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提高控制中心人可靠性的途径

  
评论: 更新日期:2015年04月26日

  e)将控制器装上锁定装置,先解锁才能操作控制器;

  f)驱动的优先性:安全系统动作信号必须优先于手动控制信号。例外情况应明确规定。?

  3冗余设计

  冗余是指为改善运行可靠性而引入重复或代替的系统元素,以确保该特定元素失效时,系统能继续运行。冗余系统也常称备份系统,当串联系统的可靠性设计不能满足预定要求时,可采用备份元素和备份系统的方法提高可靠性水平。

  一般的冗余设计主要是指为提高机器运行可靠性而采取的冗余技术,这里主要是介绍为提高人监控系统的可靠性而采取的冗余技术。冗余设计中,哪些方面需采用冗余,哪些方面不需要冗余,以及冗余的量和规模等视具体设计对象的功能而定。下面提供一些可供参考的方面和方法。?

  3.1 显示控制系统的冗余配置

  a)凡是关键信息,应当显示足够的冗余信息,以便操作员能够对所显示的信息进行验证。

  b)共享视觉显示装置的设置:共享视觉显示装置是指多个工作人员共同使用的视觉显示器。其显示内容是比较重要的,通过多人共同监视而实现冗余。这类共享显示有各类模拟屏和静态图屏、闭路电视监视器、投影屏、各类几人共享的屏幕显示器等。在现代的以计算机为中心的监控系统中,除了有共享显示屏外,还给每个操作员配置普通显示器,以便有效地进行监视,构成另一个层次的冗余。

  c)控制器的冗余设置:主要包括,对自动控制的主要功能设置后备的手动控制;除了在控制室可实行集中控制外,在各设备上及就地工作站设有就地控制装置。?

  3.2 报警及主要事件处理的冗余设置

  a)报警的冗余设置:除了在控制室设有报警显示外,在相关的设备处(或附近)、在休息室、办公室、会议室等处,均可对同一报警内容设冗余报警(视报警内容的重要程度及相关程度而定)。另外安全标志的冗余设置是非常必要的。

  b)险情信号的声光组合使用:光信号由视觉接受,信息表达方式多样,可接受量大,而得到普遍应用;声信号反应时间短、方向性不强,易于引起“无意注意”,并不受照明条件及可见度的限制,成为险情信号中不可缺少的组成部分。在多数情况下是二者并用。

  c)主要事件处理的冗余设置:对主要事件除各相关操作员处有显示外,应在值长工作站上设置垂直显示面,用来显示有关图表或程序。如主要事件处理设施不在值长工作站区域内时,则应另行单独设置。与此同时,还应考虑增加额外人员所需的空间。?

  3.3 工作组织及场地设置上的冗余

  a)值长岗位的设置:虽然值长的主要职责有监视系统运行或监视操作员之分,但一般是二者兼而有之,也就是说对操作员的监控作业而言,值长处的监控是一种冗余设置。

  b)辅助工作站的设置:为适应负荷高峰时处理超负荷任务的需要,可考虑设立辅助工作站,这工作站亦可供辅助操作员之用。

  c)提供备份场地:应为临时工作人员(现场操作员、维修人员)提供适当的工作台面、座位,临时放置有关资料、衣物和安全帽之处,并为交接班人员考虑提供足够的活动场地。

  d)今后的扩展:控制室的设计,应考虑今后扩建的可能。通常,根据实践,在设计寿命为10~20年的情况下,可留有25%(可用空间)的额外空间作为扩展用。?

  4人机接口的可靠性设计

  人机接口是操作者与“机器”系统之间的实体界面。从人的可靠性出发,就是“机器”的显示控制系统设计应符合人的生理、心理特点,以减少人的失误。?

  4.1 显示控制系统设计的基本要求

  显示控制系统设计的基本要求是准确地认读和操纵,形成最佳的人机交流系统。?

  4.1.1显示器设计的基本原则

  视觉显示信号应易于感知,它必须满足以下三个基本要求:

  a)能见性:显示的目标易被觉察;

  b)清晰性:显示目标不易被混淆;

  c)可懂性:显示目标意义明确,易被迅速理解。?

  4.1.2控制器设计的基本原则

  控制器设计,应充分满足操作者在生产中能安全、准确、迅速、舒适地连续操作,为此需考虑:

  a)控制器的结构与尺寸:应按人手的尺寸和操作方式确定形状和尺寸,其形状应尽量使手腕保持自然形态,以免产生疲劳;抓握部位不宜太光滑,也不宜太粗糙,既易抓稳,又不易疲劳;

  b)操作反馈和操纵阻力:操作控制器时,应使操作者获得关于操作结果的信息,提高操作的准确性。反馈信息可通过设置的显示器,或到位时发出的卡嗒声,或阻力的变化来获得;操纵阻力也是一种反馈信息,可改善操作的准确度和速度,并可降低控制器对振动和过载力的敏感性,防止因无意触及而引起的偶发启动。?

  4.1.3遵循公认惯例

  在人机接口设计中,遵循公认的惯例是非常重要的。它包括控制器的动作方向,显示器指针和等效物的位移方向;各种颜色的意义。控制器的习惯响应实例,如图1所示:?

  4.1.4显示器、控制器的布置

  a)显示器、控制器的空间布置:视觉显示器和控制器应根据其重要性和使用频次,依次优先布置在良好视区和有效视区内;控制器应设置在人肢体功能可及范围之内。

  b)显示器与控制器之间的协调性:通常显示器与控制器是联合使用的,二者在布局与组合上的协调,可减少人的信息加工和操作的复杂性,反应时间缩短,操作速度提高,操作者的培训时间缩短,显示器与控制器的协调性主要考虑下述因素:逻辑位置协调性,运动方向协调性,位移量的协调性和信息的协调性。?

  4.2 编码与编组技术

  为使显示控制系统中众多的显示器和控制器易于辨别,避免由于混淆而造成误读、误判、误操作,提高工作效率,应以适当的刺激为代码,对不同的显示信号和控制器进行编码,以示区别。下面给出的是各个单维的刺激编码,在实际应用中常采用多维(复合)编码,以提高众多信息的可分辨性。例如在控制器编码中,除用触觉编码外,还可附加文字标记或颜色编码等的视觉编码。?

  4.2.1视觉编码

  以视觉刺激要素为特征的编码方式有:字符编码;颜色编码:闪光编码;亮度编码;(几何)形状编码;位置编码;面积编码;线长编码,倾斜度编码等。?

  4.2.2听觉编码

  用不同的听觉刺激来表达不同的涵义。常用听觉编码要素有:音质编码;音频编码;声脉冲编码;声音强度编码;声源方向编码。

  4.2.3触觉编码

  对控制器的触觉编码主要有:形状编码;质地编码;位置编码;大小(尺寸)编码;操作方式编码(属运动觉)等。?

  4.2.4显示器与控制器的编组技术

  在屏和面板布局设计中,对显示器和控制器按一定逻辑关系编组,有利于减少失误和提高工作效率。编组应反映完成系统目标的需要,并与使用者思维方式的规律一致。可分别对显示器或控制器编组,也可将相关显示器与控制器同编于一组。

  编组技术主要有:按功能或相互关系编组;按使用的顺序编组;按使用的频次编组;按优先性(即重要性)编组;模拟图式的编组。?

  4.3 报警及紧急控制系统设计

  报警系统是“机器”可靠性设计的组成部分,同时它也是人可靠性设计的组成部分,通过报警系统的提示,可减少人的失误。?

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