расчета освещенности является определение минимума освещенности.

Величина минимума освещенности рассчитывается по формуле (26):

= E_пS_пК_зZ / (NК_иК_зт), (26)

где F - световой поток в каждой лампе, F= 1100 лк;

S_п - площадь пола помещения - освещаемая площадь, S_п=30 м²;

К_з - коэффициент запаса, учитывающий старение и запыленность ламп, К_з=1,5;

Z - отношение средней освещенности к минимальной, Z=1,1;

N - число светильников, N=12;

K_и - коэффициент использования светового потока;

Выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (Р_С) и потолка (Р_П), значение коэффициентов Р_С и Р_П были указаны выше: Р_С=40%, Р_П=60%. Значение K_и определим по таблице коэффициентов использования различных светильников. Для этого вычислим индекс помещения по формуле. (6):

, (27)

где S - площадь помещения, S = 30 м²;

h - расчетная высота подвеса, h = 1.8 м;

A - ширина помещения, А = 3 м;

В - длина помещения, В = 10 м.

Подставив значения получим:

Зная индекс помещения I, по таблице находим K_и=0,43

К_зт - коэффициент затемнения, К_зт=0,82

В результате, фактическая освещенность равна:_п= 1100 40,430,82/ (101,51,1) =94 лк.

Итак, фактическая освещенность ниже минимально нормируемой освещенности, следовательно, необходимы дополнительные источники освещения.

Оптимальные показатели освещенности определяются по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 [9]. Помещения по разрядам зрительных работ делятся на 7 групп согласно СНиП 23-05-95 [14]. Характеристика зрительной работы представлена в таблице 7. Для кабинета информатики и вычислительной техники нормативные показатели освещенности приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Характеристика зрительной работы

Таблица 7 - Нормативные показатели освещенности рабочего кабинета

В комнате используется естественное и искусственное освещение. Искусственное освещение в вычислительной лаборатории площадью 30 м² осуществляется с помощью 12 компактных люминисцентных ламп zeon 4U20WE2727, расположенных равномерно в верхней зоне помещения.

6.4 Защита от электростатического поля

Поверхность дисплея приобретает электростатический заряд из-за воздействия электронного пучка на слой люминофора. Сильное электростатическое поле оказывает вредное воздействие на человеческий организм. Влияние электростатического поля уменьшается до безопасного уровня для человека на расстоянии 50 см.

Чтобы предотвратить образование статического электричества и защиты от его влияния в помещениях с ПЭВМ необходимо использовать нейтрализаторы и увлажнители, а полы должны иметь антистатическое покрытие. В рабочих помещениях необходимо проводить ионизацию воздуха, ежедневную влажную уборку и регулярное проветривание. Удаление пыли с экрана ПЭВМ производится не реже одного раза в день.

6.5 Защита от шума

Шумом называется совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм оператора, мешающих его работе и отдыху. Шум ухудшает условия труда, оказывая вредное действие на организм человека. Люди, работающие в условиях длительного шумового воздействия, испытывают раздражительность, головные боли, снижение памяти, головокружение, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т.д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать даже стресс. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда.

Длительное воздействие интенсивного шума [выше 80 дБ (А)] на слух человека приводит к его частичной или полной потере.

Уровень шума, возникающий от нескольких некогерентных источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников по формуле (28):

 (28)

где L_{i -} уровень звукового давления i-го источника шума;- количество источников шума.

Полученные результаты расчета сравнивается с допустимым значением уровня шума для данного рабочего места. Если результаты расчета выше допустимого значения уровня шума, то необходимы специальные меры по снижению шума. К ним относятся: облицовка стен и потолка зала звукопоглощающими материалами, снижение шума в источнике, правильная планировка оборудования и рациональная организация рабочего места оператора.

Уровни звукового давления источников шума, действующих на оператора на его рабочем месте представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Уровни звукового давления различных источников

Обычно рабочее место оператора оснащено следующим оборудованием: винчестер в системном блоке, вентилятор (ы) систем охлаждения ПК, монитор, клавиатура.

Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида оборудования в формулу, получим:

_∑=10·lg (10⁴+10^4,5+10^1,7+10¹) =41,7 дБ

Полученное значение не превышает допустимый уровень шума для рабочего места оператора, равный 50 дБ в соответсвии с ГОСТ 12.1.003 - 83 [11].

6.6 Пожарная безопасность

Профилактические мероприятия по противопожарной безопасности проводятся в соответствии с СНиП 23-05-97 [8]. Пожарная безопасность при проектировании должна обеспечиваться системами предотвращения пожара и противопожарной защиты, в том числе организационно-техническими мероприятиями.

По пожарной опасности помещение согласно ГОСТ 12.1.033-81 [1] относится к категории В4 (пожароопасное), так как в нем присутствует много горючих материалов (пол, деревянный шкаф, столы, окно).

При выполнении работы активно используется ЭВМ. В современных ЭВМ очень высокая плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, коммутационные кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты, что может привести к повышению температуры отдельных узлов до (80 - 100)°С. При этом возможно плавление изоляции соединительных проводов, их оголение и, как следствие, короткое замыкание, которое сопровождается искрением, ведет к недопустимым перегрузкам элементов электронных схем. Последние, перегреваясь, сгорают с разбрызгиванием искр. Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Однако мощные, разветвленные, постоянно действующие системы такого рода представляют дополнительную пожарную опасность, так как, с одной стороны, они обеспечивают подачу кислорода окислителя во все помещения, а с другой - при возникновении пожара быстро распространяют огонь и продукты горения по всем помещениям и устройствам, с которыми связаны воздуховоды.

Напряжение к электроустановкам подается по кабельным линиям, которые представляют особую пожарную опасность. Наличие горючего изоляционного материала, вероятных источников зажигания в виде электрических искр и дуг, разветвленность и труднодоступность делают кабельные линии местом наиболее вероятного возникновения пожара. Эксплуатация ЭВМ связана с необходимостью проведения обслуживающих, ремонтных и профилактических работ.

Для предотвращения пожара предусматриваются следующие меры:

-        предотвращение образования горючей среды;

-        предотвращение появления источников загорания в горючей среде;

-        уменьшение определяющего размера горючей среды ниже максимальной горючести.

Исключить горючую среду (деревянные пол и окна, мебель и т.д.) или изолировать ее мы не можем. В этом случае остается лишь попытаться исключить образование источников зажигания. Здесь возможны следующие меры:

-        применять электрооборудование в соответствии с требованиями;

-        применять в конструкции быстродействующие средства защитного отключения возможных источников зажигания;

-        выполнять действующие строительные нормы, правила и стандарты.

Для предотвращения распространения пожара в помещениях согласно СниП 21-01-97 [14]. должны быть предусмотрены средства первичного пожаротушения. По классу пожара помещение относится к категории E (пожары, связанные с горением электроустановок). Для данного класса пожара наиболее эффективными огнетушителями являются углекислотные. Огнетушители должны быть хорошо видны и легкодоступны в случае пожара. Расстояние от возможного очага пожара до ближайшего огнетушителя не должно превышать 20 м. Огнетушители, имеющие полную массу менее 15 кг, должны быть расположены таким образом, чтобы их вверх располагался на высоте не более 1,5 м от пола. В помещениях категории В и класса пожара Е должно быть не менее 2 огнетушителей ОУ-5 на 400 м², присутствует один огнетушитель.

При возникновении пожара или другой чрезвычайной ситуации люди эвакуируется из помещения согласно плану эвакуации (рисунок 34).

При возникновении пожара в помещении необходимо:

·        сообщить в пожарную охрану по телефону 01;

·        обесточить электрооборудование;

·        приступить к тушению пожара первичными средствами пожаротушения;

·        организовать эвакуацию людей из опасной зоны;

·        организовать встречу пожарной команды и предоставить ей полную информацию о сложившейся обстановке.

Рисунок 34 - Плану эвакуации.

6.7 Микроклимат рабочего места

Микроклимат рабочего места человека-оператора представляет собой совокупность физических, химических, биологических, социально-психологических и эстетических факторов внешней среды, воздействующих на оператора.

Гигиенические требования к микроклимату помещений описаны в СанПиН 2.2.4.548-96. и СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 [14]. В помещениях, при выполнении работ операторского типа, связанных с нервно-эмоциональным напряжением, должны соблюдаться оптимальные величины температуры воздуха (22-24)°С, его относительной влажности (40-60) процентов и скорости движения воздуха не более 0,1 м/с. Инструкция по эксплуатации персональных компьютеров предусматривает также очень жесткие требования к температуре окружающей среды. В теплый период года температура в помещении достигает отметки 26°С, что не удовлетворяет нормативным требованиям и отрицательно сказывается на работоспособности оператора ПЭВМ. Чтобы выдержать микроклиматические требования, в помещении должен быть установлен кондиционер. В холодный период года необходимо производить отопление помещения, что и осуществляется при помощи системы центрального отопления.

В помещении имеется медицинской аптечки для оказания первой медицинской помощи.

Для поддержания необходимой температуры и влажности рабочее помещение оснащено кондиционером и системой отопления, обеспечивающей постоянный и равномерный нагрев воздуха.

7. Природопользование и охрана окружающей среды

Предприятия информационного сектора не являются источником вредных выбросов в атмосферу, грунт или воду, но для своего функционирования они потребляют много электроэнергии, производство которой наносит значительный ущерб природе. Кроме того, производство компьютерного и периферийного оборудования связано с вредом, наносимым окружающей среде. Свою лепту в экологию вносит и утилизация списанной техники.

При производстве ЭВМ и периферии пластиковые и пластмассовые детали, которые являются источником выделения вредных и канцерогенных веществ. Такие вещества способны вызвать аллергические заболевания, астму и онкологические заболевания.

Поэтому все материалы, а также мебель, применяемые в производственных помещениях, должны удовлетворять стандартам и иметь соответствующий сертификат.

В процессе данной работы все действия выполнялись в замкнутом помещении, на оборудовании, соответствующем стандартам безопасности, люминесцентные лампы в помещении отсутствуют. Поэтому данный проект можно считать экологичным продуктом, т.к. внешнее воздействие на среду было в рамках действующих норм.

Согласно федеральному классификационному каталогу отходов [15]:

.        912 004 00 01 00 4 - мусор от бытовых помещений организаций несортированный (исключая крупногабаритный);

2.      949 000 00 00 00 0 - отходы от водоэксплуатации;

.        вентиляционные выбросы.

"Тринадцатизначный код определяет вид отходов, характеризующий их общие классификационные признаки. Первые восемь цифр используются для кодирования происхождения отхода; девятая и десятая цифры используется для кодирования агрегатного состояния и физической формы (0 - данные не установлены, 1 - твёрдый, 2 - жидкий, 3 - пастообразный, 4 - шлам, 5 - гель, коллоид, 6 - эмульсия, 7 - суспензия, 8 - сыпучий, 9 - гранулят, 10 - порошкообразный, 11 - пылеобразный, 12 - волокно, 13 - готовое изделие, потерявшее потребительские свойства, 99 - иное); тринадцатая цифра используется для кодирования класса опасности для окружающей природной среды (0 - класс опасности не установлен, 1 - I-й класс опасности, 2 - II-й класс опасности, 3 - III-й класс опасности, 4 - IV-й класс опасности, 5 - V-й класс опасности)".

Отдельно отметим загрязнение атмосферного воздуха и воды:

-       Для уменьшения загрязнений воды предприятиями или специальными организациями используются системы очистки воды (станция нейтрализации), на трубах стоят фильтры, которые задерживают часть вредных веществ.

-       Загрязнение воздуха - повышенное содержание вредных примесей в приземном слое воздуха, вызванное выбросами промышленных предприятий, выхлопными газами автотранспорта и другими факторами. Выбросы автотранспортных средств особенно опасны потому, что осуществляются в непосредственной близости от тротуаров в зоне активного пешеходного движения. Загрязнение приземного слоя воздуха в большой степени зависит от метеорологических условий. В отдельные периоды, когда метеорологические условия способствуют накоплению вредных веществ в приземном слое атмосферы, концентрации примесей в воздухе могут резко возрастать - возникает смог. Уровень загрязнения воздуха оценивается по значениям интегрального показателя загрязнения и средним за сутки концентрациям оксида углерода и диоксида азота:

1.      Формальдегид оказывает раздражающее действие на организм человека, обладает общей токсичностью. При концентрациях выше предельных, формальдегид действует на центральную нервную систему, особенно на зрение и сетчатку глаз. При острых отравлениях характерно раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, резь в глазах, першение в горле, кашель, боль и чувство давления в груди;

2.      Диоксид азота и оксид углерода при проникновении в органы дыхания человека приводят к нарушению системы дыхания и кровообращения. Вдыхаемые частицы влияют как непосредственно на респираторный тракт, так и на другие органы. При повышенных концентрациях оксида углерода, уменьшается приток кислорода к тканям и к сердцу, повышается количество сахара в крови.

7.1 Выводы

Используемое помещение выполняются требования:

освещенности;

-        электробезопасности.

На рабочем месте шумы и вибрации практически отсутствуют. Рабочее помещение расположено окнами во двор, поэтому уличных шумов и вибраций нет. Шум и вибрация создаются только работающими ПЭВМ, но они создают максимальный уровень шума до 50 дБ (по техническому паспорту).

В теплый период года температура в помещении достигает отметки 26°С, что не удовлетворяет нормативным требованиям СанПиН 2.2.4.548-96 [12] и отрицательно сказывается на работоспособности оператора ПЭВМ. Чтобы выдержать микроклиматические требования, в помещении установлен кондиционер.

Предлагаемые в данном проекте мероприятия не оказывают влияния на состояние экологической обстановки, а также на условия труда персонала.

Заключение

Выпускная квалификационная работа проходила на металлургическом заводе ООО "ВИЗ-Сталь". В рамках работы проведен анализ процесса обслуживания ПО в цехе холодной прокатки и выявлен ряд существенных проблем при выполнении таких процессов.

В процессе подготовки выпускной квалификационной работы были рассмотрены существующие системы SCADA, проанализирован предоставляемый ими функционал. Наибольший интерес вызвали SCADA система на базе программного обеспечения GeniDAQ.

Сформировано техническое задание, в котором представлен полный перечень требований, предъявляемых к разрабатываемой системе. В результате анализа технической поддержки ЦХП были выдвинуты требования к составу системы SCADA: замер температуры полосы, регулирование температуры печи, замер температуры печи, формирование графиков работоспособности, формирование отчетов и архивов работы печи.

На основе технического задания было принято решение внедрить SCADA систему на базе ПО GeniDAQ. В рамках данного проекта была выполнена настройка параметров системы для рабочего места наладчика. Выдвинутые руководством цеха требования к системе выполнены.

Планируется дальнейшее развитие системы и разработка дополнительных модулей: удаленный доступ, измерение толщины покрытия.

Список использованных источников

1.      http://www.teplomehanika.ru/termodat. htm

2.      OPC - Enabled Industrial Data Acquisition Software - описание настройки программного обеспечения.

.        http://www.ste.ru/siemens/pdf/rus/termocouplers. pdf

.        http://www.tehno.com/group. phtml? gid=B00120034677

.        http://www.asutp.ru/? p=600519-ifix

.        Тенденции развития технологий [Электронный ресурс] - Ростов-на-Дону: Кафедра теории и технологии менеджмента экономический факультет ЮФУ - Режим доступа: http://www.managment. aaanet.ru/infor/4. php

.        Аксенов К.А. Клебанов Б.И. Работа с CASE-средствами BPwin, ERwin. [Электронный ресурс]: Образовательный портал УГТУ - УПИ, 2004 - Режим доступа: http://study. ustu.ru/view/aid/89/1/Method_BpWin_ERwin. pdf

.        Организационно-экономическое обоснование дипломных проектов. Учебное пособие/Е.А. Копылов, А.Н. Москалев, В.И. Шилков. Редакционно-издательский отдел УГТУ-УПИ

.        ГОСТ 12.1.030-81 Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление

.        ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

.        ГОСТ 12.1.045-84 Допустимые уровни напряженности электрических полей.

.        СниП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений.

.        СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

.        СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.

.        СНиП 23.05-95 Естественное и искусственное освещение.

.        Федеральный классификационный каталог отходов. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.ecoguild.ru/faq/fedwastecatalog. htm

.        СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий.