Система контроля давления дыхательного аппарата и неподвижного состояния спасателя МЧС
|
Введение 12
Глава 1. Обзор существующих систем обеспечения безопасности спасателя МЧС 14
1.1 Обзор дыхательных аппаратов для пожарных и спасателей МЧС ... 14
1.2 Обобщенная структурная схема дыхательного аппарата 16
1.3 Устройства принцип действия аппарата 17
1.4 Основные параметры и характеристики 24
1.5 Приборы и датчики для контроля давления воздуха в баллоне 25
1.6 Система контроля неподвижного состояния 27
1.7 Обоснования выбора прибора контроля давления воздуха в баллоне
Глава 2. Структура системы слежения за безопасностью работ спасателей МЧС 30
2.1 Сигнализатор неподвижного состояния спасателя МЧС 31
2.2 Выбор элементов датчика движения 32
Глава 3. Проектирование сигнализатора неподвижного состояния спасателя МЧС 36
3.1 Структурная схема сигнализатора 36
3.2 Создание и исследования макетного образца сигнализатора 36
3.2.2 Плата Arduino 37
3.2.3 Модуль радиопередатчика (приемника) 41
3.2.4 Автономный блок питания сигнализатора 44
3.2.5 Разработка программы вывода информации на компьютер 45
( LabWIEV) 45
3.2.6 Техническое описание макетного образца 46
3.2.7 Результаты экспериментальных исследований 46
3.3 Разработка конструкции носимого на спасателя МЧС сигнализатора неподвижного состояния 48
3.3.1 Чертеж общего вида 48
3.3.2 Схема радио модуля передатчик приемник 48
3.3.3 Инструкция по применению сигнализатора неподвижного 49
Глава 4. «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 51
4.1. Потенциальные потребители результатов исследования 52
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции 52
4.3 SWOT-анализ 55
4.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 57
4.5 Инициация проекта 60
4.5.1. Цели и результат проекта 60
4.5.2 Организационная структура проекта 61
4.6. Планирование управления научно-техническим проектом 61
4.6.1 Иерархическая структура работ проекта 61
4.6.2 Матрица ответственности 62
4.6.3 Контрольные события проекта 63
4.6.4 Реестр рисков проекта 63
4.6.5 План проекта 65
4.7 Бюджет научного исследования 67
4.7.1 Расчет затрат на сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты 67
4.7.3 Расчет основной заработной платы 68
4.7.4 Расчет дополнительной заработной платы 70
4.7.5 Расчет отчислений на социальные нужды 70
4.7.6 Расчет накладных расходов 70
4.7.7 Оценка сравнительной эффективности исследования 71
Заключение по разделу 74
Список публикации студента 74
Заключение 75
Глава 1. Обзор существующих систем обеспечения безопасности спасателя МЧС 14
1.1 Обзор дыхательных аппаратов для пожарных и спасателей МЧС ... 14
1.2 Обобщенная структурная схема дыхательного аппарата 16
1.3 Устройства принцип действия аппарата 17
1.4 Основные параметры и характеристики 24
1.5 Приборы и датчики для контроля давления воздуха в баллоне 25
1.6 Система контроля неподвижного состояния 27
1.7 Обоснования выбора прибора контроля давления воздуха в баллоне
Глава 2. Структура системы слежения за безопасностью работ спасателей МЧС 30
2.1 Сигнализатор неподвижного состояния спасателя МЧС 31
2.2 Выбор элементов датчика движения 32
Глава 3. Проектирование сигнализатора неподвижного состояния спасателя МЧС 36
3.1 Структурная схема сигнализатора 36
3.2 Создание и исследования макетного образца сигнализатора 36
3.2.2 Плата Arduino 37
3.2.3 Модуль радиопередатчика (приемника) 41
3.2.4 Автономный блок питания сигнализатора 44
3.2.5 Разработка программы вывода информации на компьютер 45
( LabWIEV) 45
3.2.6 Техническое описание макетного образца 46
3.2.7 Результаты экспериментальных исследований 46
3.3 Разработка конструкции носимого на спасателя МЧС сигнализатора неподвижного состояния 48
3.3.1 Чертеж общего вида 48
3.3.2 Схема радио модуля передатчик приемник 48
3.3.3 Инструкция по применению сигнализатора неподвижного 49
Глава 4. «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 51
4.1. Потенциальные потребители результатов исследования 52
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции 52
4.3 SWOT-анализ 55
4.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 57
4.5 Инициация проекта 60
4.5.1. Цели и результат проекта 60
4.5.2 Организационная структура проекта 61
4.6. Планирование управления научно-техническим проектом 61
4.6.1 Иерархическая структура работ проекта 61
4.6.2 Матрица ответственности 62
4.6.3 Контрольные события проекта 63
4.6.4 Реестр рисков проекта 63
4.6.5 План проекта 65
4.7 Бюджет научного исследования 67
4.7.1 Расчет затрат на сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты 67
4.7.3 Расчет основной заработной платы 68
4.7.4 Расчет дополнительной заработной платы 70
4.7.5 Расчет отчислений на социальные нужды 70
4.7.6 Расчет накладных расходов 70
4.7.7 Оценка сравнительной эффективности исследования 71
Заключение по разделу 74
Список публикации студента 74
Заключение 75
В связи с возрастающим числом чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, сопровождаемых разрушением инфраструктуры, городов, промышленных предприятий, загазованностью атмосферы, высокими температурами и т.п., личный состав формирований и подразделений МЧС должен быть оборудован необходимыми средствами, обеспечивающими его безопасность.
К основным техническим средствам обеспечения безопасности спасателя МЧС следует отнести дыхательный аппарат и датчик неподвижного состояния. Аппарат дыхательный на сжатом воздухе используется для открытой схемы дыхания (аппаратный вдох- выдох в атмосферу) и предназначен для следующего:
- защита органов зрения и дыхания от вредного и токсического воздействия продуктов горения при пожаротушении и АСР в зданиях и сооружениях, участников проводимых работ непосредственно на производственных площадках;
- эвакуация пострадавших из зоны с газовой смесью непригодной для дыхания, при использовании спасательного устройства. Дыхательные аппараты на сжатом воздухе надежны и просты в эксплуатации, при работе исключена опасность кислородного голодания, вдыхаемый атмосферный воздух имеет нормальную температуру и влажность, имеет сравнительно низкую стоимость эксплуатации [2]. Дыхательному аппарату нужно датчик неподвижного состояния, которая обеспечит безопасность спасателю. Датчик неподвижного состояния предназначен, сигнализатор неподвижного состояния крепится на одежду или элементы спасательного оборудования, т.е. ремни или элементы экипировки.
Датчик неподвижного состояния автоматически активируется, если датчики зафиксировали отсутствие движения, что может свидетельствовать о возможной опасности жизни и здоровью спасателя. Отсутствием признаков движения может являться попадание под завал или потеря ориентации в местности или в здании [1].
По истечении 30 - 35 секунды с момента неподвижности спасателя, сигнализатор подает световой сигнал, и переходит в режим «предварительной тревоги», которая сопровождается нарастающим звуковым сигналом. Если спасатель обездвижен, и каких либо признаков движения не возобновилось, через 10-15 сек, то сигнализатор неподвижного состояния подаст сигнал тревоги, на пульт диспетчера.
В данной ВКР проведен обзор и сравнительный анализ дыхательных аппаратов и датчиков неподвижного состояния спасателя, выпускаемых отечественными и зарубежными предприятиями. Осуществлен выбор датчика остаточного давления воздух в баллоне дыхательного аппарата, исходя из условий надежности, стойкости к воздействию ударов, пыли и других факторов ЧС. Разработана система контроля и датчик за неподвижным состоянием спасателя на основе серийно выпускаемых компонентов. Сущность проекта выпускной квалификационной работы по выполняемой теме заключает в создании датчика. Система контроля давления дыхательного аппарата и не подвижного состояния спасателя МЧС. В рабочей зоне можно столкнуться с вредными факторами: шум вследствие работы, электромагнитное поле, недопустимые условия микроклимата, недостаточная освещенность. Опасные факторы: опасность возникновения пожара, вследствие чего может произойти взрыв, опасность поражения электрическим током, термическим ожогам.
Достижение необходимого результата обеспечивается решением задач:
- разработка комплексной экономической идеи проекта, формирование концепции проекта;
- организация работ по научно-исследовательскому проекту;
рассмотреть все возможные альтернативы проведения научных
исследований
- планирование научно-исследовательских работ;
- оценки коммерческой перспективы проведения научных исследований с позиции ресурсосбережения и ресурс эффективности;
- определение ресурсосберегающей, финансовой, социальной бюджетной и экономической эффективности исследования.
На мировом рынке в настоящее время Система контроля давления дыхательного аппарата и неподвижное состояния спасателя МЧС производят следующие организации: ПТС "Авиа"-140 М, ПТС «Профи», зарубежные Drager Bg 4 Plus, Drager PSS® 7000 Bodyguard.
К основным техническим средствам обеспечения безопасности спасателя МЧС следует отнести дыхательный аппарат и датчик неподвижного состояния. Аппарат дыхательный на сжатом воздухе используется для открытой схемы дыхания (аппаратный вдох- выдох в атмосферу) и предназначен для следующего:
- защита органов зрения и дыхания от вредного и токсического воздействия продуктов горения при пожаротушении и АСР в зданиях и сооружениях, участников проводимых работ непосредственно на производственных площадках;
- эвакуация пострадавших из зоны с газовой смесью непригодной для дыхания, при использовании спасательного устройства. Дыхательные аппараты на сжатом воздухе надежны и просты в эксплуатации, при работе исключена опасность кислородного голодания, вдыхаемый атмосферный воздух имеет нормальную температуру и влажность, имеет сравнительно низкую стоимость эксплуатации [2]. Дыхательному аппарату нужно датчик неподвижного состояния, которая обеспечит безопасность спасателю. Датчик неподвижного состояния предназначен, сигнализатор неподвижного состояния крепится на одежду или элементы спасательного оборудования, т.е. ремни или элементы экипировки.
Датчик неподвижного состояния автоматически активируется, если датчики зафиксировали отсутствие движения, что может свидетельствовать о возможной опасности жизни и здоровью спасателя. Отсутствием признаков движения может являться попадание под завал или потеря ориентации в местности или в здании [1].
По истечении 30 - 35 секунды с момента неподвижности спасателя, сигнализатор подает световой сигнал, и переходит в режим «предварительной тревоги», которая сопровождается нарастающим звуковым сигналом. Если спасатель обездвижен, и каких либо признаков движения не возобновилось, через 10-15 сек, то сигнализатор неподвижного состояния подаст сигнал тревоги, на пульт диспетчера.
В данной ВКР проведен обзор и сравнительный анализ дыхательных аппаратов и датчиков неподвижного состояния спасателя, выпускаемых отечественными и зарубежными предприятиями. Осуществлен выбор датчика остаточного давления воздух в баллоне дыхательного аппарата, исходя из условий надежности, стойкости к воздействию ударов, пыли и других факторов ЧС. Разработана система контроля и датчик за неподвижным состоянием спасателя на основе серийно выпускаемых компонентов. Сущность проекта выпускной квалификационной работы по выполняемой теме заключает в создании датчика. Система контроля давления дыхательного аппарата и не подвижного состояния спасателя МЧС. В рабочей зоне можно столкнуться с вредными факторами: шум вследствие работы, электромагнитное поле, недопустимые условия микроклимата, недостаточная освещенность. Опасные факторы: опасность возникновения пожара, вследствие чего может произойти взрыв, опасность поражения электрическим током, термическим ожогам.
Достижение необходимого результата обеспечивается решением задач:
- разработка комплексной экономической идеи проекта, формирование концепции проекта;
- организация работ по научно-исследовательскому проекту;
рассмотреть все возможные альтернативы проведения научных
исследований
- планирование научно-исследовательских работ;
- оценки коммерческой перспективы проведения научных исследований с позиции ресурсосбережения и ресурс эффективности;
- определение ресурсосберегающей, финансовой, социальной бюджетной и экономической эффективности исследования.
На мировом рынке в настоящее время Система контроля давления дыхательного аппарата и неподвижное состояния спасателя МЧС производят следующие организации: ПТС "Авиа"-140 М, ПТС «Профи», зарубежные Drager Bg 4 Plus, Drager PSS® 7000 Bodyguard.
Проведенный в данной работе анализ литературных данных и действующие аналоговые датчики движения позволило создать датчик неподвижного состояния для спасателей. Выбраны элементы и изготовлен макетный образец, проведены его экспериментальные исследования, разработана конструкция сигнализатора неподвижного состояния спасателя, проведен анализ прочности конструкции, оценена технологичность конструкции для условий серийного производства, разработан технологический процесс сборки сигнализатора. Основание сигнализаторы выполнено в форме коробки, внутри которой при помощи стоек установлены печатные платы. Кроме того, в основании предусмотрены отсеки для установки в них блока питания и антенны. Дальнейшая детальная конструкторская проработка позволит создать малогабаритный прибор, способный работать в реальных условиях чрезвычайных ситуаций
По результатам выполненного задания для раздела «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» было достигнуто следующее:
- рассчитано оптимальное использования времени и ресурсов, необходимых для достижения поставленных задач;
- Рассчитан бюджет научного исследования.
В разделе «Социальная ответственность» описали рабочее место, провели анализ выявленных вредных и опасных проявлений факторов производственной среды рассмотрели защиту при возникновении чрезвычайных ситуаций, правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности.
На основании выше изложенного можно заключить, что работа выполнена в полном объеме, цель достигнута. Результаты данной работы являются значимыми для отрасли спасателей МЧС.
По результатам выполненного задания для раздела «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» было достигнуто следующее:
- рассчитано оптимальное использования времени и ресурсов, необходимых для достижения поставленных задач;
- Рассчитан бюджет научного исследования.
В разделе «Социальная ответственность» описали рабочее место, провели анализ выявленных вредных и опасных проявлений факторов производственной среды рассмотрели защиту при возникновении чрезвычайных ситуаций, правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности.
На основании выше изложенного можно заключить, что работа выполнена в полном объеме, цель достигнута. Результаты данной работы являются значимыми для отрасли спасателей МЧС.