Устройство для обучения операторов Советский патент 1991 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к техническим устройствам обучения, может быть использовано в тренажерах для подготовки операторов АСУ и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Ms 1492366. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства для обучения операторов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит регистр 1 адреса (микрокоманды), блок 2 памяти (микропрограммы), регистр 3 микрокоманды, второй элемент ИЛИ 4, группу элементов ИЛИ 5, информационное табло 6, блок 7 ввода ответных действий оператора, блок 8 сравнения, первый элемент И 9, второй элемент И 10, первый триггер 11, первый счетчик 12, второй блок 13 сравнения, регистр 14, первый элемент ИЛИ 15,.вторую группу элементов И 16, группу регистров 17 адреса (микрокоманды), группу блоков 18 памяти (микропрограмм), третий элемент ИЛИ 19, первый элемент 20 задержки, первую группу элементов И 21, дешифратор 22, второй счетчик 23, третий элемент 24 задержки, генератор 25, кнопку 26, второй элемент 27 задержки, группу триггеров 28, четвертый элемент ИЛИ 29, пятый элемент ИЛИ 30, третью группу элементов И 31, шестой элемент ИЛИ 32, второй триггер 33, третий элемент И 34, третий блок 35 сравнения, четвертый элемент 36 задержки. Позицией 37 отмечен внешний вход запуска устройства. Регистры 1 и 17 предназначены для задания управляющих составляющих основного и аварийного алгоритмов деятельности оператора соответственно. Она содержит столько ячеек, сколько элементарных операций в соответствующих алгоритмах деятельности. Выходы 1 и 17 являются управляющими входами блоков 2 и 18,

Блок 2 служит для хранения в виде микросхем данных о каждой операции основного алгоритма управления, а группа блоков 18 для хранения данных об операциях устранения неисправностей на соответствующих действиях оператора, возникающих в ходе отработки основного (штатного) алгоритма управления. Каждая микрокоманда микропрограммы блока 2 содержит две микрооперации, а группа блоков 18 - три микрокоманды. В первой микрооперации

хранится код органа индикации табло 6, который изменяет свое состояние в данной операции алгоритма управления, а во второй - код органа управления табло б, на

который оператор обязан воздействовать в данной операции алгоритма. В третьей микрооперации микрокоманды блоков 18 хранится для каждой операции код органа управления блока 7, ошибочное задействование которого в процессе выполнения алгоритма устранения неисправности приведет к аварии. Выходы блоков 2 и 18 подключены к входам регистра 3 через элементы ИЛИ 5.

Регистр 3 хранит микрокоманду, соответствующую текущей операции алгоритма, выполняемого оператором.

Табло 6 и блок 7 являются физической моделью пульта оператора реальной АСУ, с

помощью которой он выполняет задачи управления.

Блок 8 предназначен для оценки безошибочности действий оператора, выполняемых с помощью органов управления блока 7.

Элементы И 9 и 10 выполняют функции коммутирующих устройств по выбору блоков 2 или 18 соответственно для выдачи оператору данных либо об основном алгоритме управления, или об аварийном алгоритме.

Триггер 11 управляет выбором соответственно штатного или аварийного алгоритмов. Счетчик 12 предназначен для подсчета

числа выполненных операций штатного алгоритма управления до наступления неисправности.

Блок 13 служит для определения момента возникновения неисправности, после

которого оператор обязан приступить к выполнению аварийного алгоритма.

Регистр 14 предназначен для хранения номера операции основного алгоритма, на которой произойдет неисправность.

Элемент ИЛ И 15 объединяет выходы регистров 17 и выходы блока 8, элемента И 9 со сдвигающим входом регистра 1.

Элементы 16 позволяют скоммутиро- вать требуемый алгоритм устранения неис0 правности-для отработки его оператором в зависимости от номера операции основного алгоритма, на которой произошла неисправность.

Элементы ИЛИ 19 и 32 и элементы 20 и 36 задержки синхронизируют процессы считывания .второй, и третьей микроопераций из регистра 3 в блоки 8 и 25 сравнения и моменты сравнения в них поступивших кодов.

Элементы И 21 коммутируют выходы регистра 14 на входы дешифратора 22.

Дешифратор 22 позволяет однозначно сопоставить номеру операции основного алгоритма, на которой произошла неисправность, требуемый алгоритм ее устранения. ния.

Счетчик 23 совместно с генератором 25 предназначен для случайного задания номера операции, на которой должна произойти неисправнЬсть. Емкость счетчика 23 определяется числом операций основного алгоритма.

Триггеры 28 обеспечивают устойчивое функционирование устройства во время переходов обучаемого от основного алгоритма к аварийному и наоборот.

Элемент И 29 объединяет прямые выходы триггеров 28 для разрешения считывания содержимого третьей микрооперации микрокоманды из регистра 3 в блок 35 через элементы И 31.

Элемент ИЛИ 30 объединяет выходы блоков 8 и 35 сравнения для выбора адресов следующих операций при безошибочном выполнении текущей операции.

Элементы И 31 выполняют функции ключевых элементов при управлении считыванием информации из третьей микрооперации микрокоманды.

Триггер 33 управляет включением управляющего входа блока 35 сравнения через элемент И 34.

Блок 35 предназначен для выявления ошибочных действий оператора, допускаемых им при отработке алгоритмов устранения неисправностей, способных вызвать аварийную ситуацию.

Устройство функционирует следующим образом.

С включением тренажера сигнал появляется на внешнем входе 37 устройства. Этот сигнал запускает генератор 25, поступив на вход регистра 1, производит выброс адреса первой микрокоманды в блоке 2 и переписывает ее содержимое в регистр 3 через элементы ИЛИ 5. На первых выходах регистра 3 появляется сигнал, который поступает на табло 6, и в соответствии с кодом, записанным в первой микрооперации микрокоманды, требуемый орган табло 6 изменяет свое состояние. Оператор, восприняв данную информацию, воздействует на соответствующий орган управления блока 7. Код

задействованного органа поступает на входы блока 8 сравнения и через элемент ИЛИ 19 поступает команда на вход регистра 3 для считывания содержимого второй микроопе- 5 рации кода требуемого органа блока 7 на входы блока 8 сравнения. Команда на сравнение поступает с выхода элемента ИЛИ 19 через элемент 20 задержки на вход блока 8 сравнения. По этой команде производится 10 сравнение кодов задействованного и требуемого органа управления блока 4, поступивших на входы блока 8 сравнения. Если поступившие коды не одинаковы, сигнала на выходе блока 8 не будет. Он появляется 15 только после совпадения кодов и поступает на одни входы элементов И 9 и 10 через элемент ИЛИ 30. Сигналы на их другие входы поступают с прямого и инверсного выходов триггера 11 соответственно. Триггер 0 11 в процессе выполнения основного алгоритма находится в единичном состоянии за счет сигнала на его входе, который поступает с выхода элемента ИЛИ 4, входы которого объединяют выходы регистра 1. Сигналом с

5 прямого выхода триггера 11 будет открыт элемент И 9, С выхода которого сигнал сравнения блока 8 поступает на вход счетчика 12 для подсчета количества выполненных операций, через элемент 27 задержки - на

0 управляющие входы, а также на вход регистра 1 через элемент ИЛИ 15. Производится сдвиг к следующей ячейке регистра 1 и выбор адреса очередной микрокоманды в блоке 2. Далее процесс функционирования

5 устройства повторяется в описанном порядке до номера операций, на которой произойдет неисправность. Порядок ее задания следующий. С момента включения устройства генератор 25 запускается и

0 вырабатывает тактовые импульсы, которые с его выхода поступают на вход счетчика 23, емкость которого определяется числом операций основного алгоритма управления. В случае переполнения счетчика 23 подсчет

5 импульсов начинается с первой операции. Инструктор обучения, нажав на кнопку 26, останавливает генератор 25 подачей сигнала на его другой вход и через элемент 24 задержки сигналом на управляющий вход

0 счетчика 23 переписывает его содержимое в регистр 14. Таким образом основной алгоритм будет выполняться до тех пор, пока не совпадутчисло операций, выполненных оператором (оно подсчитывается счетчиком

5 12), и номер операции, на которой произойдет неисправность, т.е. код, хранимый реги- стром 14. Факт совпадения данных чисел

проверяется с увеличением содержимого счетчика 12 на единицу и фиксируется сигналом на выходе блока 13 сравнения. Сигнал с его выхода поступает на вход триггера 11, переводя его в нулевое состояние, и на входы элементов И 21. На элементы И 21 подаютгя сигналы с выхода регистра 14, т.е. код номера операции, на которой должна произойти неисправность. Данный код поступает на дешифратор 22, и сигнал появляется на том его выходе, который соответствует коду, входного сигнала, что обеспечит однозначный выбор соответствующих регистра 17 и блока 18. хранящих алгоритм устранения данной неисправности. Сигнал с инверсного выхода триггера 11 поступает на элемент И 10 и открывает его, а элемент И 9 закрывается из-за пропадания сигнала на прямом выходе триггера 11, При дальнейшей работе оператора сигнал с выхода блока 8 сравнения поступает на элемент ИЛИ 30, элемент И 10 и на входы элементов И 16. Открытым будет тот элемент И 16, на вход которого будет подан сигнал с выхода одного из триггеров 28, который переводится в единичное состояние поступлением сигнала с выхода дешифратора 22 на его вход.

Обращение к выбранным в группе регистру 17 и блоку 18 будет производиться до тех пор, пока оператор не завершит (алгоритм) устранения неисправности.После безошибочного выполнения данного алгоритма оператор возвращается к выполнению основного алгоритма. Для этого сигнал с последней ячейки регистра 17 поступает на вход соответствующего триггера 28, возвращая его в нулевое состояние и закрывая элемент И 16, а также через элемент ИЛИ 15 - на сдвигающий вход регистра 1, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 4 переводит триггер 11 в единичное состояние и вновь откроет элемент И 9. Устройство продолжает функционировать в описанном порядке, обеспечивая продолжение выпол- нения оператором основного алгоритма управления.

Для фиксирования ошибок оператора, способных привести к аварии или вызвать необратимые последствия при отработке алгоритма устранения неисправности, в блоке 35 сравнения проверяются коды вы- полненного действия на блоке 7 - с кодом аварийного действия, которое не должно быть выполнено на данной операции алгоритма. Его код хранится в третьей микрооперации микрокоманд микропрограммы блока 18.

Код выполненного действия поступает на одни входы блока 35, а на другие - содержимое третьей микрооперации регистра 3 через открытые ключи - элементы И 31, сигнал на одни входы которых подается через

элемент ИЛИ 29 с прямого выхода триггера 28. Этот же сигнал подается на вход триггера 33 и сигнал с его прямого выхода открывает элемент И 34. Команда через элемент

ИЛИ 32 поступает на вход регистра 3 и содержимое третьей микрооперации поступает на входы блока 35 сравнения, а через элемент 36 задержки - на управляющий вход блока 35. В случае несовпадения посту0 пивших кодов сигнал появится на выходе блока 36 сравнения и поступает на элемент ИЛИ 30 и на вход табло 6 для сообщения информации оператору о допущенной ошибке. Данная ошибка не является грубой,

5 т.е. не приведет к тяжелым последствиям, но в случае совпадения поступивших кодов именно такая ошибка фиксируется появлением сигнала на выходе блока 35 и подачей его на вход табло 6, а точнее на его транс0 портант Авария.

Указанным образом устройство позволяет расширить дидактические возможности и обеспечить повышение уровня подготовленности операторов к выполне5 нию алгоритмов управления с учетом возникновения возможных неисправностей на любой операции алгоритма управления и акцентировать внимание операторов на ошибках, совершение которых при выпол0 нении алгоритмов устранения неисправностей может привести к необратимым последствиям

Формула изобретения Устройство для обучения операторов по

5 авт. св. Ms 1492366, отличаю щееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены третий блок сравнения, второй триггер, третий и четвертый элементы И, четвертый, пя0 тый и шестой элементы ИЛИ, четвертый элемент задержки и элементы И третьей группы, одни входы которых соединены с соответствующими выходами третьей группы регистра микрокоманды, другие входы 5 с выходом четвертого элемента ИЛИ и с одним входом второго триггера, а выходы - с соответствующими информационными входами первой группы третьего блока сравнения, информационные входы второй

0 группы которого подключены к соответствующим входам третьего и седьмого элементов ИЛИ, управляющий вход - к выходу третьего элемента И, а первый и второй выходы - к соответствующим входам ин5 формационного табло, первый выход третьего блока сравнения и выход первого блока сравнения соединены с первыми входами первого и второго элементов И через пятый элемент ИЛИ, выход шестого элемента ИЛИ подключен к управляющему входу регистра

о

микрокоманды и входу четвертого элементатриггера, другой вход которого соединен с

задержки, выход которого соединен с од-выходом первого блока управления, входы

ним входом третьего элемента И, другойчетвертого элемента ИЛИ подключены к вывход которого подключен к выходу второгоходам соответствующих триггеров группы.

Изобретение относится к устройствам для обучения операторов. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей за счет недопущения формирования у обучаемых ошибочных действий, способствующих возникновению аварийных, необратимых ситуаций. Устройство дополнительно содержит четвертый 29 и пятый 30 элементы ИЛИ, третью группу элементов И 31, шестой элемент ИЛИ 32, второй триггер 33, третий элемент И 34, четвертый элемент 36 задержки и третий блок 35 сравнения. 1 ил.