Интегральные индикаторы

Проведенные в последние годы инженерно-психологические исследования ДО систем управления выяви­ли опред. трудности, возникающие при работе с визуаль­ными индикаторами.

Применяемые способы выдачи И на большие группы отд. приборов, даже достаточно современных и рационально размещенных, не являются оптимальными. Это объясняется преж­де всего необходимостью сочетать количественные оценки боль­шого числа отд. показаний с качественной оценкой ситуа­ций, параметры которых отображаются на приборах.

Одним из путей решения этой задачи является применение ин­тегральных индикаторов, совмещающих И сразу о не­скольких параметрах того или иного процесса или ситуации. Это позволяет экономить место на панелях и обеспечивает выигрыш в точности и скорости восприятия.

Особенности интегральных индикаторов заключаются в сле­дующем:

– они дают качественную оценку и обеспечивают наглядное со­поставление расчетных данных с фактическими, позволяя тем са­мым более эффективно решать задачи управления;

– максимальная наглядность обеспечивается свободным переме­щением индексов параметров фактического режима работы или ситуации относительно опред. шкалы; при этом направле­ние движения индекса, обозначающего контролируемый объект, совместимо с направлением самого объекта;

– интегральные индикаторы дают более полное представление об общей ситуации, и оператор имеет поэтому возможность прогнози­ровать развитие ситуации, а не только фиксировать происходящие изменения.

Для контроля качественной И, отображаемой на ин­тегральных индикаторах, целесообразно предусмотреть также представление оператору и точных количественных данных. Инди­каторы количественной И следует располагать либо на периферии поля зрения, либо запрашивать по вызову (последний способ предпочтительнее).

Разработка новых видов интегральных индикаторов требует тщательного психол. исследования способов приема и переработки И оператором.

 

§8. Мнемосхемы (М)

М представляют средства отображения И, условно показывающие структуру и динамику управляемого объек­та и алгоритма управления. М предназначаются для выполнения след. функций:

– наглядно отображать функционально-техническую схему управ­ляемого объекта и И о его состоянии в объеме, необхо­димом для выполнения оператором возложенных на него функций;

– отображать связи и характер взаимодействия управляемого объекта с др. объектами и внешней средой;

– сигнализировать обо всех существенных нарушениях в работе объекта;

– обеспечивать быстрое выявление возможности локализации и ликвидации неисправности.

М должна содержать только те элементы, которые необходимы оператору для контроля и управления объектом. Отд. элементы или группы элементов, наиболее существен­ные для контроля и управления объектом, на М должны выделяться размерами, формой, цветом или др. способами. Допускается выделение составных частей управляемого объекта, имеющих автономное управление.

При компоновке М должно быть обеспечено про­стр. соответствие между расположением элементов на М и расположением управления на пульте оператора.

Допускается размещение на поле М приборов контроля и органов управления, которые при этом не должны закрывать от оператора др. элементы М.

При компоновке М должны учитываться привычные ассоциации оператора. Под привычной ассоциацией понимают связь между представлениями, возникающими у человека на осно­ве прошлого опыта. Н-р, человек привык отображать ка­кой-либо процесс, представляя его развитие слева направо. При компоновке М следует учитывать это привычное пред­ставление и отображать развитие технологического процесса тоже слева направо.

Соединительные линии на М должны быть сплошны­ми, простой конфигурации, минимальной длины и иметь наимень­шее число пересечений. Следует избегать большого числа парал­лельных линий, расположенных рядом.

Форма и размеры панелей М должны обеспечивать оператору однозначное зрительное восприятие всех необходимых ему информац. элементов. Предельными углами обзора фронтальной плоскости М должны быть: по вертикали не более 90°, по горизонтали не более 90° (по 45° в каждую сто­рону от нормали к плоскости М).

Если М выходит за пределы зоны, ограничиваемой предельными углами обзора, она должна иметь дугообразную форму или состоять из нескольких плоскостей (состыкованных или пространственно разнесенных), повернутых к оператору.

Комплекс мнемознаков (МЗ), используемых на одной М должен быть разработан как единый алфавит. Под единым алфа­витом понимают комплекс МЗ, отображающих систему взаимосвязанных частей управляемого объекта и характеризую­щихся единством изобразительного решения. Необходимо, чтобы алфавит МЗ был максимально коротким, а различитель­ные признаки МЗ были четкими.

МЗ сходных по функциям объектов должны быть мак­симально унифицированы. Форма МЗ должна соответст­вовать осн. функциональным или технологическим призна­кам отображаемого объекта. Допускается брать за основу конст­руктивную форму объекта или его условное обозначение, принятое в тех. документации.

Размеры МЗ должны обеспечивать оператору наиболее однозначное зрительное восприятие. Угловые размеры МЗ простой конфигурации должны быть не менее 20'. Угловые разме­ры МЗ определяют по формуле:

где а – угловой размер МЗ; s – линейный размер МЗ; I – расстояние от МЗ по линии взора. Угловые размеры сложного МЗ (с наружными и внут­ренними деталями) должны быть не менее 35 угл./мин, а угловой размер наименьшей детали – не менее 6 угл./мин.

Вспомогательные элементы и линии не должны пересекать кон­тур МЗ или каким-либо др. способом затруднять его чтение.

Яркостный контраст между МЗ и фоном мнемосхе­мы должен быть не менее 65%. Значения яркостного контраста (К) в процентах вычисляют по формулам:

при обратном контрасте (МЗ светлее фона)

где К – яркостный контраст;

В0 – яркость МЗ;

Вф – яркость фона мнемосхемы.

Сигналы об изменениях состояния объекта (включен – отклю­чен, открыт – закрыт) должны различаться особенно четко цве­том, формой или др. признаками. Спец. сигналы (предупредительные, аварийные, неплановой смены состояния и т.п.) должны отличаться большей интенсивностью (на 30–40%) по сравнению с сигналами нормального режима или быть пре­рывистыми (с частотой мигания 3–5 Гц и длительностью сигнала не менее 0,05 с). Допускается совместное применение обоих спо­собов.

 

§9. Табло коллективного пользования (ТКП)

ТКП – устройство, предназначен­ное для ОИ и восприятия ее коллективом операторов с расстояний более 4м. Индикатор, в котором знаки формируются из отд. элементов, расположенных в одной плоскости, называется знакосинтезирующим. Рабочая поверхность индикатора – плоскость, в которой нормируются и измеряются светотехнические параметры. Исходный знак – цифра опред. типа начертания, соответствующая И, поступаю­щей на табло. Элемент – составная часть структурного рисунка индикатора. Помехозащищенность индикатора – свойство, позво­ляющее обнаруживать на индикаторе помехи, выражающиеся в исчезновении одного из элементов, образующих знак, или появлении лишнего элемента, либо обнаруживать помехи и опознавать операторам исходные символы при одном недостающем или одном лишнем элементах. Цифровые знакосинтезирующие электролюми­несцентные индикаторы классифицируют по характеру помехо­защищенности, субъективной оценке качества начертания цифр, по цвету и яркости свечения и величине коэффициента отражения рабочей поверхности индикатора.

По характеру помехозащищенности при единичном сбое в це­пях коммутации (единичный сбой в цепях коммутации – искажение кодовой комбинации управ­ляющего сигнала, приводящее к высвечиванию одного элемента, не входящего в состав воспроизводимого знака, или к погасанию одного из элементов, со­ставляющих воспроизводимый знак) индикаторы делятся на три класса: 1) индика­торы, исключающие возможность обнаружения помехи и восста­новления оператором исходного знака (5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-элемент-ные индикаторы); 2) индикаторы, обеспечивающие возможность обнаружения помехи, но исключающие возможность восстановле­ния исходного знака (6-, 7-, 8-, 9- и 10-элементные индикаторы); 3) индикаторы, обеспечивающие возможность обнаружения поме­хи и восстановления исходного знака (7-, 8-, 9- и 10-элементные индикаторы) (индикаторы могут выполняться с десятичным знаком (точкой, запятой), ко­торый не входит в число элементов).

По субъективной оценке качества начертания цифр индикаторы делятся на три группы: 1) с привычным начертанием; 2) с удов­летворительной привычностью, начертания; 3) с непривычным на­чертанием, рассчитанным на обученных и специально подготов­ленных операторов.

По цвету свечения индикаторы могут быть: зеленые, голубые, красные и желтые. Индикаторы зеленого цвета свечения по ярко­сти в кд/м2 делятся на семь групп: 1) –10; 2) –15; 3) –20; 4) –30; 5) –45; 6) –65; 7) –90.

Индикаторы голубого, красного и желтого цветов свечения по яркости в кд/м2 делятся на шесть групп: 1) –5,0; 2) –7,5; 3) –10,0; 4) –15,0; 5) –20,0; 6) –30,0.

При значении яркости индикатора, совпадающей с граничным значением двух групп, индикатор относится к низшей группе.

По величине коэффициента отражения рабочей поверхности индикаторы делятся на шесть групп: 1 – индикаторы с коэффи­циентами отражения более 0,30; 2 – индикаторы с коэффициента­ми отражения 0,30–0,20; 3 – индикаторы с коэффициентами отра­жения 0,20–0,10; 4 – индикаторы с коэффициентами отражения 0,10–0,06; 5 – индикаторы с коэффициентами отражения 0,06–0,03; 6 – индикаторы с коэффициентами отражения менее 0,03.

Тип индикатора характеризуется его структурным рисунком, представляющим изображение, на котором показываются число, форма и взаимное расположение элементов, из которых форми­руются знаки. На одном типе индикатора допускается наличие одного или нескольких типов начертания цифр, под которым понимают сово­купность десяти структурных рисунков цифр от 0 до 9 данного типа индикатора. Тип начертания цифр определяется способом формирования цифр из элементов.

Индикаторы могут иметь вертикальное или наклонное распо­ложение цифр. Угол наклона должен быть не более 10° от верти­кального положения.

Формат цифр определяется отношением ширины знака к его высоте. Отношение ширины знака к высоте должно составлять 2:3. Минимальное расстояние от наружной кромки знака до внут­ренней кромки корпуса индикатора при вертикальном положении цифр составляет не менее 5мм; при наклонном – не менее 2,5мм. Десятичный знак должен располагаться справа от цифры.

Помехозащищенность индикаторов определяется типом начер­тания цифр. Типы начертания цифр на индикаторах 2-го класса должны обеспечивать возможность объединения элементов в такие порядки, при которых структуры искажений (строение изображения, возникающего на индикаторе при единичном сбое в цепях коммутации и не предназначенного для высвечи­вания И), возникающие на индикаторе при единичном сбое в цепях коммутации, отличаются от структур нормально отображаемых цифр (строение изображения знака, предназначенного для высвечивания И) одним или несколь­кими элементами.

Типы начертания цифр на индикаторах 3-го класса должны обеспечивать возможность объединения элементов в такие поряд­ки, при которых структуры искажений при единичном сбое в цепях коммутации отличаются одним или несколькими элементами не только от структур нормально отображаемых цифр, но и между собой.

Считывание И с индикаторов 2-го и 3-го классов при необходимости надежного обнаружения помехи, а также вос­становления исходной И (предназначенной для отобра­жения на табло) должно производиться специально обученными операторами. Обучение должно проводиться по спец. методике.

Для надежного обнаружения помехи обученными операторами на индикаторах 2-го класса, а также надежного обнаружения по­мехи и восстановления исходной И на индикаторах 3-го класса должны выполняться условия, обеспечивающие опти­мальное восприятие И, при этом контраст знака должен быть не менее 70%.

Восприятие И с индикаторов определяется рядом параметров. К числу осн. параметров, обеспечивающих опти­мальные условия восприятия, относятся: яркость знака и его размеры; контраст знака; внешняя освещенность; дистанция наблю­дения; угол обзора; соотношение яркостей свечения рабочих и нерабочих элементов индикатора; равномерность яркости свечения отд. элементов в пределах одного индикатора и отд. индикаторов в пределах всего информац. поля табло; цвет свечения индикатора; коэффициент отражения рабочей поверхно­сти индикатора.

Величина контраста между знаком и фоном должна быть не менее 60%. Расчет и измерение контраста должны производиться по спец. методике. Минимальные угловые размеры знака должны быть не менее 12 мин; максимальные – не более 46 мин. Максимальный угол обзора

при размерах цифр 46 угл./мин не должен превышать ±50°, при размерах цифр 12 угл./мин ±30°. (Знаки ± обозначают любые противоположные углы обзора относительно линии, пер­пендикулярной к рабочей поверхности индикатора.)

Допустимая неравномерность яркости свечения отд. эле­ментов одного и того же индикатора не должна отличаться от но­минального значения более чем на ±10%. Расчет неравномерно­сти яркости свечения элементов одного и того же индикатора и отд. индикаторов табло должен производиться по спец. методике.

Допуск на яркость не зависит от цвета свечения индикатора. Допустимые величины отклонения яркости от номинального зна­чения должны соответствовать приведенным в табл.7.

Оптимальные условия восприятия обеспечиваются при парамет­рах, приведенных в табл.8. Уровни освещенности и углы обзора, меньшие приведенных в указанной таблице величин, а также более высокие яркости индикатора – оптимальные условия восприятия не нарушают, в связи с чем могут быть использованы при кон­струировании и эксплуатации табло коллективного пользования наравне с указанными. При цветовом кодировании И величина яркости ин­дикаторов зеленого цвета свечения не должна превышать яркость индикаторов голубого, красного и желтого цветов свечения.

Допустимое соотношение яркости рабочих и нерабочих элемен­тов индикатора должно быть не менее 7–8 раз. Допустимые соот­ношения яркости рабочих и нерабочих элементов индикатора должны соответствовать приведенным в табл.9. Значения яркости нерабочих элементов индикатора, указанные табл.9, допускаются также при более высоких уровнях внешней освещенности и ярко­сти знака.

Яркость и контраст индикаторов зеленого, голубого, красного и желтого свечения, применяемых в одном табло, должны быть равными.

Уровни яркости индикаторов, указанные в табл.7, могут быть снижены при снижении внешней освещенности.

Допустимые значения яркости при разл. уровнях внеш­ней освещенности должны соответствовать приведенным в табл.10. Освещенности, меньшие приведенных в табл. 8 значений, а также более высокие уровни яркости оптимальные

 

условия воспри­ятия не нарушают, в связи с чем могут быть использованы при конструировании и эксплуатации табло коллективного пользова­ния наравне с указанными. Уровни яркости индикатора, указанные в табл.8, могут быть снижены, а освещенность – увеличена при уменьшении коэффициента отражения рабочей поверхности инди­катора.

Допустимые значения яркости и освещенности при разл. коэффициентах отражения рабочей поверхности индикатора долж­ны соответствовать приведенным в табл.10.

Освещенности, меньшие приведенных в табл.10 значений, а также более высокие уровни яркости индикатора

оптим. условия восприятия не нарушают, в связи с чем могут быть ис­пользованы при конструировании и эксплуатации табло коллек­тивного пользования наравне с указанными.

Величина коэффициента отражения рабочей поверхности ин­дикатора должна определяться по спец. методике.

Общие требования к табло определяются совокупностью тре­бований, предъявляемых к эксплуатации табло и управляющему оборудованию.

Допускается применение 5- и 6-элементных индикаторов 1-го класса в табло, основным требованием к которым является мини­мальный объем управляющей аппаратуры, не требуется помехоза­щищенности от единичного сбоя в цепях коммутации и допускает­ся удовлетворительное или непривычное начертание цифр.

Допускается применение 7-, 8-, 9- и 10-элементных индикаторов 2-го класса табло, для которых основным требованием является привычность начертания цифр, а объем управляющей аппаратуры и помехозащищенность имеют менее существенное значение.

Допускается применение 6- и 7-элементных индикаторов 2-го класса в табло, для которых необходимо обнаружение помехи приограниченном объеме управляющей аппаратуры и удовлетвори­тельной привычности начертания цифр.

Допускается применение 8-, 9- и 10-элементных индикаторов 2-го класса, для которых необходимо обнаружение помехи при привычном начертании цифр и не преследуется жесткое ограниче­ние объема управляющей аппаратуры.

Допускается применение 7- и 8-элементных индикаторов 3-го класса в табло, для которых первостепенное значение имеет воз­можность обнаружения помехи и восстановления оператором ис­ходной И при ограниченном объеме управляющей ап­паратуры и удовлетворительной привычности начертания цифр.

Допускается применение 9- и 10-элементных индикаторов 3-го класса в табло, для которых первостепенное значение имеет воз­можность обнаружения помехи и восстановления исходной И при привычном начертании цифр и не преследуется жест­кое ограничение объема управляющей аппаратуры.

Индикаторы с размером цифр 40мм применяются в табло, рассчитанные на прием И с дистанций от 3 до 12м. Индикаторы с размерами цифр 60мм применяются в табло, рас­считанные на прием И с дистанций от 4,5 до 18,0м. Ин­дикаторы с размерами цифр 80мм применяются в табло, рассчи­танные на прием И с дистанций от 6 до 24м.

Максимальная глубина «утопленности» знака по отношению к плоскости информац. поля табло [плоскость, образованная рабочими поверхностями отд. индикаторов] должна состав­лять не более5 мм.

Расстояние между строками табло, измеряемое по вертикали от нижней кромки знака в верхней строке до верхней кромки зна­ка в нижней, должно быть не менее 1,0–1,5 высоты знака.

Расстояние между столбцами, измеряемое по горизонтали от боковой кромки знака в одном столбце до боковой кромки знака в другом, должно быть не более ширины знака.

Для цветового кодирования И могут использоваться индикаторы зеленого, голубого, красного и желтого цветов свече­ния. При этом яркость знака и контраст на применяемых индикато­рах должны быть равными.

Рекомендуется применять в табло индикаторы только одной группы яркости для каждой группы цвета свечения. Допускается применять в табло индикаторы разных групп яркости при усло­вии обеспечения яркости табло в пределах одной группы яркости. При необходимости яркостного кодирования отображаемой И допускается применение в одном табло индикаторов раз­л. групп яркости. Источники освещения не должны создавать бликов на рабочих поверхностях индикаторов табло.