中央控制室設計中的人機工程學分析與應用

摘 要:本文從人機工程學角度出發，對中央控制室設計的人機工程要素進行分析，提出了人機工程在控制室設計中的必要性，對控制室設計中信息裝置、顯示系統、控制室的布局與環境設計要求進行了論述，并針對目前控制室設計中存在的問題，提出了完善和提升路線，同時還對控制室的人機工程學應用進行了展望。

關鍵詞:中央控制室人機工程分析設計提升綠色理念

中圖分類號:TU－80文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(c)-0104-01

1 引言

隨著自動化及信息技術的飛速發展，現代化的工廠企業生產過程控制與管理，正在逐步向大型化、一體化、智能化、清潔化發展，這就要求當前的工廠設計中，不僅要有一套較高自動化水平的生產過程控制管理系統，還要建設與之相配套的生產監控指揮中心—— 中央控制室。

建立一個現代化功能的中央控制室，不僅需要考慮生產運行功能的齊全，而且需要充分考慮人機工程學的因素，如顯示系統布局對人的視野的適應性，控制裝置的可操作性，顯示與控制裝置的成對性，儀表的易讀性，操作人員的作業姿勢與控制臺、坐椅設計的合理性，控制室作業環境(照明、噪聲、空氣品質、工作空間、活動空間)等方面。

2 中央控制室的規模及功能區域的劃分

中央控制室作為生產操作人員主要的工作場所，應根據控制裝置和信息量的大小、功能、管理的需求，合理確定規模、劃分功能區域。其方案是否符合人機工程原則，將直接影響操作人員的工作效率。

中央控制室的布局設計既要考慮能夠滿足工廠生產運行的功能需求，還應設置必要的生產、生活輔助房間。比如除應設置操作室、工程師維護室、機柜室、UPS配電室外，還應設置如緩沖間、更衣室、辦公室、資料工具室、操作人員休息室、巡檢人員辦公室、盥洗室等房間。具體的房間組成還應根據生產運行特點、設備具體要求以及用戶生產管理需求確定，各房間的使用面積應根據設備的數量、外形尺寸、布置安裝方式確定，并應考慮今后的發展需要。

一個大型生產企業，其工藝流程復雜，系統裝置很多，控制設備分散，在中央控制室內需布置的各種設備可能多達幾十臺甚至更多。合理的功能區域劃分，可以使操作人員的注意力更集中，生產操作更加安全可靠。

中央控制室在進行功能區域劃分時，除了要考慮生產操作管理職能，同時還要合理規劃參觀路線，既能對外展現企業的形象，又要避免對操作人員產生影響。

3 中央控制室設備的布置

中央控制室內的設備布置應滿足生產管理、人員操作和安全、運輸、設備散熱、安裝和維護的要求，同時，還要充分考慮工作朝向、視野范圍、工作空間、通道排布等因素，避免對操作人員本身，以及他們為減少錯誤和提高效率所必須時刻保持的注意力和集中度，造成具有一定傷害性的不利影響。設計布置方案時應考慮如下幾點。

1)中央控制室宜采用大空間及大跨度柱網，不應有遮擋視線的中間立柱，空間感應協調、不壓抑。

2)控制室的布局應突出操作員站的位置，操作臺可設計為單排、雙排、多排、折線或弧形等多種排列型式，便于操作人員觀察和操作，使操作人員在其崗位上能較輕松地觀察其視覺范圍內的一切目標，并能無差錯地讀清一切信號;

3)操作臺形式與操作臺上的設備應設計成協調的組合，并保證操作人員觀察操作，并允許變換作業姿勢。

4)操作臺的外形、顏色應統一，色彩在考慮到色彩心理學知識的情況下，其適應程度能使操作者在工作效率上不受妨害。

5)大屏幕顯示屏集多種信息于一體，提供高清晰度，大畫面的顯示。操作臺與大屏幕的間距應考慮操作人員正常操作時的人體視覺范圍、分辨率等有效視區的要求，便于監視現場情況。一般保持人體坐姿水平視角100°，仰視角25°為宜。

6)應設計寬敞合適的工作空間和合理的工作朝向、通道排布。不合適的通道排布不僅僅會帶來聽覺上的干擾，還可能造成視覺上的分心。

4 中央控制室的環境因素

中央控制室內的環境因素包括照明、溫度、空氣質量、色彩等，在設計時應考慮如下。

1)中央控制室應以人工照明為主，減少外窗或不設置外窗，避免非正常光線對操作人員的影響，例如光線太強或者太暗，外部光線產生的眩光，無法根據實際需要調節光線強弱等。

2)控制室的照明應為操作人員的活動提供最佳的視學感受，應特別注意照明的亮度、顏色、光的分布、眩光、亮度和對比度。

3)采用空氣調節裝置，保證控制室內的溫度和空氣質量不僅能夠滿足設備正常運行的要求，同時也能夠滿足操作人員的舒適性要求。

4)控制室的頂棚和墻面材料一般宜采用金屬板材，在考慮到慣常的生產噪聲以及其它人為噪聲的情況下，必須符合聲學要求。

5)針對控制室內不同設備對環境的不同要求，可以將中央控制室用玻璃隔斷分隔成多個功能區域，以便于空氣調節、噪音控制、機房管理，這樣既能滿足功能要求，同時又具有通透明亮的效果。

5 中央控制室設計的綠色理念

在中央控制室的設計中，綠色設計應該是必須強調的一個概念。綠色設計即環保無污染、節能、降耗、降低運營成本的可持續發展的設計理念。在設計時應考慮如下方面。

1)從布局規劃上注意不要追求超大、超寬、超高。

2)在用材方面不要一味追求奢華、高價，要選擇與投資規模和使用功能最匹配的設計方案和材料。

3)從選材上必須選用綠色環保產品。

4)提高控制室設備(電腦、服務器、存儲、網絡設備等)的電能利用率，盡量降低電能的熱損耗。

5)設計空調系統時，要注意熱量的計算盡量準確，避免過大的冗余造成能源的浪費。

6)設計時要充分考慮系統的可擴展性和兼容性，設計時要考慮今后幾年的發展。

6 結論與建議

中央控制室的設計，不應該僅僅把它看作控制系統設計的一部分，不應該只把它看作人機接口設備的簡單選取和排列組合，而是應該把它作為一項綜合的系統工程，包括建筑結構、平面布局、裝飾照明、供電系統、空調新風、防雷接地、消防系統等多個方面，中央控制室是人機接口最集中的地方，因此也是最應該考慮人機工程學原則的地方。

中央控制室作為工廠企業的心臟和樞紐，從功能和管理上滿足集中監控、集中控制、集中管理的需求，從人性化設計方面滿足操作人員對建筑及工作環境的高標準要求，從社會因素方面滿足企業形象和實力的需求，只有上述三方面達到完美的協調統一，才能使之名副其實的成為現代化企業的生產監控指揮控制中心。

參考文獻

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