Экологичность и безопасность проекта

 

8.1 Экологичность и безопасность при эксплуатации

 

Разрабатываемая в данном проекте мини-АТС предназначена для использования на предприятиях, учреждениях или (при использовании в качестве удаленных концентраторов или сельских АТС) в специальных помещениях. Данный тип оборудования предназначен для установки, налаживания и настройки только квалифицированным персоналом, что должно быть отражено в инструкции по эксплуатации. Данная система коммутации представляет собой в некоторой степени автономное устройство, предназначенное для долгой необслуживаемой эксплуатации.

Рассмотрим вопросы экологичности и безопасности эксплуатации разрабатываемой в данном проекте системы. Данная мини-АТС предусматривает автономную продолжительную работу без вмешательства человека. Поэтому особое внимание следует уделить тем промежуткам времени, когда система взаимодействует с человеком, то есть монтаже, наладке или других регламентных работах. Однако, и при автономной работе могут возникать конфликтные ситуации, как реакция на условия окружающей среды или заранее непредусмотренное выполнение правил эксплуатации.

При проектирования оборудования были учтены различные факторы, снижающие возникновение опасности для окружающей среды и человека по вине конструкции. Рассмотрим случаи, возникают ситуации, ведущие к нарушению безопасности для окружающей среды и здоровья человека при эксплуатации.

Анализ конфликтных ситуаций произведем при помощи графического изображения «дерева причин», приведенного в приложении.

Из всех конфликтных ситуаций можно выделить две основные группы ситуации, при которых происходит полный выход из строя всего оборудования, и те, при которых возникает частичное нарушение работоспособности.

Как видно из графа, причинам возникновения всех ситуаций являются два основных фактора - природный и человеческий. Так как данная система предназначена для эксплуатации в помещениях, то участие человека в минимизации природного фактора сводится к обеспечению внутреннего соответствующего микроклимата (температура, влажность) помещения, а также выполнения норм пожарной безопасности.

Минимизация самого человеческого фактора достигается за счет автономности функционирования мини-АТС. Участие человека необходимо при монтаже, настройке оборудования, а также при проведения регламентных и прочих технических работ (например, при модернизации уже существующего оборудования).

Рассмотрим причины, которые могут привести к полному выходу оборудования из строя. Основными из них являются - механические повреждения, электрические повреждения и преднамеренный вывод из строя. Механические повреждения могут быть вызваны нарушениями правил установки оборудования (например, установка произведена в помещении с подвижными механизмами, корпус конструкции не был достаточно прочно закреплен), вследствие факторов окружающей среды, которые повлекли за собой разрушение помещения, вследствие нарушения правил пожарной безопасности.

Данные ситуации, в принципе, не могут быть предупреждены на этапе проектирования так как являются следствием нарушения правил установки и эксплуатации технических средств, а также природных факторов. Однако, наличие конструкционных особенностей, таких как закрытый корпус, наличие креплений и пр., позволяют уменьшить вероятность их проявления.

Так как внутри мини-АТС, за исключением цепей электропитания, нет напряжений выше 100 В постоянного тока со значениями выше 100 мА, и (в случаях использования аналоговых телефонных линий) переменного напряжения вызывного сигнала с амплитудным значением 120 В и током до 20 мА, то электрические повреждения, которые приводят к полной неработоспособности системы, могут быть вызваны нарушениями в цепях электропитания, попаданием внешних высоковольтных потенциалов во входные цепи (абонентские и соединительные линии), а также вследствие факторов внешней среды.

Для исключения нарушений в цепях электропитания предусмотрены схемы электрической и термической защиты блоков питания, а также наличие фильтров на вводе электропитания. Кроме того, помещение, в котором располагается оборудование, обязательно должно быть оснащено заземлением. В помещениях, где производится установка мини-АТС (например, офисы) обычно имеется другая электронная аппаратура, поэтому данные требования в большинстве случаев соблюдаются и участие человека в минимизации влияния данных факторов сводится к соблюдению правил установки и периодической проверке электрооборудования помещения. Эксплуатационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию оборудования и правильное содержание помещения, удовлетворяющее требованиям СНиП 245-71.

Защита по входным цепям (абонентские и соединительные линии) особенно актуальна в случаях, когда данная мини-АТС используется в качестве сельской АТС, удаленного коммутатора или на производствах с факторами повышенной опасности. Каждая абонентская линия подключается к мини-АТС через термические реле, которые защищают входные цепи от долгого воздействия посторонних потенциалов. Также имеются схемы защиты от перенапряжений, состоящих из разрядников (напряжение пробоя 300 В), «электронных предохранителей» - схем ограничения входного напряжения до уровня 120 В с напряжением пробоя до 12 КВ.

Причинами выхода из строя оборудования мини-АТС могут стать также факторы микроклимата помещения, такие как влажность и температура. Допустимыми являются: относительная влажность воздуха от 50 до 95%, температура воздуха от +15 до +45^оС. Если эксплуатация мини-АТС предусматриваемся в офисе, то, как правило, влияние этих факторов минимально, так как в офисах, как правило, устанавливаются системы поддержания микроклимата (или кондиционеры в крайнем случае). Не допускается превышения значения влажности и температуры. Также запрещается эксплуатация мини-АТС в неотапливаемых помещениях с температурой воздуха ниже +10^оС, так как конденсация водяных паров может привести к появлению электрических пробоев и разрушению оборудования.

Фактор вредительства также не следует исключать из возможных причин выхода из строя системы, так как связь в настоящее время становится очень важной для работы предприятий и организаций, и может возникнуть ситуация, в которой объектом повышенного внимания в плане вредительства становится АТС учреждения. Влияние данного фактора снижается с помощью ограничения доступа персонала и посторонних людей в помещение, в котором находится мини-АТС, а также может быть даже и ведения журнала обслуживания станции.

Факторы, которые могут привести к частичным нарушениям в работе мини-АТС, в основном являются следствиями человеческого фактора. Нарушения функционирования АТС не может напрямую нанести серьезного материальным ущерба (за исключением следствий потери и искажения информации), а также ущерба здоровью человека.

Нарушения в работе АТС могут возникнуть по следующим причинам: выход из строя отдельных узлов и элементов, ошибки в программном обеспечении, нарушения в цепях передачи данных.

Выход из строя отдельных элементов может возникнуть в случае использования бракованных компонентов (нарушения не выявлены или появились позже тренировок и испытаний), старения элементов (при превышения срока эксплуатации), механических повреждений, а также нарушений правил монтажа и эксплуатации. В последних случаях причиной нарушения становится только невнимательное отношение обслуживающего персонала.

Нарушения в работе также могут быть вызваны ошибками в каналах передачи данных. В большинстве случаев (абонентские каналы) такие ошибки не приводят к общему нарушению работы станции. В то же время, снижается качество обслуживания. Для исключения возникновения в цепях передачи данных при монтаже следует учитывать правила прокладки коммуникаций. Не следует проводить линии передачи данных рядом с сильными источниками электромагнитных излучений. Для прокладки линий связи использовать только специально отведенную телефонную канализацию. Прокладка проводов в помещении осуществляется на расстоянии не менее 30 см от проводки электропитания 220 В, запрещается параллельное расположение этих линий, перекрещивание. Во избежание механических повреждений линии должны быть проложены по возможности в менее доступных для человека местах, за исключением телефонных розеток.

Одним из факторов нарушений в работе мини-АТС могут явится нарушения в работе программного обеспечения. Данные нарушения могут иметь место как по причине недостаточной проработки ПО на стадии проектирования, так и при программировании и отладке. Поэтому необходимо ограничить доступ к данным, например введением паролей на использование программ и данных, влияющим на работу АТС в целом. Настройку, модификацию ПО должен производить только квалифицированный и специально обученный программист.

 

8.2 Меры защиты от воздействия вредных факторов

 

При монтаже и настройке мини-АТС используются средства вычислительной техники. Вследствие этого оператор подвергается воздействию различных полей и излучений от монитора и системного блока.

Так же из-за статичной позы оператора возможно возникновение синдрома длительной статической нагрузки (СДСН), так как работы по настройке оборудования и ПО могут длиться продолжительное время.

Специалисты в области эргономики считают [11,12], что для работы на компьютере более всего подходят вертикальное и слегка наклонное положение человека за рабочим местом. Расстояние от глаз до дисплея должно немного превышать привычное расстояние между книгой и глазами. Форма спинки кресла должна повторять форму спины. Высота кресла должна быть такой, что бы не чувствовать давления на копчик или бёдра. Клавиатура должна быть установлена так, что бы не надо было далеко тянуться. Удобная высота стола важна если на нём располагается клавиатура. Если высоту стола нельзя регулировать, то можно изменить высоту кресла, а ноги поставить на скамеечку.

Наиболее приемлемыми для позы сидя считаются следующие значения углов между сегментами тела:

а) угол, образованный положением оси туловища и шеи -15^о;

б) угол, образованный положением оси туловища и оси бедра должен быть прямым или тупым (110^о-115^о);

в) угол, образованный осью бедра и голени, может быть в диапазоне 90^о-120^о;

г) для угла образованного осью голени и подошвой ступни, оптимально значение 95^o±5^o;

д) угол, образованный осью плеча и предплечья - 90^о является наиболее оптимальным, поскольку сгибающие и разгибающие мышцы сжимаются в равной степени; угол, образованный осью предплечья и кистью, равный 180^o, считается оптимальным, допустимое отклонение -10^o.

Количество вредных факторов, воздействующих на человека в процессе монтажа и наладки существенно уменьшено за счет того, что при данных операциях не требуется применения специализированного оборудования и материалов, такого, например, как паяльное оборудование.

Однако при использовании электроприборов при монтаже (электродрель, например), а также при неисправностях в цепях электропитания помещения и системы возможно поражение электротоком.

Действие электрического тока на организм человека может быть тепловым (ожог), механическим (разрыв тканей), химическим (электролиз) и биологическим (сокращение мышц, паралич дыхания и сердца).

При воздействии электрического тока и электрической дуги могут возникать общие и местные электротравмы. При местных электроравмах происходит местное повреждение организма человека. К ним относятся: электрические ожоги и знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия. Общие электротравмы (электрические удары) приводят к поражению всего организма - нарушению или полному прекращению деятельности органов дыхания (легких) и кровообращения (сердца), а так же других систем (судороги мышц, шок и др.).

Поражение электрическим током может быть при прикосновениях:

· к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

· к отключенным токоведущим частям, на которых остался заряд или появилось напряжение в результате ошибочного включения.

Кроме того, может быть поражение напряжением шага при нахождении человека в зоне замыкания тока на землю.

Для предупреждения поражения электротоком необходимо предусмотреть:    1. Заземление всех металлических частей оборудования (металлических корпусов, электроинструмента), которые могут оказаться под напряжением, согласно требованиям ГОСТ 2.751-73, ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 21130-75.

2. Укрытие всех питающих кабелей и соединительных проводов, исключающее повреждение изоляции.

3. Выполнение "Правил технической эксплуатации электроустановок", а также требований ГОСТ 12.2.003-74, ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.7-83, ГОСТ 216.57-83, ГОСТ 21130-75.

Для предупреждения воздействия статического электричества необходимо предусмотреть:

1. Использование рабочей одежды из антистатического материала.

2. Отвод зарядов путем заземления оборудования.

Защитой от напряжения, появившегося на металлических корпусах приборов в результате нарушения изоляции, служит защитное заземление.

Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом 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.

Заземляющее устройство состоит из искусственных заземлителей: стальных труб (уголков) и контурной шины, расположенных непосредственно в земле, при помощи которых осуществляется надежное соединение с землей и создается малое сопротивление растеканию тока.

Различают контурное и выносное заземляющие устройства.

Контурное заземляющее устройство - размещение электродов по контуру (периметру) площадки на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды размещаются по площадке равномерно, поэтому контурное заземляющее устройство называют также распределенным.

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Поэтому выносное заземляющее устройство называют также сосредоточенным.

Достоинством выносного заземляющего устройства является выбор места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырое, глинистое). Выносное заземление применяется при малых токах замыкания на землю и в установках до 1000 В.

Таким образом выносное заземление является оптимальным с точки зрения размещения его в здании (помещение, в котором размещается мини-АТС, может находиться на верхних этажах и не иметь соприкосновения с землей).

На всех этапах монтажа, настройки и при проведении регламентных работ рабочее место человека должно удовлетворять следующим требованиям:

- помещение должно иметь естественное и искусственное освещение, процент освещенности 1.2% на место;

· площадь не менее 6 м²; объем не менее 24м².

Освещенность в зоне рабочего стола 300 - 500 люкс. Для освещения рекомендуется применять люминесцентные лампы. В местных источниках света применяются лампы накаливания с расстоянием от глаз до экрана 600-700 мм.

Кроме того:

· рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног;

· допустимый уровень шума по ГОСТ 12.1.003-83 не должен превышать 50 дБ.

Температура окружающей среды и относительная влажность воздуха поддерживаются в соответствии с нормами ГОСТ 12.1.005-76. Колебания температуры на рабочем участке допускаются в пределах ±2°С, относительной влажности ±10%. В холодный период года температура в помещении должна быть 20-23°С, относительная влажность - 40-60%. В теплый период года температура - 21-24°С, относительная влажность - 40-60%. Движение потока воздуха должно быть минимальным при скорости потока не менее 0,5 м/с.

Помимо этого необходимо выполнять режим труда и отдыха, в частности, при 8-ми часовой рабочей смене перерывы продолжительностью 15 мин следует устанавливать через 2 часа от начала рабочей смены, через 2 часа после обеденного перерыва.

В процессе монтажа, настройки и эксплуатации мини-АТС существует опасность возникновения пожара. Причины пожара могут быть электрического и неэлектрического характера. К причинам электрического характера относятся:

· искрение в электрических устройствах;

· значительные электрические перегрузки проводов и обмоток электрических приборов;

· токи коротких замыканий, нагревающие проводники до высокой температуры, при которой может возникнуть воспламенение их изоляции. 3. Плохие контакты в местах соединения проводов, когда вследствие большого переходного сопротивления выделяется большое количество тепла;

· электрическая дуга, возникающая в результате ошибочных операций.

Причинами пожаров неэлектрического характера могут быть:

· неисправность отопительных приборов и нарушение режимов их работы;

· курение в пожароопасных помещениях;

· самовоспламенение некоторых материалов.

Защита сети от короткого замыкания обеспечивается реле и установочными автоматами. Необходимо также предусмотреть выключатели для отключения питания всех приборов в помещении. При перегрузке наиболее эффективными являются автоматические схемы защиты, теплое реле и плавкие предохранители.

Для защиты помещения от пожара на всех стадиях эксплуатации должны выполняться следующие нормы.

Весь пожарный инвентарь, противопожарное оборудование и первичные средства пожаротушения должны содержаться в исправном состоянии, находиться на определенном известном месте и к ним в любое время суток должен быть обеспечен беспрепятственный доступ. Все стационарные и переносные средства пожаротушения должны периодически проверяться и испытываться.

Для тушения пожара в используются огнетушители ОУ-8, ОХП-10 которые предназначены для тушения небольших очагов пожара. Огнетушители подвергаются периодической проверке и перезарядке. При возникновении пожара в необходимо немедленно выключить электропитание помещения рубильником и воспользоваться огнетушителем.

При возникновении пожара, помимо принятия мер по его ликвидации, необходимо также осуществить эвакуацию из опасной зоны работающего персонала.

 

8.3 Выводы по экологичности и безопасности проекта

 

Таким образом, рассмотрены основные вопросы, связанные с экологичностью и безопасностью проекта. Произведен анализ графа причин возникновения отказов и нарушений в работе разрабатываемой системы, ведущих к повышению экологической опасности и опасности для здоровья человека, разработаны рекомендации по уменьшению вероятности возникновения данных ситуаций. Возможная часть мер учтена непосредственно в процессе разработки оборудования мини-АТС.

Также были рассмотрены основные опасные и вредные воздействия, возникающие на стадиях монтажа, наладки и эксплуатации; дан их анализ, выработаны рекомендации по обеспечению безопасности на данных стадиях жизни мини-АТС. Рассмотрены характеристики выявленных опасных и вредных воздействий и возможные последствия для человека.

Разработан комплекс защитных мер от действия выявленных опасных и вредных факторов на человека.

Можно отметить, что экологичность и безопасность разработанной системы удовлетворяет современным условиям. Это достигается во многом благодаря значительной степени автоматизации работы мини-АТС, в силу которой воздействие вредных факторов на человека и окружающую среду снижено до минимума.

 

БИБЛИОГРАФИЯ

 

1  Автоматическая коммутация: Учебник для вузов/ О.Н. Иванова, М.Ф.Копп и др. - М.: Радио и связь, 1988;

2  Аналого-цифровая система связи «Исток»/под ред. Кабанова С.И. - М.: Радио и связь,1986;

3  Бакаева Т.Н. Безопасность жизнедеятельности Часть II: Безопасность в условиях производства: Учеб. пособие. Таганрог: ТРТУ, 1997;

4 Бесслер Р., Дойч А. Проектирование сетей связи: Справочник: Пер с нем. - М.: Радио и связь,1988;

5  Брусницын Ю.В. Методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов на тему «Экономическое обоснование инженерных разработок». Таганрог, 1993.

6  Кочегаров В.А., Фролов Г.А. Проектирование систем передачи информации.- М. Радио и связь, 1991;

2  Левин Л.С., Плоткин М.А. Цифровые системы передачи информации. - М.: Радио и связь, 1982;

4  Морозов В.К., Долганов А.В. Основы теории информационных сетей: Учеб. Для студентов спец. «Автоматизация и механизация процессов обработки и выдачи информации». - М.: Высш. шк., 1987;

1  Непомнящий Е.Г. Экономика и управление предприятием: Конспект лекций. Таганрог, ТРТУ, 1997;

2  Ткачук К.Н., Сабарно Р.В., Степанов А.Г., Шкляренко Е.Г. Охрана труда и окружающей среды в радиоэлектронной промышленности. Учеб. пособие. Киев,1988;

3  Хембри Д. “Компьютер и здоровье”.Журнал “Мир ПК”. №2, 107-115 с;

4  Человек и дисплей/Г.М. Романов и др.-М.:Машиностроение, 1986. 360 с;

5  CCITT Red Book, Recommendation G.732 (1988) - Characteristics of primary PCM multiplex equipment operating at 2048 kbit/s;

6  COMBO II Programmable PCM CODEC/Filter Family Application Guide. National Semiconductor: Application Note 614, Gary Rothrock, October 1993;

2  DS5059, MT9041 T1/E1 System Synchronizer. MITEL Semiconductors, ISSUE 1 December 1998;

3  E2U0042-16-X2. MSM7705-01/02/03 4ch Single Rail CODEC. OKI Semiconductor, DS, 1996;

4  ETS 300 166: Transmission and Multiplexing (TM); Physical and electrical characteristics of hierarchical digital interfaces for equipment using the 2 048 kbit/s -based plesiochronous or synchronous digital hierarchies, ETSI August 1993;

1  ETS 300 248: Business Telecommunications (BT); Open Network Provision (ONP) technical requirements; 2 048 kbit/s digital unstructured leased line (D2048U) Terminal equipment interface, ETSI October 1993;

2  IMP8980D DS-2-98. IMP8980D PCM Digital Switch. IMP, Inc., 1998;

3  MH88617 Progammable SLIC with Ringing Amplification. MITEL Semiconductors, DS5037 ISSUE 3 August 1998;

4  MSAN-126 ST-BUS Generic Device Specification (Rev. А, В) Application Note. MITEL Semiconductors;

9  MSAN-123 The MT8980 and the MT8981 Digital Crosspoint Switches, Application Note. MITEL Semiconductors, ISSUE 1, June 1986;

10 MSAN-131 Subscriber Line Interface for Digital Switching Systems Application Note. MITEL Semiconductors, June 1995;

1  MT8889C Integrated DTMF Transceiver with Adaptive Micro Interface. MITEL Semiconductors, MT8889C DS, ISSUE 6,March 1997;

2  MT9075B E1 Single Chip Transceiver. MITEL Semiconductors, DS5025, ISSUE 2, October 1998;

3  MT90820 Large Digital Switch. MITEL Semiconductors, DS6027, ISSUE 5, June 1998;

4  ST10F163, 16-bit MCU with 128K on-chip Flash Memory, doc. 7099474 A, SGS-THOMSON Microelectronics, November 1998

5  Recommandation G.711 MODULATION PAR IMPULSION ET CODAGE (MIC) DES FREQUENCES VOCALE http://zeus.artemis.jussieu.fr/SON/G711;

4  TBR 012: Business Telecommunications (BT); Open Network Provision (ONP) technical requirements; 2 048 kbit/s digital unstructured leased line (D2048U) Attachment requirements for terminal equipment, ETSI December 1993;

5  Subscriber Line Card for Central Office Telephone Switching Equipment. National Semiconductor: System Brief 100, May 1990;

6  M-986-2A1 MF Transceiver, doc. 40-406-00001, Rev. C, Teltone Corp., http:\\www.teltone.com/doc/ds/m986-2a1.pdf

7  M34116 PCM CONFERENCE CALL AND TONE GENERATION CIRCUIT, m34116.pdf, SGS-THOMSON Microelectronics, 1995

8  The Insider’s Guide To Planning 166 Family Designs, Issue B, Hitex (UK) Ltd., 1999.