4. Оборудование для интерфейса пользователя

Для построения ИнтП применяется 2 вида устройств:

• дисплейные – текстовые и графические терминалы, включающие дисплей (монитор) и клавиатуру,

• щитовые - панели с электротехническими выключателями, контрольными светодиодами и т.д, с начертанной мнемосхемой или соответствующими надписями;

Дисплейные интерфейсы состоят из панели с экраном (монитором) и клавиатуры, чаще всего используемые для обмена информацией между пользователем и СПУ.

Распространение ПК и постоянно растущие требования СА привели к заметному улучшению качества дисплеев. Размер экрана характеризуется только длиной его диагонали, выраженной в дюймах, поскольку отношение ширины к высоте всегда одинаково (4 : 3). Разрешающая способность экрана, измеряемая количеством точек изображения, пикселей, связана с размером экрана и должна обеспечивать хорошее качество представления информации в виде текста и графики. Экран не обязательно должен быть цветным. По техническим причинам качество и резкость изображения у монохромных мониторов лучше, чем у цветных, поэтому первые могут в ряде случаев оказаться дешевле и лучше.

Важным эргономическим показателем дисплея является скорость регенерации экрана, т. е. частота, с которой электронный луч полностью обходит экран. Эта частота должна быть не менее 75Гц, чтобы даже при наличии неблагоприятных факторов, связанных с размером экрана и освещением рабочего места, пользователь видел свободную от мерцания картинку.

Большее число экранов – жидко кристаллические и совершенно безвредны для здоровья операторов. Однако широко используются также и экраны электронно –лучевых технологий и уровень их излучений (показатель, активно обсуждавшийся в последние годы), существенно ниже чем у телевизора и ПК.

Клавиатура - самое распространенное устройство ввода. Буквенные и цифровые клавиши имеют везде одинаковое значение, исключая некоторые национальные особенности. В то же время определение управляющих клавиш не стандартизировано, а их положение меняется в зависимости от конструкции клавиатуры. При переходе на новую модель клавиатуры пользователь должен переучиваться заново, что приводит к трудностям и ошибкам в действиях на сенсомоторном уровне.

Для работы на клавиатуре необходима определенная подвижность пальцев - которая ограничивается, если оператор работает в перчатках. Для применения в промышленных условиях мониторы и клавиатуры выпускаются специальном прочном (промышленном) исполнении.

Печатающее устройство -несмотря на старомодность в СА остается недорогим и практичным устройством в-в для наблюления и управления медленным процессом СА. Оно используется при медленном обмене информацией (1 -2 события в минуту) и каждое сообщение является законченным, т.е. не связано с другой информацией. Поэтому пользователь не должен ждать слишком долго завершения печати, чтобы получить полную картину ситуации. Преимущество - носитель информации (бумагу) можно хранить в архиве в качестве протокола без какой-либо обработки.

Панели (щиты) управления - сигнальные элементы, индикаторы, управляющие кнопки и потенциометры, устанавливаемые на панели с соответствующей мнемосхемой или текстовыми названиями или обозначениями. Доминировали в 1950 - 70-е годы, когда устройства интерфейса процесса подключались каждое к своему индикатору и устройству управления, расположенным в едином центре. Имели индикаторы в виде ламп и стрелочных приборов для вывода информации и выключатели или цифровую клавиатуру в качестве устройств ввода

В настоящее время средства визуализации (индикаторы и сигнализаторы) подключаются к выходам СПУ, а управляющие элементы (кнопки, потенциометры) – ко входам. Могут быть использованы при весьма ограниченном количестве входных/выходных данных и жестко определенных командах.

Мозаичные (имтаторные панели) - предназначены в основном как устройства отображения.

Мозаичные панели применяются в настоящее время для отображения процессов со значительной пространственной протяженностью, например железнодорожных путей или трубопроводов, поскольку во многих случаях рассматривать такую систему по частям на экране монитора неестественно. Могут быть использованы для отображения общего состояния технической системы, а на монитор выводится детальная информация об определенных ее частях.

Щиты управления оснащаются визуальными и звуковыми сигнализаторами аварийных состояний, обычно управляемых СПУ, для немедленного привлечения внимание оператора. Параметры звукового устройства (громкость, частота) должны регулироваться. Такие устройства должны обязательно иметь быструю и доступную команду сброса, чтобы излишне не раздражать оператора после принятия аварийного сигнала.

Указательные устройства прямого действия - световые перья и сенсорные экраны - особой популярностью в ПА пока не пользуются: перемещение руки от рабочего стола к экрану и обратно весьма утомительно, требует времени, а точность движения ограничена. Выбор определенной точки на экране пальцем или световым пером требует больше времени, чем с помощью непрямого управляющего устройства - мыши или трекбола. К тому же в первом случае имеется эффект отпечатка пальца. Световое перо и сенсорный экран тем не менее полезны в случаях, когда применение полной клавиатуры неоправданно или невозможно, а диалог можно организовать в виде небольшого набора меню с ограниченным числом альтернатив. Но даже и здесь небольшая клавиатура легко заменяет сенсорный экран. Тем не нее сенсорные экраны весьма популярны в системах управления станками. Для таких приложений характерно, что пользователь стоит, число операций ограничено, а само устройство подвержено риску случайного или преднамеренного повреждения, поэтому механическая прочность для таких терминалов является основным требованием.

Указательные устройства непрямого действия - мыши, трекболы и джойстики являются используются для управления положением маркера или курсора на экране терминала. Выбранный объект или поле подсвечиваются, и в результате возникает немедленная визуальная обратная связь. Выбранный вариант подтверждается нажатием клавиши, например клавиши мыши. Точность позиционирования намного выше, чем у сенсорного экрана или светового пера.

Мышь, трекбол и джойстик - это недорогие и простые устройства ввода, которые можно использовать для быстрого управления процессами с немедленной обратной связью: мышь и трекбол - для указания объектов на экране, джойстик - для дистанционного управления механическим исполнительным устройством (например, роботом-манипулятором). Все эти устройства сами по себе неточны, но допускают быструю коррекцию. Человек выступает в роли корректирующей обратной связи - либо на основе зрительной информации с экрана, либо наблюдая за положением исполнительного механизма. Очевидно, что джойстик не годится для управления химическим реактором, поскольку это устройство не обеспечивает должную точность, а медленная динамика химического процесса не требует использования быстродействующего устройства ввода. Для управления процессом этого типа больше подходит потенциометр или устройство цифрового ввода информации.

Синтез речи технически проще, чем ее распознавание, и на рынке предлагаются соответствующие продукты. Недостаток систем с речевыми синтезаторами - сообщения произносятся внезапно, когда пользователь их не ожидает и, следовательно, может не обратить на них внимание. Синтезированный СПУ голос удивительно похож на человеческий, но все же в нем отсутствуют интонации, модуляции и ударения, которые являются важными составляющими человеческого голоса и сами по себе передают обширную информацию.