Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток и обеспечивать коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1,2 процентов в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1,5 процентов на остальной территории. Для чего необходимо обеспечить достаточную площадь световых проемов. Площадь световых проемов (So) рассчитывается по формуле (4.1):
(4.1)
Где Sn - площадь пола помещения (6 * 2,5 = 15 кв. м),
En - нормативное значение KEO (1.2),
K1 - коэффициент запаса (1.2),
g - световая характеристика окон (15)
K2 - коэффициент учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями (1),
V - коэффициент учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря отражению света (1.2),
To - общий коэффициент светопропускания, определяется по формуле (4.2):
To = T1 * T2 * T3 * T4 = 0.8 * 0.65 * 1 * 1 = 0.52 (4.2)
Где T1 - коэффициент светопропускания материала (для окон двойного стекла 0,8),
T2 - потери света в переплетах (деревянный, двойной, раздельный 0,65),
T3 - потери света в несущих конструкциях (1),
T4 - потери света в солнцезащитных устройствах (1),
Таким образом, площадь светового проема:
кв. м.
Фактически имеется всего 1.5 м2 (одно окно 1 м * 1.5 м), указывает на необходимость искусственного освещения.
Расчет искусственной освещенности
Применение искусственного освещения помогает избежать рассмотренных выше недостатков естественного освещения и создать оптимальный световой режим. Искусственное освещение в помещениях эксплуатации мониторов и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения.
Для искусственного освещения следует использовать, главным образом, люминесцентные лампы, у которых высокая световая отдача (до 75 лм/Вт и более), малая яркость светящейся поверхности, близкий к естественному спектральный состав излучаемого света, что обеспечивает хорошую цветопередачу.
На стадии светотехнического проектирования основной задачей является расчет потребной мощности осветительной установки. Все методы расчета искусственного освещения основаны на формулах, связывающих освещенность с характеристиками ламп. Согласно СНиП [8], рассчитаем искусственную освещенность по формуле, учитывая, что в помещении имеется 16 ламп мощностью по 40 Вт:
(4.3)
Где F - световой поток одной лампы, F = 336 лм.; N - число ламп, N = 16; Z - поправочный коэффициент, Z = 0,9;
g - коэффициент использования осветительной установки, g = 20;
S - площадь пола помещения, S = 15 м. кв.;
КЗ - коэффициент запаса, КЗ = 1,4.
Подставляя численные данные в формулу, получаем:
Рассчитанное значение освещённости Е = 460 лк, что соответствует [8].
Шум и вибрации
Шум является одним из наиболее распространённых в производстве вредным факторов. Действие шума не ограничивается воздействием на органы слуха, шум через нервные волокна передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы.
Нормальный уровень шума не должен превышать 50 дБ. При уровне выше 120 дБ начинаются недопустимые условия. Сильный шум действует отрицательно не только на органы слуха, но и на весь организм в целом, в том числе и на нервную систему. Шум приводит к усилению утомляемости и резкому падению производительности труда.
Для снижения шума следует:
а) ослабить шум самих источников, используя звукоизоляцию;
б) снизить эффект суммарного воздействия отраженных звуковых волн;
в) использовать архитектурные и технологические решения, направленные на изоляцию источников шума;
г) располагать помещение вдали от источников шума и вибрации.
Основным источником шума на рабочем месте оператора ПЭВМ являются вентиляторы охлаждения, трансформаторы ПЭВМ и принтер.
Уровень шума от вентиляторов и трансформаторов не превышает 45 дБ (данные взяты из технического паспорта), уровень звуковой мощности принтера (в зависимости от модели принтера) составляет до 50 дБ, но он работает не постоянно. Следовательно, уровень шума на рабочем месте оператора ПЭВМ следует считать допустимым.
Вибрация на рассматриваемом рабочем месте не проявляется ввиду отсутствия каких-либо производственных механизмов или машин. Вибрация, создаваемая работающими вентиляторами, практически равна нулю.
Эргономичность проекта
5.3.1 Эргономические требования к рабочему месту
Конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов (сиденье, органы управления, средства отображения информации) соответствуют антропометрическим, физиологическим и психологическим требованиям, а также характеру работы.
Данная конструкция рабочего места обеспечивает выполнение трудовых операций в пределах зоны деятельности моторного поля. Зоны досягаемости моторного поля в вертикальных и горизонтальных плоскостях для средних размеров тела человека приведены на рисунке 4.1 Выполнение трудовых операций “часто” и “очень часто" обеспечивается в пределах зоны досягаемости и оптимальной зоны моторного поля, приведенных на рисунке 4.2 (зоны 1,2).
Расположение средств отображения информации, в данном случае это дисплей ЭВМ соответствуют [14].
Рис.4.1 Зоны досягаемости моторного поля тела человека
Рис.4.2 Зоны досягаемости и оптимальной зоны моторного поля
Уровень шума согласно [9] на рабочих местах с использованием устройств для исследований, разработок, конструирования, программирования и врачебной деятельности должен составлять до 50 дБ. Машины, применяемые в ходе работы, создают максимальный уровень шума до 35 дБ (по техническому паспорту), что соответствует [9].
Для снижения нагрузки на глаза дисплей должен быть установлен наиболее оптимально с точки зрения эргономики. Верхний край дисплея должен находится на уровне глаз, а расстояние до экрана около 40 см, что укладывается в рамки от 28 до 60 см. Мерцание экрана происходит с частотой fмер = 85 Гц, что соответствует условию fмер > 70 Гц.
Рабочие места в лаборатории расположены перпендикулярно оконным проемам, это сделано с той целью, чтобы исключить прямую и отраженную блесткость экрана от окон и приборов искусственного освещения, которыми являются лампы накаливания, т.к газоразрядные лампы при работе с дисплеями применять не рекомендуется (с целью снижения нагрузки на глаза).
Визуальные эргономические параметры ВДТ (видеодисплейных терминалов) являются параметрами безопасности, и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья пользователей. Конструкция ВДТ, его дизайн и совокупность эргономических параметров должны обеспечивать надежное и комфортное считывание отображаемой информации. Корпус ВДТ и ПЭВМ, клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,4 - 0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.
Конструкция клавиатуры должна предусматривать:
а) исполнение в виде отдельного устройства с возможностью свободного перемещения;
б) опорное приспособление, позволяющее изменять угол наклона поверхности клавиатуры в пределах от 5 до 15 градусов;
в) высоту среднего ряда клавиш не более 30 мм;
г) расположение часто используемых клавиш в центре, внизу и справа, редко используемых - вверху и слева;
д) выделение цветом, размером, формой и местом расположения функциональных групп клавиш;
е) минимальный размер клавиш - 13 мм, оптимальный - 15 мм;
ж) клавиши с углублением в центре и шагом 19 ± 1 мм;
з) расстояние между клавишами не менее 3 мм;
и) одинаковый ход для всех клавиш с минимальным сопротивлением нажатию 0,25 Н и максимальным - не более 1,50 Н;
к) звуковую обратную связь от включения клавиш с регулировкой уровня звукового сигнала и возможности ее отключения.
Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей (размер ВДТ и ПЭВМ, клавиатуры, пюпитра и др.), характера выполняемой работа. При этом допускается использование рабочих столов различных конструкций, отвечающих современным требованиям эргономики.
Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ВДТ и ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления.
Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья профессиональных пользователей, на протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы.
Оценка качества программы
Согласно нормативам [10] оценка качества программного обеспечения (ПО) имеет сложную многоуровневую структуру. На элементарном уровне оценка качества ПО состоит из 245 оценочных элементов. Программные продукты обладать следующими показателями качества [10]:
Показатели надёжности:
а) устойчивость функционирования - способность обеспечивать продолжение работы программы после возникновения отклонений, вызванных сбоями технических средств, ошибками во входных данных и ошибками обслуживания;
б) работоспособность - способность программы функционировать в заданных режимах и объемах обрабатываемой информации в соответствии с программными документами при отсутствии сбоев технических средств.
Показатели сопровождения:
а) структурность - организация всех взаимосвязанных частей программы в единое целое с использованием логических структур “последовательность", “выбор", “повторение”;
б) простота конструкции - построение модульной структуры программы наиболее рациональным с точки зрения восприятия и понимания;
в) наглядность - наличие и представление в наиболее легко воспринимаемом виде исходных модулей ПС, полное их описание в соответствующих программных документах;
г) повторяемость - степень использования типовых проектных решений или компонентов, входящих в ПС.
Показатели удобства применения:
а) легкость освоения - представление программных документов и программы в виде, способствующем пониманию логики функционирования программы в целом и ее частей;
б) доступность эксплутационных программных документов - понятность, наглядность и полнота описания взаимодействия пользователя с программой в эксплутационных программных документах;
в) удобство эксплуатации и обслуживания - соответствие процесса обработки данных и форм представления результатов характеру решаемых задач.
Показатели эффективности:
а) уровень автоматизации - уровень автоматизации функций процесса обработки компании с учетом рациональности функциональной структуры программы с точки зрения взаимодействия с ней пользователя и использования вычислительных ресурсов;
б) временная эффективность - способность программы выполнять заданные действия в интервал времени, отвечающий заданным требованиям;
в) ресурсоемкость - минимально необходимые вычислительные ресурсы и число обслуживающего персонала для эксплуатации ПС.
Показатели универсальности:
а) гибкость - возможность использования ПС в различных областях применения;
б) мобильность - возможность применения ПС без существенных дополнительных трудозатрат на ЭВМ аналогичного класса;
в) модифицируемость - обеспечение простоты внесения необходимых изменений и доработок в программу в процессе эксплуатации.
Показатели корректности:
а) полнота реализации - полнота реализации заданных функций ПС и достаточность их описания в программной документации;
б) согласованность - однозначное, непротиворечивое описание и использование тождественных объектов, функций терминов, определений, идентификаторов и т.д. в различных частях программных документов и текста программы;
в) логическая корректность - функциональное и программное соответствие процесса обработки данных при выполнении задания общесистемным требованиям;
г) проверенность - полнота проверки возможных маршрутов выполнения программы в процессе тестирования.
5.4. Экологичность работы
Экологическое воздействие системы на природную среду может быть связано с выбросами вредных веществ, тепловым или шумовым загрязнением, излучениями. В данном дипломном проекте можно выделить лишь три последних фактора, действующих только в пределах помещения.
Ионизационное излучение
В процессе выполнения дипломной работы на ЭВМ и при эксплуатации программы человек подвергается воздействию ионизационного излучения, которое поступает с дисплея компьютера.
Излучение дисплея достигает нормируемых значений радиационного фона 60 мкР/час, уже на расстоянии 2 см от экрана. В целях дополнительной защиты на дисплей надет фильтрующий экран, снижающий величину дозы облучения. Таким образом, получаемая оператором доза ионизационного облучения не наносит вреда для организма человека.
Электромагнитное излучение
В соответствии с [14], пользователь персонального компьютера при работе с дисплеем подвергается воздействию низкоэнергетического рентгеновского и ультрафиолетового излучения, электромагнитного излучения, статического электричества, поэтому расстояние от одного дисплея до другого должно быть не менее 2,0 м в направлении тыла, а расстояние между боковыми поверхностями не менее 1,2 м. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм.
В помещении лаборатории расположение персональных компьютеров удовлетворяет вышеперечисленным требованиям.
Статическое электричество
Для предотвращения образования статического электричества и защиты от него в помещении необходимо использовать нейтрализаторы и увлажнители, а полы должны иметь антистатическое покрытие.
Защита от статического электричества должна проводиться в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами допускаемой напряженности электростатического поля. Допускаемые уровни напряженности электростатических полей не должны превышать 20 кВ в течение 1 часа.
Чрезвычайные ситуации
В данном разделе представлен материал на тему "Основные конструктивные методы защиты радиоэлектронной аппаратуры от воздействия сильных электромагнитных излучений.
Приступая к эксплуатации средств вычислительной техники пользователю желательно знать, какие нарушения работоспособного состояния полупроводниковых приборов и типовых схем могут возникнуть при воздействии различных видов ионизационного излучения, являются ли они временными (обратимыми) или постоянными (необратимыми).
В первом приближении эффекты от воздействия ионизационного излучения можно рассматривать независимо, тем более что в реальных условиях на схему сначала действует гамма-импульс, а затем с определенным временным сдвигом - нейтронный импульс.
Ионизация, обусловленная действием гамма импульса, оказывает влияние на работу, например, интегральной схемы благодаря одному из трех механизмов: возникновению фототоков, протекающих через обратносмещенные переходы, полному нарушению работы транзистора и ухудшению свойств поверхности.
Фототоки, протекающие в цепях, могут приводить к появлению сигнала помехи на выходе схемы длительностью от нескольких наносекунд до сотен миллисекунд в зависимости от времени восстановления элементов схем. Может также произойти полное нарушение работоспособности транзисторов, например, в ИС с изоляцией p- n-переходами из-за того, что переход между коллектором и подложкой во время действия гамма импульса становится проводящим. Полное нарушение работоспособности схемы может также возникнуть из-за того, что соответствующие элементы становятся проводящими и могут пропускать неограниченный ток через переходы в режиме насыщения. При этом могут возникнуть как вторичный пробой, так и выгорание металлизации или перегорание токопроводящих цепей.
Воздействие нейтронов, в свою очередь, также полностью нарушает работоспособность схем из-за недопустимой деградации параметров приборов, либо приводит к временным отказам, обусловленным ионизацией из-за действия нейтронов или отжига нестабильных структурных повреждений. Накопление поверхностного заряда или образование зарядов в окружающей атмосфере также приводит к деградированию параметров полупроводниковых приборов.
Каждый из типов аппаратуры требует конкретного комплекса мероприятий, сущность которых раскрыта ниже в изложении методов повышения и обеспечения стойкости РЭА к действию ЭМИ: конструкционных, схемотехнических, структурно-функциональных.
Рассмотрим подробнее конструкционные методы. Общий принцип конструкционных методов защиты от ЭМИ состоит в улучшении экранирования кабелей, аппаратуры, выбора наилучших схем заземления для каждого конкретного случая.
Экранирование является наиболее радикальным и, можно сказать, единственным эффективным способом защиты проводных линий. Оно позволяет одновременно решать следующие задачи: уменьшать опасные напряжения, наводимые в линиях под действием ЭМИ, а также уровни полей, проникающих в экранированные блоки по линиям связи. При использовании экранированных проводных линий следует учитывать, что эффективность экранирования в значительной степени зависит от места присоединения экранирующей оплетки к системе заземления объектов и качества этих соединений. Применение экранирующей оболочки, не соединенной с заземлением, не дает практически экранирующего эффекта. Это объясняется тем, что в данном случае в оболочке не возникают токи, поле которых могло бы уменьшить магнитную составляющую ЭМИ.
Помимо экранирования для уменьшения амплитуды напряжений, действующих в соединительных линиях в результате воздействия ЭМИ, следует выполнять эти связи с помощью симметричных линий. Симметрирование заключается в скручивании с определенным шагом проводов линии для выравнивания параметров каждого из них по отношению к земле. В этом случае напряжение, действующее на нагрузке, равно разности напряжений, наведенных ЭМИ в прямом и обратном проводах линии, и тем меньше, чем меньше отличаются полные сопротивления этих проводов относительно земли или экранной оболочки линии.
Значительное снижение влияния напряжений и токов, наводимых ЭМИ в соединительных линиях на элементы аппаратуры, достигается применением гальванического разделения внутренних и внешних линий связи. В качестве элементов гальванического разделения могут быть использованы трансформаторы, датчики Холла и т.д.
В настоящее время разработан ряд защитных устройств для защиты электроснабжения, управления и связи от наводок ЭМИ [11,12]. Однако эти защитные устройства имеют ограниченную пропускную способность. При создании защитных устройств на токи до нескольких десятков килоампер, основанных на традиционных принципах работы, последние имеют большие габаритные размеры. В этих случаях особенно перспективны защитные устройства на базе сверхбыстродействующих взрывных коммутаторов [12].
Простым и эффективным способом этой экранировки является размещение всего электронного оборудования в металлической оболочке (экране). Правильно рассчитанная оболочка становится весьма эффективным экраном, защищающим от внешних генерируемых шумов и возмущений. Однако она не может снизить шумы, генерированные источниками, находящимися внутри металлической оболочки. Для снижения внутренних генерируемых возмущений могут быть применены различные заземляющие схемы. Если ввод в экранирующую оболочку выполнен неправильно, экранировка и заземление бесполезны. Таким образом, заземление, экранировку и прокладку кабелей рассматривают как различные аспекты одной и той же проблемы [15,16].
Дата: 2019-07-30, просмотров: 288.
