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1、控制器与显示器的布置 制作：孟现柱 一、控制器与显示器的布置方法l控制器或显示器的布置一般有3种方法：l按重要程度配置 l按使用频率配置l按使用顺序配置l按功能分组配置即把最重要的控制器布置在最佳操作区域内，依次类推；把最重要的显示器布置在最佳的视域内，依次类推。一、控制器与显示器的布置方法l控制器或显示器的布置一般有3种方法：l按重要程度配置 l按使用频率配置l按使用顺序配置l按功能分组配置即把经常使用的控制器布置在最佳操作区域内，把需要经常认读的显示器配置在最佳视区内。一、控制器与显示器的布置方法l控制器或显示器的布置一般有3种方法：l按重要程度配置 l按使用频率配置l按使用顺序配置l按功
2、能分组配置即把控制器的操作顺序按人习惯动作(如水平方向习惯从左到右等)的顺序进行配置。例如五位数值输入旋钮，为了与数值对应，就需要由右向左使五个旋钮分别代表个位、十位、百位、千位和万位。同时也把显示器的认读顺序按人的视感觉习惯顺序进行配置(如水平方向习惯从左到右，圆周方向习惯于按顺时针方向等)。一、控制器与显示器的布置方法l控制器或显示器的布置一般有3种方法：l按重要程度配置 l按使用频率配置l按使用顺序配置l按功能分组配置显示器和控制器可以按照功能进行布置，相关的显示器和控制器布置在相互对应的位置形成功能组。二、显示器的二、显示器的总体布局l当在一个控制室内有许多块仪表盘，而每一块仪表盘上又
3、装有许多仪表时，则仪表盘和仪表布置得是否合理，关系到识读效果、巡检时间和工作效率问题。1、最佳识读区、最佳识读区l以视中心线为基准，在其上下各150的区域内误读概率最小。l若眼球不动，水平视野20o范围为最佳识读范围，其识读时间为1s。当水平视野超过240以后，识读时间开始急剧增加。其中240角以外区域的左半部识读时间比右半部正确识读时间短。l当视线与盘面垂直，可以减少视觉误差。人坐在控制台前，头部一般前倾，所以仪表盘应相应后仰150-300，以保证视线与盘面垂直。l从视觉特征说，仪表板的视距最好是70cm左右。2、仪表盘总体设计仪表盘总体设计l如果许多块仪表盘一字排开，结果眼睛至盘面上各点的
4、视距不一样。盘面中心部位视距最短，识读效率最高，盘面边沿部位视距长，识读效率最差。造成人体的运动，加速疲劳，降低劳动生产率。一字形布置的结构简单，安装方便，是目前控制定仪表盘的常见布置形式。此种形式的视距变化较大，仅适用于仪表盘数量较少的小型控制室。 2、仪表盘总体设计、仪表盘总体设计l为了保证工作效率和减少疲劳，一目了然地看清全部仪表，一般可根据仪表盘的数量选择一字形、弧形、弯折形布置形式。2、仪表盘总体设计、仪表盘总体设计l为了保证工作效率和减少疲劳，一目了然地看清全部仪表，一般可根据仪表盘的数量选择一字形、弧形、弯折形布置形式。弧形布置的结构比较复杂，它既可以是整体弧形，也可以是组合弧形
5、这种弧形结构改善了视距变化较大的缺点，常用于10块仪表以上的中型控制室。2、仪表盘总体设计、仪表盘总体设计l为了保证工作效率和减少疲劳，一目了然地看清全部仪表，一般可根据仪表盘的数量选择一字形、弧形、弯折形布置形式。弯折式布置由多个一字形构成，其结构比弧形简单，又使视距变化较大的缺点得到克服。因此该种布置形式常用于大中型控制室。3、仪表盘的垂直立面布置仪表盘的垂直立面布置 l盘面安装的仪表，接用途大体可分为生产管理仪表、过程控制仪表和操纵监视仪表等三大类。l按其作用、重要程度与操纵要求，其合理布置如下页图所示。3、仪表盘的垂直立面布置仪表盘的垂直立面布置 lA区域可布置反映全局、对生产过程有指
6、导意义的生产管理仪表（电压表、电流表、物料总量表）。lB区域可布置反映整个生产过程及反映各主要设备运行情况的仪表。lC区域可布置监控者经常观察的各类指示仪表和记录仪。lD区域可布置指示调节器和记录仪及其操纵部件。4、检查显示指针式仪表群的布局 l静态显示常见的是检查显示，检查显示的目的是监视机器的运行状态。当机器处于正常情况时，指针稳定不动；一旦某部分出现异常，相关的仪表就会出现变位显示。为了便于发现异常，应该将显示器按某种几何规律排列。4、检查显示指针式仪表群的布局 l1953年约翰斯加尔（Johnsgard）将16支仪表排成如图四种情况，并都将表针的指向排成一个有规律的图案，一旦发现有破坏
7、这个图案者，必为异常显示。实验表明，（d）图的效果最差，（c）图优于（b）图，（a）图最好。4、检查显示指针式仪表群的布局 l1964年达谢夫斯基（Dashevsky）进一步作了排表实验，他将表的指针延续画到板上，发现画延伸线的比不画延伸线的误差率减少85%，比约翰斯加尔的排法误读率可减少92%。5、动态显示仪表群的布局l动态显示要求描述出机器的运行过程，为此，常常将显示机器完成工作过程的仪表构造成模拟的形态，或组合成一幅系统运行模型的动态图案。如图透平压缩机的控制显示仪表板。5、动态显示仪表群的布局l铁路调度室中的大型显示板也属于动态显示仪表群。它采用各种显示器组合成形象的站场列车动态显示系
8、统，省去了很多解释抽象仪表的时间，降低了差错率，提高了显示效果。 三、控制器布局 l1、控制器的位置设计控制器的位置设计l控制器布置的位置除应遵守上述配置原则外，还要考虑各种控制器本身操作特点，将其布置在这种控制的最佳操作区域之内。如颜色编码控制器应布置在最佳视觉域之内；位置编码控制器应安排在习惯的操纵位置上等。此外，联系较多的控制器应尽量互相靠近，控制器的排列和位置要符合其操作程序和逻辑关系，还应适合人左右手及左右脚的能力。三、控制器布局 l2、控制器的间隔设计l控制器间隔太小会增加误操作。控制器的间距取决于控制器的形式，操作顺序和是否需要防护等因素。控制器的安排和间隔应尽可能作到在盲目定位
9、等动作时，有较好的操作效率。控制器的形式对于控制器间隔的影响很大。不同形式的控制器要求不同的使用方式。如按钮只需指尖向前揪，对周围的影响最小。而扳动开关既要求手指在扳钮两侧有足够的空间以便捏住钮柄，又要求留出沿扳动方向的手活动空间。再如杠杆操纵器，如果两个杠杆必须用两手同时操作，两只手柄间就必须留有可容纳两只手动作时不会相碰的距离；如果两只杠杆是用一只手顺序操作，两支手柄的间距可以小得多。三、控制器布局 l3、防止误操作设计防止误操作设计l对重要的控制器为避免误操作，可采取以下的措施：l将按钮或旋钮设置在凹的底座中，或加装栏杆等；l使操作手在越过此控制器时，手的运动方向与该控制器的运动方向不一
10、致，例如：如果操作时手是以铅直方向越过某杠杆，这时可以将此杠杆的动作方向设计成水平的，即使无意中被经过的手碰到也不会产生误动作；l在控制器上加盖或加锁；l按固定顺序操作的控制器，可以设计成联锁的形式，使之必须依次操作才能动作；l增加操作阻力，使较小外力不起作用。四、控制器与显示器的配置原则 l1、控制器和显示器配合得是否合理，将直接影响信息传递的速度和质量。控制器与显示器的配置遵循原则：l空间一致性l运动一致性l概念一致性l通用定型性是指显示器与控制器在空间相互位置关系的一致性。最好控制器就放置在显示器对应位置的下方或右方。四、控制器与显示器的配置原则 l1、控制器和显示器配合得是否合理，将直
11、接影响信息传递的速度和质量。控制器与显示器的配置遵循原则：l空间一致性l运动一致性l概念一致性l通用定型性其一是仪表指针（当表盘为固定时）或者表盘（当指针固定时）运动的方向与控制器操纵运动方向的一致；其二是运动方向所表示的增或减与观念上对增或减理解的一致。这两方面在实际设计中常常是互相关联的。四、控制器与显示器的配置原则 l1、控制器和显示器配合得是否合理，将直接影响信息传递的速度和质量。控制器与显示器的配置遵循原则：l空间一致性l运动一致性l概念一致性l通用定型性指其编码的意义要与其作用一致，例如用表示危险的红色来标明制动和停止，用表示安全的绿色来标明运动和通过等。 四、控制器与显示器的配置
12、原则 l1、控制器和显示器配合得是否合理，将直接影响信息传递的速度和质量。控制器与显示器的配置遵循原则：l空间一致性l运动一致性l概念一致性l通用定型性通用定型就是人长期形成的共同习惯，也称习惯定型。如收音机顺时针旋转表示音量增大；电闸向上推表示“接通”、向下表示“断开”；汽车的离合器踏板在“左”，制动器踏板在“右”等。 机器设备上使用的旋钮，一般都是顺时针转动表示数值增大，逆时针转动表示数值减小，倘若颠倒过来进行设计，就很容易产生误操作，甚至引发事故。四、控制器与显示器的配置原则l2、控制显示移动比率设计l控制显示比是指控制器的操作量(C)与显示器（指示器）的显示量(D)之间的一种比例关系。
13、其表达式为BC/D。l如操纵杆移动20mm，显示器上的目标位移5mm，其控制显示比：B20/54l又如当旋钮转动1个单位，指示器指针移动5个单位，则：B1/50.2四、控制器与显示器的配置原则l2、控制显示移动比率设计l 当B很大时，称为低灵敏度控制显示系统，调整其小显示偏差就需大幅度调节控制量；反之B很小时，称为高灵敏度控制显示系统，控制器只要稍微动一下就会出现较大的显示量。l系统如何选择最佳比率，完全取决于该系统的设计要求和工作性质，一般来说，B值小的调节器控制器适用于粗调或要求快速调到预定位置的场合，它的调节时间短，但不易控制精度。B值大的调节控制器，适用于微调，容易控制精度，但调节时间
14、相对较长。四、控制器与显示器的配置原则l2、控制显示移动比率设计l对于高灵敏度系统可以采用两级调节的结构；第一级控制器作快速粗调；第二级控制器作慢速微调。图中画出了这两种情况的调节时间曲线，当选用高灵敏度系统时，用于第二级调节的时间多于第一级调节的时间。反之选用低灵敏度系统时，第一级调整时间增长，第二级调节时间短。l图中交点就是采用两级调节的最经济的调节时间，即最佳的控制显示系统比率。 四、控制器与显示器的配置原则l3、避免操作对显示的干扰、避免操作对显示的干扰l 控制操作对显示的干扰主要有两种情况：l在操纵控制器时肢体遮挡了某些显示器。发生这种情况的主要原因是设计显示控制系统时，既缺乏对原有类似设备上人机系统足够的统计资料，又没有作好新设计系统的模拟实验。l显示器受控制器的照明灯光干扰。解决方法，一方面是要很好安排较柔和的照明，以减少灯影；另一方面要处理好灯光照明的角度，尽量不让照明灯光直射到仪表区，以免把身体或手臂的影子打在仪表板上。