В качестве элементной базы для реализации беспроводной системы поквартирного учета выбраны модемы ETRX2 компании Telegesis, надежные и имеющие невысокую стоимость (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - ZigBee-модем ETRX2

Компания Telegesis специализируется на разработке устройств для сетей ZigBee.

Инженеры Telegesis первыми разработали для своего радиомодуля систему АТ-команд.

Сегодня встроенное программное обеспечение модемов ETRX2, с одной стороны, является тщательно продуманным программным продуктом, а с другой - обеспечивает для пользователя максимальную простоту и удобство при реализации прикладной программы.

Встроенное программное обеспечение модулей ETRX2 обеспечивает реализацию протоколов канального и сетевого уровней, поддерживает выполнение основных функций меш-сети, таких как ретрансляция данных, самообразование и самовосстановление беспроводной сети, поиск оптимального маршрута.

Одним из преимуществ модемов ETRX2 является то, что в одном конструктиве компания Telegesis предлагает два варианта исполнения: бюджетный базовый вариант ETRX2 и модем ETRX2-PA с дополнительным усилителем мощности 100 мВт.

Это позволяет оптимизировать беспроводную систему по цене.

Модемы без усилителя на открытом пространстве имеют радиус действия до 300 м, а в жилом здании дают возможность передать сообщение из квартиры с металлической дверью на лестничную площадку.

Модемы ETRX2-PA на открытом пространстве позволяют передавать данные на расстояния до 800 м, а в здании в зависимости от типа перекрытий их дальность действия составляет 3-5 этажей.

Конфигурирование работы модемов осуществляется при помощи программирования их внутренних регистров.

Все модемы одинаковы, и каждому из них можно задать роль координатора, маршрутизатора или конечного узла.

Система АТ-команд модемов ETRX2 вводит такое дополнительное понятие, как центральный узел сбора данных в сети - Sink.

Центральный узел сети назначается путем программирования соответствующего конфигурационного регистра. Таким узлом может стать координатор или любой из маршрутизаторов.

Важным достоинством модемов ETRX2 является наличие спящего режима с малым током потребления 1 мкА, при котором продолжает работать таймер, предназначенный для того, чтобы в заданное время вернуть модем из энергосберегающего режима в рабочий. Это дает возможность ZigBee-устройству работать без смены батарей несколько лет.

Для адресации устройств в сети используется уникальный 64-битный идентификатор, который заносится в энергонезависимую память модемов ETRX2 на этапе производства.

Наличие встроенного и проверенного производителем программного обеспечения, реализующего все основные операции в сети ZigBee, значительно сокращает время разработки системы и устраняет необходимость приобретать дорогостоящие отладочные средства.

Система АТ-команд поддерживает богатый набор функций, таких как образование и присоединение к беспроводной сети, мониторинг сети, передача и прием сообщений по радиоканалу, ввод/вывод цифровой информации, ввод аналоговых сигналов, работа с таймерами и последовательным интерфейсом. При этом такие сетевые задачи, как ретрансляция сообщений и выбор оптимального маршрута, поддерживаются модемами ETRX2 автоматически.

Таким образом, используя модемы ETRX2, можно рассматривать сеть ZigBee как интерфейс для передачи данных, не требующий для своей организации больших усилий.

2.4 Описание предлагаемой системы

Состав системы поквартирного домового учета АИС УРВ и схема размещения основных узлов системы в жилом здании показаны на рисунке 2.6.

В соответствии с этой схемой квартиры оснащаются счетчиками-регистраторами KM-K-3Z (рисунок 2.7), которые имеют входы для подключения трех счетчиков воды: холодной, горячей и технической.

Контроллер KM-K-3Z содержит управляющий микроконтроллер MSP430F2232 и модем ETRX2, заранее сконфигурированный на работу в качестве конечного спящего узла беспроводной сети.

Рисунок 2.6 - Беспроводная система поквартирного учета воды АИС УРВ

Рисунок 2.7 - Квартирный счетчик-регистратор KM-K-3Z

На лестничной площадке каждого этажа в электрошкафу размещаются этажные контроллеры КМ-К-8Z (рисунок 2.8), которые имеют сетевое питание и выполняют функцию маршрутизаторов сети. Кроме того, контроллеры КМ-K-8Z имеют 8 собственных счетных каналов для проводного подключения электросчетчиков с импульсным выходом.

Этажные контроллеры используют микроконтроллеры MSP430F149 и модемы ETRX2-PA с дополнительным усилителем мощности, что дает возможность, как упоминалось ранее, передавать данные на расстояние в 3-5 этажей.

Установка маршрутизаторов на каждом этаже позволяет иметь несколько возможных путей для передачи сообщений.

Рисунок 2.8 - Этажный контроллер KM-K-8Z

При этом сеть самостоятельно выбирает путь с наименьшим количеством ретрансляций. Например, если в здании прохождение радиосигнала на всех этажах одинаково и обеспечивает дальность связи четыре этажа, то для 14-го этажа маршрут может быть таким: 14 этаж-10 этаж-6 этаж-2 этаж-подвал.

При этом, если, например, на 10-м этаже маршрутизатор по каким-то причинам не будет функционировать, ячеистая сеть автоматически инициирует поиск нового маршрута.

Новый путь для передачи сообщения теперь может быть, например, таким: 14-11-7-3-подвал.

Если поиск нового маршрута завершится успешно, то микроконтроллер узла-передатчика получит уведомление об успешности доставленного сообщения.

Домовой контроллер KM-ДZ (рисунок 2.9) располагается в подвальном помещении здания или на чердаке.

Его встроенный модем ETRX2-PA заранее программируется на работу в качестве центрального узла сбора данных Sink.

К нему стекается вся информация от маршрутизаторов.

Связь домового контроллера КМ-ДО с диспетчерской осуществляется при помощи сети Ethernet или по GSM-каналам связи.

Рисунок 2.9 - Домовой контроллер KM-ДZ

Кроме того, домовой контроллер содержит интерфейс USB, с помощью которого информация из его буфера может быть переписана на обычный флэш-накопитель USB. Домовой контроллер не имеет индикации. Для того чтобы можно было на месте определить состояние беспроводной сети, используется съемная операторская панель КМ, которая имеет четырехстрочный символьный индикатор и небольшую клавиатуру. Система меню операторской панели позволяет путем доступа к оперативной памяти контроллера КМ-ДО отображать перечень устройств в беспроводной сети, контролировать наличие связи с ними и отображать информацию о состоянии любого прибора в системе.

2.5 Установка системы на объекте и описание ее работы

Важнейшим достоинством описанной системы является простота ее установки на объекте.

Счетчики-регистраторы KM-K-3Z, выполняющие функцию конечных узлов, устанавливаются в квартирах одновременно со счетчиками воды.

При этом не требуется прокладка никаких дополнительных кабелей для питания контроллеров и передачи данных. Единственное, что необходимо выполнить на этом этапе - нанести на план здания места установки контроллеров и зафиксировать их идентификаторы.

Этажные маршрутизаторы KM-K-8Z устанавливаются на лестничных площадках в электрошкафах, где имеется сетевое питание 220 В.

Сразу после установки конечные узлы и маршрутизаторы начинают работать.

Они сканируют эфир и пытаются подключиться к беспроводной сети.

При включении центрального узла сбора данных к нему сначала присоединяются маршрутизаторы, а затем к маршрутизаторам - конечные устройства.

При этом к сети могут подключиться только устройства, в которые заранее занесен системный ключ шифрования данных.

"Дочерние" устройства KM-K-3Z выбирают "родительский" узел случайным образом.

Это может быть маршрутизатор, расположенный на одном этаже с конечным контроллером, или маршрутизатор с верхнего либо нижнего этажа.

Вся информация в любом случае попадает на домовой контроллер KM-ДZ. В сообщении, поступающем от конечного узла, содержится его идентификатор, по которому домовой контроллер осуществляет привязку показаний к номеру квартиры.

Система поквартирного учета АИС УРВ является трехуровневой системой с распределенным интеллектом, в которой на каждом уровне выполняется своя задача по обработке данных.

Так, первичные счетчики-регистраторы KM-K-3Z имеют буфер, в котором постоянно содержится нарастающий итог объема потребленной воды с момента последней поверки счетчиков.

Счетчики-регистраторы KM-K-3Z выполняют также тарификацию потребленной воды, контроль качества связи со счетчиками воды, состояние их крышек (открыты или закрыты), контроль собственной батареи питания и других возможных ошибочных состояний.

С целью экономии батарей, работа которых рассчитана на 4 года, счетчики-регистраторы KM-K-3Z выходят на связь со своими "родительскими" маршрутизаторами один раз в час.

Во время сеанса связи они передают накопленные данные о потребленной воде и статусную информацию своему маршрутизатору, который, в свою очередь, сохраняет эти данные в буфере.

Кроме того, в этот момент маршрутизатор синхронизирует часы конечных узлов и передает им сообщения от домового контроллера об изменении конфигурационных параметров, если такие имеются к данному моменту.

Маршрутизаторы передают информацию выше по запросу центрального узла сбора данных KM-ДZ. Кроме собственно информации, полученной от квартирных счетчиков-регистраторов, они еще сообщают перечень своих "дочерних" конечных узлов и передают данные о состоянии и результатах накопления своих локальных счетных каналов.

Домовой контроллер KM-ДZ системы поквартирного учета через сети передачи данных транслирует информацию в центральную диспетчерскую, куда также поступают данные от общедомового узла учета - независимой системы учета потребления воды в доме, использующей домовые счетчики горячей и холодной воды. Это дает возможность информационной системе АИС УРВ выполнять подсчет баланса потребления воды в доме, обнаруживать утечки и неисправности в работе оборудования.

Поскольку квартирные счетчики-регистраторы постоянно хранят итоговое значение потребленной воды с момента последней поверки счетчиков, то потери информации не произойдет, даже если в какой-то момент времени нарушится связь квартирного счетчика-регистратора и всей системы.

Узел будет продолжать подсчитывать количество потребленной воды и выполнять тарификацию.

Информационная система сообщит диспетчеру об отсутствии данных от счетчика.

После того, как причина неисправности будет выявлена и устранена, квартирный счетчик-регистратор передаст в систему все данные, накопленные к текущему моменту времени.

Таким образом, при помощи данной системы учета удалось реализовать технологичную, мобильную и в то же время надежную систему сбора данных.

Полнота и функциональность системы АТ-команд модемов ETRX2 компании Telegesis позволяют не только осуществлять операции по образованию сети и передаче данных, но и выполнять мониторинг сети и определять качество поступающих радиосигналов.

Использование модемов ETRX2 в серийном производстве показало их высокое качество, обусловленное 100% -ным выходным контролем у производителя.

Введение системы поквартирного учета потребления воды привлекательно и для водоснабжающей организации, и для населения.

Потребители получают возможность перейти к оплате воды в соответствии с фактическим использованием, появляется возможность взимать с поставщиков штрафы за некачественные услуги.

Поставщики, в свою очередь, получают экономический эффект за счет уменьшения количества неплатежей.

Становится возможным оперативно выявлять неисправности оборудования.

У населения появляется стимул к разумному расходованию воды, что имеет важное значение в области рационального природопользования.

2.6 Программное обеспечение АИС УРВ

Программное обеспечение диспетчерского центра позволяет принимать и накапливать в базе данных показания счетчиков и отчеты о событиях происходящих на пунктах учета (пропадание питания, вскрытие объекта и т.п.). При каждом сеансе обмена между терминалом и диспетчерским центром передаются пакеты информации содержащие: текущие показания прибора учета, показания прибора учета на каждый день, в ретроспективе, за прошедшие 31 день; показания на первый день месяца, в ретроспективе, за прошедших 12 месяцев, а также 30-ти минутные профили мощности потребления.

Эти данные визуализируются в виде таблиц и в виде графиков (рисунки 2.10 и 2.11).

Диспетчер имеет возможность детально изучить данные и выявить случаи хищения или аварийные ситуации на сетях потребления.

По накопленным данным строятся отчеты - групповые и индивидуальные, например, для групп терминалов - состояние на конкретную дату, и индивидуально, развернутый, по каждому терминалу, с отображением получасовых мощностей и показаний прибора учета на определенные даты.

Отчеты могут рассылаться адресатам по электронной почте.

Рисунок 2.10 - Общий вид терминала сбора данных

Рисунок 2.11 - Таблицы и графики месячных данных

Таким образом, задачи, поставленные в техническом задании на проектирование автоматизированной информационной системы учета расхода воды полностью выполнены.

3. Экономическая эффективность проекта

В данной части дипломного проекта рассматриваются:

а) проектные затраты, включающие в себя затраты времени, заработной платы участников дипломного проекта, затраты на материалы, энергетические затраты;

б) затраты на внедрение и эксплуатацию создаваемой системы;

в) расчет эффективности созданной системы.

В данном дипломном проекте рассматривается создание автоматизированной информационной системы учета расхода воды с целью поквартирного учета расхода холодной воды и последующей передаче данных в диспетчерскую ООО "Водоснабжение".

3.1 Планирование выполнения работ

Разработка проекта потребовала усилий двух человек: руководителя проекта, инженера-проектировщика.

Для более планомерного выполнения весь объем работ разбит на несколько этапов.

На первых из них необходимо осознать основные моменты поставленной задачи, определить последующий ход действий, сроки, составить техническое задание.

Далее следует найти и изучить информацию по данной теме, включающую сведения о методиках проектирования автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП), специфике работы ООО "Водоснабжение".

Следующие этапы наиболее трудоёмкие - они включают: выбор системы, проектирование системы, настройку.

Ход работ показан в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Перечень этапов выполнения работ

3.2 Состав сметы затрат на разработку автоматизированной информационной системы

В состав затрат на проектирование и изготовление новой автоматизированной системы включается стоимость всех расходов для реализации комплекса работ составляющих создание данной разработки.

Единовременные затраты, необходимые для реализации системы, рассчитываются следующим образом:

К = С_мат + С_{осн. з/пл} + С_{отч. ЕСН} + С_об + С_нр + С_эл + С_пр (3.1)

где С_мат - затраты на материалы и комплектующие изделия;

С_{осн. з/п} - основная заработная плата ИТР, участвующего в разработке;

С_{отч. ЕСН -} отчисления на единый социальный налог;

С_об - затраты на оборудование;

С_нр - накладные расходы;

С_эл - затраты на электроэнергию

С_пр - прочие затраты

3.2.1 Расчет затрат на оборудование

В таблице 3.2 приведен список необходимого оборудования для реализации системы.

Таблица 3.2 - Затраты на оборудование

Итого затраты на оборудование составят 82440 руб.

3.2.2 Расчет затрат на материалы и комплектующие

В таблице 3.3 приведен список необходимых для реализации системы материалов и комплектующих.

Таблица 3.3 - Затраты на материалы и комплектующие

3.2.3 Расчет заработной платы

Заработная плата инженерно-технического персонала, непосредственно участвующего в разработке, рассчитывается с учетом квалификации работников по формуле:

 (3.2)

где n - количество видов работ; T_i - затраты труда на выполнение i-го вида работ, чел-дн; m - количество участников выполнения работ; K_i,j - коэффициент загруженности j-го участника на i-ом этапе; С_j - среднедневная заработная плата j-го работника, руб/чел-дн, рассчитываемая по формуле:

 (3.3)

где С_{ср/мес -} средняя месячная зарплата.

Для руководителя среднедневная заработная плата составляет:

 руб

Для инженера-проектировщика среднедневная заработная плата составляет:

 руб

В таблице 3.4 приведены значения коэффициентов и расчетные значения среднедневной и общей заработной платы.

Таблица 3.4 - Коэффициенты и значения зарплаты

3.2.4 Отчисления на единый социальный налог

Отчисления на единый социальный налог рассчитываются по следующей формуле:

С_{отч. з/пл} = С_з/пл*К_отч (3.4)

где К_отч - коэффициент отчислений из фонда заработной платы в фонд медицинского страхования, в фонд социального страхования, в пенсионный фонд, в фонд занятости, составляющие в общей сложности 30%.

С_{отч. з/пл} = 17237,5*0,30 = 5557,097 руб.

3.2.5 Затраты на электроэнергию

Затраты, связанные с эксплуатацией оборудования при подготовке проекта рассчитываются по следующей формуле:

З_эл = Р_гТ_рГК_мГК_тГС_{э (}3.5)

где Р₂ - мощность токоприемника кВт;

Т_рГ - время работы токоприемника в часах (93дня*8ч);

K_мГ - коэффициент использования токоприемника по времени (0,95);

К_тГ - коэффициент использования токоприемника по мощности (0,94);

С_э - стоимость одного киловатта в час (по данным "РЭК" стоимость 1 кВт/ч электроэнергии составляет 1,62 руб.

Таблица 3.5 - Расчет затрат на электроэнергию

Затраты на электроэнергию составят 3_эл = 210,9 руб.

3.2.5 Затраты на накладные расходы

Затраты на накладные расходы включают расходы на охрану труда и административно-хозяйственное управление и составляют 10% от фонда заработной платы.

3.2.6 Прочие затраты

Прочие затраты составляют 7% от всех предпроектных затрат и приблизительно равны 2599,8 руб.

Итоговые суммы проектных затрат представлены в таблица 3.6.

Таблица 3.6 - Проектные затраты

3.3 Расчет эксплуатационных затрат

Эксплуатационные затраты на год рассчитываются по формуле:

к_жп = з_А + з_р + з_з/п + з_эл + з_нк (3.6)

где З_а - затраты на амортизационные отчисления в год;

З_р - затраты на текущий и профилактический ремонт;

З_з/п - заработная плата задействованного персонала;

З_эл - затраты на электроэнергию;

З_нк - накладные расходы.

Классификация относит устройства автоматики к третьей амортизационной группе (код по ОКОФ 14 3020000). Срок их полезного использования может составлять от трех лет одного месяца до пяти лет включительно. Принимаем максимальный срок полезного использования - 5 лет.

Суммы амортизационных отчислений представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Расчет амортизационных отчислений

3.3.1 Затраты на текущий и профилактический ремонт составляют 2,5% от стоимости оборудования:

_рем = 82440*0,025 = 2061 руб

Заработная плата задействованного персонала включает в себя з/п двух работников предприятия, эксплуатирующих систему. Затраты на заработную плату представлены в таблица 3.8.

Таблица 3.8 - Затраты на заработную плату эксплуатационного персонала и расчет единого социального налога

3.3.2 Отчисления с заработной платы на ЕСН составляют

С_{отч. з/пл} = С_{год. з/пл}*К_отч (3.7)

З_{отч. з/пл} = 197249,13*0.30 = 51284,77 руб

3.3.3 Затраты на электроэнергию приведены в таблице 3.9

З_эл = Р_iТ_рiК_мiК_тiС_э (3.8)

где P_i - мощность токоприемника кВт;

T_pi - время работы токоприемника в часах (256 дней*8ч);

K_мi - коэффициент использования токоприемника по времени (0,95);

К_mi - коэффициент использования токоприемника по мощности (0,94);

С_э - стоимость одного киловатта в час (по данным "РЭК" стоимость 1 кВт/ч электроэнергии составляет 1,62 руб.)

Таблица 3.9 - Затраты на электроэнергию

3.3.4 Затраты на накладные расходы

Затраты на накладные расходы включают расходы на охрану труда и административно-хозяйственное управление и составляют 10% от фонда заработной платы:

З_пр = З_з/плx0,l, (3.9)

З_нр = 197249,13*0,10 = 19724,91 руб

Итоговые суммы эксплуатационных затрат представлены в табл.3.10.

Таблица 3.10 - Эксплуатационные затраты.

Затраты на эксплуатацию системы: К_экс = 234192,793 руб.

3.4 Анализ эффективности внедрения автоматизированной системы

Эффективность внедрения системы заключается в том, что с помощью предлагаемой автоматизированной информационной системы учета холодной воды возможно добиться полного контроля за внутридомовым расходом воды.

Соответственно, значительно снижается трудоемкость работ, связанная с учетом расхода воды и ручным занесением данных в систему.

Годовая экономия от внедрения системы определяется по формуле:

Э = åЭ_i - С_экс

åЭ_i - сумма факторов, приводящих к экономии средств.

С_экс - эксплуатационные затраты в год.

3.4.1 Экономия средств за счет отсутствия необходимости в ручном учете расхода воды и занесении данных в систему

Среднегодовая (за 2012 год) стоимость экономии за счет отсутствия необходимости в ручном учете расхода воды и занесении данных в систему: Э₁ = 302562,6 руб.

Факторы годовой экономии при внедрении системы приведены в таблице 3.11.

Таблица 3.11 - Факторы годовой экономии

Таким образом, годовая экономия составляет:

Э = 302562,6 - 234192,793 = 68369,807 руб.

Экономическая эффективность единовременных затрат на создание системы определяется показателями Т_р и Е_р, где Т_р - расчетный срок окупаемости единовременных затрат на создание системы в годах, Е_р - расчетный коэффициент эффективности единовременных затрат на создание системы:

 (3.11)

 (3.12)

года

Нормативные показатели эффективности системы Е_н = 0,33; Т_н = 3,03.

Сопоставляя расчетный коэффициент эффективности и срок окупаемости системы с нормативными, находим, что Е_р > Е_н (0,59 > 0,33) и Т_р < Т_н (1,7 < 3,03).

Следовательно, проектируемая система эффективна.

Технико-экономические показатели проекта приведены в таблице 3.12.

Таблица 3.12 - Технико-экономические показатели проекта

4. Безопасность и экологичность проекта

4.1 Безопасность проекта

4.1.1 Анализ условий труда

Анализ выполнен для оператора диспетчерской ООО "Водоснабжение".

Во время работы за компьютером на оператора действуют следующие опасные и вредные производственные факторы.

Физические:

повышенные уровни электромагнитного излучения;

повышенные уровни рентгеновского излучения;

повышенные уровни ультрафиолетового излучения:

повышенный уровень инфракрасного излучения;

повышенный уровень статического электричества:

повышенные уровни запыленности воздуха рабочей зоны;

повышенное содержание положительных аэроионов в воздухе рабочей зоны;

пониженное содержание отрицательных аэроионов в воздухе рабочей зоны;

пониженная или повышенная влажность воздуха рабочей зоны;

пониженная или повышенная подвижность воздуха рабочей зоны;

повышенный уровень шума;

повышенный или пониженный уровень освещенности;

повышенный уровень прямой блесткости;

повышенный уровень отраженной блесткости;

повышенный уровень ослепленности;

неравномерность распределения яркости в поле зрения;

повышенная яркость светового изображения;

повышенный уровень пульсации светового потока;

повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

Химические:

повышенное содержание в воздухе рабочей зоны двуокиси углерода, озона, пыли.

Психофизиологические:

напряжение зрения;

интеллектуальные нагрузки;

эмоциональные нагрузки;

длительные статические нагрузки;

монотонность труда,

большой объем информации, обрабатываемой в единицу времени;

нерациональная организация рабочего места.

Биологические:

повышенное содержание в воздухе рабочей зоны микроорганизмов.

Таблица 4.1 - Оценка напряженности труда на рабочем месте

Из анализа следует, что условия труда оператора вредные, 3 класса по гигиенической классификации ГОСТ Р 2.2.2006-05 "Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса".

4.1.2 Мероприятия по безопасности труда

В соответствии с требованиями СанПиН 2.2.2.542-96 "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы" к рабочему месту предъявляются следующие требования:

достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществить все необходимые движения и перемещения;

достаточные зрительные, физические и слуховые связи между оператором и машиной;

оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места;

рабочее кресло легко перемещается и поворачивается, имеет регулируемое по высоте сиденье, наклон спинки и сиденья, а также оптимальную твердость рабочих поверхностей.

Экран дисплея размещается на оптимальном расстоянии от оператора (0,6 - 0,7 м.), при этом плоскость экрана должна быть перпендикулярна линии взора, что достигается наклоном рабочих панелей, которые должны обеспечивать регулировку угла наклона по горизонтали в пределах 20° и по вертикали 30°. Монитор должен иметь регулировку яркости и контраста.

К = L_max / L_min = 5: 1 (4.1)

где К - отношение яркости символа к яркости фона;_max - максимальная яркость символа;_min - минимальная яркость фона.

Верхняя часть экрана находится на уровне глаз, взгляд на центр экрана направлен под небольшим углом вниз, угол рассматривания должен быть не менее двадцати угловых минут и рассчитывается по формуле:

(a/2) = S / 2L (4.2)

где S - высота буквы (мм);- расстояние от глаза до объекта на экране;

a - угол рассматривания (угловые минуты).

При ярком внешнем освещении должны применяться специальные антибликовые козырьки. Клавиатура должна располагаться так, чтобы рабочие движения находились в наиболее доступной зоне. Функциональная и буквенно-цифровая части клавиатуры для удобства пользования должны быть разделены, а цвет клавиш должен быть контрастным по отношению к цвету панели.

Параметры микроклимата на рабочем месте оператора

Данные требования регламентируются СанПиН 2.2.2.542-96 "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы". Работа персонала, обслуживающего вычислительную технику, относится к категории 1а (затраты энергии до 120 ккал/ч), так как она выполняется сидя или связана с перемещениями без систематического физического напряжения и переноса тяжестей. В помещении, оснащенном средствами вычислительной техники, должны поддерживаться оптимальные значения температуры, скорости движения воздуха и относительной влажности воздуха. Это обусловлено тем, что умственный труд характеризуется напряжением и для обеспечения высокой работоспособности необходимо поддерживать оптимальные показатели микроклимата, которые указаны в таблице 18.

Таблица 4.2 - Оптимальные показатели микроклимата

На одного человека должен приходиться объем помещения 35-45 м³ при площади 5-6 м² (без учета проходов).

Допустимый уровень вибрации регламентируется СанПиН 2.2.2.542-96 "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы". ПДУ виброускорения равен 0,056 м/с, ПДУ виброскорости равен 0,18 м/с. При превышении общих фактических уровней вибраций допустимых значений необходимо принять меры виброакустической защиты, которая предусматривается в соответствии с требованием СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Это виброизоляция и строительно-планировочные мероприятия по борьбе с вибрацией.

Предусмотрена звукоизоляция служебных помещений. Длительное воздействие на человека шума, уровень которого превышает допустимые нормы, отрицательно влияет на его психофизические функции, в результате чего снижается качество и производительность труда, и возникает опасность серьезных заболеваний. Снижение шума дает звукоизоляция за счет обивки стен звукоизолирующими материалами и использование звукопоглощаемой панели.

Источниками шумов в помещении, оборудованном средствами вычислительной техники, являются:

персональные компьютеры;

вентиляторы в блоках ПК;

воздуходувки;

кондиционеры;

устройства ввода - вывода (принтеры, дисководы и т.п.).

Уровни шума на рабочих местах должны соответствовать требованиям: уровень шума не должен превышать 60 дБА.

Для обеспечения уровня шума в допустимых пределах и в случаях, когда он не удовлетворяет техническим нормам, проводят следующие мероприятия:

ослабление шума в источниках его возникновения;

изоляция источников шума с помощью звукопоглощающей обивки;

экранирование рабочего места;

строительные мероприятия.

Для снижения уровня шума потолок или стены, а иногда и то и другое должны облицовываться звукопоглощающим материалом с максимальным коэффициентом звукопоглощения в области частот 63-8000 Гц.

Согласно требований СН 2.2.4/2.1.8.566-96 ("Правила устройства электроустановок") помещение, оснащенное средствами вычислительной техники, является помещением с повышенной опасностью поражением электрическим током, так как существуют условия для одновременного прикосновения к металлическим корпусам электрооборудования с заземленными частями или конструкциям здания и оборудования.

Для обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала и нормальной работы вычислительных машин в электроустановках 220/380В предусмотрено защитное заземление. Эффект защитного заземления заключается в том, чтобы создать между корпусом защищаемого оборудования и землей электрические соединения достаточно малого сопротивления, чтобы в случае замыкания на корпус, прикосновение к нему человека не могло вызвать прохождение через его тело опасной силы тока (до 10мА).

Согласно требованиям СН 2.2.4/2.1.8.566-96 в электроустановках напряжением до 1000В величина сопротивления заземляющего устройства не должна превышать 4Ом, Измерение сопротивления заземленных установок, к которым имеет доступ только электротехнический персонал, проводят не реже одного раза в три года. Токоведущие провода прокладывают между полом и фальшполом, чтобы в случае повреждения изоляции или обрыва проводов снизить опасность поражения электрическим током до минимума.

При техническом осмотре и ремонте вычислительных машин применяются основные и дополнительные индивидуальные средства безопасности для электроустановок, работающих под напряжением до 1000В.

Из изоляционных средств в операторской АС предусмотрены:

переносные заземляющие устройства;

инструменты с изолированными рукоятками;

указатели напряжения для определения наличия напряжения с дополнительным сопротивлением для фазировки;

резиновые диэлектрические коврики.

Регламентация приводится в СанПиН 2.2.4.1191-03. Общие технические требования".

Физиологическое воздействие статического электричества на организм человека может проявляться в форме малого тока длительно протекающего через тело, кратковременных электрических разрядов, а также электрического поля, действующего на организм человека. Действие статического электричества смертельной опасности не представляет, но неблаготворно отражается на состоянии здоровья человека. Вызываемые статическим электричеством неприятные ощущения являются этиологическим фактором неврастенического синдрома, головной боли, плохого сна, неприятных ощущений. Все это сказывается на работоспособности оператора ПК.

Причинами возникновения статического электричества является электромагнитное поле, возникающее при работе электрических устройств и способность ПК накапливать статическое электричество. Наличие большого количества связанных устройств затрудняет удаление этого фактора.

С целью отвода статического электричества применяют заземление, которое представляет собой единую неразрывную линию, присоединенную в нескольких местах к заземляемому устройству.

На вычислительном центре проводят следующие мероприятия по защите от статического электричества:

заземление различных частей ПК;

использование специальной хлопчатобумажной одежды обслуживающим персоналом;

поддержка оптимальной влажности (60-40%) в помещении;

применение антистатических мастик.

Допустимые уровни напряженности электростатических полей не должны превышать 20 кВ/м в течение 1 часа СанПиН 2.2.4/2.1.8.655-96. В помещении необходимо контролировать уровень аэроионизации. Оптимальным уровнем аэроионизации в зоне дыхания человека считается содержание легких аэроионов обоих знаков от 1,5*10² до 5*10³ в 1 см³ воздуха.

4.1.3 Мероприятия по производственной санитарии

Для обеспечения комфортной рабочей среды обеспечивается вентиляция помещения с производительностью 20-40 м3/ч на каждого человека. В помещении ежедневно проводится влажная уборка.

Кроме естественной вентиляции в рабочем помещении необходимо предусматривать и приточно-вытяжную вентиляцию, а также использовать кондиционирование воздуха с учетом тепло избытка от машин, людей, солнечной энергии и от источников искусственного освещения. Подача воздуха должна осуществляться в верхнюю зону помещения с малыми скоростями с учетом поддержки заданной скорости воздуха в рабочей зоне.

Кондиционирование обеспечит:

автоматическое поддержание параметров микроклимата в необходимых пределах в течение всего года;

очистку воздуха от пыли, бактерий;

поддержание небольшого избыточного давления в чистых помещениях с целью исключения поступления неочищенного воздуха.

Рациональное освещение обеспечивает не только необходимый и достаточный для зрения свет, но также равномерность и постоянство светового потока. При устройстве общего освещения рекомендуется вместо висящих ламп установить потолочное освещение, при котором отраженный свет создает более равномерную освещенность. Светильники должны располагаться вдоль рабочего места, чтобы искусственный свет имел такое же направление, что и естественный.

В помещении предусматривается боковое естественное освещение через окна. Нормы проектирования естественного и искусственного освещения установлены в СанПиН 2.2.42.1278-03. Работа в вычислительном центре относится к IV разряду зрительных работ (таблица 4.3).

Объект различения имеет размеры 0,5-1 мм.

Таблица 4.3 - Норма зрительных работ

Таблица 4.4 - Норма освещенности

Работа в помещении должна производиться:

при естественном освещении (К=1,5%) на расстоянии 0,8 - 1,0 м от стены с оконными проемами, причем экраны видео терминалов находятся перпендикулярно этой стене;

при комбинированном (естественное + искусственное) освещении экраны видеотерминалов находятся перпендикулярно светонесущей стороне при искусственном освещении.

4.1.4 Пожарная безопасность

При эксплуатации ПЭВМ соблюдены следующие требования пожарной безопасности:

каждое из помещений, где производится эксплуатация устройств ПЭВМ, оборудовано первичными средствами пожаротушения и обеспечено инструкциями по их применению. В качестве средств пожаротушения исльзуются углекислотные огнетушители типа ОУ-2, ОУ-5. Применение пенных огнетушителей не допускается, так как жидкость пропускает ток;

устройства ПЭВМ установлены вдали отопительных и нагревательных приборов (расстояние не менее 1 м и в местах, где не затруднена их вентиляция и нет прямых солнечных лучей).

В связи с установкой дорогостоящего оборудования в помещении имеется пожарная сигнализация, срабатывающая автоматически и передающая сигнал о пожаре на приемную станцию.

Запрещено использование воды для тушения при включенной общей системе электропитания помещения. В здании предусмотрена внутренняя пожарная водопроводная сеть. Внутренняя сеть подключается к внешней пожарной сети, оборудованной гидрантами, расположенными на расстоянии не более 5 метров от стен здания, 150 метров друг от друга и 2,5 метра от края проезжей части.

Схема плана эвакуации при пожаре приведена в приложении Б.

4.2 Экологичность проекта

Согласно нормативным требованиям СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 для предприятия определяется санитарно-защитная зона размером 500 м от крайних источников загрязнения атмосферы.

Площадь озеленения составляет 50% от площади санитарно-защитной зоны. Производственные здания на территории завода расположены с учётом технологического процесса, общности санитарно - гигиенических и пожарных требований.

Между зданиями должны быть разрывы с учётом санитарных требований и пожарных требований для исключения вредного влияния газов, пыли и т.д.

В соответствии с действующим экологическим механизмом реализации государственной политики осуществляется:

планирование и финансирование природоохранных мероприятий

соблюдение эколого-экономических нормативов;

внедрение экологически целесообразных технологических решений;

плата за использование природоохранных ресурсов.

Предприятие осуществляет платежи за водо-, тепло-, энергопотребление, вывоз мусора и земельный налог. Земельный налог исчисляется исходя из площади занимаемого земельного участка и утвержденных ставок налога.

К вредному воздействию компьютеров на окружающую среду можно отнести высокое потребление электроэнергии.

Для уменьшения расхода электроэнергии необходимо соблюдать следующие правила:

выключить компьютеры и периферийное оборудование в конце рабочего дня и при остановке работы на длительный период;

не оборудовать каждое рабочее место принтером, модемом или другой периферией, необходимо организовывать совместный доступ пользователей к периферийным устройствам.

Так как при работе на компьютере человек подвергается воздействию переменных электромагнитных полей (ЭМП), которое зависит от напряженностей электрического и магнитного полей, размера облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей человека, в работе рассмотрен экологический аспект использования ВТ.

К ЭПМ промышленной частоты относятся линии электропередач (ЛЭП) напряжением до 1150 кВ, открытые распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Они являются источниками электрических полей промышленной частоты (50 Гц). Необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением выше 400 кВ.

Нормирование ЭПМ промышленной частоты осуществляют по предельно допустимым уровням напряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем, регламентируется "Санитарными нормами и правилами выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты" СН 5802-05 и ГОСТ 12.1.002-04.

Допустимое время пребывания персонала в условиях воздействия ЭМП ограничивается продолжительностью рабочего дня и, соответственно, уменьшается с возрастанием интенсивности экспозиции.

В целях профилактики неблагоприятного действия ЭМП на работающих применяются средства индивидуальной и коллективной защиты (только от электрической составляющей ЭП) в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.002-84, СанПиН 5802-01 и ГОСТ 12.4.154-05 ССБТ "Устройства экранирующие для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования, основные параметры и размеры", ГОСТ 12.4.172-97 ССБТ "Комплект индивидуальный экранирующий для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования и методы контроля".

В качестве средств индивидуальной защиты <http://slovari.yandex.ru/~%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3%D0%B8/%D0%9E%D1%85%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0%20%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B4%D0%B0/%D0%A1%D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0%20%D0%B8%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D1%83%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B9%20%D0%B7%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%82%D1%8B/> от ЭП служат индивидуальные экранирующие комплекты. Имеются различные типы комплектов с разной степенью экранирования не только для наземных работ в зоне воздействия ЭП напряженностью не более 60 кВ/м, но и для выполнения работ с непосредственным касанием токоведущих частей, находящихся под напряжением (работ под напряжением) на воздушных ЛЭП напряжением 110-150 кВ.

Снижение уровней МП до предельно допустимых обеспечивается также за счет снижения нагрузки на токоведущих частях, находящихся под напряжением, использованием материалов для экранирования магнитного поля или активных экранов.

Заключение

В дипломном проекте рассмотрена действующая система учета расхода холодной воды на ООО "Водоснабжение".

В результате проведенных в дипломном проекте исследований выявлено следующее.

При рассмотрении существующей системы учета расхода холодной воды выявлено, что она выполнена без применения систем автоматизации и не позволяет в полной мере реализовать возложенные на неё функции.

Также рассмотрены различные системы-аналоги, имеющиеся сегодня на рынке автоматизированных систем учета расхода воды.

Предложенная для применения в условиях ООО "Водоснабжение" автоматизированная информационная система учета расхода воды в значительной мере свободна от недостатков, присущих существующим системам.

Предлагаемая система учета расхода воды позволяет решать одну из первоочередных задач водоснабжающей организации - автоматизированный учет и передачу данных о внутридомовом водопотреблении на сервер ООО "Водоснабжение".

Преимущества предложенной системы учета расхода воды - автоматический поквартирный учет потребленной воды, занесение в базу данных информации по каждой квартире, формирование архива данных. Система работает в круглосуточном режиме, в любых условиях, без необходимости трудоемкого обслуживания.

Отличительной особенностью предложенной автоматизированной системы учета расхода воды является применение микроэлектронных компонентов, высокая отказоустойчивость системы, возможность беспроводной передачи данных на сервер водоснабжающей организации.

Список использованных источников

1.      <http://www.sea.com.ua/>

.        <http://infoteclab.ru/>

.        <http://teplovodokhran.ru/>

.        <http://www.mnppsaturn.ru/>

.        ГОСТ 34.602-89 "Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированных систем".

.        ГОСТ 34.601-90 "Информационные технологии. Автоматизированные системы. Стадии создания".

.        Проектирование экономических информационных систем. Учебник / Г.Н. Смирнова, А.А. Сорокин, Ю.Ф. Тельнов. - М.; Финансы и статистика, 2001. - 350 с.

.        Советов Б.Я. Информационная технология: Учебник для вузов по специальности "Автоматизированные системы обработки информации и управления", - М.: Высшая школа, 1994. - 368с.

.        Свириденко С.С. Современные информационные технологии. - М.: Радио и связь, 1999. - 304с.

.        Автоматизированные информационные технологии в экономике. Учебник.М., Финансы и Статистика, 1999. - 420 c.

.        Информационные системы и технологии в экономике.М., Финансы и Статистика, 2004. - 320 c.

.        Автоматизированное рабочее место для статистической обработки данных / В.В. Шураков. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 190 с.

.        Информационные системы / Петров В.Н. - СПб.: Питер, 2003. - 688 с.

.        Журба, М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование автоматизированных систем / М.Г. Журба, Л.И. Соколов, Ж.М. Говорова. - M.: Издательство ACB, 2003. - 288 с.

.        Автоматизация энергетических систем: Учебное пособие для вузов / О.П. Алексеев, В.Л. Козис, В.В. Кривенков и др.; Под ред.В.П. Морозкина и Д. Энгелаге. - М.: Энергоатомиздат, 1999. - 448 с.

.        Трегуб, В.Г. Ладанюк, А.П., Плужников Л.Н. Проектирование, монтаж и эксплуатация систем автоматизации в энергетике / В.Г. Трегуб, А.П. Ладанюк, Л.Н. Плужников. - М.: Агропромиздат, 1999. - 352 с.

.        Автоматика и автоматизация производственных процессов / М.М. Благовещенская, Н.О. Воронина, А.В. Казаков и др. - М.: Агропромиздат, 1999. - 239 с.

.        Великанов К.М. и др. Экономика и организация производства в дипломных проектах. - Л.: Машиностроение, 1987. - 200 с.

.        Экономика предприятия: учебник для ВУЗов /Л.Я. Аврашков и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998. - 742с.

.        Безопасность жизнедеятельности. Под редакцией Белова С.В. - М.: Высшая школа, 1996. - 462 c.

.        Методика расчета естественного и искусственного освещения в помещениях с видеодисплейными терминалами. - М.: Госкомсанэпиднадзор Россия, 1996 - 20с.

.        СанПиН 2.2.2.542-03 "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы".

.        ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования".

.        ГОСТ 12.4.046-03 "ССБТ. Методы и средства вибрационной защиты. Классификация".

.        ГОСТ 12.4.124.83 "ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования".

.        ГОСТ 12.4.154-05 ССБТ "Устройства экранирующие для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования, основные параметры и размеры".