Устройство для оценки профессиональной пригодности оператора системы управления Советский патент 1983 года по МПК G09B7/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано для подготовки операторов дискретных систем управления комплексами теннологического оборудования.

Известно устройство для оценки профессиональной пригодности оператора систем управления, содержащее последовательно включенные пульт преподавателя, блок программного управления, блок моделирования реальных процессов и пульт оператора, соединенный с формирователем сигналов управления, который подключен к блоку моделирования реальных процессов и блоку оценки, соединенному с блоком программного управления и пультом преподавателя С 3«

Недостатком данного устройства является низкая точность оценки профессиональной пригодности операторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для оценки профессиональной пригодности оператора систем управления , содержащее соединенные последовательно пульт преподавателя, блок программного управления, модель информационного поля оператора, пульт оператора и формирователь сигналов управления, и первый блок оценки, выход которого подключен к пульту преподавателя 2 j

HeflocratKOM известного устройства является то, что оимбочные действия оператора всегда приводят в нем к искажению информационной модели, передаче дезинформирующих .сигналов е смежные тренажеры при комплексной тренирювке и к необходимости прерывания тренировки для восстановления текущего состояния информационной модели,

Кроме того, в устройстве не предусмотрена возможность дифференцированной оценки ошибочных действий обучаемого.

Указанные недостатки ограничивают дидактические возможности в процессе подготовки операторов систем управления.

Целью изобретения является расширние дидактических возможностей устройства.

Данная цель достигается тем, что в устройство для оценки профессиональной пригодности оператора систем управления, содержащее соединенные последовательно пульт преподавателя, блок программного управ° ления, модель информационного поля оператора, пульт оператора и формирователь сигналов управления, и пер вый блок оценки, выход которого, подключен к пульту преподавателя, введены блок защиты модели информа ционного поля оператора, второй, третий и четвертый блоки оценки, коммутатор, блок ввода служебной информации и группа элементов ИЛИ, выходы которых подключены к первому входу ,первого блока оценки, а первые, вторые и третьи входы элементов ИЛИ подключены соответственно к первым выходам второго, третьего и четвертого блоков оценки, вторые выходы которых соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами; первого блока оценки, пятый вход которого подключен к первому выходу блока программного управления, втрой выход которого подключен к перЕюму входу коммутатора, выход которого подключен к объединенным первым входам блока защиты модели информационного поля оператора и второго, третьего и четвертого блоков оценки, вторые объединенные входы которых подключены к формирователю сигналов, при 3TQM выход пульта преподавателя подключен к второму входу коммутатора и к первому входу блока ввода служебной информации, второйвход которого соединен с выходом первого блока оценки, выход блока ввода служебной информации соединен с вторым входом блока программного управления, а выход блока модели информационного поля оператора соединен с вторым входом информационного поля оператора.

Кроме того, блок защиты модели информационного поля оператора содержит соединенные последовательно две группы элементов И, группу элементов ИЛИ и две группы инверторов, при этом первый и второй входы инверторов являются первым входом блока, третий и четвертый являются вторым входом блока, а выходы инверторов являются выходом блока.

На фиг, 1 изображена функциональнйя схема устройства; на фиг. 2 то же, блок защиты информационной модели. Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов систем управления содержит соединен ные последовательно пульт 1 преподавателя, блок 2 программного управ ления, модель 3 информационного поля оператора, пульт k оператора, форми рователь 5 сигналов управления, а также первый блок 6 оценки, подключенный к блоку 2 программного управ ления, блок 7 защиты модели информа ционного поля оператора, второй блок 8 оценки, третий блок 9 оценки и четвертый блок 10 оценки, объединенные первые входы которых подключены к выходу коммутатора 11, а вторые объединенные входы - к выходу формирователя 5, а выходы - к входам группы элементов ИЛИ 12, выходы которых подключены к первому входу первого блока оценки, выход которого подключен к пульту 1 опера тора и блоку 13 ввода служебной информации. Блок 7 защиты модели инф мационного поля оператора (фиг.-2) содержит соединенные последовательно две группы элементов И И и 15, группу элементов ИЛИ 1б и две групп инверторов 17 и 18. Устройство работает следующим об разом. Руководитель занятий со своего пульта 1 задает программу обучения оператора, согласно которой блоки 7-10 переводятся в активное или пас сивное состояние, В соответствии с заданной программой.блок 2 програм много управления изменяет состояние модели 3 информационного оператора и воздействует на коммутатор И. Коммутатор 1 программирует в блоке 7 органы управления, которыми долже действовать оператор, а в блоках 8-10 оценки - соответственно количество, последовательность и длительность воздействия на указанные клавиши Модель 3 изменяет состояние информационного поля на пульте k оператора. Оператор, реагируя на изменение информационного поля, воздействует на органы управления своего пульта Ц, сигналы с которого поступают на вход формирователя 5. С выхода формирователя 5 они поступают на входы блока 7, блоков 8-ТО оценки, при этой второй блок 8 .оценки оценивает количество воздействия оператора на органы управления, третий блок 9 оценки - последовательность этих воздействий, а четвертый блок 10 оценки - их длительность. Если блок 7 находится в активном состоянии, .то он пропускает толи- ко сигналы, соот,ветствующие правильным, запрограммированным действиям оператора. Следовательно, модель 3 переходит в правильное текущее состояние в соответствии с введенной программой, В этом состоянии модель 3 информационного поля оператора готова к приему новых исходных данных для создания последующей учетной си туации на пульте оператора с выходов блоков 8-10 оценки. На входы блока 6 оценки через трехвходовый элемент ИЛИ 12 поступают сигналы, несущие информацию о количестве, последовательности и длительности воздействия оператора на органы управления. Каждый элемент ИЛИ 12 объединяет по одному выходу с каждого из блоков , а количество элементов ИЛИ равно количеству контролируемых органов управления, на которые воздействует обучаемый ррератор. Выходные сигналы элементов ИЛИ 12 поступают на первый вход первого блока 6 оценки, на в торой, третий и четвертый входы которого поступает обобщенные сигналы с выходов блоков 8-10, которые, используются для указания параметра, по которому воз- . действ ия.оператора на какой-либо орган управления имели отклонение от нормы. Через заданный интервал времени по сигналу, поступающему на пятый вход блока 6, производится оценка действий оператора. Если блок 6 формирует сигнал Правильно который передается с выхода этого блока на вход пульта 1 преподавателя, то блок 2 программного управления вводит следующую учебную ситуацию. . Если же обучаемый оператор допустил ошибку, то блок 6 формирует сигнал Неправильно, который передается на пульт 1 и блок 13 ввода служебной информации. После анализа ошибки оператора руководитель занятий при помощи блока 13 осуществляет повторный айод той же само учебной ситуации. Для этого не требуется восстанавливать

состояние модели информационного поля, поскольку она не была искажена. Сигнал с выхода блока 13 поступает в блок 2 программного управления , который повторяет ввод той же самой учебной ситуации.

При повторной отработке учебной ситуации оператор исправляет допущенную ошибку, подготавливая тем саммы состояние модели 3 информационного поля к вводу последующей учебной ситуации алгоритмически увязанной с предыдущей

По усмотрению руководителя занятий блок 7, блоки 8-10 оценки посредством коммутатора 11 могут быть переведены в пассивное состояние с пульта 1. В этом случае сигналы с пульта j оператора при неправильных действиях оператора будут искажать модель пульта , а блоками 8-10 не восприниматься,

В зависимости от стадии обучения , уровня подготовки обучаемого или вида тренировки блоки 7-10 могут приводиться в активное или пассивное состояние в любых сочетаниях Это позволяет более гибко осуществлять тренировку оператора, на- . пример, в начальной стадии его обучения, когда оператор привы кает к своему рабочему месту и обрабатывает элементы действий, что экономит время, затрачиваемое на оценку его действия, и повышает эффективность обучения.

По мере усложнения учебных ситуаций и повышения степени отработки действий обучаемого оператора руководитель занятий может дифференцированно оценивать действия оператора путем избирательного перевода в активное состояние блоков 8-10,

По сигналу с пульта 1 блок 7 посредством коммутатора 11 переводится в активное состояние, В этом случае с выхода коммутатора 11 на элементы И И поступают логические нули. Элементы И И запираются. Сигналы воздействия оператора на орган управления, поступающие на входы элементов И 14 и элементов И 15, элементами И k пропускаться не будут, а элементами И 15 будут пропускаться только те сигналы, которые программируются с коммутатора 11 на элементы И 15. Например, если можно действовать первой клавишей, а второй клавишей нельзя, то на вхо

элементов И 15 первой клавиши с выхода коммутатора 11 придет логическая единица, а на вход элементов И 15 п-ой клавиши - логический нуль, После нажатия оператором первой клавиши пульта череа инвертор 18 единичный сигнал придет на другие входы элементов И Ц и 15. С выхода элемента И 15 сигнал логического

нуля поступит на вход элемента ИЛИ 16 и через инвертор.17 - на выход блока 7 и на модель 3. Если оператор ошибочно нажал клавишу п, то на вход элементов И 14 и 15 в это время с

формирователя 5 сигналов управления коммутатора 11 поступает единичный сигнал. Поскольку на другие входы элементов И 14 и 15 в это время с коммутатора 11 поступают логические

нули, выходы этих элементов не изменяют своего состояния и п-ый выход блока 7 защиты модели по клавише п не изменяет своего состояния.

По сигналу перевода блока 7 в пассивное состояние с коммутатора 11 на входы всех п элементов И 14 поступают логические единицы, В этом случае при нажатии любой клавиши, т,е, как правильной, так и неправильной, на другие входы элементов И 14 через инверторы 17 поступают логические единицы, а через элементы .16,. инверторы 17 сигналы от нажатых клавиш поступают на выходы блока 7

и далее на входь модели 3, изменяющего состояние модели 3 информационного поля оператора.

Второй блок 8 оценки количества воздействий на органы управления

пульта 4 оператора включает в себя счетчики количества и логические схемы И, ИЛИ и НЕ, Если блок 8 оцен- . ки находится в активном состоянии, то в начальный момент времени все

счетчики обнуляются и с первого выхода блока 8 на элементы ИЛИ 12, ас выхода п+1 на п+1. вход блока 6 оценки поступают логические единицы. Через некоторое время коммутатор 11

по сигналу из блока 2 программного управления программирует для органов управления, которыми нужно воздействовать в заданной блоком 2 учебной ситуации, количество воздействий. Если оператор воздействовал на ор- ганы управления правильное количество раз, то с выходов блока 8 оценки снимаются логические единицы. Если оператор воздействовал на органы управления неправильно или воздействовал на органы управления, которые не запрограммированы, то с выходов блока 8 снимаются логические нули, что свидетельствует о .неправильных действиях оператора. Таким образом, блок 8 оценки выполняет две функции - оценивает действия оператора по факту и по количеству воздействия на органы управления. Блок 9 оценки последовательности воздействий на органы управления пульта k включает в себя RS-триггеры и логические схемы И, ИЛИ и НЕ. ЕсЛИ блок 9 оценки находится в активно состоянии, то в начальный момент вре мени все RS-триггеры обнуляются и с первого выхода блока 9 на элементы ИЛИ, а с п+1 выхода на п+2 вход блока 6 поступают логические единицы. Через некоторое в5емя коммутатор 11 по сигналу блока 2 программирует последовательность воздействий органами управления, участвующими в данной учебной ситуации. При правильных воз действиях на органы управления с вых дов блока 9 снимаются логические еди ницы, при неправильных логические нули, что свидетельствует о нарушени оператором последовательности воздействий на органы управления пульта Ц. Блок 10 оценки длительности воздействий на органы управления пульта k включает в себя RS-триггеры и логи ческие схемы И, ИЛИ и НЕ. Работает блок 10 по выходам аналогично блоку 9, только программируется не последо вательность, а длительность воздействий, на органы пульта k, В активное или пассивное состояние блоки 8-10 переводятся аналопщ но блоку 7. В блоках 8-10 имеются элементы И, блокирующие по сигналу с коммутатора 11 оценку воздействий по количеству, последовательности и длительности. Коммутатор 11 обучения и критериев оценки включает в себя де шифратор и логические схемы И, ИЛИ и НЕ . Работает коммутатор следующим образом, Сигнал, поступающий из блока 2 программного управления, в коммутаторе 11 дешифрируется, и с.выхода снимаются сигналы, программирующие, в зависимости от учебной ситуации, в блоках 7-10 программу защиты модели, оценки количества, последовательности и длительности , 10 8 воздействий на органы управления соответственно. По сигналу с пульта 1 ; блоки вместе или в любом сочетании могут переводиться в активное или пассивное состояние в зависимостиот стадии обучения, уровня подготовки оператора и вида тренировки. После предъявления оператору учебной ситуации через заданный интервал времени в блоке 6 проводится оценка действий оператора по двухбальной системе: Правильно и Неправильно. Сигнал Неправильно поступает в блок 13, который блокирует в блоке 2 выдачу следующей учебной ситуации. После разбора ошибки руководитель занятий со своего пульта 1 дает разрешение на предъявление той ж.е самой учебной ситуации. Если оператор действовал правильно, то сигнал Правильно из блока 6 поступает на вход блока 13 и в блоке 2 снимается блокировка на выдачу последующей учебной ситуации, а через заданный интервал времени предъявляется новая учебная ситуация. Предложенный тренажер для подготовки операторов дискретных систем управления обладает повышенными дидактическими возможностями, поскольку он позволяет в процессе обучения учитывать стадию обучения, уровень подготовки обучаемого и вид тренировки. Руководитель занятий, учитывая эти исходные данные, может разрешать или зап{)ещать искажение модели ошибочными действиями оператора, имея возможность дифференцированной оценки действий оператора кгк Ори искаженной, так и при неискаженной модели, и возможность повторного ввода для повторной оценки действий оператора в одной и той же учебной ситуации. Такое построение тренажера позволяет использовать его в режиме самоподготовки, когда один обучаемый рабо.тает за пультом оператора, а дру гой обучаемый - за пультом руководителя занятий. Ввод блока защиты модели позволяет снизить расход средств имитации необратимых процессов, которые мо- ; гут возникать в результате искажения модели ошибочными действиями оператора, и формирование дезинформирующих сигналов.

9101

Кроме того, наличие защиты модели информационного поля ошибочных действий оператора и блока ввода служебной информации исключает необходимость прерывания учебно го процесса и использования сложного счетнорешающего устройства для восстановления текущего состояния модели и повторной оценки действий обучаемого в одной и той же учебной ситуации.

9 7810

Возможность комбинирования активных и пассивных состояний блока защиты модели, второго, третьего, и четвертого блоков оценки позволя$ ет, в свою очередь, более гибко строить процесс обучения и экономить время обучения, например, на начальной стадии за счет сокращения или исключения оценки действий ббучаёмого оператора.

№

фиг.. I