Тренажер для обучения операторов систем управления технологическими процессами Советский патент 1980 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к обучающим .устройствам и может быть использовано цля подготовки операторов автоматизированных систем управления технологи ческими процессами. Известен тренажер для обучения операторов систем управления тегшопогичес кими процессами, содержащий узел модели объекта и органов управления, связанный с узлом оператора 1 , Недостатком известного устройства является невысокая эффективность обучения. Целью изобретения является повьпиение эффективности обучения. Поставленная цель достигается тем, что тренажер имеет узел подсказки и слежения за действиями оператора и узел диагностики состояния модели объек та, при этом узел подсказки и слежения за действиями оператора связан с узлом модели объекта и органов управления, а узел диагностики состояния модели объек та соединен с узлом оператора. Узел подсказки и слежения за действиями оператора имеет сравнивающий блок, блок управления пределами зоны допусков выходных параметров модели объекта и индикатор подскдзки, при этом индикатор подсказки через сравнивающий блок соединен с блоком управления пределами зоны допусков выходных параметров модели объекта, а входы сравнивающего блока и блока управления пределами зоны допусков выходных параметров модели объекта соединены с выходом узла модели объектя и органов управления. Узел диагностики состояния модели объекта имеет блок сравнения, схему формирования уставки и индикатор состояния модели объекта, при этом схема формирования уставки через один вход блока сравнения связана с индикатором состояния модели объекта, а вход схемы формирования уставки и другой вход блока сравнения соединены с выходами узда оператора. На чертеже изображена структурная схема тренажера для обучения операторов

системзтравленйя технологическими ripo цессами. , Тренажер содержда. модель 1 , модель 2 органов управленияобъектом, блок 3 формирования сигналов управляю щйх ЬоздейСтвий, информационную модель 4 тренажера, блок 5 возмущений, блок 6 задания параметров модели объекта и ус ловий обучения, блок 7 контропя действи оператора, индикатор 8 оценки, узел 9 подсказки и слежения за действиями оператора, состоящий из сравнивающе- го блока 10, блока 11 управления пределами допусков выходных параметров модеди объекта, индикатора, подсказки 12, узе., 13 диагностики состояния мбдёли Ьбъёкта, состоящий из блока 7срювнения 14, блока 15 формирования перемённбйуставки, ёадатчика 16 пе ременной уставки, индикатора 17 сое тояния модели объекта. .

Схема формирования уставки содер™ жит блок 15 формирования переменной уставки и задатчик 16 переменной уставки.

Узел модели объекта и органов уПравления имеет модель 1 объекта,, модель

2органов управления объектом, блок

3формирования сигналов управляющих воздействий, информационную модель

4тренажера. ; ... . . ,.. :.,..;...

Узел оператора содержит блок 5 возмущений, блок 6 задания параметров . модели объектаи условий обучения, блок 7 контроля действий оператора. Индикатор 8 оценки.

После пуска трена кер работает еле- дующим, образом, Руководитель обучения с блока 6 задания параметров модели объекта и условий обучения задает сигналы, соответствующие ве.рхним и нижним значениям (зона допусков) выходных параметров модели объекта, по ступающие на блок 7 контроля действий оператора, а также сигналы, соответст вующие номинальным значениям выхоД ных параметров, поступающие на блок 15 формирования переменной уЬтавкй (управляющий вход) узла- 13 диагносги. кй состояния модели объекта. В исход Йбмйоложейии значения сигналов на: выходе модели объекта соответствуют номинальным значениям выходйых пара метров. Под действием возмущающих сигналов из блока 5 выходной параметр модели 1 объекта выходит за пределы

зойы ЙОпуСЁсв, что соответствует laBiaрийяой ситуации и сигнализируется на

733626

4

информационной модели 4, На выходе блока 11 управления пределами зоны допусков, вход которого (вход слеже ння) соединен с выходом объекта, формируется сигнал, пропораиональ- ный от сл6ненйго сигналауправляемого параметра на выходе модели объекта от его номинального значения, но не превышающий значения сигнала зоны до-пусков. Этот сигнал подается на вход задания уставки сравнивающего блока . 10узла 9. Задача оператора состоит в том, чтобы поддерживать номинальнъш значения параметров на выходе модеоПИ

объекта, соответствующие оптимальному режиму. Однако при отсутствии опыта управления по приборам информационной модати, на которых представлены абсо лютные значения текущих параметров модели объекта, затруднительно оценить состояние объекта в, целом и определить оптимальную величину воздействия на объект управления.. В связи с этим в состав тренажера введен узел диагности--. ки состояния модели объекта и узел подсказки и слежения за действиями оператора. Путем поворота ручки со шкалой, калиброванной в процентах отклонения выходных параметров от зоны допусков, задатчика 16 переменной уставки оператор перестраивает параметры блока 15 формировани я переменной уставки, в результате чего сигнал на выходе последнего изменяется относительно номинальных значений управляемых параметров. В блоке сравнения 14 сигнал переменной уставки с блока 15 сравнивается с текущими значениями сигналов выходных параметров модели объекта. По положению ручки с калиброванной шкалой задатчика 16 переменной уставки и с помощью индикатора 17 состояния оператор одновременно определяет величину и знак отклонения всех выходных параметров относительно зоны допусков и тем самым ОПРраТивно оценивает состояние объекта. . Соотнеся полученную информацию с показаниями приборов информационной модели, с помощью модели 2 органов управления

оператор воздействует на модель объекта в сторону компенсации влияния возмущающего воздействия. Величина сигнала управлякзщего воздействия на выходе блока 3, обеспечивающая вхождение выходного параметра мойели объекта в зону допусков, определяется по индикатору подсказки 12. По мере отработки моделью : объекта управляющего сигнала, заданно го оператором, выкодной параметр приближается к номинальному значению. При этом зона допусков, определяемая величиной отклонения выходного сигнала модели объекта от его номинального значения, сужается. Сужение зоны допуско И (или) увеличение сигнала возмущения с блока 5 приводит к тому, что сигнал возмущения вновь выходит за пределы, но теперь уже суженной зоны. Момент выхода сигнализируется индикатором подсказки 12, и в блоке контроля действий оператора 7 начинает фиксировать ся время нахождения сигнала за пределами зоны допусков. Далее оператор вновь с помощью узла диагностики оценивает состояние модели объекта и с по мощью органов управления компенсирует влияние возмущающих воздействий. По мере отработки моделью управляющих сигналов и приближения выходного параметра к номинальному значению, зона допусков еще больще сужается, тем самым как бы подсказывая оператору наиболее оптимальное положение органов управления, ведя его к номинальному значению выходного параметра и следя за его действиями. Формула изобретения 1, Тренажер для обучения операторов систем управления технологическими процессами, содержащий узел модели объекта и органов управления, связан ный с узлом оператора, отличаю щийся тем, что, с целью повышени эффективности обучения, он имеет узел подсказки и слежения за действиями оператора и узел диагностики состояния модели объекта, при этом узел подсказки и слежения за действиями оператора связан с узлом модели объекта и органов управления, а узел диагностики состояния модели объекта соединен с узлом оператора. 2.Тренажер по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что узел подсказки и слежения за действиями оператора имеет сравнивающий блок, блок управлений пределами зоны допусков выходных параметров модели объекта и индикатор подсказки, при этом индикатор подскагзки через сравнивающий блок соединен с блоком управления пределами зоны допусков выходных параметров модели объекта, а входы сравнивающего блока и блока управления пределами зоны .допусков выходных параметров модели объекта соединены с выходами узла модели объекта и Органов управления. 3.Тренажер по п. 1, о т л и ч а - ю щ и и с я тем. Что узел диагностики состояния модели объекта имеет блок сравнения, схему формирования уставки И индикатор состояния модели объекта, при этом Схема формирования уставки через один вход блока сравнения связана с. индикатором состояния модели объекта, а вход схемы формирования уставки и другой вход блока сравнения соединены с выходами узла оператора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N3 527730, кл. Q 09 В 19/00, 1975 (прототип).

739626