Тренажер операторов автоматизированных систем управления Советский патент 1987 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам профессиональной подготовки операторов АСУ (тренажерам), и является усовершенствованием тренажера по авт. св. № 1203571.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей тренажера за счет исключения случайного подбора операций правильного выполнения алгоритма и создания возможности выставления оценки оператору за выполненный алгоритм.

На чертеже представлена структура тренажера операторов автоматизированных систем управления.

Тренажер содержит блок 1 ввода ответных действий оператора, элемент ИЛИ 2, информационное табло 3, триггеры. 4 и 5, шифратор 6, блок 7 элементов И, элемент 8 задержки, узел 9 элементов И, индикаторы 10 («Верно) и 11 («Неверно), элемент ИЛИ 12, регистр 13, одновибратор 14, блок 15 элементов И, элемент ИЛИ 16, реверсивный счетчик 17, элемент ИЛИ 18, элемент 19 задержки, элемент 20 задержки, элемент ИЛИ 21, дешифратор 22 (адреса), накопитель 23, регистр 24, узел 25 элементов И, элементы И 26 и 27, узел 28 регистрации реакций оператора. Блоки 1 и 7, шифратор 6, элемент ИЛИ 12, одновибратор 14 и элемент- 19 задержки представляют собой пульт 29 оператора, счетчик 17, элемент ИЛИ 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 11 - блок 33 регистрации. Кроме того, тренажер содержит суммирующий счетчик 34, элемент И 35, триггер 36, индикатор 37 («Вы не готовы к работе), счетчик 38 числа правильно выполненных операций, счетчик 39 числа неправильно выполненных операций и второй элемент ИЛИ 40.

Блок 1 предназначен для выбора алгоритма работы оператора и выполнения последовательности операций, требуемых для достижения цели в данной задаче управления. На блоке 1 расположены органы управления, конкретный вид которых должен строго соответствовать изучаемой реальной аппаратуре. Основная часть органов управлеСчетчик 38 подсчитывает число правильно выполненных операций. Показания счетчика отображаются двоичной индикацией.

Счетчик 39 подсчитывает число ошибок.

45

допущенных оператором при выполнении общего (или частных) алгоритма управления. Показания счетчика также отображаются двоичной индикацией.

Тренажер операторов автоматизированния блока 1 используется для выполнения 50 систем управления работает следующим последовательности операций, требуемых при отработке общего (или частных) алгоритма управления, и связана с входом шифратора 6. Группа кнопок блока 1, предназначенная для выбора номера частного алгообразом.

В исходном состоянии в накопителе 23 записан общий алгоритм управления, представленный в виде совокупности частных алгоритмов. Есть нулевая ячейка памяти.

ритма управления, соединена с входами бло- 55 где записано исходное состояние общего алка 7. На блоке 1 также имеется кнопка «Ввод Исходное, которая подключена к входу блока 7, к входам элементов ИЛИ 2 и 16. С помощью этой кнопки производится

горитма. Каждый из алгоритмов управления реализуется путем выполнения последовательности операций за счет воздействия оператором на органы управления. Оператор

0

5

первоначальная запись номера частного алгоритма управления в двоичном коде с выходов блока 7 в счетчик 17, а также осуществляется отсветка исходного состояния информационного табло 3.

Воздействием на кнопку «Общий сброс пульта блока 1 перед выполнением любого частного алгоритма производится установка в исходное состояние счетчика 17, регистра 24, триггера 36, счетчиков 34, 38 и 39.

Счетчик 17 с асинхронными установочными входами, выполненный на максимальное число операций алгоритма управления, предназначен для организации выборки хранимой информации общего (или частных) алгоритма управления.

Накопитель 23 предназначен для хранения информации общего алгоритма управления. Для хранения информации каждого частного алгоритма управления выделены части (зоны) накопителя 23. В каждой ячейке памяти записаны коды операции и от- светки. Код операции соответствует номеру органа управления, на который необходимо воздействовать оператору в данном состоянии моделируемого объекта управления. 5 Код отсветки соответствует состоянию определенных средств индикации (транспоран- тов, индикаторов и т. д.) информационного табло 3 в зависимости от органа управления

Узел 25 предназначен для выявления ощибочных воздействий оператором на груп- 0 пу органов управления, предназначенных для выполнения последовательности операций общего (или частных) алгоритма управления.

Узел 28 предназначен для регистрации действий оператора по управлению моделируемым объектом.

Счетчик 34 предназначен для подсчета числа возможных попыток угадывания правильной операции алгоритма из возможных, а с помощью элементов И 35, триггера 36 0 фиксируется максимально возможное число операций подбора.

Счетчик 38 подсчитывает число правильно выполненных операций. Показания счетчика отображаются двоичной индикацией.

Счетчик 39 подсчитывает число ошибок.

5

5

допущенных оператором при выполнении общего (или частных) алгоритма управления. Показания счетчика также отображаются двоичной индикацией.

Тренажер операторов автоматизирован систем управления работает следующим

образом.

В исходном состоянии в накопителе 23 записан общий алгоритм управления, представленный в виде совокупности частных 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. Оператор

10

20

25

в процессе обучения может выбрать самостоятельно общий или любой из частных алгоритмов и осуществлять процесс тренировки только на этой части общего алгоритма. В связи со сложностью общего алгоритма управления это позволяет сократить общее время тренировки и проводить ее целенаправленно с учетом отработки частных алгоритмов.

Перед началом выполнения любого алгоритма управления оператор нажатием кнопки «Общий сброс, находящейся в блоке 1, устанавливает реверсивный счетчик 17, регистр 24, триггер 36 и счетчики 34, 38, 39 в нулевое состояние. Происходит это следующим образом. При воздействии one- 5 ратором на кнопку «Общий сброс сформированный сигнал поступает на вход «Установка нуля реверсивного счетчика 17, через элемент 21 - на вход сброса регистра 24, на нулевой вход триггера 36, через элемент 40 - на установочный вход счетчика 34 и на установочные входы счетчиков 38 и 39.

Набор 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 тем самым первоначальную запись набранной информации через асинхронные установочные входы в счетчик 17. Одновременно с выхода блока 1 сигнал поступает через элемент 2 на элемент 8 и на вход табло 3, вся содержащаяся информация с которого сбрасывается. Одновременно с выхода блока 1 сигнал поступает через элемент 26 на вход элемента 20. Сигнал, задержанный элементом 20 на время, необходимое для записи новой информации по суммирующему входу счетчика 17, поступает на 40 вход дещифратора 22, разрещая выбор информации из соответствующей ячейки накопителя 23. Код операции через одни выходы, а код отсветки через другие выходы регистра 24 поступают соответственно на входы узлов 25 и 9. Сигнал, задержанный элементом 8 на время, необходимое для переключения соответствующих элементов, является разрещающим для отсветки исходного состояния на табло 3, оператор приступает к выполнению последовательности операций, требуемых для достижения цели в данной задаче управления.

При воздействии на соответствующий орган управления блока 1 сигнал с его выхода через щифратор 6 записывается в регистр

30

35

45

50

пульс подается на входы элемента 19, блока 15 и элемента 16.

Двоичный код из регистра 13 через блок 15 поступает на входы узлов 25 и 28. где фиксируется выполненное действие оператора. Одновременно с поступлением си1 нала на вход одновибратора 44 выходно сигнал элемента 12 поступает на нулевые входы триггеров 4 и 5, приводя индикаторы 10 и 11 («Верно и «Неверно) в исходное состояние. Сигнал с выхода элемента 12 поступает на вход элемента 21 и на суммирующий вход счетчика 17. Выходным сигналом элемента 21, поступающим на вход регистра 24, последний обнуляется. Реверсивный счетчик 17 устанавливается в состояние, двоичный код на выходе которого соответствует номеру следующей ячейки памяти накопителя 23. Сигнал с выхода элемента 20 поступает на вход дешифратора 22, разрещая выбор информации из указанной ячейки памяти. Код операции через одни выходы, а код отсветки через другие выходы регистра 24 поступают соответственно на входы уз лов 25 и 9. Сигнал опроса, задержанный элементом 19 на время, необходимое для поразрядного сравнения двоичных кодов, поступивщих 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 выполнении действия оператором выходной сигнал «Правильно подается на входы узла 28, триггера 4, элемента 18, счетчика 38, элемента 40 и элемента 2, с выхода которого сигнал сбрасывает содержимую информацию на табло 3.

Сигнал, поступивщий с элемента 8, задержанный на время сброса предыдущей информации, разрешает отсветку очередной информации на табло 3. Сигнал «Правильно, поступивщий на вход триггера 4, переводит его в единичное состояние, тем самым осуществляется засветка индикатора 10 («Верно). Сигнал «Правильно, поступивщий на вход элемента 40 с его выхода, поступает на вход счетчика 34 и устанавливает его в исходное состояние, если при выпо, 1- нении предыдущей операции оператором совершилась ошибка. Одновременно сигнал «Правильно, поступивший на вход счетчика 38, переводит его в очередное состояние. Кроме того, сигнал «Правильно, поступивщий на вход элемента 18 с его выхода, поступает на вход регистра 13 (вход сброса). Оператору разрешается выполнение следующей операции. При наличии сигнала «Неверно на выходе элемента 27 срабатывает триг13 в виде двоичного кода, соответствующего 55гер 5, выходной сигнал которого осуществлявыбранному органу управления. Одновре-ет засветку индикатора 11 («Неверно), сигменно с выходов шифратора 6 через эле-нализируя оператору о неверно вынолненмент 12 сигнал поступает на одновибра-ной операции. Сигнал с выхода элемента 27

тор 14, с выхода которого единичный им-поступает одновременно на вход узла 28 и

10

0

5

5

0

0

5

5

0

пульс подается на входы элемента 19, блока 15 и элемента 16.

Двоичный код из регистра 13 через блок 15 поступает на входы узлов 25 и 28. где фиксируется выполненное действие оператора. Одновременно с поступлением си1 нала на вход одновибратора 44 выходно сигнал элемента 12 поступает на нулевые входы триггеров 4 и 5, приводя индикаторы 10 и 11 («Верно и «Неверно) в исходное состояние. Сигнал с выхода элемента 12 поступает на вход элемента 21 и на суммирующий вход счетчика 17. Выходным сигналом элемента 21, поступающим на вход регистра 24, последний обнуляется. Реверсивный счетчик 17 устанавливается в состояние, двоичный код на выходе которого соответствует номеру следующей ячейки памяти накопителя 23. Сигнал с выхода элемента 20 поступает на вход дешифратора 22, разрещая выбор информации из указанной ячейки памяти. Код операции через одни выходы, а код отсветки через другие выходы регистра 24 поступают соответственно на входы узлов 25 и 9. Сигнал опроса, задержанный элементом 19 на время, необходимое для поразрядного сравнения двоичных кодов, поступивщих 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 выполнении действия оператором выходной сигнал «Правильно подается на входы узла 28, триггера 4, элемента 18, счетчика 38, элемента 40 и элемента 2, с выхода которого сигнал сбрасывает содержимую информацию на табло 3.

Сигнал, поступивщий с элемента 8, задержанный на время сброса предыдущей информации, разрешает отсветку очередной информации на табло 3. Сигнал «Правильно, поступивщий на вход триггера 4, переводит его в единичное состояние, тем самым осуществляется засветка индикатора 10 («Верно). Сигнал «Правильно, поступивщий на вход элемента 40 с его выхода, поступает на вход счетчика 34 и устанавливает его в исходное состояние, если при выпо, 1- нении предыдущей операции оператором совершилась ошибка. Одновременно сигнал «Правильно, поступивший на вход счетчика 38, переводит его в очередное состояние. Кроме того, сигнал «Правильно, поступивщий на вход элемента 18 с его выхода, поступает на вход регистра 13 (вход сброса). Оператору разрешается выполнение следующей операции. При наличии сигнала «Неверно на выходе элемента 27 срабатывает триг5гер 5, выходной сигнал которого осуществляУказанная градация устанавливается, как пример для какого-то алгоритма. В зависимости от сложности алгоритма и его важности градация может меняться.

Изобретение позволяет расширить дидактические возможности тренажера за счет исключения случайного подбора операций правильного вынолнения алгоритма, а также оценить деятельность оператора АСУ за выполненный алгоритм, что повышает эфна вход элемента 18, выходной сигнал которого поступает на вход сброса регистра 13. С выхода элемента 27 сигнал также поступает на входы счетчиков 34 и 39, переводя их Б очередные состояния. Кроме того, выходной сигнал элемента 27 поступает на вычитающий вход счетчика 17, исключая записанную единицу, т. е. код неверно выполненной операции управления.

Счетчик 17 устанавливается в состояние,

соответствуюшее началу выполнения оши- Ю фективность обучения, бочной операции, т. е. оператору предоставляется возможность исправления неверно выполненной операции управления. Информационное табло 3 при неверно выполненной операции отсветку не изменяет. С выполнением оператором следующего действия цикл работы тренажера повторяется. Элемент 35 срабатывает при допустимом числе возмож- пых попыток угадывания правильной операции алгоритма из возможных, т. е. при появФормула изобретения

15

Тренажер операторов автоматизированных систем управления по авт. св. № 1203571, отличающийся eм, что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера, в него введены счетчик числа операций, элемент И, триггер, индикатор, счетчики числа правильно и неправильно выполненных опелепии сигналов на соответствуюп их прямых 20 раций и второй элемент ИЛИ, причем пер- и инверсных выходах счетчика 34. Выходной вый вход второго элемента ИЛИ и информационный вход счетчика числа правильно выполненных операций соединены с первым выходом блока сравнения, второй выход которого подключен к информационным входам счетчика числа неправильно выполненных операций, и счетчик числа операций, выходы которого соединены с соответствуюсигнал с элемента 35, поступивший на вход триггера 36, переводит его в единичное состояние, тем самым осуш,ествляется засветка индикатора 37 («Вы не готовы к работе). Полученные данные в счетчиках 38 и 39 в зависимости от сложности обрабатываемо- г о алгоритма позволяют оценить деятельность оператора АСУ по процентному соотношению числа неверно выполненных опера25

шими входами элемента И, а установочный вход - с выходом второго элемента ИЛИ,

ций алгоритма управления к общему числу ЗО второй вход которого, R-вход триггера и усверно выполненных операции алгоритма управления.

Соотношения оценок: 90-100% - оценка «Отлично, 70-90°/о - оценка «Хорошо, 50-70% - оценка «Удовлетворительно и до 50% - оценка «Неудовлетворительно.

Указанная градация устанавливается, как пример для какого-то алгоритма. В зависимости от сложности алгоритма и его важности градация может меняться.

Изобретение позволяет расширить дидактические возможности тренажера за счет исключения случайного подбора операций правильного вынолнения алгоритма, а также оценить деятельность оператора АСУ за выполненный алгоритм, что повышает эффективность обучения,

ь обучения,

Формула изобретения

шими входами элемента И, а установочный вход - с выходом второго элемента ИЛИ,

тановочные входы счетчиков числа правильно и неправильно выполненных операций подключены к второму выходу пульта оператора, S-вход триггера соединен с выходом элемента И, а прямой выход - с входом индикатора.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам профессиональной подготовки операторов АСУ (тренажерам) и является усовершенствованием тренажера по авт. св. № 1203571. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей тренажера. Новым в предлагаемом тренажере является введение в основной тренажер счетчика 38 числа правильно выполненных операций, счетчика 39 числа неправильно выполненных операций, элемента И 35, триггера 36, индикатора 37 («Вы не готовы к работе), второго элемента ИЛИ 40, суммируюш,его счетчика 34 и их связей с элементами и узлами тренажера. Это позволяет расширить дидактические возможности тренажера за счет исключения случайного подбора операций правильного выполнения алгоритма и обеспечения возможности оценить деятельность оператора АСУ за выполненный алгоритм. 1 ил. « (Л со оо О5 О 00 ел fsj