SU1679520A2 - Control system simulator - Google Patents
Control system simulator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1679520A2 SU1679520A2 SU894692517A SU4692517A SU1679520A2 SU 1679520 A2 SU1679520 A2 SU 1679520A2 SU 894692517 A SU894692517 A SU 894692517A SU 4692517 A SU4692517 A SU 4692517A SU 1679520 A2 SU1679520 A2 SU 1679520A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inputs
- output
- unit
- register
- simulator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к техническим средствам обучени и вл етс усовершенствованием устройства по а. с. СССР fvfe 1535798. Цель изобретени - расширение дидактических возможностей тренажера. Тренажер оператора систем управлени включает в себ пульт оператора, содержащий блок 1 ввода начальных условий, блок 2 задани управл ющих воздействий, блоки 5 - 7 задани нормативов, блок 23 включени технологического оборудовани , блок 26 индикации , блок 3 предъ влени информации, блок 4 моделировани реальных процессов, блок 8 оценок, триггеры 9. 22, блоки 10, 11, 12 компараторов, элементы И 13. 14, 16. регистры сдвига 15, 27, элементы ИЛИ 24, 29,31, формирователи импульсов 17, 19, 21, 30,счетчик импульсов 18, блок 20 управлени , регистр 25 последовательности выполн емых операций и компаратор 28. Тренажер обеспечивает обработку навыков управлени технологическими процессами с учетом степени обученности и индивидуальных свойств обучаемых, реализу в зависимости от этих параметров различные масштабы времени моделировани реальных процессов. 6 ил.The invention relates to educational technology and is an improvement of the device according to a. with. USSR fvfe 1535798. The purpose of the invention is to expand the didactic capabilities of the simulator. The control systems operator simulator includes an operator console containing the initial condition input unit 1, control action task unit 2, standards task blocks 5–7, process equipment activation unit 23, display unit 26, information presentation unit 3, simulation unit 4 real processes, block 8 of estimates, triggers 9. 22, blocks 10, 11, 12 comparators, elements AND 13. 14, 16. shift registers 15, 27, elements OR 24, 29.31, pulse formers 17, 19, 21, 30, pulse counter 18, control unit 20, register 25 of the sequence operations and a comparator 28. The simulator provides processing of process control skills taking into account the degree of training and individual trainee properties, and realizes, depending on these parameters, different time scales for modeling real processes. 6 Il.
Description
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучени операторов систем управлени .The invention relates to automation and computing, in particular, to technical means for training control system operators.
Целью изобретени вл етс расширение дидактических возможностей тренажера за счет обеспечени обработки навыков последовательного включени технологического оборудовани .The aim of the invention is to expand the didactic capabilities of the simulator by providing processing skills for the sequential activation of the process equipment.
На фиг. 1 приведена структурна схема предлагаемого тренажера; на фиг. 2 - пример реализации блока включени технологического оборудовани , регистра последовательности выполн емых операций и блока индикации; на фиг. 3 - реализаци сдвигающего регистра; на фиг. 4 - пример выполнени компаратора и формировател импульсов; на фиг. 5 - схема алгоритма работы блока моделировани реальных процессов; на фиг. 6 - схема алгоритма анализа состо ни технологического оборудовани . Тренажер оператора систем управлени содержит пульт оператора (на фиг. 1 не показан), включающий блок 1 ввода начальных условий и блок 2 задани управл ющих воздействий, блок 3 предъ влени информации , блок 4 моделировани реальных процессов, блоки 5-7 задани нормативов, вход щие в состав пульта оператора, блок 8 оценок, первый триггер 9, блоки 10-12FIG. 1 shows the structural scheme of the proposed simulator; in fig. 2 shows an example of implementation of a process equipment powering unit, a sequence register of operations to be performed and a display unit; in fig. 3 - implementation of the shift register; in fig. 4 shows an example of a comparator and pulse former; in fig. 5 is a diagram of the algorithm for the operation of the simulation of real processes; in fig. 6 is a flowchart for analyzing the state of the process equipment. The control systems operator simulator contains an operator panel (not shown in Fig. 1), including an initial condition input unit 1 and a control actions task unit 2, information presentation unit 3, a real process simulation unit 4, standards task blocks 5-7, input in the operator's console, block 8 estimates, the first trigger 9, blocks 10-12
ОABOUT
VI о ел ю оVi o ate u o
юYu
компараторов, первый и второй элементы И 13, 14, регистр 15 сдвига, третий элемент И 16, первый формирователь 17 импульсов, счетчик 18 импульсов, второй формирователь 19 импульсов, блок 20 управлени , третий формирователь 21 импульсов, второй триггер 22, блок 23 включени технологического оборудовани , вход щий в пульт оператора , первый элемент ИЛИ 24, регистр 25 последовательности выполн емых операций , блок 26 индикации, вход щий в пульт оператора, сдвигающий регистр 27, компаратор 28, второй элемент ИЛИ 29, четвертый формирователь 30 импульсов и третий элемент ИЛИ 31.comparators, first and second elements AND 13, 14, shift register 15, third element AND 16, first pulse shaper 17, pulse counter 18, second pulse shaper 19, control unit 20, third pulse shaper 21, second trigger 22, switch-on block 23 technological equipment included in the operator console, the first element OR 24, the register 25 of the sequence of operations performed, the display unit 26, included in the operator console, the shift register 27, the comparator 28, the second element OR 29, the fourth driver 30 pulses and the third ement or 31.
Тренажер работает следующим образом .The simulator works as follows.
Перед началом тренировки обучаемому задаетс технологическа цель управлени . Применительно к сталеплавильному переделу , например кислородно-конверторному процессу, целью управлени вл етс получение стали с требуемыми химическим составом и температурой металла в заданное врем . Предварительно с помощью блока 1 в блок 4 ввод тс необходимые исходные данные (начальный химсостав металла - содержание углерода, серы, фосфора , температура металла). Затем производитс установка нормативов. Так, в блоке 7 задаютс ограничени на текущие значени технологических параметров (содержание FeO в шлаке, температура охлаж- дающей воды и др.), которые могут превышатьс в ходе процесса над заданными , в блоке 6 - ограничени на итоговые комплексные оценки (стоимость затраченных материалов, интегральные оценки отклонений от графиков нагрева и обезуглероживани металла и т. д.) в блоке 5 - целевые ограничени (верхние и нижние пределы по химсоставу и температуре металла , длительность плавки).Before starting the training, the learner is given a technological control goal. With regard to steelmaking, for example, an oxygen-converter process, the control objective is to produce steel with the required chemical composition and metal temperature at a specified time. With the help of block 1, the necessary initial data are entered into block 4 (the initial chemical composition of the metal is the content of carbon, sulfur, phosphorus, temperature of the metal). The standards are then set. Thus, in block 7, restrictions are set on the current values of technological parameters (FeO content in the slag, cooling water temperature, etc.), which may be exceeded over the specified values in the course of the process, in block 6 - limits on the final integrated estimates (cost of spent materials , integral estimates of deviations from metal heating and decarburization graphs, etc. in block 5 — target constraints (upper and lower limits on chemical composition and temperature of the metal, duration of melting).
До запуска процесса моделировани по выходам блоков 10, 11 компараторов сформированы единичные уровни, триггер 22 также установлен в единичное состо ние, в регистре 15 во всех разр дах установлены нули соответственно, содержимое счетчика 18 также равно нулю, что вл етс признаком (кодом) начального масштаба моделировани . Перед началом моделировани технологическое оборудование (маслостан- ци , дымосос, циркул ционный насос и др.) выключено, поэтому триггеры регистров 25 и 27 наход тс в нулевом состо нии, что соответствует отсутствию свечени свето- диодов блока 26. На выходе компаратора 28 также нулевой уровень сигнала.Prior to starting the modeling process, unit levels are formed on the outputs of blocks 10, 11 of the comparators, trigger 22 is also set to one, zeros are set in register 15 in all bits, respectively, the contents of counter 18 are also zero, which is a sign scale modeling. Before starting the simulation, the process equipment (oil station, smoke exhauster, circulation pump, etc.) is turned off, therefore the triggers of registers 25 and 27 are in the zero state, which corresponds to the absence of luminescence of the LEDs of the block 26. At the output of the comparator 28 is also zero signal strength.
Запуск процесса моделировани осуществл етс нажатием кнопки Пуск в пульте оператора. Затем обучаемый должен в определенной последовательности вклю- чить технологическое оборудование посредством нажати соответствующих кнопок блока 23. При этом возможны две ситуации.The simulation process is launched by pressing the Start button in the operator’s console. Then, the student must turn on the process equipment in a certain sequence by pressing the corresponding buttons of the block 23. Two situations are possible.
1.Обучаемый правильно реализует последовательность включени технологиче0 ского оборудовани . В этом случае в регистры 25 и 27 записываютс одинаковые коды, в результате сравнени которых компаратор 28 остаетс в нулевом состо нии. Последовательность включени технологи5 ческого оборудовани индицируетс посредством последовательной засветки светодиодов блока 26. При правильном включении технологического оборудовани осуществл етс дальнейша реализаци ал0 горитма моделировани технологического процесса.1. The learner correctly implements the sequence of switching on the technological equipment. In this case, the same codes are recorded in registers 25 and 27, as a result of comparing which the comparator 28 remains in the zero state. The sequence of switching on the technological equipment is indicated by the consecutive illumination of the LEDs of block 26. With the correct switching on of the technological equipment, the algorithm of the simulation of the technological process is further implemented.
2.Обучаемый неправильно выполн ет включение технологического оборудовани , т. е. нажатие кнопок осуществл етс к в2. A student being trained does not turn on the process equipment, i.e. the buttons are pressed to
5 заданной последовательности. В этом случае в регистры 25 и 27 записываютс разные коды (например, если первое включение было правильным, то в регистрах 25,27 хран тс коды 1000 и 1000, при втором включении5 given sequence. In this case, different codes are recorded in registers 25 and 27 (for example, if the first power-up was correct, then the registers 25,27 store the codes 1000 and 1000, and for the second power-up
0 обучаемый ошибочно нажал вместо второй кнопки четвертую, соответственно этому в регистре 27 запишетс код 1100, а в регистре 25 - 1000, поскольку нет разрешени от третьего триггера регистра 25 на включение0, the student mistakenly pressed the fourth button instead of the second button, respectively, in register 27, the code 1100 will be written, and in register 25 - 1000, since there is no permission from the third trigger of register 25 to turn on
5 четвертого). Следовательно, в случае неправильной последовательности нажати кнопок в регистре 25 будет всегда больший код, чем в регистре 27. При сравнении разных кодов компаратор 28 переходит из нулевого5 fourth). Consequently, in the case of an incorrect sequence of pressing buttons in register 25, there will always be a larger code than in register 27. When comparing different codes, comparator 28 changes from zero
0 состо ни в единичное, в результате чего формирователь 30 вырабатывает сигнал нулевого уровн , устанавливающий регистры 25 и 27 в исходное состо ние. Нарушение последовательности включени кнопок фик5 сируетс посредством светодиодов блока 26, т. е. по их состо нию можно оценить, на каком этапе произошла ошибка. При ошибочной последовательности включени технологического оборудовани обучаемый0 state to one, as a result of which shaper 30 generates a zero-level signal, setting registers 25 and 27 to the initial state. The violation of the sequence of switching on the buttons is fixed by means of the LEDs of block 26, i.e., by their state, it is possible to assess at what stage the error occurred. With an erroneous sequence of switching on the process equipment, the student
0 должен снова повторить эти операции, и так до тех пор, пока не будет реализована правильна последовательность включени технологического оборудовани . Число ошибок при выполнении этих операций фик5 сируетс блоком 4 и отображаетс посредством блока 3.0 must repeat these operations again, and so on until the correct sequence of switching on the process equipment is realized. The number of errors in performing these operations is fixed by block 4 and displayed by block 3.
Дальнейша работа тренажера осуществл етс следующим образом.Further work of the simulator is carried out as follows.
С помощью блока 2 обучаемый задает значени интенсивности кислородногоUsing block 2, the learner sets the values of the intensity of the oxygen
дуть и положени фурмы. В соответствии с алгоритмом функционировани блока 4 осуществл етс в ЭВМ воспроизведение технологического процесса (кислородно- конверторной плавки), в рамках которого реализуютс ввод значений управл ющих воздействий, решение уравнений, описывающих поведение моделируемого процесса, расчет экономических оценок и вывод текущих результатов на блоки 3, 10 - 12.blowing and positioning tuyeres. In accordance with the operation algorithm of block 4, a reproduction of a technological process (oxygen converter smelting) is carried out in the framework of which the input of values of control actions, the solution of equations describing the behavior of the modeled process, the calculation of economic estimates and the output of current results to blocks 3, 10-12.
Обучаемый, пользу сь информацией блока 3, воздействует с помощью блока 2 на технологический объект управлени , представленный в виде блока 4, так, чтобы перевести его из исходного состо ни в конечное, определ емое целью управлени . В течение цикла моделировани блоком 12 осуществл етс непрерывное сравнение текущих значений важных технологических параметров с заданными в блоке 7 ограничени ми . Дл рассматриваемого примера такими параметрами вл ютс температура РОДЫ,подаваемой на охлаждение фурмы, и давление отход щих из полости конвертора газов. При выходе хот бы одного из них за пределы ограничений, даже на непродолжительное врем , сигнал с соответствующей схемы сравнени блока 12 компараторов в виде логического нул поступает на один из входов элемента И 14. В результате на его выходе формируетс нулевой уровень напр жени , устанавливающий триггер 22, а соответственно и элемент И 14 в нулевое состо ние. В ходе цикла моделировани сигналы об итоговых комплексных оценках, рассчитываемые блоком 8 а также сигналы о химсоставе, температуре металла, длительности плавки, поступающие на входы блоков 11 и 10, сравниваютс с нормативными их значени ми , заданными блоками 5 и 6 соответственно . По завершении цикла моделировани обучаемый нажимает кнопку Останов блока 20, в результате чего на его выходах формируетс два сигнала. Первый из них, сформированный в момент нажати кнопки, вл етс синхронизирующим дл регистра 16. При наличии этого импульса осуществл етс запись информации, поступающей с выхода элемента И 14, в первый разр д регистра 15, а в последующих циклах моделировани - сдвиг предыдущей информации в старший разр д и запись новой - в младший разр д.The student, using the information from block 3, acts with the help of block 2 on the technological control object, represented as block 4, so as to transfer it from the initial state to the final one, determined by the purpose of the control. During the simulation cycle, block 12 performs a continuous comparison of the current values of important technological parameters with the constraints specified in block 7. For the considered example, such parameters are the temperature of the GENERA supplied for cooling the tuyere, and the pressure of the gases leaving the converter. When at least one of them goes beyond the limits, even for a short time, the signal from the corresponding comparison circuit of the comparators block 12, in the form of a logical zero, goes to one of the inputs of the And 14 element. As a result, a zero voltage level is generated at its output, which sets the trigger 22, and, accordingly, the AND element 14 to the zero state. During the simulation cycle, the signals about the final complex estimates, calculated by block 8 and also signals of chemical composition, metal temperature, melting duration, entering the inputs of blocks 11 and 10, are compared with their standard values given by blocks 5 and 6, respectively. Upon completion of the simulation cycle, the student presses the Stop button of block 20, as a result of which two signals are generated at its outputs. The first of them, formed at the moment the button is pressed, is synchronizing for register 16. With this pulse present, information coming from the output of AND 14 is recorded, the first bit of register 15, and in subsequent simulation cycles, the previous information is shifted senior bit and record new - in junior bit d.
Второй сигнал, вырабатываемый блоком 20 в момент отпускани кнопки Останов , поступает на вход формировател 21 и устанавливает триггер 22 в единичное состо ние , а также через элементы ИЛИ 29,31 обеспечивает обнуление регистров 25, 27.The second signal, generated by block 20 at the moment of releasing the Stop button, is fed to the input of the imaging unit 21 and sets the trigger 22 to a single state, as well as through the elements OR 29.31 provides for resetting the registers 25, 27.
Если в момент останова процесса моделировани хот бы одно из ограничений, заложенных в блоках 10-12, было превышено , то на выходе соответствующего изIf, at the time of stopping the modeling process, at least one of the restrictions in blocks 10-12 was exceeded, then at the output of the corresponding
них по вл етс нулевой уровень напр жени и на выходе элемента И 14 также формируетс логический нуль. Если все ограничени выполнены, то на выходе элемента И 14 по вл етс сигнал логическойthey appear zero voltage level and at the output of the element And 14 also formed a logical zero. If all constraints are met, then the output of AND 14 is a logical signal.
0 единицы. При нажатии кнопки Останов блока 20, что имеет место по окончании цикла моделировани , информаци с выходов элемента И 14 переписываетс в регистр 15. Таким образом, в зависимости от того,0 units. When the Stop button of the block 20 is pressed, which takes place at the end of the simulation cycle, the information from the outputs of the And 14 element is rewritten into the register 15. Thus, depending on
5 выполнено или не выполнено задание в рамках технологического цикла, в регистр 15 записываетс единица или нуль.5, the task has been completed or not executed within the technological cycle, a unit or zero is written to the register 15.
При условии выполнени задани на определенном количестве плавок подр д (этоSubject to the task at a certain number of heats
0 количество задаетс числом входов элемента И 16), что выражаетс в по влении на выходе регистра 15, выдающего информацию в параллельном коде, соответствующего числа единиц (по числу входов элемента0 the number is given by the number of inputs of the element 16), which is expressed in the appearance at the output of register 15, which gives information in a parallel code corresponding to the number of ones (according to the number of inputs of the element
5 И 16, элемент И 16 формирует на своем выходе единичный уровень, который в виде бита информации записываетс в счетчик 18 и одновременно поступает в формирователь 17, сбрасывающий триггеры регистра5 and 16, the element AND 16 forms at its output a unit level, which, in the form of a bit of information, is recorded in the counter 18 and simultaneously enters the driver 17, resetting the register triggers
0 15 в нулевое состо ние. При этом в счетчик 18 записываетс код нового масштаба моделировани , большего, чем на предыдущем этапе обучени . Этот код поступает в блоки 3 и 4. При этом переход на новый масштаб0 15 to zero state. In this case, the counter 18 records the code of the new scale of modeling, larger than at the previous stage of training. This code comes in blocks 3 and 4. At the same time, the transition to a new scale
5 времени осуществл етс лишь при условии, что обучаемый при включении технологического оборудовани не допускает ошибок.5 time is carried out only under the condition that the learner does not make mistakes when turning on the process equipment.
С нажатием кнопки Пуск блока 20 начинаетс новый этап работы обучаемого вWith the push of the start button of block 20, a new stage of the student’s work begins
0 услови х другого масштаба времени, который продолжаетс до тех пор, пока не будет выполнено требование безошибочного выполнени задани на прин том количестве технологических циклов. В случае его вы5 полнени вновь срабатывает элемент И 16, счетчик 18 измен ет свое состо ние и формирует код нового масштаба времени, например , теперь уже ускоренного, что обеспечивает отработку навыков в услови х0 conditions of a different time scale, which lasts until the requirement of an accurate execution of a task on a received number of technological cycles is fulfilled. In case of its fulfillment, the element 16 again works, the counter 18 changes its state and forms the code of the new time scale, for example, now accelerated, which ensures the development of skills in the conditions
0 дефицита времени. В дальнейшем рассмотренный цикл может повтор тьс . Количество циклов зависит от прин того числа вариантов масштаба времени, определ емого , в частности, особенност ми техноло5 гического объекта управлени , задачами обучени и т. п.0 time shortage. In the following, the considered cycle may be repeated. The number of cycles depends on the adopted number of variants of the time scale, which is determined, in particular, by the characteristics of the technological control object, training tasks, etc.
По окончании обучени с помощью кнопки Сброс блока 20 счетчик 18 обнул етс , и устройство приходит в исходное состо ние .Upon completion of training using the Reset button of block 20, the counter 18 is zeroed out and the device returns to its original state.
Изобретение обеспечивает отработку навыков последовательного включени технологического оборудовани . Учет ошибочных действий обучаемых в выполнении этих операций при переходе к другим масштабам времени моделировани повышает внимание и ответственность обучаемых за свои действи по управлению технологическим процессом. Возможность воспроизведени операций по включению технологического оборудовани приближает процесс обучени на транажере к реальным услови м.The invention provides development of skills for the sequential inclusion of technological equipment. Accounting for students' erroneous actions in performing these operations when moving to a different scale of modeling time increases the attention and responsibility of the students for their process control actions. The possibility of reproducing operations to turn on the process equipment brings the training process on the equipment to reality.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894692517A SU1679520A2 (en) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | Control system simulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894692517A SU1679520A2 (en) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | Control system simulator |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1535798 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1679520A2 true SU1679520A2 (en) | 1991-09-23 |
Family
ID=21448139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894692517A SU1679520A2 (en) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | Control system simulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1679520A2 (en) |
-
1989
- 1989-05-17 SU SU894692517A patent/SU1679520A2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1535798, кл. G 09 В 9/00, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109920298A (en) | A kind of device and method carrying out subject training based on virtual reality | |
SU1679520A2 (en) | Control system simulator | |
RU2010340C1 (en) | Device for transporting operator | |
SU1727145A1 (en) | Operator trainer | |
SU1352519A1 (en) | Training device for operators | |
SU858070A1 (en) | Trainer for operator of control systems | |
SU1536426A1 (en) | Control system operator simulator | |
SU1244698A2 (en) | System for training operators of control systems | |
SU930337A1 (en) | Trainer for teaching control of vehicles | |
SU1714655A1 (en) | Device for teaching operators | |
SU1233204A2 (en) | System for training operators of control systems | |
SU1587561A1 (en) | Device for teaching operators | |
RU2037206C1 (en) | Device for checking knowledge of person under training | |
SU1234797A1 (en) | Training device | |
RU1797139C (en) | Trainer for operators of control systems | |
SU918962A1 (en) | Control system operator simulator | |
SU1714651A1 (en) | Device for operators training | |
RU2011227C1 (en) | Device for teaching operators | |
SU744713A1 (en) | Device for teaching operators of control systems | |
SU1024963A2 (en) | Teaching device | |
SU1730651A1 (en) | Device for training operators | |
SU783833A2 (en) | Automated class for examining pupils | |
SU857937A1 (en) | Device for checking work of automatic control system operators | |
RU2011229C1 (en) | Device for teaching operators | |
SU798956A1 (en) | Trainer for operator of computing devices |