Система цифровой обработки информационного сигнала

 

Интенсивность отказа системы в целом определяется равна:

 

10,98147·10-6  1/ч.

 

Средняя наработка на отказ определяется по формуле (3.4):

 

.       (3.4)

 

Подставив значение интенсивности отказа устройства в целом в формулу (3.4) получим значение:

T = 910624 часа.

 

Вероятность безотказной работы устройства рассчитывается по формуле (3.5):

 

      (3.5)

 

Время t зададим равное 15000 часов и подставим все полученные ранее значения в формулу (3.5):

 

 

Таким образом, вероятность безотказной работы прибора в течение 15000 часов составляет приблизительно 84 %.

Посчитаем, в течении какого количества времени прибор будет работать безотказно с вероятностью 95 %. Для этого используем формулу (3.5), а за неизвестное примем переменную t. Уравнение будет иметь вид формулы (3.6):

 

                                                                                            (3.6)

 

где t – время с вероятностью безотказной работой 95 %.

 

В результате вычислений по формуле (3.6) выяснили, что система способна работать 10750 часов безотказно с вероятностью 95 %, что удовлетворяет заданным в техническом задании условиям.

 

4 БЕЗОПАСТНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

4.1 Анализ опасных и  вредных факторов, возникающих при  разработке системы

 

Большая часть  работ по разработке данного устройства производится на персональном компьютере, которая включает в себя написание технической документации, черчение, разводка печатных плат, написание внутреннего программного обеспечения микроконтроллера.

При работе на ПК можно выделить следующие травмирующие и вредные факторы [4.1]:

– длительные статические нагрузки и монотонность производимых

    операций;

– повышенная нагрузка на органы зрения;

– возможность поражения человека электрическим током от питающих

    сетей;

– возможность возникновение пожаров от электрооборудования.

 

4.1.1 Влияние длительных статических нагрузок и монотонности производимых операций

 

Под статической нагрузкой, которая при частом и длительном воздействии приводит к развитию заболеваний, понимают работу,  требующую длительное пребывание в одном и том же положении  как в положении сидя или требующую в течение длительного времени определенного положения тела и равновесия, так и повышенный тонус всех мышц, возникающий в любой позе.

Длительное пребывание за компьютером в сидячем положении приводит к напряжению мышц шеи и головы, напряжению рук, излишней нагрузки на позвоночник и мышцы спины в целом. Недостаток движения плохо сказывается на здоровье, приводит к ожирению, заболеваниям опорно-двигательной системы, а так же к таким заболеваниям, как геморрой, простатит, целлюлит — это вызвано застоем крови в кровеносных сосудах и образованием теплового компресса между телом сидящего и стулом. Остеохондроз или искривление позвоночника — частое явление среди тех, кто слишком много времени проводит за компьютером.

 

4.1.2 Влияние повышенной нагрузки на органы зрения

 

Так как вся информация при работе за компьютером отображается посредством визуального отображения на экране монитора, для которого основным органом восприятия, является зрение. При длительной работе за компьютером могут возникать повышенные зрительные утомления. Это связанно с повышенной сосредоточенностью органов зрения, привязанностью внимания пользователя,  длительной неподвижности глазных мышц. Так же восприятие информации с экрана монитора может быть осложнено недостаточной четкостью, контрастностью изображения и большими перепадами между яркостью рабочей поверхности и яркостью окружающих предметов, что ведет к медленной фокусировки, снижению остроты и ясности зрения. Все это является причинами  чрезмерных нагрузок на органы зрения.

 

4.1.3 Возможность поражения человека электрическим током от питающих сетей

 

Важным моментом при работе с электроприборами и ПК,  
а также при планировании рабочего места разработчика является обеспечение электробезопасности. Одним из главных опасных факторов, способным произвести сильное отрицательное воздействие на здоровье человека вплоть до летального исхода является поражение электрическим током от питающих сетей.

Поражение электрическим током может возникнуть в результате прикосновения к оголенным проводам, находящимся под напряжением или к корпусам приборов, на которых вследствие пробоя или утечки возникло напряжение.

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействие на различные системы организма. При этом могут возникнуть нарушения деятельности жизненно важных органов человека: мозга, сердца и легких.

Основным фактором, определяющим исход поражения человека электрическим током, является величина протекающего через него тока. Воздействие электрического тока на организм человека до 0,5 мА не ощущается. Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него тока величиной 0,6 - 1,5 мА при промышленной частоте 50 Гц и 5 - 7 мА постоянного тока. Такие токи принято называть пороговыми ощутимыми.

Пороговый ощутимый ток не вызывает поражения человека. Однако его действие может стать косвенной причиной несчастного случая, поскольку человек, почувствовав воздействие тока, может совершить резкое движение.

Точные значения безопасного тока не установлены, однако на практике его ограничивают 50 мкА при переменном токе частотой 50 Гц и 100 мкА при постоянном токе. Увеличение тока сверх порога ощутимых токов вызывает у человека судороги мышц и болезненные ощущения, которые с ростом тока усиливаются.

 

4.1.4 Возможность возникновение пожаров от электрооборудования

 

Электрооборудование как инициатор воспламенения рассматривается с двух точек зрения. Во-первых, горение может происходить внутри электротехнических изделий, замыкаться в них, не распространяясь в окружающее пространство. Во-вторых, горение может распространяться на окружающие предметы, оборудование и конструктивные элементы объекта. В первом случае материальный ущерб ограничивается стоимостью ремонта или замены вышедшего из строя. Во втором случае электрооборудование играет роль источника воспламенения. Здесь материальный ущерб может быть большим, вплоть до гибели людей и разрушения объекта.

 К основным факторам, приводящим  к возгоранию электротехнических  изделий (или окружающего оборудования) при отсутствии взрывоопасной среды, относятся появление открытого огня, то есть неуправляемой электрической дуги, или чрезмерный нагрев электрическим током отдельных деталей. Дуга чаще всего является следствием различного рода замыканий вследствие повреждения электрической изоляции, а перегрев током возникает при механических повреждениях или при неудовлетворительном состоянии контактов. Дуга воспламеняет горючие изоляционные материалы; она может разрушить металлический корпус электротехнического изделия, и после этого создается возможность распространения огня на окружающие предметы. Перегрев током нагрузки обычно приводит к тепловому пробою электрической изоляции и последующему формированию электрической дуги с соответствующими последствиями. Поскольку электрооборудование проходит комплекс испытаний на заводах-поставщиках, то есть оно в нормальных условиях эксплуатации гарантированно не может быть источником воспламенения, возможность возникновения указанных выше возбудителей пожара следует связывать с конкретными неисправностями, которые могут возникнуть в процессе монтажа и эксплуатации.

 Основные виды неисправностей, вызывающих перегрев токоведущих  частей или приводящих к дуговому  замыканию:

– ухудшение качественного состояния электрической изоляции из-за поверхностного увлажнения, поверхностного загрязнения или объемного увлажнения;

–  механическое ослабление контактных соединений из-за дефектов монтажа, вибрации, коррозии, различной температурной деформации деталей соединения. Причиной ослабления контактных связей также могут быть динамические усилия, возникающие в соединении при коротких замыканиях, циклическое изменение размеров деталей вследствие периодического их нагрева и охлаждения при включении и отключении нагрузки, изменение (уменьшение) толщины изоляционной панели в процессе теплового старения и т.д.;

 – механические повреждения в электроприводе и аппаратуре защиты: выход из строя подшипников, неисправности и перегрузки приводного механизма, работа асинхронных двигателей на двух фазах и пр.

 Около 70% пожароопасных ситуаций при повреждениях электрооборудования возникают в режимах однофазного замыкания на землю.

 Изоляция токоведущих жил  и наружная шланговая оболочка  кабелей обычно изготавливаются  из горючих материалов, поэтому  пучки кабелей, проложенные на объектах, по существу являются своеобразными складами горючего материала, причем складами неохраняемыми и обычно не оборудованными средствами пожарной сигнализации и пожаротушения. Пожары в кабельных хозяйствах приводят к повреждению не только самих кабельных линий, но и подключенного к ним электрооборудования, прилегающего оборудования и строительных конструкций; они могут послужить причиной выхода из строя всего объекта. Так, по данным Главного управления пожарной охраны, число пожаров, происходящих в кабельных сооружениях электростанций, составляет меньшую часть от общего количества пожаров в электроустановках, однако убытки от них превышают половину общей суммы убытков.

 Наиболее важной теплотехнической  характеристикой горючих веществ  является теплота сгорания Применительно к пожарам в кабельных сооружениях этот параметр, в частности, определяет суммарное количество выделяющегося тепла и температуру горения.

 Из приведенных в таблице  данных видно, что в пожарном  отношении наиболее опасны пластмассы; так, при сгорании 1 кг резиновой изоляции выделяется тепла в 1,6 раза больше, чем при сгорании дубовых дров, а для полиэтиленовой изоляции этот показатель равен 4,6.

Другими нормированными характеристиками горючести кабелей являются: нераспространение самостоятельного горения, огнестойкость, коррозионная активность продуктов газовыделения, а также оптическая плотность дымообразования при горении и токсичность продуктов газовыделения.

 

4.2 Разработка мероприятий  защиты

 

4.2.1 Меры по снижению статических нагрузок на опорно-двигательный аппарат

Для того чтобы снизить статические и монотонные нагрузки на работника предусмотрено несколько основных правил [4.2]. Заглавное правило – грамотно организованное рабочее место. Место, организованное таким образом поможет сохранить правильное положение тела при работе за компьютером и уменьшить нагрузку, как  на позвоночник, так и на другие органы человека. Обязательным является соответствие стандарту [4.3].

Так же для обеспечения нормальной работы  площадь одного рабочего места с ПК должна составлять не менее 6,0 кв.м, а объем помещения не менее 20,0 куб.м.

Для снижения вероятности возникновения синдрома длительных статических нагрузок (СДСН) необходимо выполнять правила по организации рабочего места пользователя ПК.

Для комфортной работы стол должен удовлетворять следующим условиям:

–  высота стола выбирается с учётом возможности сидеть свободно, а удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;

–  нижняя часть стола конструируется так, чтобы программист мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;

– поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста;

– конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей).

– высота рабочей поверхности находится в пределах 680 - 760 мм; высота поверхности, на которую устанавливается клавиатура, должна составлять 650 мм.

Большое значение придается характеристикам рабочего кресла. Рекомендуемая высота сидения над уровнем поля находится в пределах 420 - 550 мм. Поверхность сидения мягкая, передний край закругленный, угол наклона спинки – регулируемый.

Положение экрана определяется:

– расстоянием считывания (0,6…0,7 м);

– углом считывания, направлением взгляда на 200 ниже горизонтали к центру экрана, причём экран перпендикулярен этому направлению.

Большое значение придаётся правильной рабочей позе пользователя. Требования к рабочей позе пользователя следующие:

– голова не должна быть наклонена более чем на 200;

– плечи расслаблены;

– предплечья и кисти рук – в горизонтальном положении.

На рисунке 4.1 представлена схема правильной организации рабочего места и посадки за ПК.

 

Рисунок 4. 1 - Схема организации рабочего места и правильная посадка за ПК

 

Одним из наиболее эффективных методов защиты опорно-двигательного аппарата от возможных негативных последствий длительной работы за ПК является организация перерывов и специальной гимнастики [4.4].