主控制室的发展与核电厂规模和自动化水平密切相关。大体可划分为三个阶段：

①早期的核电厂採用主控制室和就地控制屏分级控制和操作的方式，主控制室内集中了主系统和大设备运行操作所需要的仪表和操作开关，简单的手动指令控制器，并以此组成控制屏台，在主控制室内，还配备专门的通信设施，用以和各就地控制屏操纵人员进行联繫，了解就地控制情况，协调操作。

②70年代以来，核电厂的单机容量越来越大，其自动化的水平越来越高，几乎所有的操作都集中于主控制室。例如一个900MW的核电厂大约有1300余个状态参数在主控制室内显示，其中，模拟量过程参数约500余个，开关量过程参数约800余个；此外，还有100余个调节器控制指令装置和700余个开关指令控制器。

在主控制室内，通常根据工艺分类并考虑到操作上的方便，将表示上述参数的信号装置、仪表和控制器相对集中，即在操纵员的正面屏上设定与反应堆和主迴路有关的信号装置和仪表；在其左面屏上设定核辅助系统和专设安全设施状态参数的信号装置和仪表，在其右面屏上设定发电部分的状态参数信号装置和仪表，其他辅助系统和剂量监督系统的状态参数信号装置和仪表设定在操纵员侧面或后面屏上，对有关的指令控制器，分别设定在相应的屏盘上。对有控制台的主控制室，都将与反应堆装置及电厂功率操作有关的指令控制器设定在控制台上。

经验表明：主控制室的指令控制器的操作对核电厂的安全性和可利用率有重大影响，特别是核电厂过渡运行状态(起动、停闭、变功率、系统或设备切换)下的操作所引起的事故机率远大于其稳定运行状态的。人们逐渐认识到：对核电厂这样一种複杂的工业生产过程的操纵，操纵员是在一个具有十分庞大信息的主控制室内工作的，所以人机接口是一个非常重要的问题。因此，开展了主控制室的人因工程的研究，并着手制订新的核电厂主控制室设计标準，其中包括设定安全参数显示系统等措施。

③对新一代正在开发的主控制室设计充分利用了人因工程研究的成果。在主控制室中运用计算机进行信息处理和多台阴极射线管(CRT)显示，使主控制室的信号和仪表减少到必要和适宜的程度，关键信号的参数可以通过CRT连续监视，其他的信号和参数可以通过CRT有选择性地显示。近年来法国N4型核电厂和日本先进沸水堆核电厂在操纵员前方设定大萤幕CRT显示系统，该系统形象地显示诸如核电厂系统流程、设备状态、运行参数及其超限等情况，从而能更好地协助操纵员进行核电厂的监督和操作。新一代的主控制室除了少数重要的操作还通过设在控制台上的指令控制器进行，称硬手操外；大部分的操作採用键盘、跟蹤球或触控萤幕，通过人机互动进行，称软手操。

概括起来有环境、信息、通信等多种要求。

(1)人因工程学要求：充分考虑到操纵员本身的生理和心理特徵，诸如人体尺度、公认惯例(如动作方向、颜色标誌等)、视听能力、思维方式以及反应速度等。

(2)环境因素要求：主控制室位置设定应保证操纵人员在事故工况下不遭受过量照射和毒气伤害等，使他们保持必要的操作能力，同时，对主控制室要採取防火、抗地震、防飞射物的措施。主控制室内的工作环境应具备充分的空调、良好的照明，并有噪声隔离设施。

(3)空间和布置要求：主控制室要有足够的空间，以满足操纵人员进行操作和事故处理所必要的活动场地。对主控制室，通常按工艺过程分成几个操作区。

在各种运行工况下，每个操纵员操作其所分配的控制设备。对控制屏台的布置，应使操纵员之间便于联繫，避免通道冲突，减少干扰，仪表指示反射光要最小。

主控制室内检测仪表的布置和信息的显示方式必须使操纵人员对核电厂的状态和运行情况随时都有充分而全面的了解。

(4)屏台要求：屏台设备布置应考虑其先、后次序，即按其操作顺序和操作频率安排设备位置。屏台设备布置自上而下的次序是：报警窗、指示仪表、不常用控制器、常用控制器。用不同的尺寸、外形、颜色来区别不同功能的设备，帮助操纵员识别与记忆。

(5)信息系统：包括报警、指示和记录以及数据採集和处理等系统。

报警：必须提供能以有效方式发出灯光和/或音响的信号装置，以便在出现偏离正常和可能影响安全的运行工况和过程时及时发出报警信号，包括操作失误导致自动系统动作的信号，自动系统动作失效提请操纵员注意的信号，以及指令信号与实际信号不符时发出的信号等。可以用不同的颜色、闪光频率、音响频率来区分不同种类的信号，及其偏离正常状况的严重程度。

指示和记录：为确切地了解核电厂运行状况的信息，必须设定能在正常运行、预期运行事件和事故工况下对参数和系统进行全程监测的仪表。对安全上重要数据的测量，必须配备适当的自动记录装置，并根据主控制室的布置将相应的指示和记录仪表安装在相应的屏台上。

指示和记录仪表的精确度和量程应与安全分析的要求相一致，并应提供将其旁路和切除运行的状态指示。与安全有关的仪表应安装在适当位置，以便于监督和辨认。新型的主控制室将採用CRT显示。这样，部分重要性较低的指示和记录仪表可以省去，其功能将由核电厂厂级计算机系统和CRT显示系统代替执行。

数据採集和处理：系统应满足下列要求：

①输入参数的採样、预处理和分析的速率应与参数的变化速率相适应；

②对参数的更新速率，要考虑到操纵员的反应能力；

③系统应具有相当的可靠性，计算机的故障不应导致核电厂的可利用率降低；

④信息处理应该具备相应的精确度；

⑤系统的硬体和软体均有自检能力。

(6)指令控制器：应易于操作并能减少操纵人员错误，指令控制器应带有相应的状态指示，并且在机械和电气上都应该是可靠的。

(7)通信系统：设有厂内通信、厂外通信、专用通信(即事故状态下与应急中心的通信联繫)、广播以及电话传真等。

(8)其他：主控制室的供电系统的可靠性级别应与控制仪表系统相一致。主控制室应具备事故照明。屏台上的仪表布置要便于检修和维护。与安全有关的系统、设备、电缆，及其在屏台上的布置，应充分考虑到实体隔离。