Тренажер операторов автоматизированных систем управления Советский патент 1986 года по МПК G09B9/00 

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим срер,ствам профессиональной подготовки онера- торов (тренажерам).

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей тренажера с повьшением достоверности работы тренажера.

На чертеже изображена структура тренажера операторов автоматизированных систем управления.

Тренажер содержит блок 1 ввода ответных действий оператора, элемент ИЛИ 2, информационное табло 3 триггер 4, триггер 5, шифратор 6, блок 7 элементов И, элемент 8 задержки, узел 9 элементов И, индикаторы 10 (Верно), и П (Неверно) элемент И1Ш 12, регистр 13, одно- вибратор 14, блок 15 элементов И, элемент ИЛИ 16, реверсизньш счетчи 17, элемент 1-1ЛИ 18, элемент 19 задержки, элемент 20 задержки, элемент Ш1И 21, дешифратор 22 (адреса) , накопитель 23, регистр 24, узел 25 элементов И, элементы И .26 27, узел 28 регистрации реакций оператора. Блоки 1 и 7, Ш11фратор 6 элемент ИЛИ 12, одновибратор 14 и элемент 19 представляют собой пульт 29 оператора, счетчик 17, элемент RTUi 21, дешифратор 22, накопитель 23 и регистр 24 - блок 30 памяти, узел 25 и элементы 18, 26 и 27 -- блок 31 сравнения, элементы 2 и 8, узел 9 и табло 3 блок 32 индикации, а узел 28, триггеры 4 и 5 и индикаторы 10 и П - блок 33 регистрации.

Блок 1 предназначен для выбора алгоритма работы оператора и вы- полнения последовательности операций, требуемых для достю сения цели в данной задаче управления На блоке 1 расположены органы упраления (клавишные, кнопочные выключатели и переключатели, тумблеры, поворотные переключатели), конкретный вид которьк долйсен строго соответствовать изучаемой реальной аппаратуре. Основная часть органов управления блока 1 используется для выполнения последовательности операций., требуемых при обработке общего (или -частных алгоритма управления и связана с входом шифратора 6. Группа кнопок блока 1, предназначенная для выбора номера

10

15

20

203571а

частного алгоритма управления, соединена с входами блока 7 элементов И. На блоке 1 также имеется кнопка Ввод-Исходное, которая подключена к входу блока 7 элементов И, к входам соответственно элементов ИЛИ 2 и 16, С помощью этой кнопки производится первоначальная запись номера частного алгоритма управления в двоичном коде с выходов блока 7 элементов И в ревер- сивньй счетчик 17, а также осуществляется отсветка исходного состояния информационного табло 3,

Воздействием на кнопку Обп1ий сброс пульта блока 1 перед выполнением любого частного алгоритма производится установка в исходное состояние реверсивного счетчика 17 и регистра 24,

Счетчик 17 с асинхронными уста- новочныьш входами, выполненный на максимальное число операций алгоритма управле1ШЯ5 предназначен для 25 организации выборки хранимой

информации общего (или частных) ал- .горитма управления.

Накопитель 23 предназначен для хранения информации общего алгоритма управления. Для хранения информации каждого частного алгоритма управления выделены части (зоны) накопителя 23. В калодоь ячейке памяти записаны коды операцшг и отсветки. Код операции соотзетствует номеру орга- на управлеш я, на которгзш необходимо воздействовать оператору в данном состоянии моделируемого объекта управления. Код отсветки соответствует состоянию определенных средств индикации (транспЬрантов, индикаторов и т.д.) информационного табло 3 в зазисимости от органа управления.

Узел 25 предназначен для выявления оишбочных воздействий оператором на группу органов управления, предназначенных /з/т.я выполнения последовательности операций общего (ш-гк частных)алгоритма управления.

Узел 28 предназначен для регистрации действий оператора по управлению моделируе1-1ым объектом.

Тренажер операторов автоматизированных систем управления работает следзтощим образом.

В исходном состоянии в накопителе 23 об1щй алгоритм управления, представленный в виде сово- купнос7 и частных алгоритмов Есть

30

3:5

45

50

55

нулевая ячейка памяти, где записано исходное состояние общего алгоритма Каждый из алгоритмов управления реализуется путем выполнения последовательности операций за счет воздействия оператором на органы управления Оператор, в процессе обучения, может выбрать самостоятельно общий или любой из частных алгоритмов и осуществлять процесс тренировки только по этой части общего алгоритма. В связи со сложностью общего алгоритма управления это позволяет сократить общее время тренировки и проводить ее целенаправлень о с учетом обработки частных алгоритмов

Перед началом выполнения любого алгоритма управлет Я оператор нажатием кнопки Общий сброс, находящейся в блоке 1, устанавливает регистр 24 и реверсивный счетчик 7 в нулевое состояние. Происходит это следующим образом. При воздействии оператором на кнопку Общий сброс сформированный сигнал поступает на вход Установка нуля реверсивного счетчика 17 и через элемент 2 - на вход сброса регистра 24. Набэр номера изучаемого общего (или частного) алгоритма управления оператор осуществляет с помощью воздействия на соответствующую группу кнопок блока 1. При этом сигнал в виде двоичного кода поступает на входы блока 7. Затем оператор воздействует на кнопку Ввод-Исходное, сигнал с которой поступает на вход блока 7 осуществляя т-ем самым первоначальную запись набранной информации через асинхронные установочные входы в реверсивный счетчик 17. Одновременно с выхода блока 1 сигнал поступает через элемент 2 на элемент 8 и вход информационного табло 3, вся содержащаяся информация с которого сбрасывается. Одновременно с блока 1 сигнал поступает через элемент 16 на вход элемента 20. Сигнал задержанный элементом 20 на время, необходимое для записи новой информации по суммирующему входу реверсивного счетчика 17, поступает на вход дешифратора 22, разрешая выбор информации из соответствующей ячейки накопителя 23. Код операции через одни,выходы, а код отсветки - через другие выходы регистра 24 поступают соответственно на входы узла 25 и входы узла 9 элементов И.

Сигнал, задержанный элементом 8 на время, необходимое для переключения соответствующих элементов, является разрешающ - м для отсветки исJ ходного состояния моделируемого объекта. После выбора номера изучаемого алгоритма управления и отсветки исходного состояния на информационном табло 3, оператор присту10 пает к выполнению последовательности операций, требуемых для достижения цели в данной задаче управления. При воздействии на соответствующий орган управления блока i,

J5 сигнал с его выхода через шифратор 6 записывается в регистр 13 в виде двоичного кода, соответствующего выбранному органу управления. Одновременно с выходов шифратора

20 6 через элемент 12 сигнал поступает на одновибратор 14, с которого единнчньш импульс подается на вход элемента 19, на вход блока 15 элементов И,на вход эле25 мента Ш1И 16. Двоичный код из регистра 13 через блок 15 элементов И поступает на входы узла 25 и входы узла 28, где фиксируется выполненное действие оператора. Одновре, менно с поступлением сигнала на

вход одновибратора 14 выходной сигнал элемента 12 поступает на нулевые входы триггеров 4 и 5, приводя индикаторы 10 и II (Верно и Неверно) в исходное состояние. Сиг нал с выхода элемента 12 поступает на вход элемента 21 и на сум- мир пощий вход счетчика 17. Выходным сигналом элемента , поступающим на вход регистра 24, послед НИИ обнуляется. Реверсивньй счетчик 17 устанавливается в состояние, дво- код на выходе которого соответствует номеру следующей ячейки памяти накопителя 23. Сигнал с хода элемента 20 поступает на вход дешифратора 22, разрешая выбор информации из указанной ячейки памяти. Код операции через одни выходы, а код отсветки - через другие вы50 ходы регистра 24 поступают соответственно на входы узла 25 и входы узла 9 элементов И. Сигнал опроса, задержанный элементом 19 на время, необходимое для поразрядного срав55 нения двоичных кодов, поступивших на входы узла 25, поступает на входы элементов 26 и 27. В зависимости от результата-сравнения формируется сигнал либо логического О, либо логической 1 и подается соответственно на входы элементов 27 и 26. При правильном выполнеш и действия оператором выходной сигнал Правильно подается на вход узла 28, на единичиьш вход триггера 4, на вход элемента 18j на вход элемента 2 J с выхода которого сигнал сбрасывает содержимую информацшо на табло 3. Сигнал, поступивший с элемента &, задержанный на время сброса предьщу1цей информации, разрешает отсветку очередной информации на табло 3. Сигнал Праваяьно поступивший на.единичный вход триггера 4, переводит его в единичное состояние, тем самым осуществляется засветка индикатора 10 (Верно) Сигнал Прав1-шьно, поступивший на вход элемента 8 с его выхода, поступает на вход регистра 13 (вход сброса), Оператору разрешается выполнение следующей операции. При наличии сигнала Неверно на входе элемента 27 срабатывает триггер 5, выходной сигнал которого осуществляет засветку индикатора 11 (Неверно , сигнализируя оператору о неверно выполненной операции Сигнол с выхода элемента 27 поступает также на вход узла 28 и на вход элемента 18, выходв.ой сигнал которого поступает на вход сброса регистра 13. С выхода элемента 27 сигнал, кроме того, поступает на вычитшоший вход счетчика 17, исключая записаннуро единицу (т.е. код неверно выполненной опера1тии управления. Реверсивный счетчик 17 устанавливается в состояние, соответствующее началу выполнения ошибочной операции, т.е. оператору предо- ставляется возможность исправления неверно выполненной операции управления. Информационное та.бло 3 при неверно выполненной операции отсветку не изменяет. С выполие1шем онера тором следутащего действия цикл работы тренажера повторяется.

Таким образом, предлагаег-л-.ш тренажер операторов систем управления позволяет повысить э4к|)ективность обучеш-хя и расширяет функн ональпые возможности тренажеров .

Формула изобретен и

1 . Треналсер операторов автоматизнр ваиных систем управления, содержа0

5

0

5

0

S

шли пульт оператора, блок сравнения, первый и второй выходы которого соединена, соответственно с первым и BTOpbD-j входами блока регистрации и блок индикации, о т л и ч а ю- щ 1-1 и с я тем, что, с целью расширения его дидактических возможностей, в пего введены последовательно включенные регистр и блок злементов И, выходы которого соединены с входами нервой группы блока сравнения и с входами группы блока регистрации, и последовательно включенные элемент ИЛИ, элемент задержки и блок памяти, выходы первой группы которого соединены с входами второй группь блока сравнения, выходы второй группы - с входаг-1и: группы блока индикации, адресные входы - с адресными выхода 1И пульта опера.- тора, второй вход - с первым выходом пульта оператора, третий вход - с вторым выходом блока cps-внения, четвертый вход - с вторь м выходом пульта- оператора, подключенным к входу блока регистрации, третий выход пульта оператора соединен с вторым входом блока элементов И и с пе.рвыдМ входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к четвертому выходу пульта оператора, соединенному с первым входом блока индикации, второй вход которого подк.шочеп к первому выходу блока сравиапня третий выход которого соединен с первым входом регистра, второй вход которого подключен к .пятому выходу пульта опера,тора, шестой выход пульта оператора сое дикен с входом блока сравнения,

2. Тренажер по п. 1 , о т л и - ч а ю ш, и и с я тем., что в пем пульт оператора содерж ит блок элементов И, которого являются адресными выхода1 ш пульта, и по- слецовательно включенные блок БВода ответьлых действий оператора инф- pa i op, элемент ИЛИ, од но вибратор и элемент задерлжи, выход которого является шестым выходом пульта, второй выход блока ввода ответных дейс.тзий оператора является парвь м вьЕСодом пульта, третий выход - четвертым выходом пульта и соединен с управляющем входом блока элемен- гов И, информационные входы которого подклюггепы к соответств ующ-1м выходам блока ввода ответных дей .7

ствий- оператора, выходы элемента ИЛИ, одновибратора и шифратора являются соответственно вторым, третьим и пятым выходами пульта.

3.Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что в нем блок памяти содержит элемент ИЛИ и последовательно включенные реверсивный счетчик, дешифратор, накопи.тель и регистр, выходы первой и второй групп которого являются соответственно выходами первой и второй групп блока, а вход соединен с выходом элемента ИЛИ, вход дешифратора является первьм входом блока, первые входы реверсивного счетчика и элемента ИЛИ - вторым входом блока, второй вход реверсивного счетчика - третьим входом блока, третий вход реверсивного счетчика и второй вход элемента ИЛИ - четвертым входом блока, а йходы группы реверсивного счетчика - адресным входом блока.

4.Тренажер по п. 1, о т л и- чающийся тем, что в нем блок сравнения содержит узел элементов И,

8

входы первой и второй групп которо- го ЯВЛЯЮТСЯ соответствующими входами блока, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены 5 соответственно с первьм и вторым вьсходами узла элементов И, а вторые входы являются входом блока, и элемент ИЛИ, выход которого является третьим выходом блока, а пер- 10 вый и второй входы соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, являющимися соответственно первым и вторым выходами блока..

15

5. Тренажер по п. 1, о т л и - чающийся, тем, что в нем блок индикации содержит последовательно включенные элемент ИЛИ, элемент

20 задержки, узел элементов И и информационное табло, управляющий вход которого соединен с выходом элемента ЕПИ, первый и второй входы которого являются соответственно пер25 выг-1 и вторым входами блока, а информационные входы узла элементов И являются входами группы блока.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам профессиональной подготовки операторов АСУ, и служит повышению достоверности работы тренажера и расширению его функциональных возможностей. В исходном состояний в памяти тренажера записан общий алгоритм управления, предетавленньй в виде совокупности частиц алгоритмов. Есть нулевая ячейка памяти, где записано исходное состояние общего алгоритма. Каждый из алгоритмов управления реализуется путем выполнения последовательности операций за счет воздействия оператором на органы управления. Порядок выбора задач управления в процессе обучения может быть произвольным или определяемым оператором, или задаваемым преподавателем. Оператор осуществляет процесс тренировки только по выбранному алгоритму. В связи со сложностью общего алгоритма управления это позволяет сократить общее время тренировки и проводить ее целенаправленно с учетом обработки частных алгоритмов. Эффективность тренажера достигается возможностью оперативно исправлять ошибки, допущенные при обучении оператором. 4 3.п. ф-лы I ил. I (Л to о 00 ел vl

ВНИИПИ Заказ 8422/54 Тираж 451 Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4