Дипломний проект має на меті розробку теоретичних та практичних аспектів апаратно-профамного комплексу захисту потокових даних, що передаються через мережу Іпіегпеі В процесі роботи над проектом використовується спеціалізоване програмне забезпечення на робочій станції з процесором Іпіеі Репііит4 506+ 2.66ГГц, монітором ТРТ 15" та операційною системою Міпокмз ХР ЗР 1. Враховуючи те, що весь процес дослідження та розробки пов'язаний із роботою на робочій станції, то при визначенні вимог до створення безпечних умов праці необхідно враховувати шкідливі та небезпечні фактори виробничого середовища при роботі з персональним комп'ютером. При проведені робіт необхідно забезпечити виконання встановлених вимог щодо основних шкідливих та небезпечних факторів, до яких належать; електромагнітні поля; статична електрика; шуми та вібрація в приміщенні; незадовільні метеорологічні умови; незадовільна освітленість робочого місця; неправильна організація робочого місця. Внаслідок впливу перерахованих вище факторів людина, що працює за комп'ютером, може страждати від головного болю, порушень зору, захворювань кістково-м'язового апарату, шкіри. Також це може привести до нервово-емоційних перенавантажень, стресів, Для зменшення та, по можливості, повного усунення впливу перерахованих вище шкідливих факторів передбачається запровадити ряд заходів відповідно до рекомендацій діючих вимог і норм з охорони праці. 1 Вибір монітору При роботі з персональним комп'ютером найбільшу небезпеку для здоров'я користувача завдає монітор. Крім безпосередньої шкоди зору монітор також виступає як джерело шкідливих електромагнітного та радіаційного випромінювань. Для проведення робіт був обраний монітор Затзипд ТРТ 15", який повністю відповідає вимогам ТСО'ОЗ. Параметри цього монітору: розмір екрану по діагоналі -15 дюймів; роздільна здатність 1024x768; частота кадрової розгортки - 70 Гц; антиблікове покриття екрану. Монітор відповідає вимогам Директиви 90/270 Європейської Економічної Комісії "Мінімальні вимоги з охорони праці", яка регламентує безпечні умови роботи при виконанні наступних вимог до моніторів: символи на екрані чіткі та добре розрізняються; зображення позбавлене блимання; » яскравість та контрастність легко регулюються; ¦ екрани позбавлені відблисків та відбиття; ¦ усі випромінювання знижені до надзвичайно малих рівнів. 2.Вибір приміщення та розміщення робочих місць користувачів ПК Виконання робіт з реалізації проекту передбачає постійне використання персонального комп'ютера. Роботи виконувались у окремому приміщенні, де була розташована вся комп'ютерна техніка. Ширина приміщення 5 м, довжина 6 м, висота 3.5 м, площа цього приміщенні ЗО м2, а її об'єм - 105 м3(рис. 1). В цьому приміщенні розташовано 5 комп'ютерів. Площа приміщення, що припадає на одного працюючого з персональним комп'ютером, складає 6 м2, об'єм - 21 м3, Таким чином, використовуване приміщення відповідає вимогам "Державних санітарних правил і норм роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин" ДСанПіН 3.3.2,007-98 щодо об'єму (20 м3), і площі (6 м2), що припадає на одне робоче місце. Віддаль між екраном монітору ПК і очима користувача становить 700 мм. Клавіатура розташовується безпосередньо на поверхні столу на відстані 20 см від краю столу, кут нахилу клавіатури становить 5 градусів. Монітор ПК розміщується на робочому столі таким чином, що площина екрану розташована в площині, перпендикулярній нормальній лінії погляду користувача, який знаходиться в робочій позі. Використання допоміжної приставки для монітору забезпечує можливість його переміщення (праворуч-ліворуч) відносно осі в межах плюс-мінус ЗО градусів від нормальної лінії погляду оператора. Монітор встановлюється таким чином, щоб верхній край екрану знаходився на рівні очей.
гис. і. ьхема розміщення комп ютєрт є приміщенні, Розміщення робочих місць користувачів ПК в цьому приміщенні (див. рис.1) відповідає ГОСТ 12.3.032 - 78, ГОСТ 21889-76, ГОСТ 22269-76. При обладнанні робочих місць були використані столи з висотою робочої поверхні 730 мм. Ширина столу при цьому складає 1000 мм, а глибина столу складає відповідно 800 мм. Висота поверхні сидіння крісла користувача ПК регулюється в межах 400-550 мм. Ширина і глибина поверхні сидіння складають 400 мм. Поверхня сидіння плоска, передній край - заокруглений, крісло має поворотний механізм і підлокітники. Є можливість зміни кута нахилу крісла від 15 град, вперед до 15 градусів назад. Опорна поверхня спинки стільця має висоту 300, ширину 300 мм, і радіус кривизни горизонтальної площини 400 мм. Кут нахилу спинки у вертикальній площині регулюється в межах 0 ± ЗО градусів від вертикального положення. Відстань спинки від попереднього краю сидіння регулюється в межах 260-400 мм, З, Санітарно-гігіенічні параметри робочої зони 3.1 Мікроклімат у приміщеннях з ПК Відповідно до ГОСТ 12.1.005-88 робота програміста відноситься до категорії 1-а. Подані нижче параметри мікроклімату відповідають вимогам ГОСТ 12.1.005-88 "Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони" та "Санітарним нормам мікроклімату виробничих приміщень" № 4088-86 для категорій робіт 1а та 16. Таблиця 1 Мікроклімат у приміщенні,
Для регулювання мікроклімату в холодну пору року в робочому приміщенні використовується система опалення, що відповідає СНІП 2.04.05-91. 3.2, Розрахунок повітрообміну за надлишками тепла Розрахунок об'єму повітря, яке необхідно вводити в приміщення для поглинання надлишкового тепла проводиться за формулою:
де: Ь - об'єм припливного повітря, яке необхідно ввести в офіс для поглинання надлишкового тепла, м3/год; івн. і ізов. - відповідно температура внутрішнього і зовнішнього (припливного) повітря градусів С°. Температуру зовнішнього повітря приймаємо рівною 15°С$ а температура внутрішнього повітря є рівною 23 °С, як оптимальна температура на робочому місці при виконанні роботи категорії 1а. сі - товщина стін, м (сІ=0,25м для будівель 1 групи);
Відповідно
Отже,
Тому, для поглинання надлишкового тепла в приміщенні офісу необхідно вводити 40.4 м3/год повітря. 3.3. Освітлення приміщень і робочих місць з ПК Приміщення має як природне так і штучне освітлення. Природне освітлення здійснюється через вікна, які забезпечують коефіцієнт природної освітленості рівний 1.5%, що відповідає СНІП 11-4-79 "Природне і штучне освітлення (зі змінами)". Штучне освітлення у приміщенні з персональними комп'ютерами повинно здійснюватись системою загального освітлення. При цьому у якості джерела світла рекомендується використовувати люмінесцентні лампи нейтрально-білого або "теплого" білого з індексом кольоропередачі не менше 70. Загальне освітлення слід виконувати у вигляді суцільних або переривчастих ліній світильників, розташованих збоку від робочих місць, паралельно лінії зору працюючих. Для загального освітлення можна застосовувати світильники таких класів світлорозподілення: П- прямого світла, Н- переважно прямого світла, В- переважно відбитого світла. Рівень освітленості на робочому столі в зоні розташування документів повинен бути в межах 300-500 лк. 3,4 Розрахунок штучного освітлення точковим методом Проводимо розрахунок освітлювальної установки на найменшу освітленість Ен^ЗОО лк, висота підвісу світильників над робочою поверхнею становить И=2.77 м (висота приміщення - 3.5 м, висота робочого столу - 0.73 м), к=1.5. Використовуються світильники із дзеркальними ґратками і ПРА. Лампи люмінесцентні типу ЛБ. Точку А беремо на столі з клавіатурою (рис .2). Рп - питома потужність Вт/м2 - визначається з таблиці, (Рп = 25,5 Вт/м2 для приміщень з площею 30-60 м2 при рівні освітленості 300лк); 8 - освітлювальна площа, м2 (3 = ЗО м2). Тому
Значить
Надходження тепла від людей, які працюють в приміщенні:
де: п - кількість працюючих (п = 5); Ялюд - надходження тепла від однієї людини (70-100 Вт).
Кількість тепла, що надходить від сонячної радіації через вікна:
Де: т - число вікон (т = 2); З - площа одного вікна, м2 (3 = 2.4 м2); к - коефіцієнт, який враховує матеріал віконного переплетіння; Я - надходження тепла через 1м2 вікна (для вікон з подвійним склом і дерев'яним переплетіннями к хц = 1,25 х 110ккал/(м2*год.)).
Звідси
Кількість тепла, яка втрачається з приміщення через стіни і віконні отвори:
де: X - теплопровідність стін , X = 0,75 ккал/(год. * град, * м); 5 - площа стін (60 м2); р - густина зовнішнього повітря, кг/м3 (р=1,293 кг/м3); с - теплоємність повітря с=1дж/(кг*град), (с=2,39*1О1 ккал/(кг*град)=0.24 кал/г°С). Онадл. - надлишкове тепло, яке визначається різницею тепла, що надходить в лабораторію (Онадл.) та втратами тепла з лабораторії (Овідх), Вт.;
де: Оі - надходження тепла від комп'ютерної техніки, кВт,; 02- надходження тепла від світильників, кВт.; Оз~ надходження тепла від людей , кВт; 04- надходження тепла від сонячної радіації через вікна, кВт; Овідх- втрати тепла з приміщення через стіни, двері, вікна, кВт. Кількість тепла розраховується за одиницю часу (годину). Кількість тепла, яка виділяється системними блоками і моніторами ПК:
де: к - коефіцієнт втрат (к=0,25-0,3-для системного блоку, і к=0,3-0,36-для монітору з ЕПТ); N1 - потужність комп'ютерної техніки, кВт (N1 = 0,15 кВт); п - кількість комп'ютерної техніки (п = 5). Тому
Кількість тепла, яка виділяється всіма освітлювальними приладами в приміщенні:
де: Р -споживана потужність світильників; к - коефіцієнт втрат (к=0,4..0,7 для люмінесцентних ламп); Споживана потужність визначається за формулою: (5) (6)
де:
Рис 2 Схема освітлення приміщення Точка "А" освітлюється 4-ма напіврядами позначеними цифрами від 1 до 4 Визначаємо відстані та за формулами 1 Розраховуємо параметри р'та І/1 за графіком (рис 3) визначаємо £
Отримані результати занесемо до таблиці (табл 2) Таблиця 2 Параметри освітленості робочої зони.
Рис 3, Графік лінійних ізолюкс для підвісних світильників з дзеркальними відбивачами з граткою з ПРА (ЛСП01), Приймаємо и рівним 1.1 і проводимо обчислення потоку на 1 м:
В повному ряді потік буде становити;
що відповідає:
які добре заповняють ряд майже без розривів. Тобто світильники у приміщенні розміщують як показано на схемі (рис. 4). При використані моніторів з частотою кадрової розгортки 70Гц та при використанні люмінюцентних ламп має місце стробоскопічний ефект. Тому перший ряд ламп ми підключаємо до фази А, а другий - до фази В, щоб зменшити величину даного ефекту.
Рис, 4, Розміщення світильників на стелі приміщення, 3.5 Розрахунок природного освітлення. Оскільки приміщення має бокове освітлення, то потрібно розрахувати площу світлових прорізів з< формулою:
(14) Отже, де Зо- площа світлових прорізів, м2; 8л - площа підлоги, 5Л = ЗО м2; ешп- нормоване значення коефіцієнта природного освітлення ешп = 1,5%.
т =0,9; - коефіцієнт сонячності. с = 0,8; - коефіцієнт світлового лімату.
(15)
Кі - коефіцієнт запасу Кі -1,2; ;/0 - світлова характеристика вікон ;/0=8; г0- загальний коефіцієнт світлопропускання; (16) де г,, г2, Гл - коефіцієнти світлопропускання матеріалу вікна, виду вікна і його конструкції. г, = 0,8- подвійне скло; г2 = 0,7 - дерев'яні подвійні; гя = 0,9 - балки і рами суцільні при висоті розрізу більше 50 см. г4 - коефіцієнт, який враховує втрати світла в сонцезахисних конструкціях; г4 = 1 - відсутні сонцезахисні конструкції; г, - коефіцієнт, який враховує витрати світла в захисній сітці; г5 = 1 відсутня захисна сітка.
V,- коефіцієнт, який враховує підвищення КПО при боковому освітленні завдяки світлу ВІДбИТОМу ВІД ПОВерХНІ Приміщення і', =1 5
Кількість вікон при площі світлопроєму 8=2 4 м2
К3д - коефіцієнт, який враховує затемнення приміщення сусідніми будинками Кі =1 Визначаємо площу світлових проємів Зо при площі приміщення Зо = 30м2 що відповідає СНіП 11-4-79 4, Захист від шуму При роботі вентиляційної системи ПК, яка забезпечує оптимальний температурний режим електронних блоків ПК і вмонтована в задню панель, створюється аеродинамічний шум Для запобігання впливу шуму вентиляційних систем системних блоків вони розташовуються таким чином, щоб їхні задні панелі не були зорієнтовані у бік інших робочих місць У приміщенні рівень звукового тиску не перевищує ЗО дБ Рівні звукового тиску відповідають ГОСТ 12 1 003-83 ССБТ Шум Загальні вимоги безпеки (СТ РЕВ 1930-79) 5, Захист від електромагнітних випромінювань і електростатичних полів Джерелами електромагнітних випромінювань у приміщенні є монітори з електронно-променевими трубками Навколо працюючого монітору виникають електромагнітні поля низької частоти (від 5 Гц до 400 кГц) Використовувані монітори (ТРТ Затзипд ЗупсМазіег 153Р) не потребують використання додаткових захисних фільтрів, оскільки їх конструкція забезпечує відповідність існуючим вимогам по захисту від шкідливих випромінювань Напруженість електромагнітного поля на відстані 50 см та щільність магнітного потоку не перевищує допустимих норм (табл 3) Таблиці З Допустимі норми неюнізуючого магнітного випромінювання
Віддаль від екрану монітору до користувача становить 700 мм Через кожну годину роботи за монітором організовується перерва для відпочинку на 15 хв Підлогу в приміщенні виконано відповідно до ГОСТ 12 4 124-83 №4459-88 з використанням покриття з антистатичного лінолеуму 6» Електробезпека Приміщення офісу згідно ПУЕ 1.1.6 є сухим (відносна вологість не перевищує 60 %). Машини і апарати захищені (присутні засоби для запобігання випадкового дотику до струмоведучих частин і захисне занулення). За ступенем небезпеки ураження людини електричним струмом згідно ПУЕ 1.1.13 офіс відносять до приміщення без підвищеної небезпеки, тому що відсутні ознаки, які характеризують приміщення як небезпечні та особливо небезпечні, Всі комп'ютери заземлені. 6 1 Розрахунок занулення на відключаючу здатність. Розрахувати занулення для чотирьохпровідної лінії 380/220, яка складається з 2-х ділянок; 11=20 м; 12=13 м, виконаних з алюмінієвих провідників, площа січення яких відповідно 81=50мм2 і 82=30мм2 Необхідно знайти значення струму однофазного короткого замикання Ік і визначити и», вибрати тип запобіжника, виходячи з умови: Ік>к* іНОм5
З табл.№1 методичних вказівок знаходимо повний опір трансформатора 2т=05056 Ом. Визначаємо опір фазного і нульового захисних провідників Рф. РМ35 Хф Хнз і Хп на ділянці Н=20м; І2=13м.
Оскільки фазний провід алюмінієвий, приймаємо Хф=0. 8НЗ >0$5*Рф; тому приймаємо 3Нзі=25 мм2 і 8нз2=Юмм2
Оскільки фазний провід алюмінієвий, приймаємо Хнз^О, Зовнішній індуктивний опір 1 км петлі фаза - нуль приймаємо Хп'=0,6Ом/км, тоді
Опір петлі проводів "фазний-нульовий" на першій ділянці:
на другій ділянці: 22п= 7(^078+1x0234)-+ 0.0078: =0ЛОм Струм короткого замикання: Ік= ?± ; 22н+2ія+2,/3 І- 220 1^1^ 0.025 + 0.1 + 0,056/3 і -'*¦ 153.13 Іном = ¦ = Ь ІЛ к > 3 для плавкого запобіжника. Вибираємо запобіжник ПН2-100 на Іном-50 А. 7, Пожежна профілактика Згідно ОНТП 24-86 (категорії приміщень за вибухопожежною та пожежною небезпекою) приміщення офісу відноситься до категорії В (негорючі речовини та матеріали в холодному стані). Згідно СНІП 2.01.02-85 та ОНТП ступінь вогнестійкості будівель - II. Можливим джерелом пожежі являється загоряння ізоляції електрообладнання, внаслідок коротких замикань або перевантаження мережі. Для усунення небезпеки загорання потрібно постійно перевіряти стан ізоляції. У випадку виникнення пожежі використовуються вогнегасники типу ВВ-8 (як речовина для гасіння у них використовується вуглекислий газ). Для забезпечення пожежної безпеки проводяться такі заходи : перевірка стану ізоляції; використання запобіжників з визначеним номіналом; забороняється користуватися відкритим вогнем у приміщенні, палити; не допускати зберігання у приміщенні використаного паперу та інших займистихматеріалів; перевірка стану контактів; забороняється обмежувати доступ повітря до вентиляційних отворів приладів; використання справних вогнегасників; потрібно встановити протипожежну сигналізацію; у приміщенні необхідно встановити телефон. 8, Техніка безпеки при експлуатації блоків живлення. Блок живлення є одним із найбільш ненадійних пристроїв комп'ютерної системи. Це життєво важливий компонент персонального комп'ютера, оскільки без електроживлення не зможе працювати жодна комп'ютерна система. Тому для організації чіткої і стабільної роботи системи необхідно добре розбиратися у функціях блоку живлення, мати представлення про обмеження його можливостей і їхніх причин, а також про потенційні проблеми, що можуть виникнути в ході експлуатації, і способах їхнього розв'язання. А основне, дотримуватися правил безпеки при експлуатації блоку живлення, 8.1 Призначення і принципи роботи блоків живлення. Головне призначення блоків живлення - перетворення електричної енергії, що поступає з мережі перемінного струму, в енергію, придатну для живлення вузлів комп'ютера. Блок живлення перетворює мережну перемінну напругу 220 В, 50 Гц (120 В, 60 Гц) у постійні напруги +3,3, +5 і +12 В. Як правило, для живлення цифрових схем (системної плати, плат адаптерів і дискових нагромаджувачів) використовується напруга +3,3 чи +5 В} а для двигунів (дисководів і різних вентиляторів) - +12 В. Комп'ютер працює надійно тільки в тому випадку, якщо значення напруги в цих ланцюгах не виходять за встановленні межі, Блок живлення не лише виробляє необхідну для роботи вузлів комп'ютера напругу, але і припиняє функціонування системи доти , поки величина цієї напруги не досягне значення, достатнього для нормальної роботи. Іншими словами, блок живлення не дозволить комп'ютеру працювати при "позаштатному" рівні напруги живлення, У кожнім блоці живлення перед одержанням дозволу на запуск системи виконується внутрішня перевірка і тестування вихідної напруги. Після цього на системну плату посилається спеціальний сигнал РоюеМЗоосІ (живлення в нормі). Якщо такий сигнал не поступив, комп'ютер працювати не буде. Напруга мережі може виявитися занадто високою (чи низькою) для нормальної роботи блоку живлення, і він може перегрітися. У будь-якому випадку сигнал РомеЦЗоосІ зникне, що приведе або до перезапуску, або до повного відключення системи. До дистанційного вимикача живлення підведена напруга перемінного струму 220 В. Якщо торкнутися кінців проводу, коли блок живлення включений у мережу, то можна отримати удар електричним струмом! Перед від'єднанням дистанційного вимикача завжди перевіряйте, чи виключений блок живлення з мережі.. Велику роль для безпеки користувачів є гарантія з боку фірма-виробника про справність блоку живлення (і підключених до нього систем) при наступних обставинах: повному відключенні мережі на будь-який час; будь-якім зниженні сіткової напруги; короткочасних викидах з амплітудою до 2 500 В (!) на вході блоку живлення (наприклад, при розряді блискавки). Крім того досить важливою є висока якість ізоляції: струм витоку - не більш 500 мкА? що буває важливо в тому випадку, якщо мережна розетка погано заземлена чи зовсім не заземлена. 6.2 Ряд параметрів джерела живлення, які впливають на безпеку, ^ Середній час наробітку на відмовлення (середній час безвідмовної роботи), чи середній час роботи до першого відмовлення (параметр МТВР (Меап Тіте ВеЬл/ееп Раііигез) або МТТР (Меап Тіте То Раііиге)). Це розрахунковий середній інтервал часу в годиннах, при якому очікується, що джерело живлення буде функціонувати коректно. При обрахунку середнього часу безвідмовної роботи для джерел живлення часто використовують дані про навантаження блоку живлення і температуру середовища, у якій виконувався тест. ^ Діапазон зміни вхідної напруги (чи робочий діапазон), при якому може працювати джерело живлення. Для напруги 110 В діапазон зміни вхідної напруги звичайно складають значення від 90 до 135 В; для вхідної напруги 220 В - від 180 до 270 В, Піковий струм включення. Це найбільше значення струму, забезпечуване джерелу живлення в момент його включення; виражається в амперах (А), Чим менше струм, тим менший тепловий удар випробує система, Час (у мілісекундах) утримання вихідної напруги в межах точно встановлених діапазонів напруг після відключення вхідної напруги. Звичайно 15-25 мс для сучасних блоків живлення. Перехідна характеристика. Кількість часу (у мікросекундах), що необхідна джерелу живлення, щоб установити вихідну напруга в точно визначеному діапазоні після різкої зміни струму на виході. Іншими словами» кількість часу, необхідна для стабілізації рівнів вихідних напруг після включення чи вимикання системи. Джерела живлення розраховані на рівномірне споживання струму пристроями комп'ютера. Коли пристрій припиняє споживання потужності (наприклад, у дисководі зупиняється обертання дискети), блок живлення може подати занадто високу вихідну напругу напротязі короткого часу. Це явище називається викидом; перехідна характеристика - це час, що джерело живлення затрачає на те, щоб значення напруги повернулося до точно встановленого рівня. Захист від перенапруг. Це значення (для кожного виводу), при яких спрацьовують схеми захисту і джерело живлення відключає подачу напруги на конкретний вивід. Значення можуть бути виражені у відсотках (наприклад, 120% для +3,3 і +5 В) чи так само, як і напруги (наприклад, +4,6 В для виводу +3,3 В; 7,0 В для виводу +5 В). Максимальний струм навантаження. Це найбільше значення струму (в амперах), що може бути поданий на конкретний вивід (без нанесення збитку системі). Цей параметр вказує конкретне значення сили струму для кожної вихідної напруги. По цим даним обчислюється не тільки загальна потужність, що може видати блок живлення, але і кількість пристроїв, який можна підключити до нього. Мінімальний струм навантаження. Найменше значення струму (в амперах), що може бути подане на конкретний вивід (без нанесення збитку системі). Якщо струм, спожитий пристроями на конкретному виводі, менше зазначеного значення, то джерело живлення може бути ушкодженим чи може автоматично відключитися. Стабілізація по навантаженню (чи стабілізація напруги по навантаженню). Коли струм на конкретному виводі збільшується чи зменшується, злегка змінюється і напруга. Стабілізація по навантаженню - зміна напруги для конкретного виводі при перепадах від мінімального до максимального струму навантаження (і навпаки). Значення виражаются у відсотках, причому звичайно вони знаходяться в межах від ±1 до ±5% для виводів +3,3, +5 і +12 В. Стабілізація лінійної напруги. Це характеристика, що описує зміну вихідної напруги в залежності від зміни вхідної напруги (від найнижчого до найвищого значення). Джерело живлення повинне коректно працювати при будь-якій перемінній напрузі в діапазоні зміни вхідної напруги, причому на виході воно може змінюватися на 1% чи менше. Ефективність . Відношення потужності, що підводиться до блоку живлення, до вихідної потужності; виражається у відсотках. Для сучасних джерел живлення значення ефективності звичайно дорівнює 65-85%. Інші 15-35% потужності перетворяться в тепло в процесі перетворення перемінного струму в постійний. Хоча збільшення ефективності означає зменшення кількості теплоти усередині комп'ютера (це завжди добре) і більш низькі рахунки за електрику, вона не повинно досягатися за рахунок точності стабілізації незалежно від навантаження на блоці живлення й інших параметрів.
