浅谈机械电气控制中的人机工程

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【摘 要】机械电气控制作为机械设备功能实现的重要系统，通过良好的人机界面，能使机械电气设备操作更加精准，对机械电气设备功能实现具有重要作用。本文对机械电气控制中的人机工程进行了浅显的探析。

【关键词】 机械设备 电气控制 人机工程

一、引言

人机工程（Ergonomics）就是通过应用生理学、心理学、人体测量学、美学、工程技术等多领域知识来设计改造工作器具、工作方式和工作环境，使人、机器和环境达到协调状态，从而实现机械作业效率、安全性、舒适度等多方面特性得到提高[1]。机械电气控制作为机械设备功能实现的重要系统，通过良好的人机界面，能使机械电气设备操作更加精准，对机械电气设备功能实现具有重要作用，同时能有效提高机械电气设备的作业效率，提高操作的安全性和舒适度，有利于企业实现良好的经济效益。

二、电气原理的人机工程

电气控制系统对机械电气设备功能的实现具有重要作用，而良好的电气控制系统又需要良好的人机界面。如果没有良好的人机界面，则电气控制系统性能就会受到影响，从而使整个机械设备功能难以实现[2]。在进行人机界面设计时要充分考虑电气元件合理性，以及元件之间相互关系的合理性，从而便于人机界面的操作、维修，为机械设备功能实现奠定基础。首先，利用电气原理进行人机界面设计时，要对操作电气元件的合理性进行充分考虑，从而减轻操作人员的劳动强度，使操作人员操作的准确性、安全性和舒适度都得到有效保证。其次，加强试制阶段的检查，由于电气元件维修和设备操作受到电气原理设计的合理性以及电气元件安装的合理性，在试制阶段，可以通过加强检查使电气原理设计和电气元件安装更加合理、科学。再次，电气原理的人机工程应设置安全保护装置和电器连锁，使操作人员和设备的安全都得到保障，如设置漏电保护、过载保护、超程保护等。

三、电控柜人机工程

电控柜是机械设备电子控制系统重要组成部分，诸多电气元件布置其中，在对电气控制系统进行维修时，更多是在电控柜内进行，因此，要使电控柜有一个良好的人机界面，才能使电气检修工作顺利开展，保障电气控制系统操作的安全性[3]。在电控柜的人机工程中，要注意以下几方面的问题：①关于电控柜门，要保持门的开度在105度以上，门的宽度要控制在1.1米以内，门上元件职能有人工控制开关和信号测量元件；②电气元件的位置要高于维修台1米到2米之间，元器件接线端子和互联端子要在维修台20厘米以上，从而装拆寻线更加简便；③电源开头安装在电控柜右上方，防止电击，同时为了便于检修，能尽快找到电气原理图上元器件对应位置，则应于元件上标上项目元件项目代号、于导线接线端子标上导线编号；④为了使设备检测和设备装拆工作更加便利，对于接线端子来说，则应尽可能保持其显眼位置，在接线端子入线上应保留11厘米的空间；⑤电气元件交叉的功率流向和控制信号影响到控制系统功能发挥，也不利于检修和安装，因此，在电气元件排列上，要采用按类排列的排列方式，且要保持功率和控制信号保持一定的流向。

四、控制面板的人机工程

在机械工程中，控制面板是设备操作人员同机械设备联系的桥梁，通过控制面板上的启动控制按钮和各种指示灯、显示仪器，操作人员可以将控制指令传递给控制系统，实现对机械设备的控制[4]。作为人机工程的具体人机界面，控制面板具有重要作用，在对控制面板进行设计时，要充分考虑其合理性，从而使操作人员的操作速度以及操作的准确程度得到极大提升，使设备能够快速反应，准确实现操作指令。在对机械设备控制面板进行设计时，要充分考虑以下几方面：①控制按钮的具体要求，在颜色的选取上，启动按钮需采用白色，点动和正反向按钮采用黑色，急停按钮用红色，控制按钮颜色的排列上要遵循易分辨的原则，同时对于特殊按钮需要设置在特殊位置上，如急停按钮这需要设置在易接触到，且不容易误接触到的地方，对于常用的按钮则需要设置在易于接触到的地方，对于功能相似的按钮，则应根据组别的不同并排，不同组之间有明显的分界，对于控制机械移动的按钮要使其排例方向与机械运动方向相一致，按钮与按钮之间的距离要保持在13.5厘米至24.5厘米之间，防止错误操作的发生；②在控制面板进行安装时，要使其安装的高度在100mm至135mm之间，当然不同的设备，其高度要求有所区别，应视实际需求而定，从而使操作人员操作更加方便；③对于控制面板上重要显示仪表应该设置在能够便于操作人员见到的地方，对于指示灯，则应设置在操作开关上方，对一个控制对象的控制，可将按钮、开关等列为一组排列。

五、结语

机械控制系统通过电气原理人机工程、电控柜人机工程、控制面板人机工程，使机械设备的操作准确性、操作的安全性以及操作的舒适度得到极大提升，有利于机械设备工作效率的提高，为企业创造出更高的经济效益。相信随着科学技术的进步，机械电气控制中的人机工程必能更加科学、合理。

参考文献：

[1] 旷英姬，赵鑫.数控机床人机工程设计原则的研究[J]. 科技资讯. 2010（25）：102-105.

[2] 高林，刘西瑞，陈劭.电工及电力拖动实验室设计中人机工程学问题的思考[J]. 中国林业教育. 2010（03）；177-178.

[3] 刘小思.从人机工程角度谈机电产品的安全性设计[J]. 机械研究与应用. 2011（01）：106-108.

[4] 唐明，孙守迁，潘云鹤.基于功能面的产品布局与人机工程协同设计的研究[J]. 中国图象图形学报. 2011（06）：135-137.

姓名：王金保 出生年月：1977.12. 籍贯：天津市 工作单位：天津市大港区园林工程服务站，职称：机械电气工程师 学历：本科，