人机学10控制器与显示器的布置.ppt

控制器与显示器的布置 本节目录 一 控制器与显示器的布置方法二 显示器的布局三 控制器的布局四 控制器与显示器的配置设计 一 控制器与显示器的布置方法 控制器或显示器的布置一般方法有 按重要程度布置 按使用频率布置 按使用顺序布置 按功能分组布置 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 控制器或显示器的布置一般方法有 按重要程度布置 按使用频率布置 按使用顺序布置 按功能分组布置 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 控制器或显示器的布置一般方法有 按重要程度布置 按使用频率布置 按使用顺序布置 按功能分组布置 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 控制器或显示器的布置一般方法有 按重要程度布置 按使用频率布置 按使用顺序布置 按功能分组布置 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 显示器的布局 当在一个控制室内有许多块仪表盘 而每一块仪表盘上又装有许多仪表时 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 以视中心线为基准 在其上下各150的区域内误读概率最小 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 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 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 如果许多块仪表盘一字排开 会造成眼睛至盘面上各点的视距不一样 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 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 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 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 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 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 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 A区域可布置反映全局 对生产过程有指导意义的生产管理仪表 电压表 电流表 物料总量表 B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 C区域可布置监控者经常观察的各类指示仪表和记录仪 D区域可布置指示调节器和记录仪及其操纵部件 4 指针式仪表群的布局 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 指针式仪表群的布局 1953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 指针式仪表群的布局 1964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 动态显示要求描述出机器的运行过程 为此 常常将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 铁路调度室中的显示板采用各种显示器组合成形象的站场列车动态显示系统 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 控制器的布局 1 控制器的位置设计控制器布置的位置除应遵守上述布置原则外 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 控制器的布局 2 控制器的间隔设计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 控制器的布局 3 防止误操作设计 重要的控制器防止误操作的措施 将按钮或旋钮设置在凹的底座中 或加装栏杆等 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 在控制器上加盖或加锁 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 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设计 1 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 空间一致性 运动一致性 概念一致性 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设计 1 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 空间一致性 运动一致性 概念一致性 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设计 1 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 空间一致性 运动一致性 概念一致性 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设计 1 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 空间一致性 运动一致性 概念一致性 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设计 2 控制 显示移动比率设计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 其表达式为B C D 如操纵杆移动20mm 显示器目标位移5mm 其控制显示比 B 20 5 4 又如当旋钮转动1个单位 指示器指针移动5个单位 则 B 1 5 0 2 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 四 控制器与显示器的配置设计 2 控制 显示移动比率设计一般来说 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 但调节时间相对较长 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 一般设备上的控制 显示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 图中画出了粗调和微调的调节时间曲线 当选用高灵敏度系统时 用于微调的时间多于粗调的时间 反之选用低灵敏度系统时 粗调时间多于微调时间 图中交点就是采用两级调节的最经济的调节时间 即最佳控制 显示系统比率 四 控制器与显示器的