Устройство для обучения операторов Советский патент 1993 года по МПК G09B9/00 

Изобретений относится к техническим средствам практической подготовки операторов АСУ и может быть использовано в тренажерах операторов систем управления.

Известно устройство для обучения операторов, содержащее последовательно соединенные регистр дд р ёса микрокоманды, блрк памяти микропрограммы и регистр микрокоманды, первые выходы которого подключены к органам панели индикации, а вторые выходы регистра микрокоманды связаны со вторыми входами первого блока сравнения, первые входы которого.соединены с -выходами блока ответных действий, выходы регистра адреса микрокоманды разделены на три группы: выходы первой и третьей группы связаны непосредственно с блоком памяти, а второй - кроме блока памяти, через элементы ИЛИ группы - к R-вхо- дамтриггёров группы, выходы блока памяти подключены к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с S-входом триггера, R-вход которого с вязан через элемент задержки с первыми входами элементов И второй группы и вторым выход ом второго блока сравнения, первые входы которого подключены к выходам элементов И первой группы, вторые входы второго блока сравнения соединены с выходами блока ответных действий, первый выход второго блока сравнения связан через первый вход второго элемента ИЛИ с первым входом регистра адреса микрокоманды, второй вход которого соединен с выходами первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к первому выходу первого блока сравнения, второй вход связан со вторым входом триггера, вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом элементов И третьей группы, выходы которых соединены с S-входамй триггеров группы, R-входы которых подключены ко вторым входам элементов И третьей группы, единичные выходы триггеров группы через вторые входы элементов И второй Группы связаны с третьими входами регистра адреса, второй вход второго элемента ИЛИ является входом запуска устройства.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности оценки качества деятельности оператора.

Другое устройство для обучения операторов, содержащее регистр адреса, установочный вход которого является входом устройства, выход переполнения соединён с входом останова генератора, а информационные выходы подключены к соответствующим адресным входам блока памяти микропрограммы, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра микрокоманды, управляющий вход регистра микрокоманды подключен к выходу первого элемента ИЛИ и входу первого элемента задержки, выходы

первой группы - к соответствующим входам информационного табло, а выходы второй группы - к соответствующим входам второй группы первого блока сравнения, управляющий вход которого соединен с выходом

0 первого элемента задержки, а входы первой группы - с соответствующими выходами блока ввода ответных действий оператора, подключенного к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход второго эле:

5 мента ИЛИ соединен с входом второго элемента задержки, выходы первого счетчика подключены к соответствующим входам шестого элемента ИЛИ и к соответствующим входам первой группы блока сравнения пер0 вой группы, входы второй группы которых соединены с выходами соответствующих регистров первой группы, первые выходы - со входами соответствующих регистров первой группы, а вторые выходы - со входа5 ми соответствующих регистров второй группы, вход первого регистра первой группы подключен к выходу третьего элемента задержки, вход которого соединен с выходом переполнения регистра адреса, подключен0 ным к входу четвертого элемента задержки и входу считывания первого счетчика, установочный вход которого соединен с выходом шестого элемента ИЛИ, а информационный вход - с первым выходом первого блока

5 сравнения, вто рой выход которого подключен к информационному входу регистра адреса, один из информационных выходов которого соединен с входом запуска генератора, информационный вход второго счетчи0 ка подключен к выходу генератора, вход считывания- к выходу четвертого элемента задержки и входу пятого элемента задержки, установочный вход - к выходу седьмого элемента ИЛИ, а выходы - к соответствую5. щим входам элемента ИЛИ и к соответствующим входам первой группы блоков сравнения второй группы, входы второй группы которых соединены с выходами соответствующих регистров четвертой группы

0 первые выходы - со входами соответствующих регистров четвертой группы, а вторые выходы - со входами соответствующих регистров третьей группы, вход первого регистра четвертой группы, вход первого

5 регистра четвертой группы подключен к выходу пятого элемента задержки, выходы регистров второй и третьей групп соединены с соответствующими входами первой и второй групп соответственно сумматора и с соответствующими входами второго

элемента ИЛИ управляющий вход сумматора подключен к выходу второго элемента задержки, а выходы - к соответствующим входам дешифратора, первый выход которого соединен с входом индикатора, второй и третий выходы - с первым и вторым входами соответственно третьего элемента ИЛИ, четвертый и пятый выходы -с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ соответственно, а шестой и седьмой выходы - с первым и вторым входами соответственно- пятого элемента ИЛИ, выходы третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ подключены к входам соответственно второго, третьего и четвертого индикаторов.

Данное устройство позволяет оценить качество деятельности оператора по комплексному показателю бёзошибочнодти и своевременности, однако оно не позволяет эффективно готовить обучаемого обнаружению допускаемых, наиболее вероятных и опасных ошибок.

Наиболее близкое по цели является устройство; содержащее пульт оператора, регистр микрокоманды, блок памяти микропрограммы, генератор импульсов, табло, два счетчика, дешифратор, индикаторы и регистр адреса микрокоманды, вход записи и информационные входы которого являются входами устройства, один из вы- хрдов соединен с входом останова генератора импульсов, а другие выходы соединены с входами блока памяти микропрограммы, выходы которого соединены с входами регистра микрокоманды, первая и вторая группы выходов которого соединены с информационными входами соответственно табло и пульта оператора, первый выход которого соединён с счетным входом первого счетчика; выход которого соединен с первым входом элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с вторыми входами элементов И второй группы и входом остановки генератора импульсов, а выходы элеметов И первой и второй группы подключены к входам соответственно первого и второго дешифраторов, выходы которого соединены с входами соответствующих индикаторов ёход запуска генератора тактовых импульсов соединен с установочным входом регистра адреса микрокоманды, вход сдвига которого соединен с выходом генератора импульсов.

Данное устройство позволяет производить подготовку оператора к выявлению ошибочных операций в алгоритме деятельности, однако оно не обеспечивает возможности классификации ошибочных действий. Например, ошибки первого рода - ошибочно выполненная операция признается безошибочной и второго рода - безошибочно выполненная операция относится к ошибкам.

Цель изобретения.- расширение дидак5 тических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для обучения операторов, содержащее две группы элементов И, два дешифратора счетчика и индикатора, пульт

0 оператора, регистр микрокоманд, блок памяти микропрограмм, генератор импульсов, табло и регистр адресов микрокоманд, вход записи и информационные входы которого являются входами устройства, вход сдвига

5 соединен с выходом генератора импульсов, один из выходов соединён с первыми входами элементов И первой и второй групп, а выходы соединены с адресными входами блока памяти микрокоманд, выходы которо0 госоединены с информационными входами регистра микрокоманд, выходы кбторого со- единены с информационными входами табло и блока ввода ответных действий оператора, вход записи регистра адресов

5 микрокоманд соединен с установочными в ходами первого и второго:счётчиков, выходы которых соединены с вторыми входами

элементов И соответственно первой и второй групп, выходы которых соединены с вхо- 0 дами соответственно первого и второго /дешифраторов, выходы которых подключены к входам соответственно первого и вто- . рого индикаторов, дополнительно содержит

четыре элемента И и четыре элемента ИЛИ,

5 одни выходы регистра адреса микрокоманд

- соединены с входами первого э лемента

ИЛИ, а другие выходы - с, входами второго

элемента ИЛИ, выход которого соединен с

первыми входами первого и второго эле0 ментов И, вторые входы которых соединены

соответственно с первым и вторым выхода. ми блока ввода ответных действий, второго

элемента И, выход которого соединен с

счетным входом первого счётчика и третьи

5 ми входами четвёртого элемента ИЛИ, а выход первого элемента И - с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом записи регистра адреса микрокоманд, а выход соединен с

0 первым управляющим входом генератора импульсов, второй управляющий вход которого соединен с выходом четвертого эле-; мента ИЛИ, первый вход которого соединен с одним из выходов регистра адреса микро5 команды, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы кото-. рых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока ввода ответных действий оператора, а выход четвертого

лемента И соединен с третьим входом ретьего элемента ИЛИ, а выход третьего лемента И - со вторым входом четвертого лемента ИЛИ и счетным входом второго четчика.

На чертеже представлена схема устройства. . ..-,. : ; . . .-. . . ;. - Устройство для обучения операторов содержит регистр Т адреса микрокоманды, блок 2 памяти микропрограммы, регистр 3 микрокоманды, информационное 4 табло, блок 5 ввода ответных действий, первый элемент.6 ИДИ, второй элемент ИЛИ, третий 8 элемент И четвертый 9 элемент И, третий элемент 10 ИЛИ, четвертый 11 элемент ИЛИ, генератор Т2 тактовых импульсов, первый счётчик 14, второй, счетчик 13, первую группу 15 элементов И, вторую группу 1,6 элементов И, первый 17 Дешифратор, второй 18 дешифратор, первый 19 индикатор, второй 20 индикатор, второй 21 элемент И, четвёртый 22 элемент И.; Позицией 23 отмечены внешние устано- вочны ё входы регистра 1 адреса, а позицией 24. - вход запуска устройства. Сущность предлагаемого изобретения заключается в повышении уровня подготовленности оператора за счет обучения его на зак лючитель- ных. этапах распознавания ситуаций, возникающих по причине ошибочных дейст- вий оператора.. При этом такие ошибки могут быть типовыми для каждого отдельного :

алгоритма и. оператор может их допускать, уже в последующей самостоятельной деятельности, несмотря на то, что не совершал их в процессе подготовки. И безусловно он должен своевременно обнаружить ошибки, которые могут привести к невыполнению Задачи управления или аварии. ;.;;: ; у- .Методически использование предлагаемого устройства наиболее целесообразно после выработки у оператора необходимых скоростных и надежностных навыков с требуемым качеством, т.е. после этапа формирования у него репродуктивного мышления и перехода к этому становлению продуктивного мышления.,. v.;b:, V Д .;... ;... ., -.;. . :. Регистр 1 адреса микрокоманды предназначен для задания.управляющей составляющей алгоритма деятельности оператора, Он содержит столько ячеек, сколько элементарных операций имеется в алгоритме управления, плюс еще одну для обозначения окончания алгоритма. При появлении сигнала на входе запуска производится считывание адреса первой микрокоманды в блок 2 памяти микропрограммы. Второй вход регистра адреса предназначен для считывания адресов последующих микроопераций, При поступлении сигнала на него производится сдвиг к следующей ячейки и считывание адреса очередной микрокоманды из блока 2 памяти микропрограммы. Выходами регистр 1 адреса связан с блоком 2 памяти микропрограммы. .:-; .. ... .

Внешние входы .23 блока 1 предназначены для задания адресов операции, которые выполнены с ошибками и для которых

.0 задаются соответствующие состояния органов информационного 4 табло.

.Блок 2 памяти служит для хранения в виде микрокоманд данных о каждой операции алгоритма управления и возможных

5 ошибках. При появлении сигналов на входах блока 2 памяти происходит считывание микрокоманды текущей операции алгоритма в регистр 3 микрокоманды. Кроме того, здесь хранятся данные об ошибочных, операци0 ях, т.е. код ошибочно задействованного органа табло 5 и соответствующее состояние табло 4, . : - . ; - /::: . v .

Регистр 3 микрокоманды предназначен для хранения данных текущей (обрабатыва5 емой) операций алгоритма. Данный регистр содержит две микрооперации: в первой хранится код органа индикации панели 4, кото- .рый изменяет свое состояние в данной операции алгоритма, а во второй-код орга0 на панели 5 управления, на который оператор должен, воздействовать в той же операции алгоритма деятельности..С первых выходов регистра 3 микрокоманды код требуемого органа индикации поступает на

5 вход 4 табло, а со вторых - код задейство- ваннрго органа управления блока 5 ответных действий. Панель 4 индикации и блок 5 органов управления являются физической моделью пульта оператора реальной АСУ,

0 При этом на блоке 5 необходимо разместить две/кнопки для выдачи сигналов подтверж- ; дёния оператором предъявленной информации. Это кнопки Правильно и Ошибка для принятия решения обучаемым о каждой

5 из предъявленных операций демонстрируе- мого ему алгоритма.

Первый элемент 6 ИЛИ объединяет выходы регистра 1 адреса, которые соответствуют безошибочным операциям.

0 Второй элемент 7 ИЛИ служит для объединения сигналов с тех выходов регистра 1, которые соответствуют операциям, на которых допущены ошибки.

Элементы 8, 9, 21 и 22 И выполняют

5 функции коммутирующих элементов.

Третий элемент 10 ИЛИ объединяет сигналы, направленные на вход включения генератора 12.

Четвертый элемент 11 ИЛИ объединяет сигналы, подаваемые на вход отключения

генератора в случае появления ложных ошибок, до их устранения и по завершении всех операций алгоритма.

Генератор 12 тактовых импульсов предназначен для управления сменой информации на табло 4 в режиме демонстрации алгоритма обучаемому. Частота следования импульсов генератора устанавливается индивидуально каждым обучаемым.

Первый 14 счетчик служит для подсчета ошибок первого рода, допущенных обучаемым, т.е. когда он признал ошибкой правильно выполненную операцию.

Второй 13 счетчик предназначен для учета числа ошибок второго рода, т.е. когда ошибочная операция признана обучаемым правильной.

Первая 15 и вторая 16 группы элементов И выполняют функции коммутирующих элементов.;

Первый 17 и второй 18 дешифраторы преобразуют двоичный код содержимого счетчиков 13 и 14 соответственно - в десятичный, для отображения с помощью индикаторов 19 и 20 соответствующей информации обучаемому.

Внешние входы 23 предназначены для установки адресов операций, в регистре 1, на которых допущены ошибки.

Позиция 24 соответствует внешнему входу запуска устройства.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

С включением тренажера, за счет появления сигнала со входа 24 устройства, команда поступает на установочные входы первого 14 и второго 13 счетчиков для их обнуления. Этот же сигнал поступает на установочный вход регистра 1 адреса, в который предварительно введены адреса ошибочных операций по входам 23. Кроме того, поступивший сигнал запускает генератор 12 через третий элемент 10 ИЛИ, импульсы с которого поступают на сдвигающий вход регистра 1, что приводит к считыванию адреса микрокоманды в блоке 2 памяти микропрограммы, соответствующей первой операции алгоритма управления.

Выбранная в блоке 2 памяти микрокоманда переписывается в регистр 3 микрокоманды и по первым его выходам подается на информационное табло 4, где требуемый орган изменяет.свое состояние. По вторым входам поступает код органа табло 5, который задействовался оператором на изменение состояния табло 4. Выбранный орган табло 5 также засвечивается. При этом обучаемый анализирует правильность действий оператора. Если он считает, что операция выполнена безошибочно, то он

нажимает на одну кнопку и сигнал появится на первом выходе табло 5, а если посчитает, что это ошибочное действие, то нажимает на другую кнопку и сигнал появляется на вто- 5 ром выходе табло 5,

В этом случае, если операция задана в регистре 1 адреса безошибочной, то сигнал с выхода первЮго элемёнта 6 ИЛИ поступает на первые входы третьего 8 и четвертого 22

0 элементов И. Если эту операцию оператор признает безошибочной, то сигнал с первого выхода блока 5 через четвертый 22 И и третий 10 элементов ИЛИ пройдет на первый вход генератора 12 и импульс с его

5 выхода произведет сдвиг в регистре 1 к адресу следующей микрокоманды, соответствующей очередной операции алгоритма. Цикл функционирования устройства повторится в описанном порядке.

0 Но если оператор посчитает операцию выполненной ошибочно, то сигнал со второго выхода блока 5 через третий элемент 8 И поступит.на останов генератора 12, т.е. на его второй вход и счетный вход первого

5 счетчика 14, где запишется единица. Таким образом,обучаемому будет засчитана одна ошибка первого рода. Дальнейшая работа генератора будет осуществляться только после устранения оператором допущенной не0 точности, т.е. путем воздействия на первую кнопку блока 5.

Аналогичным образом работает устройство при демонстрации ошибочных действий. Сигнал со второго элемента 7 ИЛИ

5 поступает на первые входы первого 9 и второго 21 элементов И. Если обучаемый распознал ошибку, то сигнал со второго выхода , блока 5 через первый элемент 9 И и третий элемент 10 ИЛИ поступает на запускающий

0 вход генератора 12 и работа устройства продолжается. В этом случае если оператор посчитает операцию выполненной правильно и задействует первый выход блока 5, то сигнал через второй элемент 21 И и четвертый

5 элемент 11 ИЛИ поступит на вход останова генератора 12 и на счетный вход первого 14 счетчика, фиксируя тем самым ошибку второго рода.

После выполнения последней опера0 ции алгоритма сигнал переполнения из регистра 1 поступает на вторые входы элементов И первой 15 и второй 16 групп и содержимое первого 14 и второго 13 счетчиков через соответствующие 17 и 18

5 дешифраторы поступит на индикаторы 19 и 20. Данная информация предъявляется как обучаемому, так и инструктору и позволяет расширить состав показателей индивидуальных характеристик оператора в виде его склонности к допуску ошибок того цли

иного рода. Включение таких характеристик в индивидуальные паспорта позволит повы-. .сить эффективность деятельности операторов в составе расчета за счет оптимального его укомплектования.

Ф. о р мула и з о б ре т е н и я Устройство для обучения операторов, содержащее две группы элементов И, два дешифратора, счетчика и индикатора, пульт оператора, регистр микрокоманд, блок памяти микрйпросрамм, генератор импульсов, табло и регистр адресов микрокоманд, вход записи и информационные входы которого являются входами устройства, вход сдвига соединен с выходом генератора импульсов, один из выходов соединен 6 первыми входа - ми элементов I/I первой и второй групп, а в ыходы соединены с адресными входами блока памяти микрокоманд, выходы которого соединены с информационными, входами регистра микрокоманд, выходы которого соединены с информационными входами табло и блока ввода ответных действий оператора, вход записи регистра адресов микрокоманд соединён с установочными входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены с вторыми входами элементов И соответственно первой и второй групп, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго дешифратора, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго

индикаторов,отличающееся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены четыре элемента И и четыре элемента ИЛ И, одни

выходы регистра адреса микрокоманд соединены с входами первого элемента ИЛИ, а другие выходы - с входами второго элемента ИЛИ. выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И,

вторые входы которых соединены соответ- ственно с первым и вторым выходами блока вврда отве-гных действий, выходы которых соединены со счетным входом первого счетчика и первым входом третьего элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с входом записи регистра адреса микрокоманд, а выход-с первым управляющим входом генератора импульсов, второй управляющий вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с одним из выходов регистра адреса микрокоманды, выход перво- го элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И.

вторые входы которых соединены соответ- ственно с первым и вторым выходами блока

ввода ответных действий оператора, а выходы соединены соответственно с третьим входом третьего элемента ИЛИ и счетным

входом второго счетчика, выходы первого и четвёртого элементов И соединены соответственно с выходами первого и четвертого элементов И.

Изобретение относится к техническим средствам практической подготовки операторов АСУ и может быть использовано в тренажёрах операторов систем управления. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регистр 1 адреса микрокоманд, блок 2 памяти микропрограмм, регистр 3 микрокоманд, табло 4. блок 5 ввода ответных действий, генератор 12 импульсов, счетчики 1.3 и 14, группы элементов 15 и 16 И, дешифраторы 17 и 18 и индикаторы 19 и 20. введены элементы 8, 9, 21 и 22 И и элементы 6, 7. 10 и 11 ИЛИ. 1 ил.