Моделювання систем моніторингу параметрів робочих умов виробничих приміщень
Автор: Полєнков Владислав Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: З підвищенням якості виробництва та зростанням вимог до якості продукції в сучасному світі також зростають вимоги до якості робочого середовища. Промислові зали – це вже не просто сірі прямокутні будівлі, вони стають частиною створеного нами штучного середовища. Мікроклімат виробничих приміщень - це клімат внутрішнього середовища цих приміщень, який визначається поєднаннями температури, вологості та швидкості повітря, що діють на організм людини. Мікроклімат впливає на процес теплообміну і характер роботи. Тривале перебування людини в несприятливих умовах різко погіршує її самопочуття, знижує продуктивність праці, призводить до захворювання. 1) Вплив високих температур швидко стомлює, може призвести до перегріву організму, теплового удару або професійного захворювання. 2) Низька температура - місцеве або загальне охолодження організму, причина застуди або обмороження. 3) Висока відносна вологість при високих температурах сприяє перегріву тіла; при низьких підсилює тепловіддачу від поверхні шкіри, що призводить до переохолодження. 4) Низька вологість викликає сухість слизових оболонок дихальних шляхів. Створення ідеального робочого середовища можна розглядати з різних аспектів. Ці аспекти можуть бути суб’єктивними, об’єктивними або стандартними (плановими). Мабуть, найбільш реальним поглядом на реальний стан є суб’єктивна оцінка робочого середовища самими працівниками підприємства. Таке опитування проводилося у деяких промислових цехах переважно у Східній Європі. Результати цього опитування вказали до проблем промислових цехів переважно в літній період. Майже 70% респондентів назвали саме літній період найменш придатним для роботи. Згідно з цим опитуванням, особливо екстремальні температури внутрішнього повітря становлять для них найбільше навантаження. Мікроклімат приміщень також характеризується показниками вологості: найбільш комфортний рівень для людини – це діапазон від 40 до 60%. Слід мати на увазі, що крайні показники можуть бути в районі 30% і 70%. Якщо показники за межами цих значень, то у людини з’явиться сухість шкіри і слизових оболонок дихальних шляхів, або йому стане незручно, жарко і душно. Важливо знати, що в такому приміщенні почнуть псуватися меблі, підлога і шпалери. Для того щоб виправити цю ситуацію, можна підвищити ефективність вентиляційних систем, а також використовувати зволожувачі повітря. Деякі люди встановлюють великі акваріуми з відкритими кришками у своїх приміщеннях, щоб виправити цю ситуацію. Це дуже гарне дизайнерське рішення. А завдяки тому, що з поверхні випаровується волога, в приміщенні задаються необхідні параметри. Також підвищити продуктивність можна, використовуючи спеціальні кімнатні рослини, вони теж подарують красу і комфорт. Для того щоб визначити рівень вологості в приміщенні, використовується спеціальний прилад – гігрометр. У тих випадках, коли показники значно перевищують середні, потрібно буде переглянути систему вентиляції і подумати про використання кондиціонерів і спеціальних осушувачів повітря. Надмірна вологість, як правило, негативно позначається на здоров’ї та самопочутті людини. При наявності великої кількості вологи в повітрі досить швидко почнуть розмножуватися різноманітні грибки і цвіль, зіпсуватися також стіни та одяг. У такій ситуації у людини досить сильно погіршується імунітет, він стає сприйнятливим до багатьох захворювань, в тому числі і хронічних. Основними заходами, які проводяться для забезпечення комфортного мікроклімату в виробничих приміщеннях, є: 1) механізація більшості важких робіт - впровадження на підприємстві складних машин значно спрощує і зменшує коефіцієнт людської праці (наприклад, конвеєр); 2) якісний захист від джерел, що виділяють теплове випромінювання – використання щитів або штор, що відводять гаряче повітря; 3) використання теплоізоляційних матеріалів. Температура нагрітих поверхонь використовуваного обладнання не повинна перевищувати 45°С. Щоб не допустити переохолодження працівників на підприємстві або в цеху, намагаються позбавитися небажаних протягів, а також знімають повітряні завіси, які містять нагріте повітря. Кожен роботодавець зобов’язаний забезпечити своїм працівникам відпочинок у місцях, де є нормальна температура. Для тих, хто тривалий час працює на свіжому повітрі, необхідно забезпечити утеплений одяг, а також захисне взуття. Правильний і якісний мікроклімат виробничих приміщень надалі забезпечить підприємству безперервну роботу в будь-який час року, а також максимальну присутність на роботі всіх працівників. Тож люди працюватимуть без незапланованих зупинок, а вся продукція буде відпущена вчасно. Розробка нових технологічних засобів контролю та регулювання повітряного середовища у виробничих приміщеннях зумовлена необхідністю підвищення вимог до якості умов праці. В умовах, сприятливих для самопочуття та здоров’я в цілому, люди ефективніше справляються зі своїми обов’язками, що безпосередньо впливає на обсяги виробництва. На даний момент ключовими факторами забезпечення чистого повітря є використання пристроїв кондиціонування та промислової вентиляції. Центральне місце в контексті розгляду проблем створення оптимальних умов для роботи в приміщеннях посідає мікроклімат: сукупність показників клімату середовища всередині виробничого приміщення. Тобто можна виділити два аспекти, важливі з точки зору підтримки оптимальної якості повітря в приміщенні – мікроклімат і його параметри. У магістерській кваліфікаційній роботі проводиться моделювання систем моніторингу параметрів робочих умов виробничих приміщень, побудованих на основі мікроконтролерних пристроїв а також проводиться детальний аналітичний огляд технічних рішень за темою роботи. Змодельована система здійснює аналіз параметрів якості повітря за допомогою відповідних давачів та здійснює вивід виміряних величин на символьний дисплей через І2С інтерфейс. Змодельована система призначена як для функціонування в умовах виробничих приміщень, так і для побутового використання з метою підтримання безпечного рівня якості повітря. Ключові слова: концентрація газу, ATmega2560, I2C інтерфейс , датчик газу, параметри робочих умов.