注：采用中等粗細(xì)的黑體字。

②聽覺
過去利用聽覺的信息傳輸手段是電鈴、蜂鳴器等的諧音效果。利用電鈴等發(fā)出的不同音質(zhì)的聲音，在實(shí)用上可傳輸3-4種信息，也可以利用長音、短音的不同組合來傳輸最多5-6種的信息。目前，由于大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，可以利用聲音合成技術(shù)，制成聲音的信息系統(tǒng)。在應(yīng)用聲音信息時(shí)，重要的是應(yīng)知道音響信息的長處和短處，同時(shí)應(yīng)根據(jù)信息內(nèi)容選擇不同的音質(zhì)。例如，操作控制時(shí)釆用溫和聲，警報(bào)時(shí)采用歇斯底里聲。

◆音響信息的優(yōu)點(diǎn)
a、與視覺信息比較，無明確的方向性，適于在緊急狀態(tài)下使用；
b、音響信息容易為人所理解，沒有必要進(jìn)行特殊培訓(xùn)。
◆音響信息的缺點(diǎn)
a、不能同時(shí)識別兩種以上的信息；
b、屬于一次性信息，不能保留(也可利用音頻保存信息)；
c、如果發(fā)生錯(cuò)聽和漏聽，容易造成危險(xiǎn)。

③其他感覺
在監(jiān)控系統(tǒng)中，視覺、聽覺以外的感覺的信息傳輸手段，幾乎很少被利用和開拓。人-機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該將集中在視覺上的信息，分散到其他感覺上，充分利用人的能力，構(gòu)成有效的人-機(jī)系統(tǒng)。象飛機(jī)上的操作桿在緊急時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，給人以觸覺感。今后也希望監(jiān)控系統(tǒng)中開拓出利用觸覺、振動(dòng)感覺等信息傳輸手段。

2、判斷、決定系統(tǒng)
人的信息接受能力是有限度的，一股認(rèn)為最多是6-7比特/秒，對于超過工作能力的信息量，人對它就忽視了，其結(jié)果對它沒有合適的相應(yīng)的響應(yīng)，甚至作出錯(cuò)誤的判斷和行動(dòng)，引起重大事故。因此在設(shè)計(jì)及表現(xiàn)方法上，必須考慮到使人易于接受。

信息表現(xiàn)方法主要從下面幾方面考慮：
①信息分階段表現(xiàn)，使人易于跟蹤操作步驟作出判斷；
②將信息變換成令人快意的用圖案識別的簡單形式；
③將信息按功能分類，使人易于理解；
④將信息標(biāo)準(zhǔn)化(在顏色、形式上)， 使人易于理解。

特別是信息的標(biāo)準(zhǔn)化對表現(xiàn)信息是很有效的，但應(yīng)注意：將可變換成指示器指示的 “OPEN”、"CLOSE”，以“0”、“1”形式標(biāo)準(zhǔn)化，再加上使顏色也標(biāo)準(zhǔn)化(紅和綠分別表示異常和正常)，這樣既豐富了信息同時(shí)也易于理解。

3、信息輸出系統(tǒng)
人的信息輸出，通常是通過手、足等身體部位以及聲音進(jìn)行的，在監(jiān)控系統(tǒng)中則主要通過手、足進(jìn)行。為了將這種手足運(yùn)動(dòng)的特性在裝置的設(shè)計(jì)上反映出來，需要知道身體各部位的測量值(見圖3)。
圖3 操作者身高和體重的測定值
注：圖中的百分比是指(身高和體重)在某一特定值以下的操作者占全部操作者的百分?jǐn)?shù)(例如5%，是指體重為50.6kg的操作者占全部操作者的5%)

圖4所示是根據(jù)裝置設(shè)計(jì)中使用的基準(zhǔn)身長所采用的作業(yè)區(qū)的部公數(shù)據(jù)。
圖4  操作范圍
注：圖中示值均以身長(165cm)為基準(zhǔn)

人的身體特征值因人而異(如圖3所示)。在裝置設(shè)計(jì)和環(huán)境設(shè)計(jì)中，如果釆用平均值，那么手短的操作者就不能操作開關(guān)，而視力低的人就不能辨識信息。因而，在設(shè)計(jì)時(shí)什么地方采用什么樣的值，應(yīng)充分考慮，數(shù)據(jù)選用例子如圖5所示。因此，為了使人-機(jī)接口在宜人學(xué)上最優(yōu)先化，在設(shè)計(jì)階段需要規(guī)定操作員的身體特征，即要規(guī)定操作員的合格條件。
圖5  在裝置設(shè)計(jì)和環(huán)境設(shè)計(jì)中需要規(guī)定操作員的身體特征
圖中：A為適用于平均值(即圖3中50%之值)；B為適用于最小值(即圖3中5%之值)；C為適用于最大值(即圖3中95%之值)；D為適用于最小值至最大值。

利用聽覺作為信息輸入的技術(shù)，由于聲音合成技術(shù)的發(fā)展而有了很大的發(fā)展。以聲音作為信息輸出的技術(shù)也是這樣，以聲音會話為形式的人-機(jī)接口將會被利用。

四、中控室自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、DCS系統(tǒng)構(gòu)成
DCS系統(tǒng)由以太網(wǎng)和使用現(xiàn)場總線技術(shù)的控制網(wǎng)絡(luò)連接的各工程師站、操作員站、現(xiàn)場控制站、通訊控制站、數(shù)據(jù)服務(wù)器組成的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，完成大型、中型分布式控制系統(tǒng)(DCS)、大型數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)功能。
①DCS系統(tǒng)硬件
工程師站、操作站、現(xiàn)場控制站(包括主控單元設(shè)備和I/O單元設(shè)備)、通訊控制站、打印服務(wù)站、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)等組成。
②DCS系統(tǒng)軟件
DCS系統(tǒng)軟件包含工程師站組態(tài)軟件、操作員站在線軟件、現(xiàn)場控制器運(yùn)行軟件、服務(wù)器軟件等。
③DCS系統(tǒng)中“站”
◆工程師站
工程師站運(yùn)行對應(yīng)的組態(tài)管理程序，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集中控制和管理。工程師站主要有以下功能：組態(tài)(包括系統(tǒng)硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)庫、控制算法、圖形、報(bào)表)和相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。
◆操作員站
操作員含運(yùn)行相應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控程序，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。操作員站主要完成以下功能：各種監(jiān)視信息的顯示、查詢和打印，主要有工藝流程圖顯示、趨勢顯示、參數(shù)列表顯示、報(bào)警監(jiān)視、日志查詢、系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)視等。
◆現(xiàn)場控制站
現(xiàn)場控制站由主控單元、智能IO單元、電源單元、現(xiàn)場總線和專用機(jī)柜等部分組成，采用分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、擴(kuò)展性強(qiáng)。

2、CRT顯示器
CRT顯示器由于使用頻度高，液晶顯示器一般被安放在距離操作員近的操作臺上或操作臺旁支架上，比較常見的有一字排列或上下兩行一字排列。但同時(shí)要注意到液晶顯示器和鍵盤、鼠標(biāo)等之間的合適位置。作為CRT使用上的宜人學(xué)問題有如下幾方面：
①畫面的反射；
②畫像的明度和照度的關(guān)系；
③文字顯示的形體、大小，
④圖形、曲線的設(shè)計(jì)；
⑤色彩的使用；
⑥器為上下兩行布置的，通常最上一行CRT用于顯示參數(shù)報(bào)警和參數(shù)調(diào)整，最下一行CRT用于顯示工藝流程及測量參數(shù)


3、監(jiān)視信號盤
對于墻壁式的模擬屏，在操作員的通常視野內(nèi)不能有絲毫干擾物，以便操作員有效地明辨信息。
◆模擬屏的色彩
在模擬屏設(shè)計(jì)中最重要的是“色彩選定”，當(dāng)選定色彩時(shí)既要考慮顏色對人的聯(lián)想效果，眼睛疲勞等心理、生理影響也要考慮色凋，使顏色和環(huán)境、設(shè)備等相協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。

一般BG(青綠)系的顏色對眼晴刺激小，能使環(huán)境產(chǎn)生素潔的效果。反過來，它又使環(huán)境顯得陰暗，很久以前的儀表盤大多是這個(gè)顏色。為使操作員獲得舒適愉快的環(huán)境，目前流行的中控室儀表盤、操作臺顏色為國際灰。在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)各種顏色的不同特點(diǎn)，選定適合于不同用途和特性的模擬屏的顏色。
 
◆兩種不同明度的顏色的特點(diǎn)
1、明度較高的顏色
①室內(nèi)氣氛歡快舒適；
②容易和地板、墻壁、頂蓬等環(huán)境色彩溶為一體；
③與底色較暗的模擬屏相比，指示燈應(yīng)具有較高輝度，通常，紅色指示燈的視認(rèn)效果校好；
④室內(nèi)照明效率高；
⑤用于成套裝置的模擬屏及比較復(fù)雜的系統(tǒng)。

2、明度較低的顏色
①室內(nèi)氣氛莊重，但容易使操作人員感到沉重、郁悶；
②通常與環(huán)境色調(diào)也有關(guān)系，但應(yīng)以模擬屏的顏色為主；
③與底色較亮的模擬盤相比，指示燈的輝度應(yīng)該較低，這對提高視認(rèn)性有利；
④如果底色較暗，容易使操作者感覺色調(diào)太濃(涂色時(shí)，應(yīng)用色度較淡的顏色)；
⑤適用于圖面少，比較簡單的結(jié)構(gòu)。

4、裝置布置
裝置布置應(yīng)以操作員為中心，應(yīng)考慮它和環(huán)境間相互影響、功能的充分發(fā)揮。裝置布置計(jì)劃的注意特點(diǎn)是：
①應(yīng)注意操作員的身體特性(視野、 視力、作業(yè)區(qū)等)以及它們間的合適關(guān)系；
②人-環(huán)境系統(tǒng)，以及兩者間的相互作用；
③操作員的操作范圍。
裝置布置注意點(diǎn)例示于圖8，圖中視角A最好大于45°。

5、信號操作器具
①外觀造型不僅要求裝飾漂亮，而且要求功能單純。色彩的應(yīng)用要根據(jù)功能的要求靈活運(yùn)用。要適合人的生理、心理上的要求。
②器具布置應(yīng)根據(jù)人的身體特性、習(xí)慣等，要整齊有規(guī)則。布置的一般原則：
a、按操作順序、監(jiān)視順序從左到右，從上到下進(jìn)行排列；
b、使用頻度高的器具安排在視野中央最佳作業(yè)區(qū)內(nèi)；
c、將與某一功能有關(guān)的器具組合起來布置，組合方法可參考圖9；
d、無誤操作的操作器布置在常用作業(yè)區(qū)外，最大作業(yè)區(qū)內(nèi)；
e、器具的布置間隔，應(yīng)防止誤操作，還要考慮儀表盤的強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性等；
f、明確區(qū)分操作部分和信號部分。但相互有關(guān)系的信號器和操作器應(yīng)布置在接近的地方。
③器具名稱定名的巧拙，對傳遞信息的正確性、迅速性影響很大，因此在器具選定、布置的設(shè)計(jì)階段，確定器具名稱時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
a、采用分層定名法，以避免重復(fù)；
b、在不會引起誤解的情況下簡略化；
c、避免難于判別的名稱；
d、標(biāo)志牌統(tǒng)一布置在器具上方。

六、環(huán)境設(shè)計(jì)
人-機(jī)系統(tǒng)不能不考慮環(huán)境影響，人的能力本是在某種特定條件下被發(fā)揮出來的，對機(jī)器來說，發(fā)揮其特性也要有環(huán)境條件。特別是在人和環(huán)境的關(guān)系中，環(huán)境不僅對監(jiān)視性、操作性、而且對人的生理、心理方面都有很大的影響。

所謂監(jiān)控室的環(huán)境設(shè)計(jì)，就是對房間的大小、形狀、出入口位置、色彩調(diào)節(jié)等的空間構(gòu)成要素，使光、聲音、大氣等環(huán)境條件最佳化，以滿足人和設(shè)備的要求，而進(jìn)行的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。

1、空間設(shè)計(jì)
①房間大小、形狀、監(jiān)控室的大小、形狀應(yīng)根據(jù)被設(shè)置的機(jī)器、裝置的大小和布置的位置關(guān)系、通行距離、維修間距、以及保持操作員精神穩(wěn)定的“空間余地”等綜合考慮來決定。
②天花板的高度應(yīng)根據(jù)房間的大小， 機(jī)器、裝置的大小，空調(diào)、音響、照明以及對操作員的壓迫感等因素來決定。一般在2.6-4m范圍內(nèi)，多半設(shè)計(jì)在3m左右。
③監(jiān)控室位置、出入口位置的設(shè)計(jì)，與設(shè)備、計(jì)算機(jī)室、事務(wù)室等有關(guān)，應(yīng)使設(shè)計(jì)有利于提高操作員的作業(yè)效率；
④監(jiān)控室的窗戶應(yīng)能望見設(shè)備的位置，能有效地掌握設(shè)備的狀態(tài)。
⑤地板的設(shè)計(jì)要方便配線，最好用易于對接的自由活動(dòng)式地板以便于設(shè)備移動(dòng)，而且還要能提高或降低一部分地板的高度，進(jìn)行監(jiān)視控制。
⑥對于監(jiān)控室的色彩調(diào)節(jié)具有兩方面的要求：一是利用顏色給人以感情效果，給人以聯(lián)想，使之產(chǎn)生心理的、情緒的影響，在提高快適性和美觀上發(fā)揮作用,二是利用顏色具有的前進(jìn)、后退、對比等性能，在提高視覺辨識性、安全性和減輕疲勞上發(fā)揮作用。

2、環(huán)境條件
①照度(亮度)及其分布
視力和周圍的亮度有密切關(guān)系。在Jis(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Z9H0)中規(guī)定控制室的照度是5001x(350-7501x)，中控室等的儀表盤、控制盤的照度是20001x(1500-30001x)。但現(xiàn)今的監(jiān)控系統(tǒng)是以監(jiān)視自發(fā)光型信號器(信號燈、CRT等)為作業(yè)主體的。顯然信號器的發(fā)光輝度和照度間的比例關(guān)系對易見度有很大影響。綜合以上幾點(diǎn)，確定的適宜照度如圖10所示。監(jiān)控室的照度如果分布不均勻，容易引起眼睛的疲勞，特別是通常視野內(nèi)的照度要求做到均一分布，而在視野外，在不妨礙監(jiān)視的地方，可附設(shè)適當(dāng)?shù)牧炼?，避免室?nèi)有單調(diào)感。
圖10 適當(dāng)照度的布置
圖中：A為監(jiān)控室平均照度5001x；B為控制機(jī)水平面照度6001x；C為CRT畫面照度4001X；D為監(jiān)視信號盤垂直面照度5001x。

②晃眼(耀眼)
有直接晃眼和反射晃眼兩種。直接晃眼是光源的光直接進(jìn)入眼睛引起的晃眼。為了防止這種晃眼，不要在操作員的視野的晃眼區(qū)內(nèi)設(shè)置光源(照明器具、窗戶)。反射晃眼是指光源的光反射到裝置上，引起晃眼。為了防止這種晃眼，應(yīng)對光源、裝置、操作員的眼睛、各自的位置關(guān)系，進(jìn)行充分的研究。防止晃眼可采取如圖10所示的措施。即在1處裝窗簾，2處裝反射板，3處裝無反射濾色器，4處裝遮光罩。

③窗戶
基于窗戶的釆光所形成的亮度，因時(shí)間、季節(jié)、氣象等條件而差異很大。對于那些必須保持監(jiān)視條件不變的監(jiān)控室來說，應(yīng)避免用窗戶來產(chǎn)生所需要的亮度。但如果照度能夠調(diào)整，又不會對監(jiān)視產(chǎn)生影響，那么從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā),還是希望釆用自然光。為了防止晃眼和安定操作員的情緒，在操作員的通常視野內(nèi)和背后不設(shè)置窗戶，在設(shè)置窗戶的地方應(yīng)加窗簾。

④照明
為了使監(jiān)控室的視覺環(huán)境合適，選擇照明器具時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
a、從效率和變色性考慮，以使用白色光系的燈為光源和變色性好的3波長區(qū)發(fā)光系的燈為好；
b、為了防止晃眼和得到均一的照度，所有照明器具最好附有防止直射的燈罩，或附加上乳白色濾色器；
c、為了使照明能夠調(diào)節(jié)，希望在每個(gè)照明系統(tǒng)上設(shè)置能夠調(diào)節(jié)的電路或調(diào)光裝置。

⑤音響
如果監(jiān)視室的音響條件不合適，有噪音等，可使用有隔音效果和吸音效果的材料作地 板、墻壁、天花板。

⑥大氣
大氣中的溫度、濕度、塵埃等對操作員的工作效率、對機(jī)器的性能都有很大的影響，因此，在規(guī)劃空調(diào)、換氣時(shí)，要充分考慮到人和機(jī)器所需的條件。

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