Устройство для обучения и контроля совместной работы операторов Советский патент 1987 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к тренажерам операторов систем управления и может быть использовано, в частности, для тренировки и инженерно-психологического изучения совместной деятельности операторов прокатных станов.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства.

На чертеже представлена структура данного устройства.

Устройство для обучения и контроля работы операторов содержит пульт инструктора, блок 2 отображения учебной информации, пульты 3 и 4 операторов, сумматоры 5 и 6, блоки 7 и 8 формирования сигнала управления, блоки 9 и IО моделирования объекта управления, блоки 11 и 12 формирования эталонов, блоки 13 и 14 формирования возмущающих воздействий, функциональные преобразователи 15 - 18.

Блок- 2 состоит из узла 19 отображения (параметров объекта и програм-:

осуществляется на базе операционных усилителей. При этом, первый вход схемы подключается к выходу блока 7 (или 8) соответствующего канала, а второй вход схемы, совпадакзщий со вторым входом интегратора, подключается к выходу блока 13 (или 14) соответствующего канала. Выход интеграто10 ра, являющийся выходом схемы блока 9 (или 10), подключается к соответствующим входам блока 2.

На пульт 1 выведены потенциометры позволяющие изменять статические и

15 динамические параметры моделируемого объекта управления путем изменения соответствующих коэффициентов передачи операционных усилителей, на базе которых по указанной схеме собраны

20 блоки 9 и 10. При этом изменение од- ного коэффициента приводит к изменению статических свойств модели, изменение другого коэффициента - к изменению имитируемой инерционности

мы возмущений) и узла 20 отображения 25электрической цепи управляемого опе(сигнала задания и выходных координатратором электропривода прокатного

модели).стана, а изменение третьего коэффици- -Блоки 9 и

10 в совокупности имитируют работу основных механизмов (главного привода валков, нажимного устройства, линеек манипуляторов и др.) реверсивного прокатного стана (блюминга) . ,

Блоки 9 и 10 моделирования объекта

ента - к изменению электромеханической инерционности (электромеханичес- кой постоянной времени) управляемого объекта.

Блоки 13 и 14 предназначены для имитации ударного приложения нагрузки (например, при вхождении слитка в

управления каждого канала в простей- jg валки прокатного стана) и в простейшем случае представляют собой колеба- шем случае представляют собой реальтельные звенья второго порядка, состоящие из последовательно соединенных инерционного звена первого порядка и интегрирующего.звена, охваченных жесткой Отрицательной обратной связью. При этом инерционное звено имитирует инерционность электрической цепи электропривода прокатного стана, управляемого оператором, а последовательно соединенное с ним интегрирующее звено имитирует электромеханическую инерционность управляемого объекта. Возмущение, прикладываемое ко второму входу интегрирующего звена (совпадающему со вторым входом каждого из блоков 9 и 10), имеет физический смысл механического момента нагрузки (момента статистического сопротивления нагрузки),

Техническая реализация каждого из блоков 9 и 10 в соответствие с ука . занной структурной схемой и передаточной функцией колебательного звена

осуществляется на базе операционных усилителей. При этом, первый вход схемы подключается к выходу блока 7 (или 8) соответствующего канала, а второй вход схемы, совпадакзщий со вторым входом интегратора, подключается к выходу блока 13 (или 14) соответствующего канала. Выход интегратора, являющийся выходом схемы блока 9 (или 10), подключается к соответствующим входам блока 2.

На пульт 1 выведены потенциометры позволяющие изменять статические и

динамические параметры моделируемого объекта управления путем изменения соответствующих коэффициентов передачи операционных усилителей, на базе которых по указанной схеме собраны

блоки 9 и 10. При этом изменение од- ного коэффициента приводит к изменению статических свойств модели, изменение другого коэффициента - к изменению имитируемой инерционности

ные форсирующие звенья (форсирующие звенья с фильтрацией), реализованные на базе операционного усилителя.

Блоки 7 и 8 предназначены для имитации управления моделируемым объектом - реверсивным прокатным станом (блюмингом). Техническая реализация блоков 7 и В осуществляется на базе

трех операционных усилителей (звена ограничения, интегратора и инвертот- ра), подключенных по схеме задатчика интенсивности. Регулирование темпа изменения выходного сигнала блока 7

производится оператором первого канала с пульта 3 посредством блока 11 в зависимости от конкретной ситуации в процессе тренажа. Регулирование темпа изменения выходного сигналаблока 8 производится оператором второго канала с пуль-т а 4 посредством бло.ка 12 в зависимости от задания, выдаваемого инструктором с пульта 1 н отображаемого узлом 19. Регулирование темпа изменения выходного сигнала блоков 7 и 8, а вследствие этого . регулирование интенсивности изменени выходных координат блоков 9 и 10, вход которых подключен к выходу блоков 7 и 8 соответственно, позволяет имитировать изменение скорости (интенсивности) прокатки, предопределяемой, с одной стороны, инструктором и устанавливаемой по его команде оператором второго канала с пульта 4 (имитация принудительного ритма прокатки, определяемого ходом технологического процесса в производственной линии прокатного стана, и производственной ситуацией, сложившейся к этому моменту в технологической цепи), а с другой CTOpOHbi, выбираемой оператором первого канала и устанавливаемой с пульта 3 (в зависимости от конкретной ситуации, возникающей в процессе имитации прокатки данного слитка), с целью достаточно быстрого

приближения к решению задачи, стоящей 25 уставки положительного и отрицательперед операторами. Перед операторами в ходе тренажа ставится задача минимизации отклонений выходной координаты блока 9 первого канала от выходной коодинаты блока 10 второго канала и от эталонного сигнала, задаваемого с пульта 1 на вход преобразователя 18 и непосредственно на один из входов узла 20, Данная задача выступает как необходимая составляющая общей задачи тренажа, формулирующейся для операторов как задача тренировки навыков совместной работы двух операторов при управлении динамическим объектом и выполнении задаваемой с пульта 1 программы.

Из блоков 7 и 8 выведены на пульт 1 регуляторы, позволяющие дискретно (от тренировки к тренировке или в ходе тренировки) изменять величину постоянной времени интегрирования интегратора, вход которого подключен к выходу звена ограничения (в соответствии с указанной схемой). Тем самым реализуется возможность трениров- 50 алгебраического сложения сигналов.

ки операторов при различном темпе работы, увеличиваемом инструктором от тренировки к тренировке по мере улучшения результатов совместной работы операторов.

Блоки 11 и 12 предназначены для изменения характеристик или закона . изменения сигнала управления на выходе блоков 7 и 8, которое осуществляется путем изменения параметров (уставок) блоков 7 и 8 .посредством подключенных к их второму входу блоков 11 или 12 (по принадлежности к соответствующему каналу). Блоки 11 и 12 при данном конкретном выполнении предлагаемого устройства представляют собой блоки раздельного (несимметричного) регулирования уставок напряжения ограничения звена ограничения, входящего в состав каждого из блоков 7 и 8, выполненных по указанным структурной и принципиальной схемам.

Блок раздельного регулирования уставок напряжения ограничения установлен в цепи обратной связи операционного усияи 1 еля с высоким коэффициентом усиления (звена ограничения блоков 7

и 8).

Уставка напряжения ограничения (опорное напряжение) подается на вход блоков 11 и 12 с пультов3 или 4 соответствующего канала. При этом

0

ного напряжений ограничения блока 11 раздельно изменяются оператором первого канала с пульта 3 с помощью двух педальных сельсинных командоаппара- тов. Фазочувствительные выпрямители, входящие в состав каждого из сельсинных командоаппараторов, -подключаются своими выходами ко входам соответствующей полярности блока 11, общая

5 точка, образованная при соединении

разнополярных выходов фазочувствитель- ных выпрямителей, подключается к общей точке электрической схемы блока 7. Уставка напряжения ограничения

0 блока 12 симметрично для положитель- ного и отрицательного напряжений устанавливается оператором второго канала с пульта 4 с помощью одного педального переключателя (командоап5 парата) в соответствие с заданием, выдаваемым оператору с пульта 1 и отображаемым узлом 19.

Сумматоры 5 и 6 соответственно первого и второго канала служат для

поступающих с выходов преобразователей 15 - 18.

Преобразователи 15 - 18 выполняют функции математического преобразования сигналов, поступающих с органов , управления пультов 1, 3 и 4.

При этом, преобразователь 15 осуществляет математическое преобразование сигнала, поступающего.с правого

ручного командоаппарата пульта 3 первого канала в соответствие с передаточной функцией реального форсирующего (фазоопережающего) звена.

Преобразователь 16 осуществляет математическое преобразование сигнала коррекции программ тренажа, поступающего с лев.ого ручного командоаппарата пульта 3 оператора первого канала в соответствие с передаточной функцией реального дифференцирующего звена (дифференцирование с фильтрацией).

Техническая реализация звена осуществляется на базе операционного усилителя.

Преобразователь 17 осуществляет математическое преобразование сигнала коррекции задания выходной координаты блока 9, поступающего с правого ручного командоаппарата пульта 4. При этом, с помощью операционного усилителя реализуется соответствующа передаточная функция инерционного звена.

Преобразователь 18 осуществляет математическое преобразование сигнала задания выходной координаты блока 10 (сигнала задания тренажа), поступающего с пульта 1, При этом с помощью операционного усилителя реализуется пропорциональный закон и соответствующая передаточная функция.

На пульт I выведены потенциометры позволяющие изменять коэффициенты преобразователей 16 и 17 и позволяющие инструктору в ходе тренажа изменять степень взаимного влияния действий операторов первого и второго каналов.

Пульты 3 и 4 по составу и компоновке органов управления приближены к реальным пультам управления реверсивными прокатными станами (блюмингами) . Основными органами управления являются ручные и педальные сельсин- ные командоаппараты, состоящие из стандартных сельсинов и фазочувстви- тельных выпрямительных устройств.

Пульт 3 первого канала имеет два ручных сельсинных командоаппарата (правый и левый). Выход правого ручного командоаппарата пульта 3 соединен со входом преобразователя 15. Выход левого ручного командоаппарата пульта 3 соединен со входом преобразователя 16, Пульт 3 первого канала имеет, кроме того, два педальных

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сельсинных командоаппарата (левый и правый), фазочувствительные выпрямители которых соединены со входами соответствующей полярности электри- ческой схемы блока 11. Правым педальным командоаппаратом оператор регулирует темп увеличения (нарастания) сигнала блока 7 (имитация управления скоростью главного привода реверсивного прокатного стана-блюминга при прокатке слитка вперед), а левым педальным командоаппаратом оператор регулирует темп уменьшения (спадания) выходного сигнала блока 7 (имитация угфавления скоростью главного привода реверсивного прокатного стана(блюминга) при прокатке слитка назад). Пульт 4 второго канала имеет один педальный сельсинный командоаппарат,

соединенный со входом блока 12. Этот педальный командоаппарат имеет два фиксированных положения для имитации двух режимов работы. Первое положение педали - имитация нормального режима работы, а второе положение педали соответствует выполнению требований инструктора о работе в ускоренном режиме, возникающем в реальной обстановке управления технологическим процессом при необходимости быстрейшей прокатки партии слитков, уже находящихся на рольганге перед станом (как результат имеющей место неритмичности поставки слитков из нагревательных колодцев). Пульт 4 имеет также два ручных сельсинных командоаппарата (левый и правый). Выход левого ручного командоаппарата пульта 4 подключен ко входу блока 14. Данный командоаппарат имеет ряд фиксированных положений, в которые оператор устанавливает орган управления в соответствие с заданием инструктора. При этом производится приложение возмущения - моделируемой блоком 14 механической нагрузки и имитируется изменение величины обжатий слитка. Выход

I правого ручного командоаппарата пуль- та 4 подключен ко входу преобразователя 17.

Сигнал на вход преобразователя 18, а также блока 13, подается с пульта 1 при помощи сельсинных командоаппа- ратов. При этом сигнал, поступающий на вход преобразователя 18, одновременно подается на один из входов узла 20. Сигнал, поступающий с пульта 1 на вход блока 13, одновременно подается на вход цифрового вольтметра узла 19.

Узел 19 представляет собой информационное табло, состоящее из совокупности организованных в соответствии с эргономическими требованиями приборов и средств индикации, включая цифровые и стрелочные приборы, а также световые индикаторы. На табло, на цифровом индикаторе, отображается величина возмущения, задаваемого с пульта I посредством блока 13 на вход блока 9. Уставки динамических и статических параметров блоков 9 и 10 моделирования объекта управления, а также уставка постоянной времени интегрирования интеграторов, входящих в состав блоков 8 и 7, рто- бражаются на стрелочных и цифровых индикаторах узла 19. Задание с пульта 1 величины возмущения (требуемого положения рукоятки левого ручного командо аппарат а пульта 4) отображаются посредством световой индикации- загорание лампы, соответствующей заданному положению командоаппарата.

Узел 20 представляет многоканальный (с числом отображаемых сигналов не менее трех) электронно-лучевой осциллограф, на экране которого отображаются изменяющиеся во времени координаты выходных сигналов блоков 9 и 10, а также сигнала задания положения выходной координаты блока 10, подаваемого с пульта I на вход преобразователя 18, При этом сигнал эа дания положения выходной координаты блока 10 (сигнал задания программы тренажа), подаваемого с пульта 1 одновременно на один из входов узла 20 является эталоном, с которым операторы сравнивают выходные сигналы блоко 9 и 10,

Регистрация управляющих действий операторов с целью исследования их совместной деятельности производится с помощью многоканального регистратора (самописца), подключенного к выходам всех органов управления пультов 3 и 4 и пульта 1, а также к выходам блоков 9 и 10,

Устройство работает следующим образом.

После подачи с пульта 1 сигнала готовности операторам, инструктор подает на вход преобразователя 18 сигнал задания положения выходной координаты блока 10, Одновременно

этот сигнал подается на один из входов узла 20, Этот сигнал выступает в| качестве эталона, с которым операторы сравнивают отображаемые на том же индикаторе узла 20 выходные сигналы блоков 9 и 10, Кроме того, с пульта 1 подается сигнал на один из входов узла 19, Этот сигнал характеризует

задаваемую инструктором величину возмущения (или требуемое положение со- ответствующего командоаппарата пульта 4, с помощью которого вводится возмущение) , которое необходимо ввести

оператору второго канала на вход блока 14, Изменение величины возмущения производится по команде инструктора оператором второго канала с пульта 4 при помощи левого ручного командоаппарата, имеющего ряд фиксированных положений. Прикладываемое возмущение имитирует момент статического сопротивления (механическую нагрузку), возникающую при прокатке слитка, в

частности при изменении величины обжатий слитка (величины раствора валков), которое осуществляется в реальных условиях прокатки в соответствие с программой обжатий, задаваемой в

данном устройстве инструктором пульта 1,

После поступления сигнала с пульта 1 на вход преобразователя 18 и далее, через последовательно соединенHbie с ним сумматор 6 и блок 8, на . вход блока 10, выходной сигнал последнего начинает возрастать с темпом, определяемым установленными с пультов 1 и 4 параметрами (уставками)

блока 8 и зависящим также от собственных инерционностей моделируемого блоком 10 объекта управления. При этом выходной сигнал блока 10 стремится достичь величины эталонного

сигнала (сигнала задания тренажа), поступающего на вход преобразователя 18 и один из входов узла 20, не отстает от него из-за наличия инерционностей в цепи прохождения сигнала,

Оператор первого канала, перед которым ставится задача достижения максимального отклонения выходной координаты управляемого им объекта (блока 9) от выходной координаты блока

10, находящегося во втором канале, и от эталонного сигнала (сигнала задания тренажа), с пульта 3 с помощью правого ручного командоаппарата устанавливает задание выходной координаты блока 9, Сигнал задания выходной координаты блока 9 с пульта 3 поступает на вход преобразователя 15. . который осуществляет его математическое преобразование в соответствие с реализуемой блоком передаточной функцией реального форсирующего звена форсирующего звена с фильтрацией сигнала). Сигнал с преобразователя 15 через последовательно соединенные с ним сумматор 5 и блок 7 поступает на вход блока 9, выходной сигнал которого начинает возрастать с темпом, определяемым установленным - с пультов 1 и 4 параметрами (уставками) блока 7 и зависящим также от собст-.. венных инерционностей моделируемого блоком 9 объекта управления.

сивного прокатного стана (блюминга) при-прокатке слитка вперед и назад. В процессе тренажа инструктор с

пульта I посредством блока 13, имитирующего механическую нагрузку, вводит сигнал возмущения в блок 9. Тем самым имитируется изменение массы прокатываемого слитка, а также его

10 механических свойств (твердости,

пластичности). На приложение нагрузки (возмущения) блок 9 реагирует изменением (уменьщением) величины выходного сигнала, отображаемого узлом

15 ,20. С целью минимизации возникшего рассогласования выходных координат блоков 9 И 10 и эталонного сигнала, оператор первого канала с пульта 3 с помощью правого ручного командоаппаТемп изменения (нормальный или по- 20 Рата, соединенного со входом преоб- вьппенный) выходного сигнала блока 8 разователя 15 изменяет задание вели- (.и соответственно тем изменения выходной координаты блока 10) устанавливается оператором второго канала с пульта 4 с помощью педального двух- 25 блока 11, регулирует в конечном сче- позиционного командоаппарата в соот- те темп изменения выходного сигнала ветсувие с заданием, вьщаваемым данному оператору с пулЬта 1 посредством табло узла 19.

Темп изменения выходного сигнала блока 7 (и соответственно темп изменения выходной координаты блока 9) устанавливается оператором первого канала с пульта 3с помощью двух педальных командоаппаратов в соответст- gg вход преобразовател;я 18 и один из ВИИ с собственной оценкой конкретной входов узла 20. Эта помощь заключаетчнны выходного сигнала блока 9, а также с помощью двух педальных-командоаппаратов, подключенных ко входу

блока 9.

Оператор второго канала может оказать определенную помощь оператору 30 первого канала в решении задачи минимизации отклонения выходной координаты блока 9 от выходной координаты, блока 10 и от эталонного сигнала задания, поступающего с пульта .1 на

ситуации, складывающейся при его работе в режиме сложения с преследова- нием за изменением выходной координаты блока 10, и с целью быстрейшего достижения минимума рассогласования выходных координат блоков 9 и 10, наблюдаемых на электронно-лучевом индикаторе узла 20. При этом оператором первого канала с помощхзю правого педального командоаппарата пульта 3 регулируется величина положительного опорного напряжения блока I1, что приводит к изменению темпа увеличения (нарастания) выходного сигнала блока 7, и с помощью левого педального командоаппарата пульта 3 регулируется величина отрицательного опорного напряжения блока 11, что приводит к изменению темпа уменьщения (спадания) выходного сигнала блока 7, подключенного к первому входу блока 9, Тем самым имитируется управление скоростью главного привода реверсивного прокатного стана (блюминга) при-прокатке слитка вперед и назад. В процессе тренажа инструктор с

пульта I посредством блока 13, имитирующего механическую нагрузку, вводит сигнал возмущения в блок 9. Тем самым имитируется изменение массы прокатываемого слитка, а также его

механических свойств (твердости,

пластичности). На приложение нагрузки (возмущения) блок 9 реагирует изменением (уменьщением) величины выходного сигнала, отображаемого узлом

,20. С целью минимизации возникшего рассогласования выходных координат блоков 9 И 10 и эталонного сигнала, оператор первого канала с пульта 3 с помощью правого ручного командоаппаРата, соединенного со входом преоб- разователя 15 изменяет задание вели- блока 11, регулирует в конечном сче- те темп изменения выходного сигнала

чнны выходного сигнала блока 9, а также с помощью двух педальных-командоаппаратов, подключенных ко входу

Рата, соединенного со входом преоб- разователя 15 изменяет задание вели- блока 11, регулирует в конечном сче- те темп изменения выходного сигнала

вход преобразовател;я 18 и один из входов узла 20. Эта помощь заключаетблока 9.

Оператор второго канала может оказать определенную помощь оператору первого канала в решении задачи минимизации отклонения выходной координаты блока 9 от выходной координаты, блока 10 и от эталонного сигнала задания, поступающего с пульта .1 на

ся в коррекции задания выходной координаты блока 9 первого канала оператором второго канала с пульта 4 при

помощи правого ручного командоаппарата, соединенного через преобразователь 17 со входом сумматора 5 первого канала, и является эффективной при приложении возмущения (нагрузки)

инструктором, осуществляемого с пульта 1 через блок 13 на вход блока 9, а также при изменении с пульта 1 сигнала задания выходной координаты блока 10, поступающего на вход преобразователя 18 (т.е. при изменении эталонного сигнала, отображаемого оператором индикатором узла 20). Указанная коррекция является эффективной также при приложении возмущений (нагрузки) с пульта 4 оператором второго канала через блок -14 на вход блока 10, осуществляемого по команде инструктора и вызывающего изменение (просадку) выходной координаты блока Ю.

При этом особенностью корректирующег сигнала, изменяемого оператором второго канала, является его повышенная инерционность вследствие присутствия в цепи прохождения сигнала коррекции инерционного звена, реализуемого с помощью преобразователя 17.

В свою очередь, оператор первого канала с пульта 3 может оказывать влияние на общую результативность работы не только путем управления выходной координатой узла 9 своего канала, но и путем коррекции задания выходной координаты блока 10 соседне го канала, управляемого другим оператором. Данная коррекция имеет место лишь в переходном режиме и предназначена для смягчения возникающего рассогласования выходных координат бло- ков 9 и 10 при скачкообразном изменении с пульта 1 в ходе тренажа сиг- |нала задания выходной координаты блока 10. Осуществляется данная коррекция с пульта 3 при помощи левого ручного командоаппарата, соединенного со входом преобразователя 16, выход которого подключен ко входу сумматора 6. Реализация коррекции задания выходной координаты блока 10. лишь в переходном режиме, не оказывающая влияния на конечную (заданную величину выходного сигнала блока 10, оказывается возможной благодаря тому, что преобразователь 16 осуществ-i ляет математическую операцию реального дифференцирования (дифференцирования с фильтрацией) сигнала, поступающего с органа управления - левого ручного командоаппарата пуль- та 3.

Инструктор в ходе тренажа и при подготовке к нему с помощью выведенных на пульт 1 регуляторов осуществляет изменение динамических и ста- тических параметров блоков 9 и 10, что позволяет тренировать операторов в условиях, моделирующих реальную ситуацию, когда тот или иной реальный электропривод прокатного стана, управляемый оператором посредством некоторой системы управления, переводят на систему управления с другими, отличающимися от старой, привычной системы статическими и динамическими характеристиками. Благодаря этому в устройстве реализуется возможность переучивания, адаптации операторов к новым условиям работы, определяемым

Q 5 5 о Q

g 0 5

5

техническим компонентом человеко-машиной системы прокатный стан. Кроме того, изменение статических характеристик блоков 9 и 10 с пульта 1 приводит к изменению просадки выходной координаты названных блоков при приложении возмущения (нагрузки), что позволяет имитировать в ходе тренажа изменение пластичных свойств прокатываемого металла, вызванное, в частности, недостаточным нагревом слитка,

С помощью выведенных на пульт 1 регуляторов инструктор осуществляет изменение степени взаимного влияния деятельности операторов путем изменения коэффициентов передачи преобразователей 16 и 17, посредством которых реализуются перекрестные связи между двумя каналами. Кроме того, инструктор с пульта 1 в ходе тренажа и при подготовке к нему изменяет уставки постоянных времени интегрирования интеграторов, входящих в состав блоков 7 и 8 с целью изменения темпа тренировки, увеличивая его от тренировки к тренировке. Значительное увеличение инструктором темпа изменения выходного сигнала блоков 7 и 8 (при резком уменьщении постоянной времени интеграторов, входящих в состав названных блоков) в ходе тренировки без достаточного периода адаптац11И (приспособления) к новому темпу дает возможность искусственного создания экстремальных ситуаций в управлении имитируемым процессом прокатки и изучения совместной деятельности и состояния операторов при возникновении психической напряженности как результата осуществления сложной деятельности в условиях дефицита времени.

Оператор второго канала работает в основном в режиме выполнения заданий темпа тренажа и программы возмущений (программы обжатий), выдаваемых инструктором с пульта 1 на табло узла 19, Кроме этого, он осуществляет коррекцию задания вьпсодной координаты блока 9 первого канала, наблюдаемой на индикаторе узла 20 с целью .минимизации отклонения выходной координаты блока 9 от выходной координаты блока 10 и от эталонного сигнала задания (работа в режиме слежения с преследованием). Это требует распределения внимания оператора второго канала между средствами отображения информации узла 19 и индикатором уз- .

ла 20, a также концентрации внимания при наблюдении за выходными сигналами блоков 9 и 10 и эталонным сигналом, отображаемым на экране электронно-лучевого осциллографа узла 20.

Оператор первого канала работает в основном в режиме слежения с преследованием, что требует напряжения функций концентращ1И внимания. Он прослеживает на экране электроннолучевого осциллографа узла 20 изменение выходной координаты блока 10 и стремится так управлять выходной координатой блока 9, также отображаемой 15 2. Работа в таком режиме требует от

на экране электронно-лучевого. осциллографа узла 20 (здесь же отображается и эталонный сигнал), чтобы отклонение между ними было минимальным. Для достижения этой цели оператор должен быстро принимать решения и ра ализовать их с помощью органов управления пульта 3. Для успешности действий прогнозирования пов,едения прослеживаемого сигнала с выхода блока 10 оператор первого канала также должен держать в поле зрения индикаторы, распЪложенные на табло узла 19, на- пряжения функции распределения внимания.

Успешность решения задачи требует координации действий операторов, манипулирующих при управлении объектом несколькими органами управления. Например, оператор первого канала непрерывно манипулирует двумя ручными командоаппаратами. и двумя педальными а оператор второго канапа манипулирует двумя ручными и одним педальным командоаппаратами.

Выход всех командоаппаратов и регуляторов Пультов 3 и 4 и пульта 1, а также выход блоков 9 и 10 подключены ко входам многоканального регистратора (самописца), анализ записи ко- торого с целью исследова1шя характе- ристик совместной деятельности производится после окончания тренировки

Таким образом, данное изобретение позволяет расширить функциональщ е возможности устройства и повысить эффективность тренажа. Блоки 7 и 8 совместно с блоками 11 и 2 позволяют имитировать управление главным

приводом реверсивного прокатного ста- 55 ляющейся следствием высокой психичес- на (блюминга). Блоки 9 и 10, блоки кой нагрузки, вызванной особенностям

Mii профессиональной деятельности операторов прокатных станов в условиях чрезвычайно большой ответственности.

13 и 14 позволяют имитировать режим обжатий слитка и изменение механической нагрузки на управляемый операто

ром электропривод прокатного стана, , обусловленной механическими свойствами и параметрами прокатываемого слитка,

Изобретение позволяет обеспечивать не только взаимное влияние действий двух операторов, но их работу в режиме слежения за выходными сигналами блоков 9 и 10, подключенных к соответствующим входам блока индикации, и в реткиме выполнения заданной программы тренажа, оперативно изменяемой с пульта 1 и отображаемой блоком

оператора напряжения психических функций концентрации и распределения внимания . Кроме того, особенности работы устройства позволяют тренировать прогнозируюшие возможности опе- раторов, а также координацию их управляющих действий.

Существует объективная необходимость тренировки операторов реверсив- ных прокатных станов (блюмингов) в режиме, приближенном к реальному режиму управления процессом прокатки, которая важна не только в период обучения профессии, но особенно в период адаптации операторов после длительного перерыва в работе (например, после отпуска), а также в период адаптации операторов к технической части системы управления электроприводами прокатного стана при изменении ее динамических и статических свойств (например, в результате модернизации). Именно в период адаптации (врабатывания), продолжающегося от нескольких часов до 2-3 рабочих

смен, операторы совершают наибольшее число ошибок, этот период наиболее опасен в аварийном отношении. Применение устройства при тренировке и исследовании совместной деятельности операторов прокатных станов позволяет уменьшить период последующей адаптации операторов к управлению реальным процессом прокатки, что приводит к повьШ1ению производительности в период врабатываемости, снижению дли- т«шьности этого периода, повышению уверенности действий операторов, снижению психической напряженности, яв

15

Устройство позволяет тренировать двух операторов, имитируя управлением процессом прокатки на реверсивном прокатном стане (блюминге), которым в реальных условиях управляют одновременно два оператора, находящиеся в пределах одного поста управления, оператор, управляющий главным приводом клети, и оператор, управляющий манипуляторами прокатного стана. Устройство позволяет тренировать и исследовать срабатываемость двух операторов, осуществляющих совместное управление процессом прокатки.

Область применения предложенного устройства не ограничивается задачами тренировки операторов прокатных станов. Предложенное устройство, обеспечивая загрузку различных психических функций, позволяет проводить исследования совместной деятельности двух операторов, в условиях, приближенных к управлению реальным технологическим процессом прокатки. Устройство позволяет менять условия работы операторов, создавать различные ситуации в ходе тренажа, влияя, таким образом, на психические состояния операторов. Устройство предусматрива- ет регистрацию результатов действий операторов, позволяя объективно оценивать результаты деятельности операторов при решении заданных задач и сравнение их с функциональным состоянием операторов.

Устройство позволяет исследовать в лабораторных условиях совместную деятельность операторов, приближенную к профессиональной деятельности операторов реверсивных прокатных станов и вызванные ею психические состояния

Формула изобретения

3

Устройство для обучения и контроля совместной работы операторов, содержащее первый пульт оператора, первый и второй выходы которого соединены с входами соответственно первого и второго функдаональных преобразователей, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и .второго сумматоров, второй пульт оператора, первый выход которого соединен с входом третьего функционального преобразователя, выход которого под10

20

зо

25

45235

ключен к второму входу первого сумматора, четвертый функциональный . преобразователь, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, пульт инструктора и блок отображения учебной информации, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены первьш и второй блоки формирования эталонов, первый и второй блоки формирования управляющих воздействий, первый и второй блоки моделирования 15 объекта управления, первьй и второй блоки формирования возмущающих воздействий, причем первый выход пульта . инструктора соединен с входом четвертого функционального преобразователя и первым входом блока отображения учебной информации, второй выход - с вторым входом блока отображения учебной информации, третий выход - с третьим входом блока отображения учебной информации и входом первого блока формирования возмущающих воздействий, выход которого и выход первого блока формирования управляюпсих воздействий подключены к соответствующим входам первого блока моделирования объекта управления, выход которого соединен с четнертым входом блока отображения учебной информации пятый вход которого подключен к вы- ходу второго блока моделирования объекта управления, выходы вторых блоков формирования управляющих воздействий и возмущающих воздействий соединены с соответствующими входами второго блока моделирования объекта управления, информационный и корректирующий входы первого блока формирования управляющих воздействий подключены к Выходам соответственно первого сум- 4g матора и первого блока формирования эталонов, вход которого соединен с третьим выходом первого пульта оператора, информационный и корректирующий входь второго блока формирования управляющих воздействий подключены к выходам соответственно второго сумматора и второго блока формирования эталонов, вход которого соединен с вторым выходом второго пульта оператора, третий выход которого подключен к входу второго блока фор- миров.ания возмущающих воздействий.

35

40

50

55

Изобретение относится к обучаю- ще-контролирующим устройствам и предназначено для тренировки и исследования совместной деятельности операторов прокатных станов. Цель изобретения - расширение дидактических возf aHa/T /t ey a/rf можностей устройства, позволяющих повысить эффективность тренажа. Устройство содержит пульт 1 инструктора, блок 2 отображения учебной информации, пульты 3, 4 операторов, сумматоры 5, 6, блоки 7, 8 формирования сигналов управления, блоки 9, 10 моделирования объекта управления, блоки 11, 12 формирования эталонов, блоки 13, 14 формирования возмущающих воздействий, функциональные преобразователи 15, 16, 17, 18, узлы 19 и 20 отображения. Сущность изобретения основана на создании возможности исследования в лабораторных условиях совместной деятельности операторов, приближенной к профессиональной деятельности операторов реверсивных прокатных станов,и вызванных ею психофизиологических состояний. 1 ил. . с & (Л