注：采用中等粗細的黑體字。

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。利用電鈴等發出的不同音質的聲音，在實用上可傳輸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，由于大規模集成電路的應用，可以利用聲音合成技術，制成聲音的信息系統。在應用聲音信息時，重要的是應知道音響信息的長處和短處，同時應根據信息內容選擇不同的音質。例如，操作控制時釆用溫和聲，警報時采用歇斯底里聲。

◆音響信息的優點
a、與視覺信息比較，無明確的方向性，適于在緊急狀態下使用；
b、音響信息容易為人所理解，沒有必要進行特殊培訓。
◆音響信息的缺點
a、不能同時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、如果發生錯聽和漏聽，容易造成危險。

③其他感覺
在監控系統中，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-機系統的設計應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，構成有效的人-機系統。象飛機上的操作桿在緊急時產生振動，給人以觸覺感。今后也希望監控系統中開拓出利用觸覺、振動感覺等信息傳輸手段。

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

信息表現方法主要從下面幾方面考慮：
①信息分階段表現，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將信息標準化(在顏色、形式上)， 使人易于理解。

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

3、信息輸出系統
人的信息輸出，通常是通過手、足等身體部位以及聲音進行的，在監控系統中則主要通過手、足進行。為了將這種手足運動的特性在裝置的設計上反映出來，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數(例如5%，是指體重為50.6kg的操作者占全部操作者的5%)

圖4所示是根據裝置設計中使用的基準身長所采用的作業區的部公數據。
圖4  操作范圍
注：圖中示值均以身長(165cm)為基準

人的身體特征值因人而異(如圖3所示)。在裝置設計和環境設計中，如果釆用平均值，那么手短的操作者就不能操作開關，而視力低的人就不能辨識信息。因而，在設計時什么地方采用什么樣的值，應充分考慮，數據選用例子如圖5所示。因此，為了使人-機接口在宜人學上最優先化，在設計階段需要規定操作員的身體特征，即要規定操作員的合格條件。
圖5  在裝置設計和環境設計中需要規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，由于聲音合成技術的發展而有了很大的發展。以聲音作為信息輸出的技術也是這樣，以聲音會話為形式的人-機接口將會被利用。

四、中控室自動化控制系統設計
1、DCS系統構成
DCS系統由以太網和使用現場總線技術的控制網絡連接的各工程師站、操作員站、現場控制站、通訊控制站、數據服務器組成的綜合自動化系統，完成大型、中型分布式控制系統(DCS)、大型數據采集監控系統(SCADA)功能。
①DCS系統硬件
工程師站、操作站、現場控制站(包括主控單元設備和I/O單元設備)、通訊控制站、打印服務站、系統網絡、監控網絡、控制網絡等組成。
②DCS系統軟件
DCS系統軟件包含工程師站組態軟件、操作員站在線軟件、現場控制器運行軟件、服務器軟件等。
③DCS系統中“站”
◆工程師站
工程師站運行對應的組態管理程序，對整個系統進行集中控制和管理。工程師站主要有以下功能：組態(包括系統硬件設備、數據庫、控制算法、圖形、報表)和相關系統參數的設置。
◆操作員站
操作員含運行相應的實時監控程序，對整個系統進行監視和控制。操作員站主要完成以下功能：各種監視信息的顯示、查詢和打印，主要有工藝流程圖顯示、趨勢顯示、參數列表顯示、報警監視、日志查詢、系統設備監視等。
◆現場控制站
現場控制站由主控單元、智能IO單元、電源單元、現場總線和專用機柜等部分組成，采用分布式結構設計、擴展性強。

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。但同時要注意到液晶顯示器和鍵盤、鼠標等之間的合適位置。作為CRT使用上的宜人學問題有如下幾方面：
①畫面的反射；
②畫像的明度和照度的關系；
③文字顯示的形體、大小，
④圖形、曲線的設計；
⑤色彩的使用；
⑥器為上下兩行布置的，通常最上一行CRT用于顯示參數報警和參數調整，最下一行CRT用于顯示工藝流程及測量參數


3、監視信號盤
對于墻壁式的模擬屏，在操作員的通常視野內不能有絲毫干擾物，以便操作員有效地明辨信息。
◆模擬屏的色彩
在模擬屏設計中最重要的是“色彩選定”，當選定色彩時既要考慮顏色對人的聯想效果，眼睛疲勞等心理、生理影響也要考慮色凋，使顏色和環境、設備等相協調、統一。

一般BG(青綠)系的顏色對眼晴刺激小，能使環境產生素潔的效果。反過來，它又使環境顯得陰暗，很久以前的儀表盤大多是這個顏色。為使操作員獲得舒適愉快的環境，目前流行的中控室儀表盤、操作臺顏色為國際灰。在設計時可根據各種顏色的不同特點，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
1、明度較高的顏色
①室內氣氛歡快舒適；
②容易和地板、墻壁、頂蓬等環境色彩溶為一體；
③與底色較暗的模擬屏相比，指示燈應具有較高輝度，通常，紅色指示燈的視認效果校好；
④室內照明效率高；
⑤用于成套裝置的模擬屏及比較復雜的系統。

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

4、裝置布置
裝置布置應以操作員為中心，應考慮它和環境間相互影響、功能的充分發揮。裝置布置計劃的注意特點是：
①應注意操作員的身體特性(視野、 視力、作業區等)以及它們間的合適關系；
②人-環境系統，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。色彩的應用要根據功能的要求靈活運用。要適合人的生理、心理上的要求。
②器具布置應根據人的身體特性、習慣等，要整齊有規則。布置的一般原則：
a、按操作順序、監視順序從左到右，從上到下進行排列；
b、使用頻度高的器具安排在視野中央最佳作業區內；
c、將與某一功能有關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區外，最大作業區內；
e、器具的布置間隔，應防止誤操作，還要考慮儀表盤的強度、經濟性等；
f、明確區分操作部分和信號部分。但相互有關系的信號器和操作器應布置在接近的地方。
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、布置的設計階段，確定器具名稱時，應注意以下幾點：
a、采用分層定名法，以避免重復；
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、標志牌統一布置在器具上方。

六、環境設計
人-機系統不能不考慮環境影響，人的能力本是在某種特定條件下被發揮出來的，對機器來說，發揮其特性也要有環境條件。特別是在人和環境的關系中，環境不僅對監視性、操作性、而且對人的生理、心理方面都有很大的影響。

所謂監控室的環境設計，就是對房間的大小、形狀、出入口位置、色彩調節等的空間構成要素，使光、聲音、大氣等環境條件最佳化，以滿足人和設備的要求，而進行的系統化設計。

1、空間設計
①房間大小、形狀、監控室的大小、形狀應根據被設置的機器、裝置的大小和布置的位置關系、通行距離、維修間距、以及保持操作員精神穩定的“空間余地”等綜合考慮來決定。
②天花板的高度應根據房間的大小， 機器、裝置的大小，空調、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，多半設計在3m左右。
③監控室位置、出入口位置的設計，與設備、計算機室、事務室等有關，應使設計有利于提高操作員的作業效率；
④監控室的窗戶應能望見設備的位置，能有效地掌握設備的狀態。
⑤地板的設計要方便配線，最好用易于對接的自由活動式地板以便于設備移動，而且還要能提高或降低一部分地板的高度，進行監視控制。
⑥對于監控室的色彩調節具有兩方面的要求：一是利用顏色給人以感情效果，給人以聯想，使之產生心理的、情緒的影響，在提高快適性和美觀上發揮作用,二是利用顏色具有的前進、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揮作用。

2、環境條件
①照度(亮度)及其分布
視力和周圍的亮度有密切關系。在Jis(日本工業標準Z9H0)中規定控制室的照度是5001x(350-7501x)，中控室等的儀表盤、控制盤的照度是20001x(1500-30001x)。但現今的監控系統是以監視自發光型信號器(信號燈、CRT等)為作業主體的。顯然信號器的發光輝度和照度間的比例關系對易見度有很大影響。綜合以上幾點，確定的適宜照度如圖10所示。監控室的照度如果分布不均勻，容易引起眼睛的疲勞，特別是通常視野內的照度要求做到均一分布，而在視野外，在不妨礙監視的地方，可附設適當的亮度，避免室內有單調感。
圖10 適當照度的布置
圖中：A為監控室平均照度5001x；B為控制機水平面照度6001x；C為CRT畫面照度4001X；D為監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內設置光源(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，應對光源、裝置、操作員的眼睛、各自的位置關系，進行充分的研究。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，因時間、季節、氣象等條件而差異很大。對于那些必須保持監視條件不變的監控室來說，應避免用窗戶來產生所需要的亮度。但如果照度能夠調整，又不會對監視產生影響，那么從節能的觀點出發,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和背后不設置窗戶，在設置窗戶的地方應加窗簾。

④照明
為了使監控室的視覺環境合適，選擇照明器具時應注意以下幾點：
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波長區發光系的燈為好；
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、為了使照明能夠調節，希望在每個照明系統上設置能夠調節的電路或調光裝置。

⑤音響
如果監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、對機器的性能都有很大的影響，因此，在規劃空調、換氣時，要充分考慮到人和機器所需的條件。

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