Устройство для обучения операторов Советский патент 1987 года по МПК G09B9/00 

6 и 7 и коммутатора 14 со схемными соединениями, указанными в формуле. Сущность изобретения основана на создании возможности обучаемому добиться заданного инструктором ко1

Изобретение относится к техническим средствам обучения, а именно к тренажерам операторов, в частности может быть использовано для подготовки диспетчеров участков магистральных газопроводов с повышением уровня профессиональной подготовки.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства при обучении операторов магистральных газопроводов за счет придания ему свойств, позволяющих привить обучаемому твердые навыки управления объектами участка магистрального газопровода.

На фиг. 1 представлена структурная схема тренажера; на фиг. 2 - пример мнемосхемы пульта обучаемого на фиг. 3 - вариант электрической схемы тренажера.

Блок 1 моделирования реальных прцессов состоит из первого 2, второго 3, третьего 4, четвертого 5 апериодических звеньев, первого 6 и второго 7 сумматоров, первого 8, второго 9, третьего 10, четвертого 11, пятого 12, шестого 13 функциональных преобразователей, коммутатора 14, состоящего из четырнадцати переключателей 15-28, причем выходы пульта 29 инструктора соединены с входами апериодических звеньев 2-5 и с входами пульта 30 обучаемого. Выходы апериодических звеньев 2-5 связаны с входами функциоанльных преобразователей 8-13, выходы пульта 30 связаны с входами пульта 29, переключателей 15-28, функциональных преобразователей 8-13, а выходы первого 8, второго 9, третьего 10 функциональных преобразователей подключены на входы первого 6 сумматора. Вьгходы четвертого 11, пятого 12 и шестого 13 функциональных преобразователей подключены на входы второличества газа, прокачиваемого по газопроводам при различных колебаниях давления во входных и выходных газопроводах. 1 з.п. ф-лы, 3 шт.

a

5

0

5

0

5

0

5

го 7 сумматора, выходы же первого 6 и второго 7 сумматоров подключены на входы пульта 30 обучаемого, выходы переключателей 15-28 подключены на вход пульта 30 обучаемого, а также на входы сумматоров 6 и 7, на входы всех функциональных преобразователей 8-13, калщый из которых - это аналоговая вычислительная схема, осуществляющая выдачу на своем выходе напряжения, пропорционального расходу газа по данному газоперекачивающему агрегату.

На фиг. 3 представлен вариант тренажера с компрессорными станциями, состоящими из нескольких газоперекачивающих агрегатов, например трех.

Преобразователи 8-13 состоят из блока 31 деления, блока 32 умножения, делителя напряжения, реализованного на резисторах 33 и 34, который задает уставку - аналог коэффициента пропорциональности К, делителя напряжения, реализованного на резисторах 35 и 36, питающегося противоположным по знаку напряжением, который задает, потенциал, пропорциональный минимальной частоте вращения компрессора, сумматора на операционном усилителе 37 и резисторах 38-40. Апериодическое звено на операционном усилителе 41, конденсаторе 42 и резисторах 43 и 44 позволяет плавно с задержкой устанавливать необходимое число оборотов п, что соответствует реальньм процессам. Напряжение, снимаемое с клемм 45-47, пропорционально величине расхода газа, проходящего через данный газоперекачивающий агрегат при заданных значениях п, Pg ,Рвы)С Три канала функционального преобразования включены параллельно в составе блоков 48 и 49 моделирования компрессорной станции.

31

Пульт 29 реализован на переменных резисторах 50-53. Напряжение с их движков поступает через резисторы 54 соответственно на апериодические звенья 2-5 на операционных усилителях 55-58 соответственно. К выходам этих апериодических звеньев подключены индикаторы 59-62, каторые показывают пропорциональное напряжение: 59 - давление 1-го входного газопровода; 60-давление 1-го выходного газопровода; 61 - давление 2-го выходного газопровода; 62 - давление 2-го. входного газопровода.

Первый 6 и второй 7 сумматоры реализованы на операционных усилителях. Например, сумматор 6 реализован на операционном усилителе 63, причем напряжение, показываемое индикатором 64, подключенным к выходу усилителя 63, пропорционально величине расхода газа первой компрессорной станции. Величина желаемой частоты работы газоперекачивающих агрегатов задается потенциометрами 65-70 соответственно: величина 1-го газоперекачивающего агрегата 1-й компрессорной станции; величина 2-го газоперекачивающего агрегата 1-й компрессорной станции; величина 3-го газоперекачивающего агрегата 1-й компрессорной станции; величина 1-го газоперекачивающего агрегата 2-й компрессорной станции; величина 2-го газоперекачивающего агрегата 2-й компрессорной станции; величина 3-го газоперекачивающего агрегата 2-й компрессорной станции.

Коммутатор 14 состоит из четырнадцати переключателей, каждый из которых реализодан на реле, кнопках и сигнальных лампах: переключатель 15 реле 71, кнопки 72 и 73 и индикаторы 74 и 75; переключатель 16 - реле 76, кнопки 77 и 78 и индикаторы 79 и 80; переключатель 17 - реле 81, кнопки 82 и 83 индикаторы 84 и 85; переключатель 18 - реле 86, кноп ки 87 и 88, индикаторы 89 и 90; переключатель 19 - реле 91, кнопки 92 и 93, индикаторы 94 и 95; переклю чатель 20 - реле 96, кнопки 97 и 98, индикаторы 99 и 100; переключатель

21- реле 101, кнопки 102 и 103, индикаторы 104 и 105; переключатель

22- реле 106 кнопки 107 и 108, индикаторы 109 и 110; переключатель

23- реле 111, кнопки 112 и 113, ин4115;

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тель 25 - реле индикаторы 124

26- реле 126, индикаторы 129

27- реле 131,

121, кнопки и 125; кнопки и 130;

2631

дикаторы 114 и 115; переключатель 24 - реле 116, кнопки 117 и 118, индикаторы 119 и 120; переключа122 и 123, переключатель 127 и 128, переключатель кнопки 132 и 133,

индикаторы 134 и 135; переключатель 28 - реле 136, кнопки 137 и 138, индикаторы 139 и 140.

Остальные группы реле, кнопок и индикаторов имитируют различные процессы и имеют обозначения: реле 141, кнопки 142 и 143, индикатор 144, реле 145, кнопки 146 и 147, индикатор 148, реле 149, кнопки 150 и 151, индикатор 152, реле 153, кнопки 154 и 155, индикатор 156, реле 157, кнопки 158 и 159, индикатор 160, реле 161 и 163, индикатор 164.

Контакты реле переключателей стоят в цепи питания данного реле, в цепи коммутации сигнальных ламп данного переключателя и в цепях передачи сигналов - аналогов давлений и расхода газа тренажера, например, кон- 165 от реле 71,

такт реле такт реле такт от

контакт 166 от 76, контакт 167 от реле 81, кон- 168 от реле 86, контакт 169 от 91, контакт 170 от реле 96, кон- 171 от реле 101, контакт 172

реле 106.

Реле 141 имитирует включение-выключение газоперекачивающего агрегата кнопками 142 и 143 и сигнальной лампой 144,аналогично оставшиеся реле имитируют включение остальных газопв рекачивающих агрегатов своими кнопками и сигнальными лампами. Причем контакты этих реле включены в схему блока 1, например, контакт 173 от реле 141, контакт 174 от реле 145, контакт 175 от реле 149, контакт 176 от реле 153, контакт 177 от реле 157, контакт 178 от реле 161.

Устройство работает следующим образом (фиг. 3).

При включении питания подается напряжение на пульт 29, подготавливаются цепи включения реле блока 1, на пульте 30 загораются сигнальные лампочки, соответствующие исходному положению кранов и газоперекачивающих агрегатов перед пуском.

Затем инструктор на пульте 29 устаналивает с помощью движков потенциометров 50-53 аналог желаемого давления на входе и выходе газопроводов, которое контролируется на мнемосхеме пульта 30 по индикаторам 59-62.

Обучаемый, имея задание инструктора на перекачку по его участку газопровода определенного количества газа, ориентируясь на показания давления на входе и выходе газопроводов, запускает в работу необходимое количество агрегатов с помощью кнопок 142, 146,150,154,158,162. На мнемосхеме загораются на включенных агрегатах индикаторы 144, 148, 152, 156,160,164. Затем с помощью нажати определенных кнопок 72,77,82,87,92, 97,102,107,112,117, 122,127 обучае- Mbtfi имитирует открывание кранов на входе и выходе газоперекачивающих агрегатов, при этом на изображении включенных кранов мнемосхемы гаснет зеленая сигнальная лампа индикаторо соответственно 74,79,84,89,94,99, 104,109,114,119,124,129,134,139 (которая сигнализирует о том, что кран закрыт) и вспыхивает красная лампа индикаторов 75,80,85,90,95,100,105, 110, 115,120,125,130,135,140 (которая сигнализирует о том, что кран открылся). Через открытые краны на входах работающих газоперекачивающи агрегатов (замкнутые контакты реле переключателей, имитирующих открытые краны коммутатора 14) на входы преобразователей 8-13 поступают входные напряжения-аналоги давления на входах и выходах газоперекачивающих агрегатов. Затем движками потенциометров из группы 65-70 обучаемый доводит частоту вращения включенных в работу газоперекачивающих агрегатов до необходимого ему уровня, а напряжение с этих потенциометров, пропорциональное величине заданной частоты вращения, через замкнутые контакты включенных реле из группы 141, 149, 153, 157, 161, соответствующих работающим агрегатам, также поступает на входы преобразователей 8-13. В соответствии с величинами входных напряжений на клеммах 45-47 каждого из выбранных формирователей газоперекачивающих агрегатов появляется напряжение аналог величины расхода газа, пропускаемого через данный агрегат, причем это напряжение поступает на входы сумматоров 6 и 7, при этом

5

0

5

0

5

0

5

0

5

индикаторы 64 показывают величину напряжения, пропорционального величине расхода газа по каждой из компрессорных станций.

Задача обучаемого - добиться заданного инструктором прокачиваемого по газопроводам количества газа при различных колебаниях давления во входных и выходных газопроводах. При зтом обучаемый может достигать этой цели различными путями: увеличением или уменьшением частоты вращения работающих газоперекачивающих агрегатов с помощью потенциометров 65-70, подключением и отключением дополнительного числа газоперекачивающих агрегатов. В случае необходимости обучаемый может вообще отключить одну станцию и подключить оставщуюся на оба газопровода. При этом обучаемый отключает все газоперекачивающие агрегаты одной станции, закрывает краны, подающие на них газ, а затем кнопками 132 и 137 открывает краны перемычек. Таким образом, газ обоих газопроводов пропускается через одну компрессорную станцию. Правильность и целесообразность действий обучаемого оценивается инструктором.

Предлагаемое устройство предназначено для установки в учебных заведениях, где ведется подготовка и повышение квалификации диспетчеров магистральных газопроводов. Оно позволяет значительно повысить эффективность обучения, так как в результате получения твердых навыков операторы не соверщают неправильных действий, что повышает надежность работы магистральных газопроводов.

Для привития навыков не требуется создание реальных установок и объектов. Резко сокращается или даже сводится к нулю число аварий на газопроводах, связанных с недостаточной квалификацией диспетчеров, что ведет к повьшению надежности эксплуатации магистральных газопроводов и повьщ ению их пропускной способности.

Формула изобретения

1. Устройство для обучения операторов, содержащее пульты обучаемого и инструктора и блок моделирования реальных процессов, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей уст ройтсва при обучении операторов магистральных газопроводов, в нем блок моделирования реальных процессов содержит четыре операционных усилите ля, шесть функциональных преобразователей, два сумматора и коммутатор, входы которого соединены с первым выходом пульта обучаемого, второй выход которого подключен к управляющим входам функциональных преобразователей, первые информационные входы которых соединены с выходами первого и второго операционных усилителей, а вторые информационные входы - с выходами третьего и четвертого операционных усилителей, выходы первого, второго и третьего функциональ ных преобразователей подключены сост- вественно к первому, второму и третьему входам первого сумматора, выходы четвертого, пятого и шестого функциоанльных преобразователей соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров подключены к первому входу пульта обучаемого, второй вход которого соединен с выходом коммутатора.

5

0

а третьи выход и вход - соответственно с входом и первым выходом пульта инструктора, второй выход которого подключен к входам первого и второго операционных усилителей, а третий выход - к входам третьего и четвертого операционных усилителей.

2; Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что в нем функциональный преобразователь содержит блок деления, блок умножения, два делителя напряжения и два усилителя, . вход одного из которых является

управляющим входом преобразователя, 5 а выход соединен с информационным входом другого усилителя, управляющий вход которого подключен к выходу одного делителя напряжения, а выход - к первому информационному входу блока умножения, второй информационный вход которого соединен с выходом блока деления, а управляющий вход - с выходом другого делителя напряжения, первый и второй входы блока деления являются соответственно первым и вторым информационными входами преобразователя, а выход блока умножения - выходом преобразователя .

20

25

); К. iXi «( PNSV

тп тГ |1п пп Гш га що Гу1 QjD га ш s

.1 /Jba - 0 -1. cwi . .. МхПв,,П«4ч « Ч л 1 1-

Vj gtJ feXjfefefe T

М«л ,

ш1 1ж1 1ж1 I/УЯ IMJ Гш 1/ ГЖ

уГшД ПШ «ПЩ Г/Щ Г

U3Z ГЙ;37 J ft W 7 tSB уГ и WZ

та

JW7

WZ

та

JW7.r

b tWJ mY ;Л Jssj т. 16Ч

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано для подготовки диспетчеров участка магистральных газопроводов. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства при обучении операторов магистральных газопроводов. Указанная цель достигается в устройстве, содержащем пульты 29,30 инструктора и обучаемого и блок 1 моделирования реальных процессов, выполнением последнего из апериодических звеньев 2-5, функциональных преобразователей 8-13, сумматоров i сл со ю 05 00