Безопасность жизнедеятельности

Проектируемое изделие – «Микропроцессорная система управления процессом газового азотирования в шахтной печи» представляет собой электротехническое устройство, которое соответствует требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ «Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования». В изделии используются:

·  рабочая изоляция токоведущих частей;

·  безопасное напряжение в электрических сигнальных цепях;

·  элементы для осуществления защитного зануления металлических нетоковедущих частей изделия, которые могут оказаться под напряжением (при нарушении изоляции, режима работы изделия и т.п.);

·  блокировки для предотвращения ошибочных действий и операций;

·  предупредительные надписи, знаки, окраска в сигнальные цвета;

·  выполнение требований эргономики.

По способу защиты человека от поражения электрическим током изделие относится к классу 0I (изделия, имеющие по крайней мере рабочую изоляцию, элемент для заземления и провод без заземляющей жилы для присоединения к источнику питания).

Анализ опасных и  вредных факторов

Изделия не является источником оптического, рентгеновского излучения, а также ультразвука.

Основными источниками опасности могут служить электрический ток с напряжением выше 42 В, тепловое излучение нагревательных элементов, утечка аммиака в воздух рабочей зоны.

Значения шума и вибрации, создаваемых системой управления, не превышают допустимых по ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» и ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вибрационная опасность. Общие требования».

Защита от поражения электрическим током

Система оборудована элементом для зануления. Для присоединения нулевого защитного проводника применяется резьбовое соединение. Зажимы нулевого защитного проводника соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление».

Болт для присоединения нулевого защитного проводника выполнен из металла, стойкого в отношении коррозии, и не имеет поверхностной окраски. Приняты меры против возможного ослабления контактов между нулевым проводником и болтом для его присоединения путем использования пружинных шайб. Наименьший диаметр резьбы болта – М4, наименьший диаметр площадки – 12 мм. В изделии обеспечено электрическое соединение всех доступных прикосновению металлических нетоковедущих частей изделия, которые могут оказаться под напряжением, с элементами для зануления. Значение сопротивления между болтом для присоединения нулевого защитного проводника и каждой доступной прикосновению металлической нетоковедущей частью изделия, которая может оказаться под напряжением, не превышает 0,1 Ом.

Каждая часть изделия, оборудованная элементом для зануления, выполнена таким образом, чтобы была возможность ее независимого присоединения к заземлителю или заземляющей магистрали посредством отдельного ответвления, т.е. при снятии какой-либо заземленной части изделия (например, для текущего ремонта) цепи зануления других частей не прерывались. Получение электрического контакта между съемной и заземленной (несъемной) частями оболочки осуществляется непосредственным прижатием съемной части к несъемной; при этом в местах контактирования поверхности съемной и несъемной частей оболочки защищены от коррозии и не покрыты электроизолирующими слоями лака, краски или эмали. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены выводы однофазного источника питания электроэнергией, с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей нулевого провода принято не более 8 Ом.

Защита от поражения аммиаком

Согласно требованиям Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 № 116 ФЗ система оборудована сигнализаторами контроля предельно допустимых концентраций аммиака в воздухе производственных помещений.

Поскольку система находится в трех разных помещениях, были установлены три датчика концентрации аммиака. При превышении уровня ПДК включается предупредительная звуковая и световая сигнализация, общеобменная и аварийная вентиляция. При снижении текущего значения концентрации ниже 20 мг/м³ отключается звуковая и световая сигнализация, аварийная вентиляция.

Система контроля уровня загазованности по обеспечению надежности электроснабжения относится к электроприемникам I категории в соответствии с ПЭУ. При отсутствии на объекте второго независимого источника электроснабжения необходимо использовать станции автоматического резервного питания, снабженные аккумуляторными батареями.

Элементы безопасности системы управления

При проектировании системы предусмотрена возможность отключения электричества.  На баллонах с аммиаком установлены нормально замкнутые отсечные клапаны: при отсутствии напряжения питания клапан автоматически закрывается, тем самым отключая подачу газа в систему. Для управления температурой в печи используется твердотельное реле с нормально разомкнутыми контактами: при отключении напряжения питания контакты реле размыкаются и отключают нагреватели от источника питания.

Таким образом при появлении питания система находится в изначальном состоянии, готовая для продолжения работы.

Условия эксплуатации

Электропитание изделия осуществляется от цеховой сети переменного тока частотой 50 Гц0,5 Гц, напряжением 220/380 В. Изделие нормально работает при отклонении напряжения питающей электросети в пределах ±10% и частоты не более 1%. В установке предусмотрен разделительный трансформатор. Система управления располагается в закрытом помещении. Система предназначена для круглосуточной работы с периодическими остановками для проведения технического анализа.

Условия окружающей среды:

– температура окружающей среды 0…+50⁰С;

– скорость изменения температуры не более 10⁰С/час;

– влажность окружающей среды 15…85 % при +35⁰С;

– вибрация частотой до 25 Гц и амплитудой не более 0,1 мм в соответствии с ГОСТ 12997-76.

Требования к шкафу с электрооборудованием

Непосредственно система управления размещается в пылезащищенном шкафу со степенью защиты IP54.

На электрошкафу установлен знак напряжения по ГОСТ 12.4.027-76. Шкаф представляет собой корпус, в котором предусмотрены места для закрепления блока питания, печатной платы устройства, и т.п. На заднюю панель корпуса выведены разъемы для подключения питания, двигателей и датчиков. Над разъемами нанесены соответствующие поясняющие надписи. Шкаф должен имеет возможность герметично закрываться.

Требования к зажимным и вводным устройствам

Ввод проводов в защитный шкаф осуществляется через изоляционные детали. При этом исключается возможность повреждения проводов и их изоляции в процессе монтажа и эксплуатации изделия.

Конструкция разъемов исключает возможность неправильного присоединения соединяемых токоведущих частей при монтаже. Предотвращено расщепление многожильных проводов на отдельные жилы. При применении проводов с оплеткой  предотвращено ее расплетение.

Конструкция и материал вводных устройств исключают возможность случайного прикосновения к токоведущим частям, электрических перекрытий, а также замыкания проводников на корпус и накоротко. Внутри вводного устройства предусмотрено достаточно места для безопасного доступа к его элементам (контактам, проводникам, зажимам и т.п.) и для осуществления ввода и разделки проводов.

Требования к изоляции

Изоляция изделия и его частей выбрана исходя из применяемого напряжения. Изоляция частей изделия, доступных для прикосновения, обеспечивает защиту человека от поражения электрическим током. Покрытие токоведущих частей печатной платы изделия защитным лаком устраняет возможность поражения  при непосредственном прикосновении к этим частям. В целях повышения электробезопасности установки в источнике питания системы управления установлены плавкие предохранители, защищающие аппаратуру (а в конечном счете и электрика) от перегрузки по току, и емкостно-индуктивные фильтры, защищающие от бросков сетевого напряжения.

Требования к маркировке и различительной окраске.

Штепсельные разъемы имеют маркировку, позволяющую определить те части разъемов, которые подлежат соединению между собой. Ответные части одного и того же разъема имеют одинаковую маркировку.

 Выводы изделия снабжены маркировкой и выполнены таким образом, чтобы существовала возможность ее нанесения. Маркировка проводников выполняется на обоих концах каждого проводника и при отсоединении проводника от зажима сохраняется на замаркированном проводнике.

По функциональному типу проводника использована следующая расцветка изоляции:

Черная – для проводников в силовых цепях;

Красная – для проводников в цепях управления, измерения и сигнализации переменного тока;

Синяя – для проводников в цепях управления, измерения и сигнализации постоянного тока;

Зелено-желтую (двухцветную) – для проводников в цепях заземления;

Голубую – для проводников, соединенных с нулевым проводом и не предназначенных для заземления.

Требования к обслуживающему персоналу

Безопасность оборудования, равно как и его надежность, во многом зависит от компетентности эксплуатирующего его оператора. При эксплуатации к электроустановке не допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже 3 группы по указанным правилам электробезопасности.

Обслуживающий персонал должен:

-        иметь специальную подготовку, обеспечивающую правильную и безотказную  работу электроустановки;

-        знать правила оказания первой помощи пострадавшему при поражении электрическим током, отравлении аммиаком, ожогах и уметь практически оказать первую помощь.

Сочетание конструкторских и организационных мероприятий позволяет свести минимуму травмоопасность при эксплуатации установки.

Персонал, допущенный в установленном на предприятии порядке к работе, а также к ремонту и наладке, обязан:

-        получить инструктаж по технике безопасности в соответствии с инструкциями, разработанными на основе типовых инструкций по охране труда;

ознакомиться с правилами эксплуатации, ремонта и указаниями по безопасности труда, которые содержатся в руководстве по эксплуатации и ремонту системы управления и в руководстве по эксплуатации электрооборудования.

Улучшение условий труда

Оптимизация условий труда связана со снижением потенциально опасных и вредных факторов и необходима для обеспечения наилучшей работоспособности, хорошего самочувствия и сохранения здоровья человека в процессе труда.

Оптимизация достигается методами и средствами инженерной охраны труда. Применяются три группы методов и средств обеспечения безопасности труда: исключающие контакт человека с опасными вредными производственными факторами путем автоматизации, механизации и дистанционного управления; согласующие характеристики производственной среды с характеристиками человека; обеспечивающие адаптацию, естественные защитные свойства организма к условиям окружающей среды.

К вредным физическим факторам, которые воздействуют на оператора, можно отнести: перенапряжение зрения и монотонность труда, повышенная температура, наличие пыли.

При существующей системе управления оператор, руководствуясь инструкцией, задает необходимый расход амииака, температуру. Необходимо наблюдать за всеми регистрирующими приборами, которые расположены в различных помещениях, и светосигнальной аппаратурой. В случае превышения или падения какого-либо параметра (давление, температура, степень диссоциации) оператору необходимо быстро отреагировать и принять решение (например, отсечка газа при превышении давления). Тоесть необходима быстрая реакция человека-оператора, в зависимости от полученной информации, а также исключительное внимание к получаемым сигналам. Кроме быстроты реакции оператор должен еще обладать умением быстро ориентироваться в сложной производственной обстановке, обеспечивать постоянный контроль и самоконтроль за действиями и поступающими сигналами.

Для облегчения условий труда, повышения безопасности работы и устранения, указанных выше недостатков разработана микропроцессорная система автоматического управления процессом газового азотирования.

Предлагаемая система управления обеспечивает управление процессом азотирования без ручного управления исполнительными механизмами человеком. То есть управление осуществляется от микроконтроллера, который является ядром системы управления (сравниваются показания датчиков с заданными значениями и выдача сигнала на управление). Все происходящие изменения рабочих параметров в системе отображаются с помощью регистрирующих приборов и светосигнальной аппаратуры. В аварийной ситуации при неисправности контроллера оператор может прекратить процесс азотирования.  То есть значительно снижается нагрузка на орган зрения оператора, облегчена функция управления процессом, снижен субъективный фактор при управлении. Оператор находится во время процесса в специально оборудованном помещении, оснащенном искусственным освещением, приточно-вытяжной вентиляцией, компьютером на котором отображается вся необходимая информация.