Устройство для предупреждения аварий-НыХ СиТуАций Советский патент 1981 года по МПК G05B23/02 

1

Изобретение относится к автоматизиованному управлению и контролю технических объектов, в частности к устройствам контроля действий оператора j при предупреждении недопустимых режимов работы в автоматизированных системах управления самолетом.

Известно устройство для предупреждения аварийных ситуаций, содержащее JQ датчики параметров режима, индикатор опасных режимов и вычислитель опасных режимов выполненный на блоках формирования ограничений, преобразования ограничений и формирования предупредительных и командных сигналов, и 5 предназначенное для предупреждения оператора о выходе объекта на недопустимые режимы работы и индикации ему командных сигналов (подсказок), на выполнение действий по предотвращению 2U этих режимов Lll.

Недостатком устройства является пониженная достоверность предупреждения аварийных ситуаций, что обусловле-25 но опосредственным характером контроля действий оператора через изменение параметров режимов объекта.

Наиболее близким к изобретению является устройство для предупреждения

аварийных ситуаций, содержащее датчики параметров режимов, входы которых соединены с входами вычислителя опасных режимов, выход Запрет которог го подключен к первому входу элемента И и к сигнальному входу ключа, соединенного выходом с входом включения блокировки блокирующего элемента, включенного между органом управления и исполнительным механизмом, причем запираквдий вход ключа через блок задержки соединен с выходом датчика при косновения к органу управления и с вторым входом элемента И, подключенного выходом к входу индикатора опасньрс режимов С2 . .

Недостатком устройства является пониженная достоверность предупреждения . аварийных ситуаций, что обусловлено большей вероятностью несвоевременного или неправильного выполнения действий onepciTopoM по предотвращению выхода объекта на недопустимые режимы работы в условиях, когда оператору не индицируются командные сигналы на выполнение соответствукядих действий для предотвращения опасных режимов и не контролируется выполнение им этих действий.

Цель изобретения - повышение достоверности предупреждения аварийных ситуаций.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для предупреждения -аварийных ситуаций, содержащее датчики параметров режимов, выходы которых соединены с входами вычислителя опасных режимов выход Запрет которого подключён; к первому входу первогчэ Элемента И и к сигнальному входу 1 :Л10ча, соединенного выходом с входом бло.кирующего элемента, включенного Между органом управления и исполнительным механизмом, причем запираклтй вход ключа через блок задержки соединен с выходом датчика прикосновения к органу управления в с вторым входом пе|звого элемента И, подключенного выходом к первому ,входу индикатора опасных режимов, вычислитель опасных режи1у1ов выполнен с возможностью определения знака управления и снабжен дополни-: тельными выходами Увеличить и Уменьшить% а в устройство введены второй и третий элементы И/ элементы ИЛИ И НЕ, усилитель слежейия-хранения, компаратор, управляемой инвертор и датчик положения .органа управления, выход которого подключен к сигнальному входу усилителя слежения-хранения и к первому входу компаратора, соединенного вторым входом с выходом усилителя слежения-хранения третьим входом - с выходом управляемого инвертора, а выходом - с первым входом второго элемента И и с йходом элемента НЕ, подключенного выходом к первому входУ. третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом Увеличить вычислителя опасных режимов, первым входом элемента ИЛИ и с управляющим входом управляемого инвертора, под- . ключенного сигнальным входом к шине опорного напряжения, причем, второй вход второго элемента И соединен с выходом Уменьшить вычислителя опасных режимов и с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу усилителя слеженияхранэния, а выходы второго и третьего элементов И соответственно соединены с вторым и третьим входами индикатора опасных режимов.

На чертеже изображена, блок-схема устройства.

Устройство содержит орган 1 управления, блокирукяций элемент 2, исполнительный механизм 3, вычислитель 4 опасных режимов, датчики 5 парамат-. ров режимов, ключ б, первый элемент и 7/ индикатор 8 опасных режимов, датчик 9 прикосновения к оргаау управления блок. 10 задержки, датчик 11 положения, органа управления, усилитель 12 слежения-хранения, компаратор 13, Управляемый инвертор 14, второй и третий элементы И 15 и 16 , элелЕНт ИЛИ 17 и элемент НВ 18.

Устройство работает следующим образом.

Если текущий режим работы объекта является нормальным и переключение 1 управления не может привести к аварийной ситуации, то на выходе Запрет вычислителя 4 отсутствует сигнал опасности, и элемент 2 выключен, и связи о чем свободно осуществляется переключение механизма 3 за счет воадействия оператором на ор,ган 1 управления.

ЕСЛИ воздействие оператора на орган 1 уг авлекия может привести к аварийной ситуации, то на выходе Запрет вы шслителя 4 появляется сигнал опасности, под действием которого элемент 2 осуществляет блокировку сигнала органа 1 управления, запрещая воздействие на механизм 3. В этом случае при прикосновении к органу 1 управления появляется сигнал на выходе Датчика 9, под действием которого элемент И 7 отпирается и на первый вход индикатора 8 подаётся разрешение на индикацию информации, предупреждающей оператора о возможности возникновения опасного режима при переключении данного органа управления. Если при этом оператор осуществляет воздействие на орган 1 управления (а следовательно, и на датчик 9 прикосновения к органу управления дольше установленного времени задержки, то на выходе блока 10 появляется сигнал, -под действием которого ключ 6 закрывается и элемент 2 выключается, снимая блокировку сигнала органа 1 управления.

Наконец, если под действием какихлибо факторов (воздействие внешней среды на объект, отказы элементов автоматики системы управления объектом и т.п.) объект начинает выходить на недопустимые режимы, причем эти режимы, могут .быть предотвращены соответствующим переключением органа управления то вйчислитель 4 по сигналам с датчиков 5 формирует на выходе Уменьшить или на выходе Увеличить сигнал опасности г указывакяф1й на необходимость соответствующего уменьшения или увеличения управляющего параметра для предотвращения выхода объекта на недопустикблй режим, в слечае, когда сигнал :опасности формируется на выходе Уменьшить вычислителя 4, то этот сигнал поступает на второй вход элемента И 15, на первый вход которого поступает в исходном состоянии отпирающий сигнал с выходу компаратора 13. Соответственно элемент И 15 открывается и на вторбй вход индикатора 8 опасных режимов подается сигнал, разрешающий и индикацию оператору команды на уменьШ€ ние (т.е. команды на соответствующее изменение положение органа управления) зиачения управляемого параметра. Одновременно с этим сигнал выхода Уменьшить вычислителя 4, пройдет через элемент ИЛИ 17 на управляющий вход усилителя 12, переводит этот усилитель из исходного режи ма слежения за выходным сигналом дат чика 11 в режим запоминания положени органа управления в момент времени появления сигнала опасности. С этого момента на первый и второй входы ком паратора 13 начинает поступать разность сигналов, соответствующая изме нению положения органа управления с момента начала индикации командного сигнала. Эта разность сравнивается с цапряжением, поступающим на третий вход компаратора 13 с шины опорного напряжения через инвертор 14. Инвертор 14 при отсутствии сигнала на его управляющем входе работает в режиме прямой, т.е. неинверсной передачи напряжения. Величина напряжения ,на третьем входе компаратора 13 характеризует : величину отклонения ор гана правления, необходимую для пре отвращения опасной ситуации. Операто выполняя индицируемую ему команду, изменяет положение органа управления в результате чего, изменяется разност напряжений, поступающих на первый и второй входы компаратор.а 13. В момен времени сравнения этой разности,с на пряжением на третьем,входе компарато 13 компаратор переключается и запирает элемент И 15, в результате чего прекращается индикация команды оператору в индикаторе 8. В случае, когда сигнал опасности формируется на выходе Увеличить вычислителя 4, работа устройства про исходит аналогично с той лишь разницей, что сигнал с выхода Увеличить вычислителя 4, поступающий на второй вход элемента И 16, первый вход элемента ИЛИ 17 и управляквдий вход инвертора 14, дополнительно переводит инвертор 14 в режим инвертирования знака опорного напряжения. При этом компаратор 13 переключается и своим выходным .сигналом через элемент НБ 18 открывает элемент И 16, в результате чего на третий вход индикатора 8 подается сигнал, разрешающий индикацию оператору команды на увеличени значения управлямвего параметра. После выполнения оператором данной команды происходит обратное переключение компаратора элемент И 16. закрывается, прекращая индикацию команды. Таким образом, предлагаемое устройство, по сравнению с известным, позволяет повысить вероятность правильного предупреждения аварийных си туаций за счет предъявления оператору команд на отклонение органа управ ления при предотвращении недопустимых режимов и за счет контроля дейст ий оператора по выполнению этих коанд. Формула изобретения Устройство для предупреждения аваийных ситуаций, содержащее датчики параметров режимов, выходы которых соеинены с входами вычислителя опасных ежимов, выход Запрет которого подключен к первому входу первого элемена И и к сигнальному входу ключа, соеиненногр выходом с входом блокируюего элемента, включенного между органом управления и исполнительным механизмом, причем запирающий вход через блок задержки соединен с выходом датчика прикосновения к органу управления и с вторым входом первого элемента И, подключённого выходом к первому входу индикатора опасных режимов, отличающееся тем что, с целью повышения достоверности предупреждения аварийных ситуаций ,вычислитель опасных режимов выполнен с возможностью определения знака управления и снабжен дополнительными выходами Увеличить и Уменьшить, а в устройство введены второй и третий элементы И, элементы ИЛИ и НЕ, усилитель слежения-хранения, компаратор, управляемой инвертор и датчик положения органа управления, выход которого подключен к сигнальному входу усилителя слежения-хранения и к первому входу компаратора, соединенного вторым входом с выходом усилителя слежения-хранения, третьим входом с выходом управляемого инвертора, а выходом - с первым входом второго элемента И и с входом элемента НЕ, подключенного выходом к первому входу третьего элемента И, -второй вход которого соединен с выходом У-величить вычислителя опасных режимов, первым входом элемента ИЛИ и с управляющим входом управляемого инвертора, подключенного сигнальным входом к .. пдане опорного напряжения, причем второй вход второго элемента И соединен с шлходом Уменьшить вычислителя опасных режимов и с вторым входом элемента ИЛИ/ выход которого подключен к управляющему входу усилителя .слежения-хранения, а выходы второго и третьего элементов И соответственно соединены с вторым и третьим входами индикатора опасных режимов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Казинов С.В. Повышение скорости обработки информации в системгис человек-техника ypw. контроле предель но-допустикых режимов функционирования. - Сб. Информационные основы анализа и синтеза измерительных систем. М, МАИ, 1978. 2.Авторское свидетельство. СССР 638998, кл. G 08 В 21/00, 1977 (прототип).