Сравнение функциональных характеристик человека и машины

Надежность и безопасность человека в управлении техническими системами и технологическими процессами

5.1.1. Понятие о системах

Под системой понимается целостное множест­во (совокупность) объектов (элементов), связанных между собой опреде­ленными отношениями и взаимо-действующих таким образом, чтобы обеспечить выполнение системой некоторой достаточно сложной функ­ции (достижение цели).

Обязательными компонентами любой системы являются составляю­щие ее элементы (подсистемы). Само понятие элемента условно и отно­сительно, так как любой элемент, в свою очередь, всегда можно рассмат­ривать как совокупность других элементов.

Любая система имеет, как правило, иерархическую структуру, т.е. может быть представлена в виде совокупности подсистем разного уров­ня, расположенных в порядке постепенности. При анализе тех или иных конкрет-ных систем достаточным оказывается выделение некоторого оп­ределенного числа ступеней иерархии.

Системы функционируют в пространстве и времени. Процесс функ­циони-рования систем представляет собой измерение состояния системы, переход ее из одного состояния в другое. В соответствии с этим системы подразделяются на статические и динамические.

Статическая система — это система с одним возможным состоя­нием.

Динамическая система — система с множеством состояний, в кото­рой с течением времени происходит переход от состояния в состояние.

Основой системного подхода является анализ, т. е. разделение целого на составляющие элементы в противоположность синтезу, который объе­диняет части в сложное целое.

С позиций безопасности производственных процессов одна из задач системного метода состоит в том, чтобы увидеть, как части системы фун­кционируют в системе во взаимодействии с другими ее частями.

5.1.2. Взаимосвязь человека и машины.

Человек-оператор представляет собой одно из звеньев системы «человек—машина» (СЧМ). Но это живое звено существенно отличается от машинных

Рис. 5.1. Схема системы «человек—машина»: a — простейшая; б — при полуавтоматическом производстве

звеньев способностью ин­теграции и ассоциации. Как бы сложны ни были машины, они были и ос­таются лишь орудиями труда. Под термином «машина»

понимают всякое техническое устройство, с помощью которого осуществляется любая ра­бота.

На рис. 5.1. представлены структурные одноконтурные схемы замк­нутой системы человек—машина.

Процесс регулирования заключается в ряде переходов воздействий от одного звена к другому — 1,2,3,4. Состояние любого звена влияет на все остальные и, в свою очередь, зависит от них.

Связи между человеком и регулируемым объемом могут быть более сложными и включать большое число звеньев. Могут быть и дополни­тельные контуры, т. е. структурная схема будет более сложной (рис. 5.2).

Целесообразно передать машине такие функции человека, как прием,
хранение и переработка ин­формации, т.е. те функции которые она выполнит лучше человека (табл. 5.1). Основными задачами оператора являются контроль за работой технической сис­темы, предупреждение и вы­явление возникающих неисп­равностей и т.п.

В процессе управления определяющее значение имеют циркуляция и переработка информации.

Рис. 5.2. Схема системы «человек – машина» на стадии автоматизированного производства

Таблица 5.1

Характеристика	Человек	Машина
Способность интегрировать разнородные эле-	Есть	В ограниченных
менты в единую систему		случаях
Способность к предвидению событий внешнего мира	»	Нет
Возможность решения нечетко сформулирован-	»	»
ных задач
Возможность к распознаванию ситуаций внеш- него мира	»	»
Способность ориентироваться во времени и пространстве	»	»
Способность самонаблюдения	»	»
Диапазон гибких способов переработки инфор- мации	Безграничен	Ограничен
Тип решаемых проблем	Общий	Частный
Возможность создания абстрактных образов внешнего мира	Есть	Нет
Способность генерировать идеи	»	»
Способность работать в непредвиденных ситуациях	Может	»
Способность к повышению своих возможностей	Есть	»
Продолжительность работы (без перерывов)   перерывов)	Незначительная-	Продолжительная
Точность и скорость операций	Малая	Большая
Реакция «стимул—ответ»	Медленная и	Быстрая и ста-
	нестабильная	бильная
Способность к фильтрации информации	Высокая	Низкая
Способность использовать недостаточную или избыточную информацию	Есть	Нет
Число одновременно воспринимаемой и перера батываемой информации	Невелико	Велико
Способность к перекодированию информации	Есть	Очень, ограни-
		чена
Способность к проверке	Плохая	Хорошая
Чувствительность	В широких	В заданных пре-
	пределах	делах
Способность к обучению	Хорошая	Плохая
Способность к обобщению	Есть	Нет
Гибкость	Высокая	Ограниченная

Человек в системах «человек—машина» может выполнять различные функции. Он может выступать в роли приемника осведомительной ин­формации, поступающей в той или иной форме от управляемого объекта, в роли ретранслятора, передающего информацию от одного звена к дру­гому, может осуществлять анализ информации и принимать решения; вы­полнять функцию программирования работы всей системы или ее частей; осущест-влять наблюдение и контроль за работой системы. Оператор мо­жет быть исполнителем той или иной команды, т. е. выполнять действия, непосред-ственно направленные на преобразования управляемого объек­та. Человек, как правило, совмещает ряд функций, выполняя их последо­вательно или одновременно, являясь звеном системы и субъектом управ­ления.

Если выполняемая работа в силу требований высокого ритма, скоро­сти, точности тяжела для человека, лучше в целях безопасности труда за­менить человека машиной.

Человек управляет объектом. Будет ли это диспетчер электростанции, авиадиспетчер или машинист — во всех случаях процесс управления имеет некоторые общие черты. Все изменения управляемого объекта улавливаются с помощью каких-либо датчиков; сигналы от датчиков пре­образуются и подаются к приборам, за которыми наблюдает человек. Он воспринимает показания приборов, расшифровывает их, принимает ре­шение, выполняет соответствующее действие, которое может быть про­стым и сложным. Сигнал, возникающий в результате действия человека, преобразуется и поступает к управляемому объекту, изменяя его состоя­ние. Новое состояние объекта вызывает изменение показаний прибора, которое информирует человека о результатах его действия. Это, в свою очередь, потребует от него новых действий и т.д.

5.1.3. Надежность работы и ошибки человека при взаимодействии с техническими системами.

Надежность работы человека определяется как вероятность успешного выполнения им работы или поставленной за­дачи на заданном этапе функционирования системы в течение заданного интервала времени при определенных требованиях к продолжительности выполнения работы.

Ошибка человека определяется как невыполнение поставленной за­дачи (или выполнение запрещенного действия), которое может явиться причиной повреждения оборудования или имущества либо нарушения нормального хода запланированных операций.

В реальных условиях в большинстве систем независимо от степени их автоматизации требуется в той или иной мере участие человека.

Можно утверждать, что там, где работает человек, появляются ошиб­ки. Они возникают независимо от уровня подготовки, квалификации или опыта. Поэтому прогнозирование надежности оборудования без учета надежности работы человека не может дать истинной картины.

Ошибки по вине человека могут возникнуть в тех случаях, когда:

1) оператор (или какое-либо лицо) стремится к достижению ошибочной цели;

2) поставленная цель не может быть достигнута из-за неправильных дей­ствий оператора;

3) оператор бездействует в тот момент, когда его уча­стие необходимо.

Виды ошибок, допускаемых человеком на различных стадиях взаимо­дей-ствия в системе «человек — машина», можно классифицировать сле­дующим образом.

1. Ошибки проектирования обусловлены неудовлетворительным ка­чеством проектирования. Например, управляющие устройства и индика­торы могут быть расположены настолько далеко друг от друга, что опера­тор будет испытывать затруднения при одновременном пользовании ими.

2. Операторские ошибки возникают при неправильном выполнении
обслуживающим персоналом установленных процедур или в тех случаях,
когда правильные процедуры вообще не предусмотрены.

3. Ошибки изготовления имеют место на этапе производства вследствие:

а) неудовлетворительного качества работы, например неправильной сварки;

б) неправильного выбора материала;

в) изготовления изделия с отклонениями от конструкторской документации.

4. Ошибки технического обслуживания возникают в процессе эксплу­атации и обычно вызваны некачественным ремонтом оборудования или
неправильным монтажом вследствие недостаточной подготовленности
обслуживающего персонала, неудовлетворительного оснащения необходимой аппаратурой и инструментами.

5. Внесенные ошибки, как правило, это ошибки, для которых трудно
установить причину их возникновения, т. е. определить, возникли они по вине человека или же связаны с оборудованием.

6. Ошибки контроля связаны с ошибочной приемкой как годного эле­мента или устройства, характеристики которого выходят за пределы допусков, либо с ошибочной отбраковкой годного устройства или элемента с характеристиками в пределах допусков.

7. Ошибки обращения возникают вследствие неудовлетворительного
хранения изделий или их транспортировки с отклонениями от рекоменда­ций изготовителя.

8. Ошибки организации рабочего места: теснота рабочего помеще­ния, повышенная температура, шум, недостаточная освещенность и т. п.

9. Ошибки управления коллективом, не позволяющие достигнуть оп­тимального качества работы: недостаточное стимулирование специали­стов, их психологическая несовместимость.

Свойство человека ошибаться является функцией его психофизиоло­гического состояния. Интенсивность ошибок во многом определяется па­раметрами внешней среды, в которой человек работает. Ошибки человека можно распределить по трем уровням (рис. 5.3), и на каждом уровне воз­можно предусмотрение ошибок.

Рис. 5.3. Категории ошибок человека

Прогнозирование ошибок человека. Методы прогнозирования час­тоты ошибок человека основываются на классическом анализе и включа­ют следую-щие этапы:

— составление перечня основных отказов системы;

— составление перечня и анализ действий человека;

— оценивание частоты ошибок человека;

— определение влияния частоты ошибок человека на интенсивность
отказов рассматриваемой системы;

— выработка рекомендаций, внесение необходимых изменений в рас­сматриваемую систему и вычисление новых значений интенсивности от­казов.

Одним из основных методов анализа надежности работы человека яв­ляется построение дерева вероятностей. При использовании этого метода задается некоторая условная вероятность успешного или ошибочного вы­полнения человеком каждой важной операции либо вероятность появле­ния соответст-вующего события. Исход каждого события изображается ветвями дерева веро-ятностей. Полная вероятность успешного выполне­ния определенной операции находится суммированием соответствую­щих вероятностей в конечной точке пути успешных исходов на диаграм­ме дерева вероятностей.

Этот метод с некоторыми уточнениями может учитывать такие фак­торы, как стресс, вызываемый нехваткой времени; эмоциональная на­грузка; нагруз-ка, определяемая необходимостью ответных действий, ре­зультатами взаимо-действий и отказами оборудования.

Следует заметить, что данный метод обеспечивает хорошую нагляд­ность, а связанные с ним математические вычисления просты, что в свою очередь снижает вероятность появления вычислительных ошибок. Кроме того, он позволяет специалисту по инженерной психологии легко оце­нить условную вероятность, которую в противном случае можно полу­чить только с помощью решения сложных вероятностных уравнений.

Пример. Оператор выполняет два задания — сначала х, а затем у. При этом он может выполнять их как правильно, так и неправильно. Другими словами, неправильно выполняемые задания — единственные ошибки, которые могут появляться в данной ситуации. Требуется постро­ить дерево возможных исходов и найти общую вероятность неправильно­го выполнения задания. Предполагается, что вероятности статистически независимы.

Для решения поставленной задачи воспользуемся деревом возмож­ных исходов, изображенным на рис. 5.4 и введем следующие обозначе­ния:

P_s — вероятность успешного выполнения задания;

P_f — вероятность невыполнения задания;

s — успешное выполнение задания;

f — невыполнение задания;

P_sx — вероятность успешного выполнения задания х;

P_sy — вероятность успешного выполнения задания у;

P_fx — вероятность невыполнения задания х;

P_fy — вероятность невыполнения задания у.

Рис.15.4. Схема дерева исходов

Согласно рис. 5.4, вероятность успешного выполнения задания равна

P _s = P_sx • P_sy

Аналогично находится выражение для вероятности невыполнения за­дания:

P_f = P_fx• P_fy = 1 - P_sx•P_sy

Из рис. 5.4 следует, что единственным способом успешного выполне­ния системного задания является успешное выполнение обоих заданий х и у. Именно поэтому вероятность правильного выполнения системного задания определяется как P_sx – P_sy.

Для оценки надежности работы операторов технических систем необ­ходимо учитывать следующие факторы:

— качество обучения и практической подготовки;

— наличие письменных инструкций, их качество и возможность не­ пра-вильного их толкования;

— эргономические показатели рабочих мест;

— степень независимости действий оператора;

— наличие операторов-дублеров;

— психологические нагрузки.

Оценивание частоты ошибок человека сле­дует проводить только после рассмотрения всех этих факторов, так как они влияют на ка­чество работы оператора. Полученные оценки должны затем включаться в процедуру анали­за дерева неисправностей.

Оценка надежности системы «чело­век—машина». Оценка надежности системы «человек—машина» может производиться различными методами: аналитическим, экспе­риментальным, имитационным. На этапах проектирова-ния преобладают расчетные методы, которые основаны на статистических данных о надежности и скорости выполнения заданных функций оператором, о надежности технических средств, влиянии раз­личных факторов внешней среды на надежность техники, взаимном влия­нии оператора и техники и пр.

В системотехническом методе оценки надежности — СЧМ человек пред-ставляется в виде компонента системы. При этом выделяются следу­ющие случаи оценки надежности системы при взаимодействии техниче­ских средств и человека-оператора при допущении, что отказы техники и ошибки оператора являются редкими, случайными и независимыми со­бытиями, что появление более одного однотипного события за время ра­боты системы от t_o до t_o + t практически невозможно, что способности оператора к компенсации ошибок и безошибочной работе — независи­мые свойства оператора.

Если компенсация ошибок оператора и отказов техники невозможна, то вероятность безотказной работы системы:

P₁(t_o,t)=P_T(t_o, t)P₀(t)

где P_T (t_o,t) — вероятность безотказной работы технических средств в те­чение времени (t_o, t_o + t); P₀(t) — вероятность безошибочной работы опе­ратора в течение времени t при условии, что техника работает безотказно; t_o — общее время эксплуатации системы; t — рассматриваемый период работы.

При «мгновенной» компенсации ошибок оператора с вероятностью р вероятность безотказной работы системы:

P₂(t_o, t) = P_T(t_o, t){ P₀(t)+[1- P₀(t)]p}

В случае компенсации только отказов технических средств вероятность безотказной работы системы:

P₃(t_o, t) = P₀(t)[ P_T(t_o, t)+ P_K(t_o, t, δ)],

где P_K(t_o, t, δ) – условная вероятность безотказной работы системы в течение времени (t_o, t) с компенсацией последствий отказов, при условии, что в момент σ (t_o<δ< t_o+ t) произошел отказ.

Вероятность безотказной работы системы с компенсацией ошибок оператора и отказов технических средств:

P₄(t_o, t) = { P₀(t)+ [1- P₀(t)]_p } [ P_T(t_o, t)+ P_K(t_o, t, δ)].

Выигрыш в надежности по вероятности безотказной работы G_p за счет компенсации ошибок и отказов характеризуется отношением:

G_P = [P₄(t_o, t)] / [P₁(t_o, t)].

Выигрыш надежности увеличивается с ростом р и P_K(t_o, t, δ), т.е. с увеличением уровня натренированности оператора на компенсации отказов и ошибок.

Если рассматривать системы по степени непрерывности участия человека в процессе управления, то для каждого из этих типов систем существуют соответствующие критерии надежности. Для систем первого типа таким кри-терием является вероятность безотказного, безошибочного и своевременного протекания управляемого процесса в течение заданного времени t. Такое протекание процесса возможно в следующих случаях

1) технические средства работают исправно;

2) произошёл отказ технических средств, но при этом оператор безоши-бочно и своевременно выполнил требуемые действия по ликвидации ава-рийной ситуации;

3) оператор допустил ошибочные действия, но своевременно их исправил.

В соответствии с ранее принятыми обозначениями надежность системы «человек—машина» запишется в виде

P₁ = P_T(t)+ [1- P_Т(t)]·К_ОП [Р_0св +(1- P₀)P_В],

Для СЧМ второго типа критерием надежности является вероятность безот-казного, безошибочного и своевременного выполнения возникающей задачи. Задача системой может быть выполнена в том случае, если в требуемый момент времени оператор готов к приему поступающей ин­формации и, кроме того:

1) в течение паузы и времени решения задачи техника работала безотказно, оператор правильно и своевременно выпол­нял требуемые действия

или

2) произошел отказ техники, но оператор своевременно устранил его и при решении задачи не допускал ошибок,

или

3) при безотказной работе техники оператор допустил ошибку, но своевременно компенсировал ее. Расчет надежности примет вид

Р₂ = К_ОП [ P_T P₀ Р_св + (1 - P_T) Р_вос+(1- P₀) P_T P_В],

где Р_вос — вероятность восстановления техники.

Для систем третьего типа критерий надежности такой же, как и во втором случае. Задача системой может считаться выполненной, если:

1) в требуемый момент времени техника находится в исправном состоя­нии, не отказала во время выполнения задачи, действия операторов были безошибочны и своевременны,

или

2) неготовая или отказавшая техника была своевременно восстановлена, а операторы не допустили ошибок;

3) при безотказной работе техники оператор допустил ошибку, своевре­менно компенсировал ее. Расчет надежности в этом случае можно вести по формуле

P₃ = К_ГР_Т·Р_оР_св + (1 - P_T К_Г)Р_восР_о Р_св + (1 - Р_о) P_T P_В ,

где К_Г — коэффициент готовности техники.

5.1.4. Требования безопасности к производственным процессам и оборудованию

В ст.215 ТК РФ подчеркнуто, что машины, механизмы и другое производственное оборудование, транспортные средства, техноло­гические процессы, материалы и химические средства индивидуаль­ной и коллективной защиты работников, в том числе иностранного производства, должны соответствовать требованиям ОТ, установ­ленным в Российской Федерации, и иметь сертификат соответствия.

Предупреждение травматизма и заболеваемости на производст­ве – слож-ный процесс, требующий рационального размещения обо­рудования, органи-зации рабочих мест с учетом эргономики, приме­нения безопасных производ-ственных процессов и оборудования, безопасной организации труда, четкого распределения и исполнения функций управленческого персонала по безопас-ности производства.

Техника безопасности, согласно ГОСТ 12.0.002-80, это систе­ма органи-зационных мероприятий и технических средств, пре­дотвращающих воздей-ствие на работающих опасных производ­ственных факторов.

К производственному оборудованию относятся машины, ме­ханизмы, аппараты, сосуды, линии, агрегаты, транспортные и другие устройства и сред-ства, эксплуатируемые на предприятии – все то, что можно считать техническими системами.

В соответствии с ГОСТ 12.2.003-91 «ССБТ. Оборудование производст-венное. Общие требования безопасности»:

· материалы конструкции производственного оборудования не
должны оказывать опасное и вредное воздействие на организм
человека на всех заданных режимах работы и предусмотренных условиях эксплуатации, а также создавать пожаровзрывоопасные ситуации;

· конструкция производственного оборудования должна ис­ключать на всех предусмотренных режимах работы нагрузки на детали, сборочные единицы, способные вызвать разруше­ния, представляющие опасность для работающих;

· конструкция производственного оборудования и его отдельных частей должна исключать возможность их падения, опро­кидывания и самопроизвольного смещения при всех преду­смотренных условиях эксплуатации и монтажа (демонтажа). Если из-за формы производственного оборудования распреде­ление масс отдельных его частей и (или) условий монтажа (демонтажа) не может быть достигнута необходимая устойчивость, то должны быть предусмотрены средства и методы закрепления, о чем эксплуатационная документация должна со­держать соответствующие требования;

· конструкция производственного оборудования должна исклю­чить падение при выбрасывании предметов (например, инстру­мента, заготовок, отработанных деталей, стружки, представ­ляющих опасность для работающих, а также выбросов смазывающих, охлаждающих и других рабочих жидкостей);

· движущиеся части производственного оборудования, являю­щиеся источником травмоопасности, должны быть ограждены или расположены так, чтобы исключалась возможность при­касания к ним работающего или использованы другие средст­ва (например, двуручное управление), предотвращающие травмирование;

· конструкция зажимных, захватывающих, подъемных и загрузочных устройств или их приводов должна исключать возможность возникновения опасности при полном или частичном самопроизвольном прекращении подачи энергии, а также исключать самопроизвольное изменение состояния этих устройств при восстановлении подачи энергии;

· элементы конструкции производственного оборудования не должны иметь острых углов, кромок, заусенцев и поверхностей с неровностями, представляющими опасность травмирования работающих, если их наличие не определяется функциональным назначением этих элементов. В последнем случае должны быть предусмотрены меры защиты работающих;

· части производственного оборудования (в том числе трубо­проводы, гидро-, паро- и пневмосистемы, предохранительные клапаны, кабели и др.), механическое повреждение которых может вызвать возникновение опасности, должны быть за­щищены ограждениями или расположены так, чтобы предот­вратить их случайное повреждение работающими или средст­вами технического обслуживания;

· конструкция производственного оборудования должна исклю­чать само-произвольное ослабление или разъединение сборочных единиц и деталей, а также исключать перемещение подвижных частей за пределы, предусмотренные конструкцией, если это может повлечь за собой создание опасной ситуации;

· конструкция производственного оборудования, приводимого в действие электрической энергией, должна включать устройства (средства) для обеспечения электробезопасности;

· производственное оборудование, действующее с помощью неэлектри-ческой энергии (например, гидравлической, пневматической энергии, пара), должно быть выполнено так, чтобы все опасности, вызываемые этими видами энергии, были исключены;

· конструкция производственного оборудования и (или) его размещение должны исключать контакт его горючих частей с пожаровзрыво-опасными веществами, если такой контакт может явиться причиной пожара или взрыва, а также исключать возможность соприкасания работающего с горячими или переох­лажденными частями или нахождение в непосредственной близости от таких частей, если это может повлечь за собой травмирование, перегрев или переохлаждение работающего;

· конструкция производственного оборудования должна ис­ключать опасность, вызываемую разбрызгиванием горячих обрабатываемых и (или) используемых при эксплуатации материалов и веществ;

· трубопроводы, шланги, провода, кабели и другие соединяющие детали и сборочные единицы должны иметь блокировку в соответствии с монтажными схемами;

· безопасность конструкции оборудования обеспечивается выбором принципов действия и конструктивных решений;

· конструкция рабочего места, его размеры и взаимное распо­ложение элементов (органов управления, средств отображения информации, вспомо-гательного оборудования и др.) должны обеспечивать безопасность при использовании производственного оборудования по назначению, техническом об­служивании, ремонте и уборке, а также соответствовать эрго­номическим требованиям.

Технологические процессы должны соответствовать требова­ниям ГОСТ 12.3.002-75 «ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопас-ности» и предусматривать:

· устранение непосредственного контакта работников с исход­ными материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукцией и отходами производства, оказывающими вредное воздействие, а также своевременное их удаление и обезвреживание;

· замену операций, процессов на имеющие меньшую интенсивность воздействия опасных и вредных производственных фак­торов;

· комплексную механизацию, автоматизацию, дистанционное управ-ление;

· герметизацию оборудования;

· рациональную организацию труда;

· применение средств защиты, контроля за параметрами технологического процесса, обеспечивающего защиту работников и аварийное отключение оборудования, остановку технологического процесса;

· своевременное получение информации о возникновении опасных ситуаций.

Требования безопасности должны быть изложены в техноло­гической доку-ментации.

В соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» установлены особые дополнительные требования к организации, эксплуати­рующей опасный производственный объект, которые должны обеспечить безопасность применяемых производ-ственных процес­сов и оборудования, включая ОТ и охрану окружающей среды.

К категориям опасных производственных объектов относятся объекты, на которых:

1) Получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещест­ва, список которых опре-делен.

2) Используется оборудование, работающее под давлением бо­лее 0,07 мегапаскаля или при температуре нагрева воды более 110°С.

3) Используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы, эскалаторы, канатные дороги, фуникулеры.

4) Получаются расплавы черных и цветных металлов и сплавы на их основе.

5) Ведутся горные работы, работы по обогащению полезных ис­копаемых, а также работы в подземных условиях.

5.1.5. Средства защиты работников

Для предотвращения или уменьшения воздействия на рабо­тающих опасных и вредных производственных факторов, созда­ния необходимого микроклимата на рабочих местах применяются средства защиты работающих, которые классифицируются по ГОСТ 12.4.011-89 на следующие категории: средства коллектив­ной защиты (СКЗ) и средства индивидуальной защиты (СИЗ).

Средства коллективной защиты предназначены для защиты от конкретного опасного или вредного фактора в данном помеще­нии или на рабочем месте.

К средствам коллективной защиты относятся следующие ос­новные средства безопасности:

• оградительные устройства различной конструкции;

• устройства автоматического контроля и сигнализации опасно­сти, предназначенные для предупреждения операторов и дру­гих работающих о наступающей опасности или о произошед­шей поломке, отказе и другой нештатной ситуации. Сигналы могут быть световые, звуковые, знаковые и в виде показаний прибора, и даже биомеханические. Для автоматического конт-роля служат предохранительные устройства, которые автоматически срабатывают, отключая оборудование или его узел при выходе какого-либо из параметров за предельно допустимые величины, и тормозные устройства, обеспечивающие возможность быстрой остановки производственного оборудо-вания или отдельных его элементов; контролирующие ход технологического процесса и состояние оборудования в целом и его отдельных узлов, механизмов и деталей;

• системы дистанционного управления, позволяющие управлять из безопасного рабочего места устройствами, находящимися в труднодоступных и опасных зонах;

• специальные средства безопасности, характерные для каждого класса, например: вентиляционные и воздухоочистительные системы, кондиционе-ры, обогреватели, охладители; осветительные приборы и светозащитные устройства;

• звукопоглощающие и звукоизолирующие устройства, глуши­тели шума, устройства виброгашения и виброизоляции, устройства заземления и зануления, изолирующие устройства и покрытия, нейтрализаторы, средства дезактивации, герметизирующие устройства, оборудование для дезинфекции, дезин­секции, стерилизации;

• знаки безопасности и сигнальные цвета, привлекающие внимание и напоминающие работникам об опасности и необходимости соблюдения мер безопасности.

Защитные ограждения включают:

· ограждения, предназначенные не допустить человека в опас­ную зону;

· ограждения для защиты человека от опасных выделений (вы­бросов, осколков, стружки и т.д.).

Основные требования к ограждениям: во-первых, соответст­вие размеров ограждения размерам зоны; во-вторых, прочность ограждений должна соответствовать возможным нагрузкам.

Ограждения бывают стационарными, подвижными, откры­вающимися на время вспомогательных операций, когда отсутст­вует опасность. Вращающиеся части станков закрываются глу­хими кожухами, прикрепленными к станку. Кожуха на сменных зубчатых передачах делаются откидными. Передачи (цеп-ные, зубчатые и др.), расположенные вне корпуса станка, оборудуются ограж-дением.

Зона обработки ограждается экранами для защиты работаю­щих от разлета-ющейся стружки. Защитные устройства, удаляе­мые при смене инструмента, детали и т.п. должны иметь массу не более 6 кг, а крепление - не требовать при-менения ключей, от­верток. Усиление перемещения защитного устройства не должно превышать 40 Н.

Ограждения выполняются в виде сварных или литых кожухов, сплошных экранов (щитков), решеток. При необходимости на­блюдать за процессом обработки ограждение снабжают смотро­вым окном.

Предохранительные защитные средства.

Предохранительные устройства предназначены для отключе­ния машин при отклонении какого-либо параметра за допусти­мые пределы. В зависимости от характера опасного фактора различают предохранительные устройства, защищающие от вы­хода за установленные предельные значения:

• величины рабочего давления;

• величины электрического тока, напряжения и другие пара­метры электроустановки;

• скорости движения;

• величины перемещения;

• загазованности производственной атмосферы;

• величины веса;

• величины передаваемого усилия;

• величины температуры.

Для защиты машин от избыточного давления используют пре­дохранитель-ные клапаны, разрывные мембраны.

Предохранительные клапаны прямого действия (рис.5.5) пружинные, рычажно-грузовые различают по высоте подъема зо­лотника (малого, среднего и большого подъема золотника). Ос­новной характеристикой предохранитель-ного клапана служит расход газа (жидкости) через клапан G (кг/с).

G = α FB/2ρ(ρ₁ -ρ₂),

где α и F - коэффициент расхода и площадь сечения клапана (м²);

ρ - плотность среды перед клапаном; В – табличный коэффициент; ρ₁ и ρ₂- абсолютное давление перед и за клапа­ном (Па).

Обратные клапаны пропускают газ (жидкость) в одном на­правлении и пре-дохраняют движение газа (жидкости) в обратном направлении.

На рис. 5.6. приведен обратный предохранительный клапан.

Рис. 5.5. Предохранительные клапаны прямого действия: а) магнитно – пружинный клапан; б) клапан пружинный с эжекторным устройством; в) клапан с дифференциальным поршнем

Рис. 5.6. Обратный клапан: 1 – пружина; 2 – крышка; 3 – корпус;

4 - золотник

Защита аппаратов от разрушения при аварийном росте давле­ния (взрыве) обеспечивается предохранительными мембранами, изготовляемыми из металла (алюминий, сталь и др.) (рис. 5.7).

Проходное сечение F мембраны определяется с учетом объема газов V_r, подлежащих сбросу за время τ.

F = ,

где ω – скорость истечения продукта, τ - время достижения максимального давления.

Рис. 5.7 Схемы предохранительных мембран: а) разрывная; 1 - фланцы;

2 - мембрана; 3 - верхнее пружинное кольцо; 4 - нижнее прижимное

кольцо; б) выщелкивающая: 1 - фланцы; 2 - кольцо; 3 - мембрана;

4 - припой.

Защитное отключение электроустановки - это система обес­печения безопасности путем автоматического отключения элек­троустановки при возникновении аварийной ситуации (повреж­дений), вызывающей опасность поражения людей. Такими опасными отклонениями являются: снижение сопротивления изоляции, замыкание на землю и др.

Защитными средствами от опасных отклонений величин ско­рости и перемещений механизмов служат тормозные устройства. Тормоза подраз-деляются:

• По конструкции: ленточные, колодочные, дисковые, грузоупорные, центробежные.

• По характеру действия: автоматические, управляемые, ра­зомкнутые, зам-кнутые.

• По приводу: электрические, гидравлические, пневматические, механические.

В грузоподъемных машинах используются спускные тормоза для торможения и остановки груза. Стопорные тормоза обеспе­чивают удержание груза, машины в заданном положении, оста­новку оборудования. Регуляторы скорости позволяют поддержи­вать заданную скорость вращения валов машин, скорость перемещения груза. Автоматические тормоза срабатывают при отклонении величины скорости (вращения, спуска), величины на­тяжения каната.

Торможение возникает под воздействием поднятого груза в грузоподъемных тормозах или при возрастании центробежной силы при увеличении оборотов двигателя. Падение усилия натя­жения при обрыве грузонесущего каната приводит к срабатыва­нию ловителей, удерживающих кабину подъемника (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Ловители кабины лифта при разрыве каната: 1 - клинья с

рычагами; 2 - вспомогательные канаты; 3 - пружины, отжимающие

клинья от направляющей

Характеристикой тормозов является коэффициент запаса тор­можения, который определяется отношением момента, создавае­мого тормозом, к статическому моменту на тормозном валу от наибольшего рабочего груза. Величина коэффициента запаса тор­можения принимается с учетом режима и ответственности рабо­ты, рода привода.

Защита от загазованности производственных помещений токсичными и пожаровзрывоопасными газами достигается с помо­щью устройств, которые при достижении опасной концентрации прекращают поступление на производственный участок опасного вещества. Для этой цели вблизи оборудования устанавливаются стационарные газоанализаторы. При оценке концентрации ис­пользуются различные методы: фотоколориметрический, на ос­нове цветных реакций; термокондуктометрический, с использо­ванием принципа измерения теплопроводности газовой смеси; оптический, по изменению оптических свойств анализируемого производственного воздуха.

В качестве контролируемого параметра, при котором сраба­тывает автоматическая защита, прежде всего принимается кон­центрация взрыво-опасных веществ в воздухе помещений. Авто­матическая защитная система состоит из датчиков, логического устройства для оценки сигнала, усилителя сигналов, устройства сигнализации и исполнительного механизма для проведения необходимых переключений. В случае прекращения подачи элек­троэнергии и сжатого воздуха исполнительный механизм автома­тической системы должен устанавливать регулирующие органы в положение, исключающее возникновение аварий.

Защиту машин от перегрузок (поднимаемого груза, переда­ваемого усилия) обеспечивают разнообразные ограничители гру­зоподъемности, введенные в кинематическую цепь, слабое звено.

Для ограничения грузоподъемности кранов и исключения их поломки и аварии используются ограничители грузоподъемности (рис. 5.9), отключающие подъемный механизм при превышении нормативного веса.

Рис. 5.9. Ограничитель грузоподъемности: 1 - шток; 2 - ролики; 3 -выключатель; 4 - рычаг выключателя

Использование слабого звена, которое разрушается при пре­вышении номинальной нагрузки, исключает поломку машины. В качестве слабого звена применяются срезные штифты и шпонки на валах, передающих крутящие моменты. При избыточных кру­тящих моментах штифты и шпонки срезаются, чем предотвращают разрушение машины. Восстановление кинематической це­пи осуществляется заменой срезанного штифта (шпонки). Фрик­ционные муфты при превышении нормативной величины крутя­щего момента обеспечивают проскальзывание дисков, чем исключается поломка машины. При нормализации крутящего момента кинематическая цепь автоматически восстанавливается. На рис. 5.10; 5.11; представлены слабое звено и фрикцион-ная муфта.

Защита от нарушения параметров теплового режима техноло­гического процесса достигается с помощью тепловых реле (рис. 5.12), которые отклю-чают двигатель компрессора при превыше­нии температуры сжатого воздуха, чем предотвращается взрыв в ресивере.

Блокировочные устройства по принципу работы подразделя­ются на механические, электрические, гидравлические, пневма­тические, радиационные и др.

Рис.5.10. Срезывающий предохранитель

Рис. 5.11. Предохранительная фрикционная муфта

Рис. 5.12. Схемы тепловых реле; а) дилатометрическое реле:

1 - металлический корпус; 2 - кварцевый стержень; 3 - корпус;

4 - электрический контакт; б) - термическое реле с «прыгающей»

биметаллической шайбой; 1 - контакт; 2 - регулировочный винт;

3 - шайба

Механическая блокировка рычажного типа, закрывающая доступ в опасную зону или запрещающая включение механизма, работа которого порождает опасность для человека. Например, снятие ограждения через систему рычагов тормозит (отключает) мотор станка.

Электромеханические блокировки чаще используются в элек­троустановках. Пример электромеханической блокировки приве­ден на рис. 5.13. При открытии двери распредустройства проис­ходит поворот рычага 1 и запор 2 освобождает палец 3, который под действием пружины перемещается и стопорит замок 4 вала 5, включающего рубильник 6. После закрытия двери запор 2 утап­ливает палец 3, замок 4 перемещается и поворотом вала 5 вклю­чается рубильник 6.

Рис. 5.13. Схема электромеханической блокировки

Электрическая блокировка используется в электроустановках (ЭУ) с напряжением свыше 500в. В ограждение ЭУ встраивается концевой выключа-тель, контакты которого при вскрытии огражде­ния размыкают цепь управления ЭУ, и последняя обесточивается.

Аварийная сигнализация предупреждает о возникновении аварийной ситуации и о необходимости выполнения противоаварийных мероприятий.

Дистанционное управление. На производствах с тяжелыми условиями труда (работы с радиоактивными, взрывоопасными, токсичными веществами) для удаления персонала из опасной зо­ны используется дистанционное управление. Управление произ­водственным процессом осуществляется с использованием теле­метрии и телевидения, которые позволяют наблюдать труднодоступные зоны, зоны повышенной опасности, где недо­пустимо присут-ствие человека.

Эффективность дистанционного управления определяется оп­тимальностью набора контролируемых параметров технологиче­ского процесса, полнотой и объективностью отражения состоя­ния технологического процесса. Вместе с тем объем информации не должен быть избыточным.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) предназначены для одного работника. В зависимости от назначения их делят на клас­сы: специальная одежда, изолирующие костюмы, средства защи­ты органов дыхания, головы, рук, ног, лица, глаз, органов слуха, от падения с высоты.

Виды средств индивидуальной защиты:

• специальная одежда: фартуки, платья, сарафаны, халаты, кос­тюмы, комбинезоны, брюки, плащи, пальто, тулупы и др.;

• специальная обувь: туфли, ботинки, калоши, сапоги, валенки и др.;

• средства защиты рук: рукавицы, перчатки, напальчники, пасты, мази;

• средства защиты головы: косынки, шапочки, береты, каски, шапки;

• средства защиты органов слуха: вкладыши, наушники, шлемы;

• защита глаз и лица: защитные очки, светофильтры, щитки, маски;

• защита органов дыхания: противогазы, респираторы, пневмомаски;

• изолирующие костюмы: пневмокостюмы, гидроизолирующие костюмы, скафандры;

• диэлектрические коврики и др.

Классификация СИЗ по назначению.

Спецодежда: общего назначения; влагозащитная (полиэтилен, резина, гидрофобные ткани); кислотозащитная (лавсан, шерсть, резина); нефтемасло-защитная (льняная с капроном, лавсаном); термозащитная (брезент, грубо-шерстяное сукно, алюминизированная ткань); пылезащитная (плотные ткани, молескин); для за­щиты от органических растворителей (плотные хлопчато-бумаж­ные ткани без и со специальной пропиткой, накладки из искусствен-ной кожи «Шторм»).

Спецобувь: общего назначения, влаго-, термо- и виброзащит­ная, кислото-щелочная, нефтестойкая, антистатическая, взрывобезопасная (с клеймом «ВЗР») и др. Обувь может быть кожаной, ре­зиновой, брезентовой, из полимерных и искусственных материалов. Она должна быть нужного размера.

Средства защиты рук: по ГОСТ 12.4.010-75 при изготовлении рукавиц для защиты рук от механических воздействий, термиче­ских ожогов, кислот, нефти используют парусину, полотно, сук­но. Для защиты рук от действия воды, кислот, щелочей применя­ют резиновые и полиэтиленовые перчатки и напаль-чники, от электрического тока - диэлектрические перчатки.

При выполнении работ, требующих большой чувствительно­сти пальцев, для защиты кожи используют пасты, кремы, мази. Их три группы:

• гидрофильные - для защиты от смол, лаков, краски, жиров, масел, нефтепродуктов и др. - пасты ХИОТ, ИЭР-1, АЙРО, крем «Невидимка»;

• гидрофобные - от водных сред - паста ИЭР-2, силиконовый крем;

• моющие вещества - эмульгатор «Авироль», «Прогресс».

Средства защиты глаз. Согласно ГОСТ 12.4.013-85Е защитные очки изготавливают открытые ОЗО и закрытые ОЗЗ. Для защиты глаз от агрессивных жидкостей применяют резиновую полумаску с очковыми стеклами ПО-3 или щитки с прозрачным экраном. Электросварщики используют щитки со светофильтрами, про­пускающими лишь желто-зеленые лучи.

Средства защиты органов слуха. Защитные свойства СИЗ орга­нов слуха характеризуются акустической эффективностью пони­жения шума (в децибелах, дБ). В ГОСТ 12.4.051-87 для частот зву­ка 100 - 10000Гц приведены следующие требования по ее значениям к противошумным наушникам групп А, Б и В соответственно 15-35, 5-32 и 5-25 дБ; к шлемам групп А и Б 20-45 и 10-40 дБ.

Средства защиты органов дыхания. Согласно ГОСТ 12.4.034-85 эти важнейшие средства индивидуальной защиты органов дыха­ния (СИЗОД) по принципу действия делятся на две группы:

• фильтрующие (Ф) обеспечивают защиту, когда содержание кислорода в воздухе не менее 18% и вредных веществ для 1-й степени защиты превышает 100 предельно допустимых концентраций (ПДК), но не боле 0,5%. Для 2-й степени содержа­ние вредных веществ составляет 10-100 ПДК, для 3-й – менее 10 ПДК;

• изолирующие (И), которые обеспечивают защиту при недостаточном содержании кислорода и любой концентрации вредных веществ.

Фильтрующие СИЗОД по назначению делят на противоаэрозольные (ФА), парогазовые (ФГ) и универсальные (ФУ). Изоли­рующие СИЗОД по конструкции разделяют на шланговые (ИШ), в которых воздух подается по шлангу из чистой зоны, и автоном­ные (ИК) - со своим источником воздуха.

Противогазы. Фильтрующие противогазы имеют коробку с фильтром, резиновую шлем-маску, гофрированную трубку, сум­ку. Шлем-маски выпускаются пяти размеров: 0,1,2,3,4. Защитные свойства противогаза зависят от марки коробки. Согласно ГОСТ 12.4.122-83 определены следующие марки коробок и веще­ства, от которых они защищают

А - коричневая (окраска коробки). Защищает от паров орга­нических соединений: анилина, ацетона, эфира, сероуглерода, бензола, толуола, ксилола, нитробензола, тетраэтилсвинца, галогено- и фосфорорганических соединений.

В - желтая. От кислых газов и паров.

Г - желтая и черная. От ртути, этилмеркулхлорида.

Е - черная. От арсина и фосфина.

КД-серая. От аммиака и его смеси с сероводородом.

СО - белая. От оксида углерода (угарного газа).

БКФ - защитная с белой полосой. От кислых газов, паров ор­ганических соединений, арсина, фосфина, пыли, дыма.

Время защитного действия противогаза составляет от 0,5 до 6 часов. Проскок вредного вещества после применения коробок А, В, Е, КД и БКФ ощущается по запаху. В этом случае надо не­медленно выйти из зараженной зоны.

Респираторы. Их да вида: противогазовые и фильтрующие.

Противогазовые респираторы РПГ-67, РУ-60М (универсаль­ный) предназначены для защиты органов дыхания от недейст­вующих на глаза паро- и газообразных веществ при их содержа­нии в воздухе не более 15 ПДК. Фильтрующие патроны респираторов сменные. Они содержат такие же сорбенты, как и коробки противогазов: А. В. Г. КД.

Фильтрующие респираторы типа Ф-62Ш, Астра-2, У-2К, Кама, Лепесток предназначены для защиты органов дыхания от пыли и некоторых, малотоксичных аэрозолей, паров и газов, превышаю­щих ПДК не более чем в 10-15 раз. Для защиты от пыли и аэрозо­лей широко используется простой, легкий респиратор Лепесток ШБ-1 трех марок: 200, 40, 5. Эти цифры по ГОСТ 12.4.028-76 обо­значают максимальную кратность превышения допустимой кон­центрации аэрозолей при диаметре частиц до 2 мкм.

Соблюдение правил техники безопасности и личной гигие­ны - важное условие сохранения здоровья. Вопросы личной ги­гиены подробно рассматриваются в курсе «Основы медицинских знаний». Здесь лишь кратко упоминается о правилах личной ги­гиены, связанных с трудовой деятельностью. Они просты:

1) Соблюдение предусмотренных рабочими инструкциями пра­вил ОТ.

2) Обязательное использование при работе положенных по нор­мам спецодежды, спецобуви, перчаток и других средств индивидуальной защиты. После работы эти средства должны быть очищены от пыли, грязи, просушены или, если необходимо, сданы в мойку, дезактивацию и т.п.

3) Не допускается совместное хранение рабочей и домашней одежды.

4) Необходимо следить за чистотой рук, мыть их с мылом при явном или возможном загрязнении вредными веществами.

5) По окончании работы вымыть руки, лицо и принять душ. При работе с радиоактивными веществами после душа обязателен до­зиметрический контроль на загрязнение источниками излучений.

Таким образом, в целом средства защиты можно разделить в зависимости от конструктивного исполнения на:

1) локализирующие источник опасности в оборудовании;

2) технические средства внутри источника;

3) разделяющие (отделяющие) работника и источник опасности (экранирование);

4) защищающие рабочую зону;

5) непосредственно защищающие конкретного работника (СИЗ).

5.1.6. Защита от опасностей автоматизированного и роботизированного производства

Она обеспечивается прежде всего технологией проведения работ. Для периодической проверки инструмента, регулировки и подналадки ГПС (гибких производственных систем), РТК (робототехнических комплексов), ПР (промышленных роботов), стан­ков с ЧПУ (числовым программным управ-лением) и автоматов, их смазывания и чистки, а также для мелкого ремонта в цикле ра­боты автоматической линии должно быть предусмотрено специ­альное время. Все перечисленные работы должны выполняться на обесточенном оборудовании.

Робот — это перепрограммируемая автоматическая машина для выпол-нения сложных двигательных функций, аналогичных функциям человека. Отличительным признаком робота является наличие процессора и мани-пулятора.

Требования безопасности ГПС, РТК и ПР установлены ГОСТ 12.2.072-82.

Обеспечение безопасности и комфортности труда в ГПС име­ет ряд особенностей. В их числе:

• автоматические устройства, в том числе роботы, электронные системы могут выходить из строя, создавая опасные ситуации, как правило, вне визуального контроля человека непосредст­венно в месте поломки;

• ГПС имеют в своем составе самые различные устройства и машины, в том числе многочисленные транспортные системы;

• ГПС занимают значительные площади, входящее в их состав обору-дование может занимать различные уровни по высоте помещения, даже на двух и более этажах, при этом управление ведется из одного пульта одним или несколькими операторами;

• при наладке, переналадке, программировании средств управления, а также при профилактических и ремонтных работах работнику приходится находиться в рабочих зонах оборудования, в том числе движущихся частей.

Достижению безопасности в ГПС должно предшествовать ис­следование конструктивных, механических и иных особенностей технологического, транс-портного, управляющего и другого обо­рудования, комплексов и системы в целом с целью выявления возможных опасностей, фактических значений опас-ных и вред­ных производственных факторов, травмоопасных рабочих мест или рабочих зон.

Основные мероприятия, обеспечивающие безопасность и комфортность труда в ГПС, могут быть достигнуты, как правило, только на стадии создания систем. При пуско-наладочных рабо­тах и особенно при эксплуатации возможно ухудшение условий работающих из-за несоблюдения установленных правил или не­достаточной квалификации работников.

Средства обеспечения безопасности можно разделить на ак­тивные, обеспечивающие безопасность независимо от поведения человека (даже если тот сам создает аварийную ситуацию), и пас­сивные, обеспечивающие безопас-ность предопределением дейст­вий человека.

Разработана система нормативных документов, определяю­щих требования безопасности в ГПС и его элементах, в первую очередь ряд ГОСТов в системе ССБТ.

Особое внимание в ГПС необходимо уделять планировке, в том числе обеспечению свободного доступа к оборудованию при монтаже, наладке и обслуживании, а также учитывать геометри­ческие параметры движущихся частей и т.д. Приводы всех ма­шин должны быть сблокированы таким образом, чтобы остановка одного из элементов ГПС (машины, роботы, транспортные сред­ства) влекла за собой адекватные с точки зрения безопасности, действия других элементов.

Органы управления ГПС необходимо размещать в изолиро­ванных от окружающей среды помещениях. Эти органы (пульты) управления должны получать полную информацию о режиме ра­боты, исполнении программ, возникновении нештатной ситуации и срабатывании систем остановок, отключения и блокировок.

При срабатывании блокировок управление должно переводить­ся на специальный или ручной режим работы. Система управления должна иметь устройства аварийного останова, которое срабатыва­ет при любом нарушении установленных режимов, а также режим и устройство ручного аварийного останова по команде оператора. Аварийный останов имеет абсолютный приоритет над другими устройствами и режимами работы всех механизмов.

Необходимо учитывать, что ПР и РТК являются системами повышенной опасности. Главная цель всех мероприятий по безо­пасности - исключение возможности одновременного нахожде­ния человека и механизмов работаю-щего ПР в одном месте рабо­чего пространства. На это должны быть направлены и планировка РТК, и конструкция ПР и других устройств, входя­щих в комплекс, и организация работ и применяемые средства защиты, и особые устройства автоматического контроля, сигна­лизации и аварийной остановки.

Робототехнические комплексы (РТК) подразделяют на РТК с раздельной опасной зоной и рабочей зоной (а) и РТК с совмеще­нием рабочей и опасной зон (б), как это представлено на рис. 5.14. В случае (а) безопасность оператора достигается ог­раждением опасной зоны. Для обеспечения безопасности в слу­чае (б) используются специальные меры: жесткая программа управления, автоматически блокирующая работу ПР при появле­нии человека в опасной зоне. При вводе в эксплуатацию и при работе робота возникают опасные ситуации, когда оператор вы­нужден находиться в опасной зоне при программировании и обу­чении ПР, при выполнении ручных операций на ПР (смена инст­румента, обслуживание ПР и т.п.). Опасные ситуации на ПР возникают при монтаже ПР, сборке и подготовке к работе, испы­таниях и наладочных работах, а также при неисправностях ПР.

К работе на РТК допускается персонал, прошедший медицин­ское освидетельствование и обучение. Безопасность при эксплуа­тации ПР обеспечи-вается за счет следующих мероприятий:

· планировка, обеспечивающая безопасный доступ к РТК;

· оснащение ПР системой информации о правильности отра­ботки программ;

· проведение в начале работы жесткого контроля функциони­рования элементов РТК;

· периодическое диагностирование работы оборудования РТК много-уровневой системой управления с относительной авто­номией каждого уровня;

· нижний уровень - система ЧПУ станков;

· средний уровень - программа управления ПР, обеспечиваю­щая временную синхронизацию работы технологических элементов;

· высший уровень — система диагностирования, обеспечивающая контроль функционирования РТК.

РТК должен оснащаться средствами безопасности при проек­тировании производства с учетом частоты и способа доступа пер­сонала в опасную зону, вероятности и тяжести травмирования при поломке защитной блокировки. РТК должен иметь средства, предотвращающие проникновение человека в опасную зону, и блокировочное устройство, расположенное на РТК, которое ос­танавливает его движение при возникновении опасности для че­ловека. Связь РТК с защитным ограждением может быть механи­ческой, с использованием ультразвукового или светового излучения. Широкое применение получила система «световой барьер», построенная по блочно-модульному принципу (блоки излучателя, приемника, обработки и монтажной стойки).

Рис. 5.14. Схема расположения оператора и оборудования РТК: а) с разделением зон; б) с совмещением зон; 1 - станок; 2 - ПР.

Рис. 5.15. Локализационный датчик безопасности: 1 - станок;

2 - монорельс ПР; 3 - каретка ПР; 4 - датчик; 5 - система

светоограничения

Для исключения столкновения с человеком ПР оснащается датчиками, расположенными на подвижных частях, которые об­наруживают человека в опасной близости от ПР. На рис.5.15 представлен РТК с бесконтактными датчиками. Помимо этого в конструкции ПР не должно быть выступающих деталей с остры­ми кромками. Шарнирные соединения должны иметь защитные кожуха, конструкции захватов, а создаваемые ими усилия долж­ны предотв-ращать выпадение деталей из захватов.

5.1.7. Сосуды, работающие под давлением

Сосуд, работающий под давлением - это герметически закры­тая емкость, предназначенная для ведения химических или теп­ловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворимых газов и жидкостей под давлением. Границей сосуда являются входные и выходные штуцера.

Госгортехнадзором России утверждены «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», в которых определены требования к устройству, изготовле­нию, монтажу, ремонту и эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Эти правила распространяют свое действие на:

• сосуды под давлением воды + 115°С или другой жидкости выше температуры кипения при давлении 0,07 МПа без учета гидростатического давления;

• сосуды под давлением пара или газа 0,07 МПа;

• баллоны для сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением 0,07 МПа;

• цистерны, бочки для сжиженных газов, которые при t = 50°C имеют Р> 0,07 МПа;

• барокамеры.

Правила не распространяются на сосуды:

• оборудования атомных электростанций, морских, речных и воз­душных транспортных средств и емкости с радиоактивной средой;

• сосуды, емкости < 25 л (0,025 м³) независимо от давления, ис­пользуемые для научно-экспериментальных работ;

• сосуды и баллоны вместимостью > 25 л (0,025 м³), у которых произведение давления в кгс/см² (МПа) на объем в литрах (м³) 200(0,02);

• сосуды, работающие под давлением взрыва внутри сосуда в соответст-вии с технологическим процессом;

• сосуды, работающие под вакуумом;

• сосуды из неметаллических материалов;

• сосуды специального назначения военных ведомств;

• части машин, не представляющие собой самостоятельных со­судов (корпуса насосов, турбин, цилиндры двигателей, паровых, гидравлических, воздушных машин, компрессоров и др.).

Аварии на этих системах могут приводить к серьезным по­следствиям, но ответственность за безопасность их изготовления и эксплуатации несут соответствующие ведомства и технический персонал предприятий.

Проект и технические условия на изготовление систем, рабо­тающих под давлением, согласовывают со специализированной проектной организацией в порядке, установленном министерст­вом. Изготовление сосудов может производить предприятие, по­лучившее разрешение (лицензию) Госгортех-надзора. При этом персонал, занятый изготовлением сосудов, работающих под дав­лением, должен иметь удостоверения, выданные специальной квалифи-кационной комиссией. Аттестованному сварщику выда­ется личное клеймо, которое он должен ставить на каждый сва­ренный им шов. Все элементы конструкции должны иметь соот­ветствующую условиям эксплуатации проч-ность, безопасность и удобство эксплуатации. В конструкции предусматривают специ­альные штуцеры для сброса воздуха, слива жидко

Дата добавления: 2014-01-07