Pазработка мультисервисной сети для Комсомольского-на-Амуре завода подъемно-транспортного оборудования

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время наблюдается тенденция к использованию локальных вычислительных сетей в качестве универсального средства для решения производственных задач.

Развитие сетевых и телекоммуникационных систем приводит к их интеграции и как следствие к повышению информационного наполнения. Для обеспечения своевременной и качественной обработки анализа информации предприятие должно быть оснащено современной технической базой и программным обеспечением, способным выполнять поставленные задачи.

Современный уровень производства, условия рынка конкурентной борьбы предъявляют повышенные требования к управлению, работе менеджеров высшего и среднего звена. В условиях всеобщей автоматизации информационных потоков, вычислительных процессов, инженерных и конструкторских работ, без создания системы автоматизированных рабочих мест работников управления, особенно на ключевых позициях, невозможно эффективно управлять производством. Это утверждение обусловлено в основном скоростью документооборота, периодом времени от постановки проблем до принятия мер по их разрешению, временем на конструирование, выполнение чертежей и наблюдением за производством.

Без использования глобальных информационных сетей электронной связи невозможно говорить о маркетинговых исследованиях рынка, эффективном поиске партнеров, потребителей и т.д.

В связи с вышеизложенным, возникает необходимость создания системы, которая могла бы автоматизировать работу, как в целом на предприятии, так и в отдельных его подразделениях.

Целью данного дипломного проекта является разработка мультисервисной сети для Комсомольского-на-Амуре завода подъемно-транспортного оборудования (КЗ ПТО).

Мультисервисная сеть - это сеть, в которой на аппаратном уровне объединены различные сетевые технологии, обеспечивающие весь спектр или набор услуг, предоставляемых на основе отдельных сетевых технологий.

Основным аспектом проекта является создание серверной базы и сетевой инфраструктуры всего предприятия, которая объединит все компьютерное оборудование в единую систему автоматизированного управления предприятием. Проложенная коммуникация мультисервисной сети позволит применить её не только по прямому назначению, но и создать на её основе любую систему, требующую качественную и быструю передачу данных, в их число могут войти системы по управлению и загрузке автоматов непосредственно работающих в цехах предприятия.

В данном дипломном проекте описывается проектирование локальной вычислительной сети в здании заводоуправления, телефонной сети предприятия, системы видео наблюдения в цехе по изготовлению и сборке подъемно-транспортных машин, а также проектирование и расчет узла удаленного доступа.

1. ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

1.1 Описание территории

Комсомольский завод подъемно-транспортного оборудования (КЗ ПТО) находится в северо-западной части города, по адресу: Северное шоссе, дом 3.

Территория завода составляет около 1400 м2.

На территории предприятия находятся трехэтажное здание заводоуправления, пристроенное к цеху № 1 по изготовлению и сборке подъемно-транспортных машин. Следующий цех расположен на расстоянии 15 м. Это цех № 2 его ворота смотрят прямо на ворота цеха № 1, таким образом, чтобы изготовленная грузоподъемная конструкция по рельсам, проложенным по периметру цехов, попадала во второй цех для покраски и благоустройства кабины-управления.

Помимо двух ведущих цехов на территории КЗ ПТО справа от заводоуправления ремонтируется здание заводской столовой, а слева имеются строительные сооружения ангарного типа высотой 7-7,5 м, в данный момент эти производственные площади сдаются в аренду частным предпринимателям и фирмам города.

Мимо арендуемых помещений из цеха № 2 проходят рельсы, по которым готовую продукцию перетягивают на открытую площадку шириной чуть больше 40 м, где производится частичная сборка отдельных габаритных деталей крана и погрузка их на железнодорожную платформу, для отправки заказчику.

Крайнее здание на территории КЗ ПТО, отделенное от заводоуправления площадкой погрузки и тремя ангарными постройками - это складские помещения завода. Склады находятся в прямоугольном железобетонном здании с плоской крышей. Высота здания 8м. Расстояние до здания заводоуправления около 250 м.

На территории КЗ ПТО практически нет зеленых насаждении. Достаточно высокие деревья растут только по периметру бетонного забора, который отделяет территорию завода от проезжей части.

1.2   Описание технологического процесса работы предприятия

Комсомольский-на-Амуре завод подъемно-транспортного оборудования - ведущий изготовитель грузоподъемных кранов по России. Высокий технический потенциал предприятия, накопленный за 50 лет успешной работы, профессиональный опыт коллектива обеспечивают изготовление высококачественной продукции.

Сегодня Предприятие изготавливает мостовые и козловые краны, кран-балки индивидуального исполнения по требованию заказчика.

Продукция отличается от серийной конструктивными особенностями и техническими характеристиками (габаритными размерами, грузоподъемностью, скоростями механизмов и т.п.) Все краны оснащены современным оборудованием, обеспечивающим высокие эксплутационные показатели и надежность в работе. Завод также производит монтаж и реконструкцию кранов у потребителей, товары народного потребления.

Система качества завода соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9001 2001 (ИСО 9001 : 2000).

Завод обеспечен лицензиями на проектирование, изготовление, монтаж и ремонт подъемных сооружений.

Козловые краны грузоподъемностью до 40 т. пролетом до 32 м., в том числе

одноконсольные, двухконсольные, бесконсольные;

- крюковые;

универсальные краны со съемным автоматическим контейнерным захватом для перегрузки железнодорожных контейнеров грузоподъемностью 5т; 20т; 24т; 36т, крюком и траверсой; и другие.

Мостовые краны грузоподъемностью до 50 т., пролетом до 34,5м, в том числе:

- общего назначения;

- взрывобезопасные;

литейные;

грейферные; магнитные; магнитно-грейферные.

Так же КЗ ПТО изготавливает краны с индивидуальными характеристиками.

В настоящее время продукция завода пользуется спросом на внутреннем рынке России и за рубежом (Югославия, Венгрия, Болгария, Сирия, Нигерия, Турция, Индия, Монголия, КНДР, Вьетнам и другие).

По мере развития российской экономики, особенно тяжелого и среднего машиностроения, горно-металлургической промышленности транспорта, спрос на продукцию ежегодно возрастает на 10-1 5%.

Свою продукцию предприятие изготавливает в двух ведущих цехах завода. Части грузоподъемной машины собираются в цехе № 1. Строительные и монтажные работы организованны таким образом, что заготовка (деталь) продвигается на рельсовой платформе по центру цехового помещения и, останавливается на каждом этапе. После изготовления деталь на той же платформе перемещается в цех № 2, где заключительные работы предпродажной подготовки (покраска, монтаж кабины управления). Полная сборка крана производится на территории заказчика выездной группой инженеров.

.3 Информационно-техническое обследование предприятия

На предприятии КЗ ПТО проведено обследование степени автоматизации управления в основных его структурах. Выяснилось, что объектами обслуживания являются автоматизированные процессы в следующих структурных подразделениях: планово-экономический и финансовый отделы, бухгалтерия и группа по договорной работе и сбыту, отдел главного конструктора и отдел главного технолога, отдел технического контроля (ОТК) и отдел маркетинга, отдел материально-технического снабжения и отдел кадров, бюро техники безопасности и производственный отдел. Обслуживаются так же юрист, архив главного конструктора, секретарь и коммерческая группа.

Анализируя имеющийся в наличии парк компьютерной техники, сетевого оборудования, программного обеспечения и уровень подготовки кадров выяснилось, что компьютерная база включает в себя несколько морально и физически устаревших компьютеров нуждающихся в замене.

Компьютерная сеть в настоящий момент состоит из 3-х разрозненных и маломощных по пропускной способности сетей. Наиболее развитая сеть находится в бухгалтерии.

Вычислительная мощность имеющихся компьютеров в целом удовлетворяет требованиям текущих задач, но в то же время, требуется частичная модернизация более половины имеющегося компьютерного оборудования (в частности, замена сетевых карт, концентраторов сети)

Сеть одноранговая, основанная на технологии Ethernet. Использована топология типа «звезда». Пропускная способность сети в бухгалтерии составляет 10 Мбит/с.

В качестве передающей части использован медный провод типа «витая пара» (UTP - кабель категории 5), что дает возможность для дальнейшего усовершенствования сети. В качестве концентраторов использованы два хаба Cnet (СТ8800ЕЗС ИТС/UTP 8 портов) соединенных вместе кроссовым кабелем.

В планово-экономическом отделе используется в качестве концентратора - хаб SuperCom (EP805X 10/100 5 портов). Пропускная способность может составлять до 100 Мбит/с. Используемые сетевые карты могут работать на скорости 10 Мбит/с и 100 Мбит/с.

В отделе маркетинга для коммутации двух компьютеров используется кроссовый кабель. Системное программное обеспечение не приобретено и не поставлено на баланс предприятия. Бухгалтерское программное обеспечение до конца не настроено.

В пределах настроенных функций бухгалтерское программное обеспечение работает вполне удовлетворительно.

Степень компьютеризации рабочих мест всего предприятия приведена в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Степень компьютеризации рабочих мест

Учитывая результаты информационно-технического обследования предприятия, проектирование и реализация рассматриваемой в данном дипломном проекте сети будет осуществляться поэтапно.

Первый этап включает в себя создание основной серверной базы и сетевой инфраструктуры, которая позволит начать работы по интеграции всего компьютерного оборудования в единую систему управления предприятием.

Второй этап - это создание автоматизированных рабочих мест (АРМ) в бухгалтерии, расчетном отделе, юридическом бюро, отделе кадров, отделе автоматизирования систем управления предприятием (АСУП). Далее, создание АРМ в планово-экономическом отделе, финансовом отделе, группе по договорной работе и сбыту, коммерческой группе. Затем планируется создание АРМ в управлении, ОТК, бюро сертификации, бюро стандартизации, отделе материально-технического снабжения, а так же автоматизация рабочих мест в отделе главного технолога, отделе главного конструктора.

Третий этап подразумевает проектирование телефонной сети предприятия, а также разработка системы видео наблюдения в цехе по изготовлению и сборке подъемно-транспортных машин.

Этапы рассматриваются подробно в последующих разделах данного дипломного проекта.

2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРИРОВАННОЙ СХЕМЫ СЕТИ

Разрабатываемая мультисервисная сеть находится на территории одного предприятия (КЗ ПТО). К подключению в рамках проекта запланировано: 99 абонентов телефонии и 99 абонентов передачи данных, 4 точки видеонаблюдения и 1 узел удаленного доступа.

При проектировании сети учитывались следующие принципы:

Производительность. Используемые в проекте модели оборудования выбирались исходя из предполагаемого увеличения объемов обрабатываемого трафика (в 4 раза по сравнению с текущим состоянием), а также из требований к выполняемым функциям и используемым протоколам.

Масштабируемость. Сеть обеспечивает возможность расширения, т.е. используемое оборудование и топология предусматривает возможность увеличения количества подключаемых пользователей, увеличение трафика. Все оборудование выбирается с резервом, как по производительности, так и по возможности установки дополнительных модулей и расширению функциональности.

Эффективность. В процессе проектирования производится оптимизация с целью более эффективного использования ресурсов сети. Ресурсы представляют собой ресурсы оборудования (количество памяти, производительность процессора) и ресурсы каналов передачи данных (пропускная способность).

Мультисервисность. Сеть обеспечивает возможность одновременной передачи данных, голоса и видео. Оборудование имеет возможность обеспечения сопряжения с телефонной сетью общего пользования, через аналоговые интерфейсы. Также имеется возможность настройки функций качества сервиса (QoS) для различных видов трафика с учетом их приоритетности.

Безопасность. Все устройства, входящие в состав сети, защищены системой паролей.

Унификация и стандартизация. При создании сети в качестве активного сетевого оборудования применяется оборудование производства компаний Cisco Systems. Все оборудование имеет сертификаты ГОСТ.

3    
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

3.1 Проектирование кабельной системы

Проектируемая локальная сеть предусматривается в трехэтажном здании завода управления КЗ ПТО. Рабочие кабинеты, включенные в структурированную кабельную систему (СКС), находятся на всех трех этажах. Для построения выбрана топология типа - «Звезда», как показано на рисунке 3.1

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая, по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Основу кабельной системы составляют кабели «витая пара», коммуникационные панели, розетки для подключения внешних устройств и центральный распределительный узел.

Кабельная разводка выполняется кабелем типа «неэкранированная витая пара» (UTP-кабель категории 5), обеспечивающим высокую надежность и скорость передачи данных в сочетании с высокой технологичностью. Неэкранированная витая пара определена в особом стандарте - Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association (EIA/TIA) 568 Commercial Building Wiring Standart. Выбранный кабель состоит из четырех витых пар медного провода и способен передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с.

В соответствии с выбранной топологией кабельной системы информационные кабели заканчиваются в центральном распределительной узле. В рабочих помещениях кабель заканчивается розеткой RJ-45. Информационные и электрические розетки устанавливаются на высоте 20 см от пола в монтажные коробки для скрытой установки в стены здания. Для прохода абонентских кабелей между этажами выполняются вертикальные отверстия. Таким образом, обеспечивается неподвижное положение кабельной системы. Производителем UTP кабелей, коммутационных панелей и информационных розеток является фирма Rit.

Центральный распределительный узел (RC 2.1) расположен на втором этаже здания в помещении № 218. Производителем монтажного оборудования является фирма Rittal. В шкафу размещаются коммутационные панели активного оборудования локальной сети.

В целом по зданию заводоуправления устанавливается 99 точек подключения с двумя подведенными станционными UTP кабелями, точка подключения представляет собой двух портовую информационную розетку RJ-45.

Рисунок 3.1 - Структура топологии «Звезда»

Спроектированная СКС должна обеспечить эффективный поиск и обмен данными. В ней предусмотрены возможности для защиты данных, для управления разграничением доступа к данным, для контроля над использованием данных.

Поэтажный план разводки кабельной системы и распределения информационных розеток приведен на схемах в конце данного раздела.

3.2 Выбор оборудования

На начальном этапе выбора оборудования, исходя из выводов сделанных в результате информационно-технического обследования предприятия, необходима частичная модернизация компьютеров, которые не пригодны к дальнейшей эксплуатации в силу недостаточного быстродействия, а в некоторых случаях полная комплектация рабочих мест.

Для того чтобы ввести в эксплуатацию рабочие места в структурных подразделениях необходимо докупить недостающее количество машин. В комплексе эти машины упоминаются ниже как - «рабочая станция» Список машин с необходимыми параметрами сведен в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Список необходимых машин с параметрами

Потребуется обеспечить компьютеры источниками бесперебойного питания АРС Buck-UPS AVR500 или аналогичными по характеристикам.

Для создания структурированного подхода к организации сети, для предоставления всех необходимых для работы сервисов, для сохранения ценной коммерческой информации в секрете от посторонних лиц внедрить на предприятии компьютерную сеть по схеме клиент - сервер. Организовать домен на основе Windows 2000 Server и выделенный файл-сервер для обслуживания баз данных.

Подробная спецификация выбранного сервера приведена в таблице 3.2

Таблица 3.2 - Подробная спецификация на сервер Intel Server SR2300

Для обеспечения бесперебойной работы сети в не зависимости от перемещений отделов и работников проложить по зданию заводоуправления структурированную кабельную систему. Для этого выделить кабинет на втором этаже под серверную комнату. Учитывая малую протяженность кабельных трасс и небольшое количество точек подключения, совместить кроссовую комнату с серверной комнатой. Связать серверную комнату с другими этажами при помощи стояков на третий и первые этажи. Кабель предлагается прокладывать при помощи металлических лотков, обеспечивая точками подключения каждый кабинет. В состав точки входят розетка двойные типа RJ 45. На этапе прокладки СКС подключение осуществляется только к розеткам компьютерной сети. В плане автоматизации предусмотрена возможность дальнейшего наращивания сервиса СКС. Учитывая возможную в дальнейшем проводку питающей сети в коробах и заземления, емкость коробов выбираем большей.

В серверной комнате все активное сетевое оборудование устанавливается в стандартный шкаф, оснащенный системой вентиляции и блоками бесперебойного питания. Спецификация оборудования коммутационного шкафа содержится в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Подробная спецификация оборудования на коммутационный шкаф

Для обеспечения каждого компьютера возможностью печати приобрести многофункциональный принтер/копировальный аппарат Xerox WorkCentre Pro 315/320.

Дальнейший выбор оборудования, а так же программного обеспечения будем рассматривать в соответствии с этапами проектирования мультисервисной сети, рассмотренными в пункте 1.3 данного дипломного проекта.

Первый этап - создание основной серверной базы и сетевой инфраструктуры, которая позволит начать работы по интеграции всего компьютерного оборудования в единую систему управления предприятием, потребует для своей реализации программные продукты MS SQL 2000 Standart, 1 Processor license, а также Windows 2000 Server, 5 Cln и Windows 2000 Server, ChentAccessLicense 5 Cln.

Список необходимого оборудования приведен в таблице 3.4

Таблица 3.4 - Список оборудования и материалов для организации первого этапа

Второй этап - это создание автоматизированных АРМ подразделениях заводоуправления.

Для создания АРМ в бухгалтерии, расчетном отделе, юридическом бюро, отделе кадров, отделе АСУП, необходимо 5 блоков бесперебойного питания АРС BuckUPS AVR 500 и 9 рабочих станций.

В таблице 3.5 перечислено программное обеспечение, необходимое для организации работы сотрудников данных отделов.

Таблица 3.5 - Программный продукт

Для создания АРМ в планово-экономическом отделе, финансовом отделе, группе по договорной работе и сбыту, коммерческой группе потребуется 10 рабочих станций. Для организации работы сотрудников (пользователей сети) необходима установка Сервера авторизации (Intel Server SR1200), а также программный продукт, перечисленный в таблице 3.6

Таблица 3.6 - Программный продукт

Для создания АРМ в управлении, ОТК, бюро сертификации, бюро стандартизации, отделе материально-технического снабжения, а так же автоматизация рабочих мест в отделе главного технолога, отделе главного конструктора потребуется 21 рабочая станция.

В конструкторском бюро для ускорения трехмерных вычислений устанавливается специализированная двухпроцессорная графическая станция на основе процессора Intel Xeon™ DP, 2400MHz, Cache 512Kb, FSB 533MHz, 604-pin FCPGA2. Вместе со станциями устанавливается монитор iiYama Vision Master Pro 512, 22", 0.24 mm, 390 МГц, 2048x1 536 /87 Гц, а также монохромный плоттер формата АО XEROX SYNEGI 8825 для вывода чертежей на печать, сканер А0 XEROX SYNEGI и принтер HP Design Jet 10 PS. Подробная спецификация на двухпроцессорную графическую станцию приведена в таблице 3.7

Таблица 3.7 - Подробная спецификация на двухпроцессорную графическую станцию

Для конструкторского отдела потребуется одна специализированная графическая станция для проведения расчетов металлоконструкций и системного проектирования кранового оборудования на базе материнской платы ASUS P4GE GOLD на основе процессора Intel Pentium 4. С монитором LG 95ОР 19”. Подробная спецификация на однопроцессорную графическую станцию сведена в таблицу 3.8.

Таблица 3.8 - Подробная спецификация на однопроцессорную графическую станцию

В таблице 3.9 представлен программный продукт для работы отдела главного конструктора и отдела главного технолога.

Таблица 3.9 - Программный продукт

При выборе оборудования для локальной вычислительной сети заводоуправления учитывались потребности и возможности предприятия.

Для максимально надежной работы сети выбран удаленный от источников помех «маршрут» прокладки кабельной системы.

Потребовалось приобретение дополнительных компьютеров, недостающего количества источников бесперебойного питания и программного обеспечения для работы в сети. В процессе подбора оборудования пришлось заменить старые низкоскоростные сетевые карты новыми сетевыми кортами с подходящей скоростью (до 100 Мбит/с).

Все оборудование поддерживает одинаковый стандарт Ethernet 100 BaseTX, то есть не смотря на разных производителей оно аппаратно совместимо.

Для подключения проектируемой ЛВС к Интернет, для организации узла удаленного доступа, а также для соединения телефонной сети предприятия с телефонной сетью общего пользования используется модульный маршрутизатор Cisco 3745 (серия Cisco 3700).

Мультисервисные маршрутизаторы доступа серии Cisco 3700 - это новое семейство модульных сетевых устройств, обеспечивающих гибкое и масштабируемое внедрение современных приложений электронного бизнеса на интегрированной платформе доступа, установленной в корпоративном филиале. Маршрутизаторы серии Cisco 3700 поддерживают Cisco AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data) - основанную на отраслевых стандартах сетевую архитектуру корпоративного масштаба, которая позволяет объединить технологические стратегии со стратегиями ведения бизнеса в единую связную модель.

Модульные маршрутизаторы доступа серии Cisco 3700 оснащаются сетевыми модулями (network module, NM), платами интерфейса с глобальными вычислительными сетями (ГВС) WAN Interface Card, WIC и усовершенствованными модулями интеграции (Advanced Integration Module, AIM), для доступа к ГВС. Организации голосовых шлюзов и выполнения приложений, связанных с коммутируемым доступом. Модель серии Cisco 3745 может оснащаться новым, более широким сервисным модулем высокой плотности портов (high density services module, HDSM) с большим числом интерфейсов. В маршрутизаторе Cisco 3745, стандартная конфигурация которого включает 4 слота для сетевых модулей (NM), вместо четырех модулей NM можно установить два модуля HDSM, удалив перегородки между соседними слотами модулей NM. Маршрутизатор Cisco 3745 стандартно оснащается двумя слотами для сетевых модулей NM, но в один из этих слотов можно установить модуль HDSM, а во второй - модуль NM. За счет использования новых модулей HDSM маршрутизаторы серии Cisco 3700 обеспечивают более высокую плотность портов и внедрение новых, более производительных сервисов.

Особенностью Cisco 3745 является поддержка интегрированной функции In-Line Power (запитывание цепей без использования дополнительного блока питания) на факультативных коммутирующих модулях 10/100 Мбит/с, необходимой для приложений IP-телефонии или для беспроводной связи в локальной сети при использовании устройств семейства Aironet. Модель Cisco 3745 оснащена оперативной памятью DRAM и Flash-памятью повышенной емкости для ускорения и упрощения внедрения будущих сервисов и функциональных дополнений.

Структурная схема локальной сети показана на рисунке 3.2.

         3-й этаж

                                                                                                   АРМ

                                                                                                    АРМ                     30 шт.

                                                                                                   АРМ

         2-й этаж

                                                                                                   АРМ

                  RC 2.1

                               Патч-панели 

                                                                                                   АРМ                      38 шт.

                                         пачкорд RJ-45

                       Активное оборудование                          

                                                                                                           АРМ

        1-й этаж

                                                                                                  АРМ

                                                                                                   АРМ                       31 шт.

                                                                                                   АРМ

Рисунок 3.2 - Структурная схема локальной сети

3.3 Проектирование узла доступа в Интернет

В данном проекте доступ во всемирную сеть Интернет организуется при помощи шлюза, в качестве которого используется маршрутизатор Cisco. Принцип построения соединения показан на рисунке 3.3.

Локальная сеть подключается к Интернет всего через один адрес, динамически выдаваемый провайдером. Фактически понадобится DialUp соединение для одного пользователя, а подключается к Интернет вся сеть. При этом во внутренней сети возможно использование IP адресов выделенных для использования в частных сетях, поскольку маршрутизатор будет динамически осуществлять трансляцию внутренних адресов в полученный во время сеанса связи внешний адрес по портам TCP. Такой вид трансляции называется PAT (port address translation) - трансляция по портам TCP через один IP адрес. На маршрутизаторе может быть включен протокол DHCP, тогда все IP адреса в подключенной сети будут раздаваться клиентским станциям динамически.

Типичный сеанс доступа в Интернет или к почтовому серверу провайдера где хранятся почтовые ящики клиента выглядит следующим образом. На каком-либо компьютере сети запускается приложение - например Netscape Navigator и открывает удаленный сервер например www.cisco.com <#"791901.files/image002.gif">

Рисунок 3.3 - Схема подключения DSL -модема для выхода в Интернет

3.4 Проектирование беспроводного сегмента локальной сети

При разработке проекта мультисервисной сети предприятия КЗ ПТО, появилась необходимость соединения с локальной сетью заводоуправления складского помещения, находящегося на территории завода и расположенного на расстоянии 250м от заводоуправления.

Для этого в складе был установлен один компьютер и специализированное программное обеспечение «Реализация и склад».

Соединение данного рабочего места с ЛВС при помощи кабеля (по воздуху) - невозможно, так как между складом и заводоуправлением располагается площадка сборки и погрузки высотного подъемно-транспортного оборудования. Прокладка кабеля под землей для одного компьютера - нецелесообразна и не выгодна. Ввод в проводную сеть стандарта Ethernet 802.3 сегмента RadioEthernet 802.11 потребует больших затрат на приобретение дополнительного оборудования.

Поэтому мной было принято решение соединить компьютер складского помещения с сетью посредством GPRS.

Технология GPRS ориентирована на применение только в сетях цифровой сотовой связи стандарта GSM, реализованных на основе метода временного разделения доступа - Time Division Multiple Access (TDMA). Именно использованию особенностей TDMA и обязана своим появлением GPRS.

Упрощенно суть метода TDMA заключается в следующем. Время работы одного радиоканала связи, он делится на стандартные по длительности (временные интервалы, распределяемые по очереди между несколькими абонентами). В результате на одной радиочастоте, возможно, передавать сразу несколько разговоров или организовать несколько независимых каналов обмена данными. В стандарте GSM максимальное число таких каналов равно восьми.

Подобное временное разделение канала связи между несколькими пользователями позволяет увеличить количество одновременно обслуживаемых абонентов, при этом только в редкие моменты пиковых нагрузок в сотовой сети все каналы оказываются занятыми. Остальное же время часть таких каналов свободна. Вот на этой особенности и основана идея технологии GPRS: когда абоненту требуется высокоскоростная передача информации - временно "отдавать" ему свободные временные интервалы в данном радиоканале. Таким образом, скорость передачи информации может возрастать в несколько раз.

Сам канал GSM способен обеспечить несколько большую скорость передачи информации, если использовать иные методы кодирования. Без заметного снижения качества, скорость передачи данных может быть увеличена до 14,4 Кб/с.

Отсюда и возникают высокие скорости передачи данных в GPRS: до 115 Кб/с, а в пределе - более 170 Кб/с. Причем именно столь большие скорости связи позволяют достаточно безболезненно выделять на некоторое время увеличенные ресурсы одному из пользователей, не рискуя заметно снизить шансы других абонентов дозвониться до сети. Действительно, в режиме GPRS, например, получение даже довольно большого электронного письма размером с целую машинописную страницу может быть осуществлено за десятые доли секунды.

А если учесть, что заложенное в технологии GPRS время задержки выделения радиоресурсов для передачи пакета данных не должно превышать 1 сек., то, например, проверка почтового ящика для пользователя будет происходить почти мгновенно.

Столь существенные изменения в условиях обмена данными с помощью мобильных терминалов открывают и многочисленные новые возможности.

Одно из самых больших преимуществ режима GPRS - то, что абонентское устройство в паузах между приемом и передачей данных "не занимает линию". Аппаратура оператора сотовой сети просто "помнит" о том, что пользователь находится в готовности к передаче или получению данных, а ресурсы радиоканала выделяются ему только на время обмена информацией. Другими словами, любые GPRS-устройства могут находиться на связи непрерывно (если они, конечно, включены и находятся в пределах зоны покрытия сети) - в состоянии "постоянного виртуального соединения". При этом оператор требует от абонента только оплату интервалов активной работы его терминала или объема переданной и полученной информации.

Абоненты могут быть постоянно подключены к Интернету или корпоративной вычислительной сети. Большие возможности технология GPRS открывает для электронной коммерции, систем передачи телеметрии, дистанционного мониторинга, охранных систем, промышленной электроники и т. п.

Сегодня в мире общее число сотовых сетей, занятых внедрением GPRS, исчисляется сотнями. Целью внедрения технологии GPRS было существенное повышение скорости передачи данных по каналам сотовой связи, а также обеспечение режима "постоянной подключенности" абонентов, наподобие того, как это реализовано в локальных вычислительных сетях. Но, в отличие от локальных сетей, рабочей зоной здесь оказывается уже вся зона охвата используемой сотовой сети, а с учетом роуминга - практически все области Земли, где действуют сотовые сети GSM. Такой охват сегодня недоступен, фактически, никаким другим беспроводным технологиям, за исключением спутниковых. В этом состоит одно из принципиальных достоинств технологии GPRS.

Для организации связи по технологии GPRS в данном проекте понадобится два GPRS-модема и две SIM-карты оператора мобильной связи предоставляющего услугу GPRS .модемы - один из типов устройств беспроводной передачи данных. Они работают по технологии пакетной передачи информации, реализуемой в сетях сотовой связи стандарта GSM и получившей наименование General Pocket Radio Service, или сокращенно -

GPR. Фактически в роли GPRS-модема может выступать мобильный телефон. В данном проекте используется два GSM/GPRS-модема (производитель - немецкая корпорация Falcom Wireless Communications <#"791901.files/image003.gif">

Рисунок 4.1 - Подключение IP-телефонов и внедрение Cisco CallManager Express (CCME)

4.4 Разработка схемы IP-адресации

адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами.

Проектируемая в данном дипломе сеть содержит менее 255 АРМ, поэтому для распределения IP-адресов выбрана сеть класса С.

Для разделения номера сети и номера узла используется маска - это число, которое используется в паре с IP - адресом. Двоичная запись маски содержит последовательность единиц в тех разрядах, которые в IP - адресе интегрируются как номер сети. В данном проекте маска сети 255.255.255.0.

В таблице 4.3 указано распределение IP-адресов. Диапазон адресов 1.10.0.0

Система видеонаблюдения включена в сеть и для того чтобы любой компьютер с соответствующим программным приложением мог получить информацию с видео-сервера, видео-сервер подключен к порту коммутатора с IP-адресом 1.10.0.112.

Узел удаленного доступа задействует 4 модемных порта с адресами 1.10.0.101, 1.10.0.102, 1.10.0103, 1.10.0.104. Пакет, имеющий адрес -broadcast рассылается всем узлам сети. Такая рассылка называется широковещательным сообщением. Шлюзом по умолчанию для любого компьютера сети является порт маршрутизатора с IP-аресом 1.10.0.111.

Таблица 4.3 - Распределение IP-адресов

4.5 Расчет числа соединительных линий

В связи с организацией на предприятии IP-телефонии и предлагается модернизировать систему соединения телефонной сети предприятия с городской сетью. Это позволит не только улучшить качество связи, но и увеличить количество абонентов телефонии предприятия, но соединить их с ТФОП при помощи минимального количества городских номеров. Для этого отказаться от существующих на данный момент 15 городских номеров и организовать соединение с телефонной сетью общего пользования при помощи арендованной у АТС прямой линии с пропускной способностью 2 Мбит/с.

На предприятии 99 абонентов телефонии. В данном разделе дипломного проекта определяется необходимое число соединительных линий для этих абонентов.

На первом этапе расчета определим число вызовов, которое генерируется абонентами телефонии. Указанный параметр обозначается как gаб. Расчет параметра производится на основе исходных данных из таблицы 3.2.1. учебного курса «Проектирование и техническая эксплуатация систем ДЭС»

Параметр gаб рассчитывается по формуле:

        (4.1)

Физический смысл данного параметра состоит в том, что за промежуток времени в 1 секунду абонент телефонии производит вызова.

где  - число вызовов в час наибольшей нагрузки, для абонентов телефонии =3,6.

Следующим этапом рассчитаем количество пакетов, которое генерируется источником. Для расчета используются формулы

                                                                                     (4.2)

,                                                                             (4.3)

где Bm - средняя битовая скорость передачи, для абонентов телефонии коммерческого сектора Bm = 65536 бит/с;

L - средняя длина сообщения, L = 384;

- число абонентов, = 99;

- число заявок, поступающих от абонента в единицу времени, = 0,001;

- средняя длительность сеанса связи, = 100с.

Подставляя значение  в формулу (2), получим:

Рассчитанный параметр g означает, что в 1 секунду 99 абонентов телефонии продуцируют (генерируют) 1689,67 пакета, каждый из которых имеет длину 384 бита. Умножив количество пакетов на среднюю длину битовой комбинации получим скорость, она равна 648836,1 бит/с. Переведем эту величину в мегабиты, получиться 0,62 Мбит/с.

Количество соединительных линий - это фактически число тайм слотов в Е1 потоке. Исходя из расчетов, можно сделать вывод. В поставляемом станцией потоке в целях экономии может быть задействовано только 12 тайм-слотов из 32 возможных, и этого будет вполне достаточно, т.к. рассчитанная скорость составляет всего 0,62 Мбит/с.

Таким образом, в данном проекте предприятию понадобится 12 городских номеров для подключения 99 абонентов.

На рисунке 4.2 показано распределение номеров и соединительных линий до и после модернизации телефонной сети.

Рисунок 4.2 - Распределение номеров и соединительных линий: а) до модернизации телефонной сети; б) после модернизации телефонной сети

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Системы видеонаблюдения (английская аббревиатура CCTV - Closed Circuit TeleVision - Системы замкнутого телевидения) - предназначены для организации видеонаблюдения на ответственных объектах.

За последние годы видеонаблюдение стало неотъемлемой функцией комплексной системы безопасности предприятия, поскольку современные системы видеонаблюдения позволяют не только наблюдать и записывать видео, но и программировать реакцию всей системы безопасности при возникновении тревожных событий.

В зависимости от типа используемого оборудования системы видеонаблюдения делят на аналоговые и цифровые. Аналоговые системы используют обычно для видеонаблюдения с одновременной записью информации на видеомагнитофон. Для обеспечения безопасности особо ответственных объектов используют цифровые системы видеонаблюдения, которые, как правило, интегрируются в комплексные системы безопасности. Такие комплексы фиксируют, записывают и анализируют информацию, поступающую от видеокамер, охранных и пожарных датчиков, а также "принимают решения" по защите охраняемого объекта.

Цифровые системы видеонаблюдения применяют в системах безопасности территориально-распределённых объектов, а также в комплексах управления безопасностью глобальных компаний. Сегодня цифровые технологии видеомониторинга "теснят" аналоговые системы видеонаблюдения по функциональным и техническим характеристикам, а по своей цене уже приближаются к стоимости аналоговых устройств.

Функции, характеристики и комплектация систем видеонаблюдения зависят от требований, предъявляемых заказчиком к безопасности объекта. Как правило, минимальная конфигурация такой системы включает в себя: видеокамеры, устройства обработки видеосигналов (квадраторы, мультиплексоры и др.), записывающее оборудование (видеомагнитофоны, видеорегистраторы) и устройства вывода изображений (видеомониторы). В более крупных CCTV могут использоваться дополнительные управляющие и вспомогательные устройства - матричные коммутаторы, клавиатуры управления видеокамерами, термопринтеры, усилители-распределители, модуляторы и т.п.

Видеокамеры - устройства, формирующие видеосигнал из светового потока, проходящего через объектив и попадающего на ПЗС-матрицу. Аналоговые видеокамеры, широко применяемые в CCTV, характеризуются своей простотой и имеют невысокую цену.

Видеокамеры с цифровой обработкой сигнала обеспечивают передачу более качественного видеосигнала и предназначены для видеонаблюдения за особо ответственными участками охраняемого объекта.

К современным системам видеонаблюдения предъявляются все большие требования по интеграции и производительности, начиная от необслуживаемых телекоммуникационных станций до производственных зданий. Для организации видеонаблюдения в реальном масштабе времени на производстве, предлагает изделия, использующие Ethernet коммуникации и имеющие широкие возможности интеграции в существующие распределенные системы сбора/управления. Теперь пользователи могут наблюдать наряду с традиционными мнемосхемами, бегущими и историческими графиками, "живое" видеоизображение.

Элементарным узлом распределенной системы видеонаблюдения является видеосервер. К нему подключаются видеокамеры, охранные датчики и исполнительные устройства. Все видеосерверы подсоединены к локальной сети (LAN). Можно использовать уже существующую локальную сеть, так как в отличие от традиционных web-камер, видеосерверы незначительно загружают сетевые ресурсы. Большой поток информации передается только в случае тревожного события, в штатном режиме поток с видеосервера незначительный, так как запись осуществляется на встроенный винчестер. Резервное копирование содержимого видеосерверов может осуществляться ночью или в любое другое время.

Система видеонаблюдение данного проекта организовывается в помещении цеха №1. Не обходимо подключить 4 точки видеонаблюдения и соединить их с сетью. Так как помещение цеха и здание заводоуправление соединены переходом, то соединение с сетью осуществляется с помощью UTP кабеля (причем расстояние до видеосервера не превышает нормы в 100м). Принцип построения системы видеонаблюдения показан на рисунке 5.1

Выбранный в проекте видеосервер является продуктом компании AXIS Communications Group - мирового лидера в производстве цифровых видеокамер и видеосерверов для систем цифрового видеонаблюдения.

Через сетевой видео сервер AXIS 2400 к цифровой системе видеонаблюдения подключается 4 аналоговые видеокамеры (JVC Professional TK-C920E). Подключение видеокамер осуществляется через 4 композитных BNC видеовхода.

Видео-сервер передает по LAN/WAN сетям высококачественное видеоизображение в формате Motion JPEG с частотой до 25 кадров в секунду в режиме реального времени. Благодаря встроенному в сетевой видеосервер AXIS 2400 веб-серверу, изображение с аналоговых видеокамер можно просматривать с любого сетевого компьютера, на котором установлен стандартный веб-браузер, например, Netscape Navigator4.x или Internet Explorer 4.x с ActiveX. Выбранный видео-сервер успешно работает под управлением операционных систем Windows 2000, Windows NT, Linux, Unix, Mac OS и др.

Рисунок 5.1 - Построение системы видеонаблюдения

Как и во все видеосерверы компании AXIS, в сетевой видео сервер AXIS 2400 установлен процессор сжатия ARTPEC-1. Такая реализация сжатия обеспечивает минимальное время задержки, благодаря чему видео сервер передает по сети "живое" видео в режиме реального времени со скоростью 25 кадров в секунду.

Для подключения к сети видео сервер AXIS 2400 использует стандарт 10BaseT/100BaseTX Ethernet. Сервер поддерживает стандартные протоколы: TCP/IP, HTTP, FTP, SMTP, NTP, ARP, BOOTP.

Цветная аналоговая видеокамера высокого разрешения TK-C920E с цифровой обработкой видеосигнала и режимом Super LoLux заключена в ударопрочный корпус с удобным креплением. Эта видеокамера обеспечивает превосходное качество изображения с разрешением 535 ТВЛ, имеет АРУ, автоматический или ручной баланс белого, компенсацию встречной засветки и встроенный 10-битный DSP для обработки изображения.

Функции Super LoLux обеспечивает правильную цветопередачу видеоизображения даже при низкой освещенности (до 0,7 лк). Функция автоматической регулировки усиления, которую имеют все аналоговые видеокамеры JVC, усиливает слабый сигнал, характерный для видеосъемки при недостаточном освещении. В режиме Super LoLux видеокамера TK-C920E усиливает видеосигнал еще на 12 дБ, практически не увеличивая уровень шумов изображения.

В целом проектируемая система видеонаблюдения разрабатывалась с учетом особенностей месторасположения. Камеры оснащены специальной пластиной со стандартными крепежными отверстиями и поэтому их установка в цехе не потребует специальных приспособлений. Температура в цехе в зимнее время иногда опускается до 14-15оС, но камеры TK-C920E смогут работать даже при температуре -10оС. Специальный кожух защищает видеокамеру от пыли и влаги.

При помощи видео камер можно будет не только наблюдать за основными этапами производства. Разработанная система в силу своих возможностей станет еще одним фактором для обеспечения безопасности людей в помещении цеха.

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

Область применения компьютерной техники постоянно расширяется. Она играет все более важную роль в научной и деловой жизни, и для многих предприятий уже стала необходимым рабочим инструментом. Универсальность компьютеров определяется многообразием программного обеспечения и функциональных возможностей.

Создание мультисервисной сети требует наличия соответствующего оборудования, определенного уровня квалификации и затрат. Следует отметить, что проектируемая сеть предназначена в первую очередь для автоматизации работы предприятия. В данном разделе дипломного проекта будет рассчитана полная стоимость создания и ввода в производственную эксплуатацию мультисервисной сети предприятия КЗ ПТО.

Общая стоимость проекта рассчитывается как сумма затрат на реализацию аппаратной и программной частей проекта.

Расходы на разработку проекта включают в себя следующие статьи:

·   затраты на приобретение необходимого оборудования;

·   расходы на заработную плату персонала;

·   отчисления на социальное страхование;

·   амортизационные отчисления ЭВМ;

·   затраты на электроэнергию.

Стоимость оборудования приведена в таблице спецификации (приложение А). В связи с тем, что реализация проекта производилась в три этапа, затраты на приобретение оборудования и материалов тоже будут разделены на три части - таблица 6.1

Таблица 6.1 - Затраты на приобретенное оборудование

На разработку аппаратной части проекта в общей сложности требуется 2 месяца работы (42 рабочих дня). Прокладку СКС и коммутацию активного оборудования по заданию предприятия будут осуществлять сотрудники отдела АСУП (2 человека).

Оклад сотрудника отдела АСУП на данном предприятии составляет 2720 рублей в месяц. Расходы на заработную плату рассчитываются по формуле:

где З - размер оклада, З = 2720 руб.,

Kp - районный коэффициент, Kp = 1,5,

tp - время, необходимое для разработки программы, tp = 42 рабочий день,

Тр - среднее количество рабочих дней в месяце, Тp = 21 рабочий день.

Фонд заработная плата для двух сотрудников за два месяца составит 16320 руб.

От фонда заработной платы необходимо производить отчисления на социальные нужды в размере 26%:

Сумма затрат на приобретение оборудования и заработную плату составит капитальные затраты проекта (К):

К = М + ЗП + Сотч = 5597630 + 16320 + 4243,2 = 5618193,2 руб.

Годовые эксплуатационные расходы проекта складываются из амортизационных отчислений, затрат на электроэнергию и заработной платы обслуживающего персонала. Амортизационные отчисления необходимы для того, чтобы поддерживать в исправном состоянии и своевременно обновлять аппаратное обеспечение. В настоящее время развитие компьютерной техники происходит очень быстро. Требования к функциональным возможностям аппаратуры постоянно растут. В условиях быстроразвивающихся технологий компьютерная техника и сетевое оборудование устаревает. Для того, чтобы регулярно модернизировать аппаратуру необходимо производятся амортизационные отчисления. Амортизационные отчисления для компьютерной техники предприятие производит в размере 13% в год. Следовательно, амортизационные отчисления составят 13% от первоначальной стоимости компьютерного оборудования:

А = Ск ∙ 0,13 = 5597630 ∙ 0,13 = 727691,9 руб.

где Ск - первоначальная стоимость оборудования, Ск = 5597630 руб.

Затраты на электроэнергию определим по формуле

ЭЛ = ТЭ ∙ tр ∙ 8 ∙ РЭВМ = 1,81 ∙ 252 ∙ 8 ∙ 0,4 = 1459,6 руб.

где ТЭ - тариф на электроэнергию, для организаций ТЭ = 1,81 руб. за 1 кВт-час;

tp - число дней, требуемых для работы с ЭВМ;

- длительность рабочего дня в часах;

РЭВМ - мощность, потребляемая одним компьютером, РЭВМ = 0,4 кВт.

В течение года сеть обслуживается одним работником отдела АСУП. Расходы на заработную плату обслуживающего персонала в месяц определяются с учетом оклада программиста 9-го разряда З = 4824 руб. по формуле.

Фонд заработной платы в год составит 86832 руб.

От фонда заработной платы необходимо производить отчисления на социальные нужды в размере 26%:

Годовые эксплуатационные расходы составят:

Э = ЗП + Сотч + ЭЛ + А = 86832 + 22576,32 + 1459,6 + 727691,9 = 838559,82 руб.

Процентные соотношения по статьям эксплуатационных расходов представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Процентное соотношение эксплуатационных затрат

На основе проведенных расчетов можно сделать вывод. Наибольший удельный вес в структуре эксплуатационных затрат составляют амортизационные отчисления. Это обусловлено тем, что рынок компьютерной техники постоянно обновляется, и предприятию приходится заменять устаревшие машины новыми более совершенными технологиями.

Для построения мультисервисной сети необходимы финансовые затраты в размере 5600 тыс. руб.

Финансирование проекта планируется осуществить за счет получения банковских кредитов. Предлагается получить кредит в 4 квартале 2004 года в размере 5600 тыс. руб. Средства этого кредита идут на финансирование всех этапов проекта. Кредитная ставка 17% годовых, залоговой базой могут быть основные средства Предприятия Срок кредитования 1 год. В этих условиях предприятие способно выполнить условия кредитования.

Прибыль предприятия КЗ ПТО с учетом всех затрат в 2002 году составляла около 1000 тыс. рублей. В 2003 году эта прибыль увеличилась до 13500 тыс. рублей, а в 2004 году ожидается получение прибыли в размере 19423 тыс. рублей (без учета 4 квартала). Эти результаты свидетельствуют о том, что общее финансово-экономическое положение предприятия характеризуется надежной платежеспособностью и значительным экономическим потенциалом.

Можно сократить расходы по реализации проекта, подобрав более дешёвое оборудование, но в этом случае качество обслуживания и надежность работы сети заметно снизится. В свою очередь, проектируемая сеть позволит предприятию повысить уровень организации работы, ускорит решение поставленных задач, что способствует качественной организации бизнес-процессов.

В связи с реализацией проекта на предприятии планируется изменение штатного расписания, которое позволит не только автоматизировать работу и усовершенствовать схему документооборота, но и сократить долю административно-управленческого персонала (АУП) в общих затратах на персонал. Сложившееся на сегодня соотношение: один человек АУПа на одного рабочего основной специальности нельзя считать нормальным. Автоматизация производства и изменение организационно-штатной структуры позволит сократить общехозяйственные расходы ежемесячно на 25 тыс. руб. и это позволит сократить эксплуатационные расходы в среднем на 300 тыс. руб.

7. ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

К вопросам безопасности жизнедеятельности руководители современных предприятий подходят серьезно и осмысленно, тем более, когда в эксплуатацию вводится новое оборудование. Не секрет, что залогом успешной и долгой работы подчиненного является своевременное и тщательное следование инструкциям и требованиям техники безопасности.

Охрана труда - система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха.

Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасности условий труда, ликвидация профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных забот человеческого общества. Обращается внимание на необходимость широкого применения прогрессивных форм научной организации труда, сведения к минимуму ручного, малоквалифицированного труда, создания обстановки, исключающей профессиональные заболевания и производственный травматизм.

Один из главных вопросов - это организация рабочего места.

Рабочее место - это часть пространства, в котором работник осуществляет трудовую деятельность, и проводит большую часть рабочего времени. Рабочее место, хорошо приспособленное к трудовой деятельности, правильно и целесообразно организованное, в отношении пространства, формы, размера обеспечивает ему удобное положение при работе и высокую производительность труда при наименьшем физическом и психическом напряжении.

При правильной организации рабочего места производительность труда возрастает от 8 до 20 процентов.

Согласно ГОСТ 12.2.032-78 конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия:

а) оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места;

б) достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения;

в) необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения поставленных задач;

г) уровень акустического шума не должен превышать допустимого значения.

Программное обеспечение также играет важную роль в обеспечении безопасности жизнедеятельности. Хороший интерфейс человек-компьютер, дружественность программы и удобство работы с ней во многом является залогом успешной и долгой работы пользователя, сохранения его здоровья. Это позволяет исключить возможные ошибки, нервные срывы и различные заболевания. Очень большое значение имеет то, в каких программных оболочках работает программа, как организован ввод исходных данных (клавиатура, встроенные базы данных, речевая связь и т. д.) и вывод результатов, режим ввода (диалоговый, форматный или бесформатный, табличный и др.), время, затрачиваемое на ввод, решение задачи и просмотр ее результатов, наличие звукового сопровождения при работе программы, подсказок.

Так как проектируемая система имеет в своём составе интерфейс между пользователем и ПЭВМ, то на пользователя оказывают влияние такие факторы как цвет элементов изображения, цветовая контрастность и размер выводимых на экран символов. Данные параметры определяются техническими возможностями видеомонитора и соответствующими ГОСТами и санитарными нормами и правилами. Выбор цветов и размеров элементом изображения, а также их особенности (мерцание, повышенная или пониженная яркость и т.п.) зависят от разработчиков программного обеспечения.

7.1 Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ

Главными элементами рабочего места являются письменный стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя. Рабочее место для выполнения работ в положении сидя организуется в соответствии с ГОСТ 12.2.032-78.

Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление человека работающего за компьютером большую часть рабочего дня. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.

Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

При конструировании оборудования и организации рабочего места пользователя ВДТ и ПЭВМ следует обеспечить соответствии конструкции всех элементов рабочего места и их взаимного расположения эргономическим требованиям с учетом характера выполняемой пользователем деятельности, комплексности технических средств, формы организации труда и основного рабочего положения пользователя.

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.

Высота рабочей поверхности стола для взрослых пользователей должна регулироваться в пределах 680-800 мм; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

Конструкция стула должна обеспечивать:

а) ширину и глубину поверхности сиденья не менее 400 мм;

б) поверхности сиденья с закругленным передним краем;

в) регулировку высоты поверхности сиденья в пределах 400-550 мм и углам наклона вперед до 15 град. и назад до 5 град.;

г) высоту опорной поверхности спинки 300 ± 20 мм, ширину - не менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости 400 мм.

Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю или специальной, регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной поверхности.

7.2 Требования к дисплеям и персональным электронно-вычислительным машинам

Согласно СанПиН 2.2.2.542-96 должны выполнятся следующие требования к видео дисплейным терминалам (ВДТ) и ПЭВМ:

а) Визуальные эргономические параметры ВДТ являются параметрами безопасности и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья пользователя. Все ВДТ должны иметь гигиенический сертификат, включающий, в том числе оценку визуальных параметров.

б) Конструкция ВДТ, его дизайн и совокупность эргономических параметров должны обеспечить надежное и комфортное считывание отображаемой информации в условиях эксплуатации.

в) Конструкция ВДТ должна обеспечивать возможность горизонтального наблюдения экрана путем поворота корпуса в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси в пределах 90° и в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси в пределах 30° с фиксацией в заданном положении. Дизайн ВДТ должен предусматривать окраску корпуса в мягкие тона с диффузным рассеянием света. Корпус ПЭВМ, клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики. На лицевой стороне корпуса ВДТ не рекомендуется размещать органы управления, маркировку, какие либо вспомогательные устройства и обозначения. При необходимости расположения органов управления на лицевой панели они должны закрываться крышкой или располагаться в корпусе.

г) Для обеспечения надежного считывания информации соответствующей степени комфортности ее восприятия, должны быть определены оптимальные и допустимые диапазоны визуальных и технических параметров. Минимальная яркость знака (яркость фона) измеренная в темноте составляет 35 кд/м , максимальная 120 кд/м.

д) Конструкция ВДТ должна предусматривать наличие ручек регулировки яркости и контраста, которые обеспечивают возможность регулировки этих параметров от минимального до максимального значений.

е) В технической документации на ВДТ должны быть установлены требования на визуальные параметры:

) неравномерность яркости элементов знаков не более 25;

) размер минимального элемента отображения (пикселя) для ВДТ: 0,3 мм.

ж) В целях обеспечения требований в п.5, а также, защиты от электромагнитных и электростатических полей допускается применение экранных фильтров, специальных экранов и других средств индивидуальной защиты, прошедших испытания в аккредитованных лабораториях и имеющих соответствующий гигиенический сертификат.

з) Конструкция ВДТ и ПЭВМ должна обеспечивать мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0,05 м. от экрана и корпуса ВДТ при любых положениях регулировочных устройств не должна превышать 7,74×10-12 А/кг, что соответствует эквивалентной дозе, равной 0,1 мбэр/час (100 мкр/час).

и) Для обеспечения надежного считывания информации при соответствующей степени комфортности ее восприятия должны быть разделены оптимальные и допустимые диапазоны визуальных эргономических параметров. Визуальные эргономические параметры ВДТ и пределы их изменений, в которых должны быть установлены оптимальные и допустимы диапазоны значений, приведены в таблице 8.1.

Таблица 7.1 - Визуальные эргономические параметры ВДТ и пределы их изменений

При работе с ВДТ для профессиональных пользователей необходимо обеспечивать значения визуальных параметров в пределах оптимального диапазона. В целях обеспечения требований, установленных выше, а также защиты от электромагнитных и электростатических полей допускается применение экранных фильтров, специальных экранов, и других средств индивидуальной защиты, прошедших испытания в аккредитованных лабораториях и имеющих соответствующий гигиенический сертификат.

.3 Конструкция клавиатуры

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 5-15 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 1,5 Н;

к) звуковую обратную связь от включения клавиш с регулировкой уровня звукового сигнала и возможности ее отключения.

.4 Требования к помещениям для эксплуатации ВДТ и ПЭВМ

Помещения с ВДТ и ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение.

Естественное освещение должно обеспечивать коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1,2 % в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1,5 % на остальной территории.

Расположение рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ для взрослых пользователей в подвальных помещениях не допускается.

Площадь на одно рабочее место с ВДТ или ПЭВМ для взрослых пользователей должна составлять не менее 6,0 м2, объем - не менее 20 м3.

Производственные помещения, в которых для работы используются преимущественно ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские, операторские, расчетные и др.), учебные помещения (аудитории вычислительной техники, дисплейные классы и др.), не должны граничить с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормируемые значения (механические цеха, мастерские, гимнастические залы и т.п.).

Для внутренней отделки интерьера помещений с ВДТ и ПЭВМ, должны использоваться диффузно-отражающие материалы с коэффициентом отражения для потолка - 0,7-0,8; для стен - 0,5-0,6; для пола - 0,3-0,5.

Поверхность пола в помещениях эксплуатации ВДТ и ПЭВМ должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для очистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами.

7.5 Требования к микроклимату помещений эксплуатации ВДТ и ПЭВМ

В производственных помещениях, в которых работа на ВДТ и ПЭВМ является вспомогательной, температура, относительная влажность и скорость движения воздуха на рабочих метах должны соответствовать действующим санитарным нормам микроклимата производственных помещений. В производственных помещениях, в которых работа на ВДТ и ПЭВМ является основной (диспетчерские, операторские, расчетные, кабинеты и посты управления, залы вычислительной техники и др.). Должны обеспечиваться оптимальные параметры микроклимата (таблица 8.2)

Таблица 7.2 - Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ВДТ и ПЭВМ

Примечания: к категории 1а относятся работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения. При работах категории 1а расход энергии составляет до 120 ккал/ч. К категории 1б относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, при которых расход энергии составляет от 120 до 150 ккал/ч.

7.6 Требования к шуму и вибрации

При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские, операторские, расчетные, кабинеты и посты управления, залы вычислительной техники и др.), во всех учебных и дошкольных помещениях с ВДТ и ПЭВМ уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50 дБ.

В производственных помещениях, в которых работа с ВДТ и ПЭВМ не является основной, а также во всех учебных и дошкольных помещениях с ВДТ и ПЭВМ вибрация на рабочих местах не должна превышать допустимые нормы вибрации.

Шумящее оборудование (АЦПУ, принтеры и т.п.), уровни шума которого превышают нормированные, должно находиться вне помещений с ВДТ и ПЭВМ.

7.7 Требования к освещению помещений и рабочих мест ВДТ и ПЭВМ

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кл/м2.

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ВДТ и ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м2 и яркость потолка, при применении системы отраженного освещения, не должна превышать 200 кд/м2.

Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 40, в дошкольных и учебных помещениях не более 25.

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ВДТ и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 - 5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.

Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м2, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.

Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.

Коэффициент пульсации не должен превышать 5 %, что должно обеспечиваться применением газоразрядных ламп в светильниках общего и местного освещения с высокочастотными пускорегулирующими аппаратами (ВЧ ПРА) для любых типов светильников.

7.8 Требования к организации режима труда и отдыха при работе с ВДТ и ПЭВМ

Виды трудовой деятельности разделяются на 3 группы:

Группа А - работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ с предварительным запросом;

группа Б - работа по вводу информации;

группа В - творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.

Для видов трудовой деятельности устанавливаются 3 категории тяжести и напряженности работы с ВДТ и ПЭВМ (таблица 8.3).

Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья профессиональных пользователей, на протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы.

Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

С целью уменьшения отрицательного влияния монотонии целесообразно применять чередование операций осмысленного текста и числовых данных (изменение содержания работ), чередование редактирования текстов и ввода данных (изменение содержания работы).

Таблица 7.3 - Время регламентированных перерывов в зависимости от продолжительности рабочей смены, вида и категории трудовой деятельности с ВДТ и ПЭВМ

7.9 Вопросы электрической безопасности при работе с ВДТ и ПЭВМ

В ЭВМ источником опасности является электрическая часть, а именно входные цепи блока питания, который может быть подключен к сети промышленного тока напряжением 240 В. частотой 50 Гц, с изолированной нейтралью. Выходные цепи блока питания составляют ±15, ±5 В. Следовательно, согласно ПЭУ 1.1.3 устройство относится к установкам с рабочим напряжением до 1000 В.

Использовавшееся помещение с ЭВМ относится к классу помещений без повышенной опасности с точки зрения поражения электрическим током. Температура окружающей среды +20±5°С, относительная влажность воздуха 60±20%. В помещении должны быть непроводящие полы, отсутствовать токопроводящая пыль, отсутствовать электрически активная среда, отсутствовать возможность одновременного прикосновения к металлическим частям прибора и заземляющему устройству, отсутствовать высокая температура и сырость (ПУЭ 1.1.13).

Для защиты от поражения электрическим током все токоведущие части должны быть защищены от случайных прикосновений кожухами (ПУЭ 1.1.32), корпус устройства должен быть заземлен. Заземление выполняется изолированным медным проводом сечением 1.5 мм2 (ПУЭ 1.7.78), который присоединяется к общей шине заземления с общим сечением 48 м2 при помощи сварки. Общая шина присоединяется к заземлению, сопротивление которого не должно превышать 4 Ом (ПУЭ 1.7.65). Питание устройства должно осуществляться от силового щита через автоматический предохранитель, срабатывающий при коротком замыкании нагрузки.

Эксплуатация устройства должна производиться персоналом, имеющим квалификацию по ТБ III (согласно ПТЭ). Работа по устранению неисправностей и наладка должна производиться персоналом с квалификационной группой по ТБ не ниже III (согласно ПТЭ) и только после снятия напряжения питания с устройства.

7.10 Требования к пожарной безопасности

Помещения, в которых установлены персональные ЭВМ, по пожарной опасности относятся к категории Д, и должны удовлетворять требованиям по предотвращению и тушению пожара по ГОСТ 12.1.004-91. Обязательно наличие телефонной связи и пожарной сигнализации.

Материалы, применяемые для ограждающих конструкций и отделки рабочих помещений должны быть огнестойкими. Для предотвращения возгорания в зоне расположения ЭВМ обычных горючих материалов (бумага) и электрооборудования, необходимо принять следующие меры:

а) в машинном зале должны быть размещены углекислотные огнетушители типов ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8. Согласно типовым правилам пожарной безопасности на каждые 100 кв. метров площади помещения ВЦ должен приходиться один огнетушитель.

б) в качестве вспомогательного средства тушения пожара могут использоваться гидрант или устройства с гибкими шлангами.

в) для непрерывного контроля машинного зала и зоны хранения носителей информации необходимо установить систему обнаружения пожаров.

Пользователи допускаются к работе на персональных ЭВМ только после прохождения инструктажа по безопасности труда и пожарной безопасности в лаборатории в целом и на каждом рабочем месте.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Бурное развитие компьютерной техники и сетевых технологий, позволило быстро удовлетворять потребности современного общества в совершенствовании научных знаний, что в свою очередь позволило повысить технический уровень обработки информации, управление сложным технологическим оборудованием.

Использование сетевых технологий на предприятиях позволяет повысить эффективность управления и контроля, улучшать системы безопасности производства, а так же использовать глобальные вычислительные сети для маркетинговых исследований рынка.

Ввод в эксплуатацию мультисервисной сети разработанной в данном дипломном проекте позволит автоматизировать процесс управления предприятием КЗ ПТО, а именно:

- снять проблему принятия решения по управлению процессом производства;

наладить автоматизированный учет материалов и контроль над качеством готовой продукции;

своевременно формировать отчетности бухгалтерии;

осуществлять постоянный контроль со стороны отдела АСУП над работой сети и серверов создать автоматизированный контроль над движением рабочей силы;

создать быстродействующие систем проектирования и элементы управления автоматами, автоматизированными производственными линиями.

- сокращает время на получение отчетов, приказов и распоряжений. При обеспечении достаточной защиты внутренней сети предприятия от постороннего проникновения и правильной организации работы.

Данная схема автоматизации позволит сократить не только управляющий персонал, но сократить общехозяйственные расходы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гук М. «Аппаратные средства PC»: Энциклопедия -СПб: Питер Ком, 1998.

2. Дорот В.Л. Новиков Ф.А. Толковый словарь современной компьютерной техники. - СПб.: БХВ-Петербург, 2002.

3. Дымов В.С. GPRS: Доступ в Internet через мобильный телефон GSM. - М.: Майор, 2003. - 192 с.: ил.

4. К. Пакет. Создание сетей удаленного доступа Cisco - М: "Вильямс", 2003 672 стр.

5. Н. А. Олифер, В. Г. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб.: Питер, 2001.

6. Microsoft Corporation Компьютерные сети. Сертификация Network+. Учебный курс/Пер. с англю-М.: Издальско-торговый дом «Русская редакция», 2002.

7. Методические указания по дипломному и курсовому проектированию. ХФ СибГУТИ, 1999.

8. Самойленко В.В. Локальные сети. Полное руководство. - К.: "ВЕК+", "НТИ", СПб.: "КОРОНА принт", 2002

9. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов. Под. ред. Беклешова В.К. - М.: Высш. шк., 1991.

10.Шмалько А.В. «Цифровые сети связи: Основы планирования и построения» - М.: Эко-Трендз, 2001. - 282 с.

11.Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным ЭВМ и оригинальные работы. Санитарные правила и нормы СанП и Н 2.2.2.542-96. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А1 - Спецификация оборудования