Обеспечение безопасных условий  труда при проектировании и эксплуатации системы  автоматического  управления штанговым  глубинным насосом НУ-44 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Выполнил:

     Студент группы АТП - 534

       Никитини И.Г

     Проверила:

     Кусова  И.В 
 
 
 
 

     Оглавление 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     5 Обеспечение безопасных условий труда при проектировании и эксплуатации системы автоматического управления штанговым глубинным насосом НУ-44

     В данном дипломном проекте разрабатывается  система автоматического управления штанговым глубинным насосом НУ-44. Эксплуатация проектируемой системы возложена на верхний уровень системы управления – АРМ (Автоматизированное рабочее место) диспетчера.

     В период эксплуатация данного оборудования на верхнем уровне возникают физические опасные и вредные производственные факторы. Поэтому, целью данного раздела является обеспечение безопасных условий труда на рабочем месте АРМ-Диспетчера.

     Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• провести идентификацию и анализ опасных и вредных факторов производственной сферы, возникающих при эксплуатации штангового глубинного насоса НУ-44;
• Определить и установить согласно требованиям нормативных документов комфортные условия труда человека на рабочем месте АРМ-диспетчера;
• выполнить расчет освещения рабочей зоны АРМ-диспетчера.

     5.1 Идентификация и анализ опасных и вредных производственных факторов на автоматизированном рабочем месте диспетчера

     Автоматизированное  рабочее место (АРМ) — программно-технический комплекс, предназначенный для автоматизации деятельности определенного вида [9].

     АРМ объединяет программно-аппаратные средства, обеспечивающие взаимодействие человека с компьютером, предоставляет возможность  ввода информации (через клавиатуру, компьютерную мышь, сканер и пр.) и её вывод на экран монитора, принтер, графопостроитель, звуковую карту — динамики или иные устройства вывода. Как правило, АРМ является частью Автоматической Системы Управления [1].

     Руководствуясь  «СанПиН 13-2-2007 Гигиеническая классификация условий труда», характер работы «АРМ-Диспетчер’а»: сидячий, связанный с вредными  и опасными условиями - III класса, 3 – степени [19].

       Опасные и вредные производственные факторы могут возникнуть во время работы АРМ-Диспетчера, согласно ГОСТ 12.0.003 ССБТ «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» такие, как: повышенный уровень статического электричества, недостаточная освещенность рабочей зоны, повышенный уровень электромагнитных излучений, повышенное значение напряжения в электрической цепи, повышенный уровень шума на рабочем месте. [8]

     5.1.1 Повышенный уровень статического электричества

     Статическое электричество — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках. [10]

     Статическое электричество возникает на экранах и корпусах видеомониторов персональных компьютеров, на незаземленном оборудовании за счет электрической индукции при сильных грозовых разрядах.

     Электростатическая  искроопасность объекта выражается энергией разряда статического электричества  E, который может возникнуть внутри объекта или с его поверхности и измеряется в кВ/м.[4]

     Уровни  электростатического напряжения нормируются  согласно ГОСТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» [13]

• Допустимые уровни напряженности электростатических полей устанавливаются в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах.
• Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей ( ) устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 ч.
• При напряженности электростатических полей менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.
• В диапазоне напряженности от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в электростатическом поле без средств защиты  в часах определяется по формуле

     Где

     Таблица 5.1 Допустимые уровни электрических полей на рабочем месте АРМ-диспетчера[13]

     Электростатическое электричество величиной 15 кВ/м при одночасовой экспозиции работающих на компьютере усиливает возбудительные процессы в ЦНС и сдвигает вегетативный гомеостаз в сторону симпатического преобладания. [17]

     Напряженность электростатического поля должна отвечать требованиям описанным в «ГОСТ 12.4.124-83. Средства защиты от статического электричества». [15]

     Статическое электричество возникает в результате неравенства зарядов (отрицательного и положительного) между двумя  объектами. При разряде возникает искра. Этот процесс вызывает раздражительное действие на организм человека, иногда довольно ощутимое. Для уменьшения действия данного вида ОВПФ необходимо: Ограничить контакт между движущимися телами, увеличить относительную влажность воздуха до 85%, обеспечить заземление электроустановок, использовать индивидуальные средства защиты от поражения статическим электричеством. [15]

     5.1.2 Недостаточная освещенность  рабочей зоны

     Овещенность – плотность  светового потока на освещаемой поверхности [4].

     Источником  возникновения фактора недостаточной  освещённости на рабочем месте АРМ-Диспетчера  может являтется неправильно  спроектированное расположение окон и  ламп искусственного освещения [4].

     Освещённость  измеряется в люксах (Лк) и на рабочем месте АРМ – диспетчера может быть измерено Люксометром.

     Измерение освещенности производят в соответствии с ГОСТ 24940-96 "Здания и сооружения. Методы измерения освещенности". Настоящий стандарт устанавливает методы определения минимальной, средней и цилиндрической освещенности, коэффициента естественной освещенности в помещениях зданий и сооружений и на рабочих местах, минимальной освещенности в местах производства работ вне зданий, средней освещенности улиц, дорог, площадей и тоннелей, на которые распространяется действие СНиП 23-05-95.

     Плохая  освещенность может привести к ухудшению  зрения, снижению работоспособности, быстрому утомлению и росту числа ошибок в выполняемой работе. [15]

     По  «Санитарным правилам и нормам» согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» помещение с ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение. Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток и обеспечивать коэффициенты естественной освещенности (КЕО) не ниже 1.2% в зонах с устойчивым снежным покровом и 1.5% на остальной территории. [17] 
 
 
 

     Таблица 5.2 - Значения коэффициента естественной освещенности для производственных помещений [20]

     5.2.1 – Нормирование искусственного освещения [20]

     Для обеспечения необходимой освещенности помещения требуется оборудовать  помещение дополнительными искусственными источниками света в виде настольных ламп. [20]

     5.1.3  Повышенный уровень электромагнитных излучений (ЭМИ)

     Электромагнитное  излучение — распространяющееся в пространстве возмущение электромагнитного  поля.[4]

       ПЭВМ (Персональная Электронная Вычислительная Машина) генерирует в окружающее пространство широкий спектр ЭМП (Электромагнитное Поле) различной интенсивности, в том числе: переменные низкочастотные ЭМП, электромагнитное излучение радиочастотного диапазона, электромагнитное излучение оптического (видимого) диапазона. [7]

     Для оценки уровня электромагнитных излучений  используют такие физические величины, как: частота f (Гц), напряженность электрического поля Е (В/м), напряженность H (А/м), плотность потока энергии J (Вт/м²) [13]

     Нормирование  электромагнитных излучений промышленной частоты (до 50 Гц) в рабочей зоне осуществляется по ГОСТ 12.1.002-84 «Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах». В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» предельно допустимый уровень напряженности электрического поля на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м. Предельно допустимый уровень напряженности электрического и магнитного поля для частотного диапазона 10-30 кГц при воздействии в течение всей смены составляет 500 В/м и 50 А/м, соответственно. Предельно допустимые уровни напряженности периодических (синусоидальных) МП, установленные для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия представлены в таблице 5.5. [13] 

     Таблица 5.3 ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц [18]

     Последствиями воздействия ЭМИ на человека могут быть физико-химические изменения в организме, ослабление иммунитета организма, развитие заболеваний. ЭМИ излучения воздействуют в различной степени на всех присутствующих в комнате с ПК. ЭМИ воздействуют на организм в небольших количествах, но их действие со временем сказывается на организме человека в той или иной степени, приводя к заболеваниям внутренних органов в виде различных опухолей. [4]

     Уровни  ЭМИ должны удовлетворять требованиям  СанПиН 2.2.4.1191-03 – «Электромагнитные поля в производственных условиях.» [17] 

     С целью уменьшения ЭМИ - установить жесткий  график работы за компьютером с учетом времени на перерыв. Организовать дистанцию между оператором и ЭВМ не менее 50 см. [17]

     5.1.4  Повышенное значение напряжения в электрической цепи

     Источниками высокого переменного напряжения величиной в 220В 50Гц в помещении являются ЭВМ, светильники, токоведущие части.

     Для количественной оценки высокого напряжения используют такие физические величины, как: напряжение единица измерения Вольт (В), сила тока единица измерения Ампер(А), сопротивление единица измерения Ом.[4]

     Гигиеническое нормирование осуществляется согласно ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ «Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов». Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл.5.6.

     Таблица 5.4 – Предельно допустимые значения напряжений на рабочем месте АРМ - Диспетчера [12]

            Электрический ток,  проходя  через  тело  человека,  может  оказывать биологическое, тепловое, механическое и химическое  действия.  Биологическое действие  заключается  в  способности  электрического  тока   раздражать   и возбуждать живые ткани организма, тепловое – в  способности  вызывать  ожоги тела,  механическое  –  приводить  к  разрыву  тканей,  а  химическое  –   к электролизу крови.

     Для обеспечения защиты от случайного прикосновения  к токоведущим частям необходимо применять следующие способы  и средства: защитные оболочки, защитные ограждения (временные или стационарные), безопасное расположение токоведущих частей, изоляцию токоведущих частей (рабочую, дополнительную, усиленную, двойную), изоляцию рабочего места, малое напряжение, защитное отключение, предупредительную сигнализацию, блокировку, знаки безопасности, защитное заземление, зануление, выравнивание потенциала, система защитных проводов, защитное отключение, изоляцию нетоковедущих частей, средства индивидуальной защиты. [11]

     5.1.5 Микроклимат рабочей зоны АРМ-диспетчера

     Микроклимат производственных помещений – это  климат внутренней среды помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температур, влажности, скорости движения воздуха и температуры окружающих поверхностей. [4]

     При работе любого электрооборудования (ЭО) выделяется некоторое количество тепла, которое зависит от потребляемой мощности ЭО. Работа ПК приводит к повышению температуры в помещении и понижению влажности воздуха, так как высокопроизводительная техника работает на сверхвысоких частотах, что вызывает сильный нагрев элементов.

     К основным параметрам микроклимата в  рабочей зоне производственного  помещения относятся: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от способности  организма человека к акклиматизации в разное время года, характера  одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении. [9]

     Оптимальные параметры должны соответствовать  величинам, приведенным в табл. 5.5, применительно к выполнению работ  различных категорий в холодный и теплый периоды года. 

     Таблица 5.5 Оптимальные параметры микроклимата рабочего места АРМ – диспетчера [21]

     Нормы производственного микроклимата установлены  системой стандартов безопасности труда  ГОСТ 12.1.005-88 "Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" и строительными нормами СанПин 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".[21]

     Для поддержания оптимального микроклимата внутри помещения - обеспечить комнату дополнительными кондиционерами и вытяжными устройствами, установить увлажнители воздуха. [9]

     5.2 Расчет освещения рабочего места АРМ - Диспетчера

     Расчет  освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Необходимо использовать люминесцентные лампы, которые по сравнению с лампами накаливания имеют ряд существенных преимуществ: по спектральному составу света они близки к дневному, естественному свету, обладают более высоким КПД (в 1,5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания), повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания), более длительныv сроком службы. [5]

     Расчет  освещения производится для комнаты площадью 36м² , ширина которой 6м, высота - 6 м. Воспользуемся методом светового потока [6]. Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по формуле:

          F - рассчитываемый световой поток, Лм;

          Е - нормированная минимальная освещенность, Лк

          S - площадь освещаемого помещения (S = 36м²);

          Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно

     принимается равным 1,1.1,2 , пусть Z = 1,1);

          К - коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока

     лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение зависит от типа помещения и характера проводимых в нем работ К=1,5);

       n - коэффициент использования, (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)) Р_С=40%, Р_П=60%.

     Работу  программиста, в соответствии СНиП 23-05-95 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ», можно отнести к разряду точных работ, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 300Лк; 

     Значение  n определим по таблице коэффициентов использования различных светильников. Для этого вычислим индекс помещения по формуле [6]:

         S - площадь помещения, S = 36 м²;

          H-высота помещения, Н= 3м

          lc - расстояние от потолка до светильника, lc=0.2

          lр - высота от пола до рабочей поверхности, lр=0.8

          hр - расчетная высота помещения , hр = 2 м;

          A - ширина помещения, А = 6 м;

          В - длина помещения, В = 6 м.

     Подставив значения получим:

     Зная  индекс помещения I, находим n = 0,32 [6]

     Подставим все значения в формулу для  определения светового потока F:

     Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток  которых 

     F = 4320 Лм.

     Рассчитаем  необходимое количество ламп по формуле:

     где N - определяемое число ламп;

          F - световой поток, F = 62645Лм;

          F_л- световой поток лампы, F_л = 4320 Лм.

     В результате расчета освещения были выбраны люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток которых равен 4320 Лм, рассчитанная величина светового  потока равна 62645 Лм, необходимое количество ламп для поддержания рассчитанного светового потока должно составить 14 штук.

     Вывод:

     В данном разделе дипломной работы были идентифицированы основные опасные и вредные производственные факторы, которые могут негативно воздействовать  на АРМ – диспетчера, такие как: недостаточная освещенность рабочей зоны; повышенный уровень электромагнитных излучений; повышенное значение напряжения в электрической цепи, параметры микроклимата, статическое электричество.

     Проведены мероприятия, направленные на снижение уровня воздействия негативных производственных факторов на работников допустимой величины.

     Рассчитано освещения рабочего места АРМ – Диспетчера, что позволило организовать равномерное освещение рабочей поверхности с увеличением количества ламп до 14 штук.

     Таким образом, обеспечены безопасные условия труда при проектировании и эксплуатации системы автоматического управления штанговым глубинным насосом НУ-44. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список используемой литературы

1. Андреев Е.Б., Куцевич Н.А., Синенко О.В.  «SCADA-системы: взгляд изнутри»  Москва, 2004. - 176 с.
2. Версия - http://www.bashinform.ru/news/265852/
3. Волошин В.Н «Эргономика должна быть эргономной» – Москва - 1999
4. Воробьев И.А. «Российская энциклопедия по охране труда» - 439с. - ЭНАС – 2007
5. Давиденко Ю.Н. «Люминесцентные лампы» - Наука и техника-2005г -224с.
6. Кнорринг Г.М «Справочная книга для проектирования электрического освещения» - Энергия – Ленинград -1976
7. Охрана труда при работе с ПЭВМ - http://www.sbras.nsc.ru/
8. ГОСТ 12.0.003 «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация»
9. ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»
10. ГОСТ 12.1.018-93«Пожаровзрывобезопасность статического электричества»
11. ГОСТ 12.1.019-79 «Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.»
12. ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ «Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов»
13. ГОСТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля»
14. ГОСТ 12.4.124–83 «Средства защиты от статического электричества»
15. ГОСТ 24940-96 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности»
16. ГОСТ 34.003-90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения»
17. СанПин 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы»
18. СанПиН 2.2.4.1191-03  «Электромагнитные поля в производственных условиях»
19. СанПиН 13-2-2007 «Гигиеническая классификация условий труда»
20. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»
21. СанПин 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".