Устройство для обучения операторов систем управления Советский патент 1980 года по МПК G09B9/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ СИСТЕМ. УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для обучения операторов контролю и управлению различными непрерывно протекающими технологическими процессами, и может быть использовано при обучении и переподготовке операторов по контролю и управлению теплоэнергетическими, химическими и т. п. процессами, а также при обучении диспетчерским функциям; кроме того, оно может быть применено при создании абстрактных тренажеров, необходимых, например, при психологических исследованиях. Известны устройства для обучения операторов, содержащие пульты операторов, блоки моделирования реальных процессов, генераторы, формирователи, распределители 1 и 2. Однако указанные устройства не позволяют воспроизводить различные технологические и аварийные ситуации. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для обучения операторов, содержащее нелинейный преобразователь, генератор импульсов, многоканальный распределитель. подключенный к программному блоку, соединенному с триггерами, подключенными к соответствующим индикаторам позиций контрольного табло, а также блок моделирования инерционных процессов, соединенный с нелинейным преобразователем и с соответствующими контрольно-измерительными приборами контрольного табло 3. Недостатком известного устройства является его сложность, что ограничивает возможность полного воспроизведения динамики управляемого объекта на информационной модели, т. е. на контрольном табло, а следовательно существенно сказывается на качестве подготовки соответствующих специалистов. Цель изобретения - повыщение точности устройства за счет неограниченных возможностей воспроизведения на контрольном табло управляемого объекта любых технологических и аварийных ситуаций при одновременном его упрощении и удешевлении, а также повыщении надежности его работы. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные генератор тактовых импульсов. распределитель и блок задания программы, соединенный через параллельно включенные формирователь командных сигналов и блок моделирования реальных процессов с индикаторным табло и пультом оператора, введены блоки суммирования, делитель частоты и блок контроля действий оператора, подключенный к пульту оператора и блоку задания программы, соединенному с блоками суммирования, один из которых подключен к индикаторному табло и пульту оператора, а другой - к пульту оператора, соедипенному через делитель частоты с генератором тактовых импульсов, причем блоки суммирования содержат последовательно включенные преобразователи код-аналог, узлы сопряжения, соединенные соответственно со входами и выходами блоков. На чертеже схематически изображено устройство для обучения операторов систем управления. Устройство содержит индикаторное табло 1, пульт 2 оператора, блок 33 задания программы, формирователь 4 ко.мандных сигналов, индикаторы 5 позиций, многоканальный распределитель б импульсов, генератор 7 тактовых импульсов, реверсивные преобразователи 8 код-апалог, делитель 9 частоты импульсов, узлы 10 сопряжения, блок 11 контроля действия оператора и . блок 12 моделирования реальных процесссов, блоки 13 суммирования, включающие гфеобразователи 8 код-аналог и узлы 10 сопряжения. Устройство для обучения операторов систем управления работает следующим образом. Инфор.мация о ходе управляемого технологического процесса подается на контрольпо-измерительные приборы индикаторного табло 1 и пульта 2 оператора, на которых размещены мнемосхемы (на чертеже не показаны). Эта инфор.мация заложена в блоке 3 задания программы, который, в виде импульсов по соответствующим каналам воспроизводит шклограмму всех изменений, зафиксированных на информационной модели реально действующего объекта, характерных для конкретной ситуации. В программу по отработке конкретного упражнения циклограмма управляющих воздействий, осуществленных оператором, не вводится. Эти воздействия, необходимые для качественного поддержания заданного технологического процесса в определенной последовательности, должен соверщить обучаемый. При этом оператору могут выдавать ся обучающие указания по последовательности, частоте и продолжительности обращения к соответствующи.м приборам и органам управления. Обучающие указания осуществляются загорание.м индикаторов 5 позиций, расположенных под каждым контрольноизмерительным прибором и рядо.м с органом управления. Выбор одного или нескольких индикаторов позиций и время их работы запрограммированы и подаются в виде импульсов в формирователь 4. Блок 3 является коммутационным полем, к которо.му подсоединены выходы многоканального распределителя 6 импульсов, работающего от генератора 7 тактовых импульсов. На каждое отрабатываемое комплексом упражнение в блок 3 вкладывается в виде легкосъемной коммутационной доски программа, которая направляет и.мпульсы от многоканального распределителя б к соответствующим реверсивным проебразователям 8 код-аналог. Последовательность и продолжительность подачи импульсов к реверсивным преобразователям код-аналог соответствует воспроизводимой циклограмме изменений на индикаторном табло 1. Реверсивный преобразователь 8 превращает поданные на него импульсы в непрерывное напряжение, вводимое затем в свой узел 10 сопряжения. Причем каждый реверсивный преобразователь 8 имеет два входа: «больше и «меньще. Если импульсы подаются на вход «больше, то соответственно числу поданных импульсов возрастает и напряжение на выходе преобразователя .8 и наоборот. Эти изменения напряжения , введенные в узел 10 сопряжения, вызывают изменения показаний управляемого им контрольно-измерительного прибора. Управляющие воздействия от обучаемого, пользующегося соответствующими органами управления на пульте 2, передаются от делителя 9 частоты к соответствующим преобразователя.м код-аналог, а затем в свои узлы 10 сопряжения. На делитель 9 частоты импульсов импульсы подаются от генератора 7 тактовых импульсов. Делитель 9 частоты обеспечивает более активное воздействие обучаемого на тот или иной прибор контрольного табло 1, чем воздействия, поступающие от блока 3. Он увеличивает частоту и.мпульсов, поступающих от генератора 7 тактовых импульсов, в два или четыре раза, а в узлах 10 сопряжения выходные напряжения от обоих реверсивных преобразователей 8 не имеют приоритета и алгебраически суммируются. Коптроль действий оператора осуществляется блоком 11, который обеспечивает запись управляющих воздействий обучаемого и фиксирование от программы временных отметок на ленте, необходимых при сравнении ее с циклогра.ммой управляющих воздействий опытного оператора, выполнявшего это же упражнение на реально действующем оборудовании. В целях качественной отработки упражнений сменные программы содержат как законченные технологические циклы (пуск, останов, пиковый режим, базовый режим и т. п.), так и их элементы. Кроме того, на комплексе возможна отработка упражпенпй в различных темпах (нормальный, замедленный или ускоренный), путем изменения частоты подачи импульсов от генератора 7 тактовых импульсов и от делителя 9 частоты. Имитация медленно нарастающих аварийных ситуаций осуществляется с помощью реверсивных преобразователей 8, а мгновенно наступающих аварийных состояний (обрыв токопровода, короткое замыкание в цепи, разрыв трубопровода и т. п.) - с помощью блока 12, состоящего из набора реле, связанных электрическими цепями с соответствующими контрольно-измерительными приборами и индикаторами на табло 1 и пульте 2 оператора. Имитацию больщинства аварийных ситуаций осуществляют одновременно через реверсивные преобразователи 8 и блок 12. Наличие программы на каждое отрабатываемое упражнение обеспечивает синхронность подачи обучающих указаний с отрабатываемой ситуацией. Универсальность обучающего комплекса заключается в том, что изложенный метод воспроизведения технологических и аварийных ситуаций на контрольном табло возможен для любых инерционных и дискретных технологических процессов, но при этом требуется замена табло 1 и пульта 2 оператора. В качестве приборов на табло 1 могут быть применены индикаторы любого типа (стрелочные, цифровые, щелевые, на электроннолучевых трубках и т. д.). Роль генератора 7 -тактовых импульсов, многоканального распределителя 6 импульсов, формирователя 4 обучающих указаний и делителя 9 частоты импульсов может выполнять цифровая вычислительная мащина. Использование предлагаемого- универсального обучающего комплекса во многих случаях избавляет от необходимости разработки сложных и дорогостоящих электронных моделей, являющихся основой современных тренажеров, позволяет создавать тренажеры, более полно отражающие технологические процессы реально действующих объектов и дает возможность сократить сроки обучения операторов. Формула изобретения 1.Устройство для обучения операторов систем управления, содержащее последовательно включенные генератор тактовых импульсов, распределитель и блок задания программы, соединенный через параллельно включенные формирователь командных сигналов и блок моделирования реальных процессов с индикаторным табло и пультом оператора, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности устройства, оно содержит блоки суммирования, делитель частоты и блок контроля действий оператора, подключенный к пульту оператора и блоку задания программы, соединенному с блоками суммирования, один из которых подключен к индикаторному табло и пульту оператора, а другой - к пульту оператора, соединенному через делитель частоты с генератором тактовых импульсов. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блоки суммирования содержат последовательно включенные преобразователи коданалог и узел сопряжения, соединенные соответственно со входами и выходами блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 249105, кл. G 09 В 7/00, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 440803, кл. G 09 В 7/00. 1975. 3.Авторское свидетельство СССР .№ 413521, кл. G 09 В 7/02, 1974 (прототип).