SU734796A1 - Устройство дл обучени операторов систем управлени - Google Patents

Description

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 ₅ 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, ю 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 реше- 20 нием 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 — повышение 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 повышении 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 часто- $ ты 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, соеди- 10 пенному 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. ^,s

На чертеже схематически изображено устройство для обучения операторов систем управления.

Устройство содержит индикаторное таб- 20 ло 1, пульт 2 оператора, блок 33 задания программы, формирователь 4 командных сигналов, индикаторы 5 позиций, многоканальный распределитель 6 импульсов, генератор 7 тактовых импульсов, реверсивные преобразователи 8 код-аналог, делитель 9 ²⁵ частоты импульсов, узлы 10 сопряжения, блок 11 контроля действия оператора и . блок 12 моделирования реальных процесссов, блоки 13 суммирования, включающие преобразователи 8 код-аналог и узлы 10 jr сопряжения.

Устройство для обучения операторов систем управления работает следующим образом.

Информация о ходе управляемого технологического процесса подается на конт- ³⁵ рольно-измерительные приборы индикаторного табло 1 и пульта 2 оператора, на которых размещены мнемосхемы (на чертеже не показаны). Эта информация заложена в блоке 3 задания программы, который, в виде импульсов по соответствующим каналам воспроизводит циклограмму всех изменений, зафиксированных на информационной модели реально действующего объекта, характерных для конкретной ситуации.

4S

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 совершить обучаемый. При этом оператору могут выдаваться обучающие указания по последовательности, частоте и продолжительности обращения к соответствующим приборам и органам 55 управления. Обучающие указания осуществляются загоранием индикаторов 5 позиций, расположенных под каждым контрольноизмерительным прибором и рядом с ор ганом 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 которому 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 импульсы от многоканального распределителя 6 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 «меньше». 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 контрол ьно-из м е р и тел ьн ого прибора.

Управляющие воздействия от обучаемого, пользующегося соответствующими органами управления на пульте 2, передаются от делителя 9 частоты к соответствующим преобразователям 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 импульсов, 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.

Контроль действий оператора осуществляется блоком 11, который обеспечивает запись управляющих воздействий обучаемого и фиксирование от программы временных отметок на ленте, необходимых при сравнении ее с циклограммой управляющих воздействий опытного оператора, выполнявшего это же упражнение на реально действующем оборудовании.

В целях качественной отработки упражнений сменные программы содержат как закопченные технологические циклы (пуск, останов, пиковый режим, базовый режим и т. и.), так и их элементы.

Кроме того, на комплексе возможна отработка упражнений 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 большинства 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 машина.

Использование предлагаемого· универсального обучающего комплекса во многих случаях избавляет от необходимости разработки сложных и дорогостоящих электронных моделей, являющихся основой современ ных тренажеров, позволяет создавать тренажеры, более полно отражающие технологические процессы реально действующих объектов и дает возможность сократить сроки обучения операторов.

Claims (3)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ СИСТЕМ. УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам дл  обучени  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 функци м; кроме того, оно может быть применено при создании абстрактных тренажеров, необходимых, например, при психологических исследовани х . Известны устройства дл  обучени  операторов , содержащие пульты операторов, блоки моделировани  реальных процессов, генераторы, формирователи, распределители 1 и 2. Однако указанные устройства не позвол ют воспроизводить различные технологические и аварийные ситуации. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство дл  обучени  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 моделировани  инерционных процессов, соединенный с нелинейным преобразователем и с соответствующими контрольно-измерительными приборами контрольного табло 3. Недостатком известного устройства  вл етс  его сложность, что ограничивает возможность полного воспроизведени  динамики управл емого объекта на информационной модели, т. е. на контрольном табло, а следовательно существенно сказываетс  на качестве подготовки соответствующих специалистов . Цель изобретени  - повыщение точности устройства за счет неограниченных возможностей воспроизведени  на контрольном табло управл емого объекта любых технологических и аварийных ситуаций при одновременном его упрощении и удешевлении , а также повыщении надежности его работы. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные генератор тактовых импульсов. распределитель и блок задани  программы, соединенный через параллельно включенные формирователь командных сигналов и блок моделировани  реальных процессов с индикаторным табло и пультом оператора, введены блоки суммировани , делитель частоты и блок контрол  действий оператора, подключенный к пульту оператора и блоку задани  программы, соединенному с блоками суммировани , 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 суммировани  содержат последовательно включенные преобразователи код-аналог, узлы сопр жени , соединенные соответственно со входами и выходами блоков. На чертеже схематически изображено устройство дл  обучени  операторов систем управлени . Устройство содержит индикаторное табло 1, пульт 2 оператора, блок 33 задани  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 сопр жени , блок 11 контрол  действи  оператора и . блок 12 моделировани  реальных процесссов , блоки 13 суммировани , включающие гфеобразователи 8 код-аналог и узлы 10 сопр жени . Устройство дл  обучени  операторов систем управлени  работает следующим образом . Инфор.маци  о ходе управл емого технологического процесса подаетс  на контрольпо-измерительные приборы индикаторного табло 1 и пульта 2 оператора, на которых размещены мнемосхемы (на чертеже не показаны). Эта инфор.маци  заложена в блоке 3 задани  программы, который, в виде импульсов по соответствующим каналам воспроизводит шклограмму всех изменений, зафиксированных на информационной модели реально действующего объекта, характерных дл  конкретной ситуации. В программу по отработке конкретного упражнени  циклограмма управл ющих воздействий , осуществленных оператором, не вводитс . Эти воздействи , необходимые дл  качественного поддержани  заданного технологического процесса в определенной последовательности, должен соверщить обучаемый . При этом оператору могут выдавать с  обучающие указани  по последовательности , частоте и продолжительности обращени  к соответствующи.м приборам и органам управлени . Обучающие указани  осуществл ютс  загорание.м индикаторов 5 позиций, расположенных под каждым контрольноизмерительным прибором и р до.м с органом управлени . Выбор одного или нескольких индикаторов позиций и врем  их работы запрограммированы и подаютс  в виде импульсов в формирователь 4. Блок 3  вл етс  коммутационным полем, к которо .му подсоединены выходы многоканального распределител  6 импульсов, работающего от генератора 7 тактовых импульсов. На каждое отрабатываемое комплексом упражнение в блок 3 вкладываетс  в виде легкосъемной коммутационной доски программа , котора  направл ет и.мпульсы от многоканального распределител  б к соответствующим реверсивным проебразовател м 8 код-аналог. Последовательность и продолжительность подачи импульсов к реверсивным преобразовател м код-аналог соответствует воспроизводимой циклограмме изменений на индикаторном табло 1. Реверсивный преобразователь 8 превращает поданные на него импульсы в непрерывное напр жение, вводимое затем в свой узел 10 сопр жени . Причем каждый реверсивный преобразователь 8 имеет два входа: «больше и «меньще. Если импульсы подаютс  на вход «больше, то соответственно числу поданных импульсов возрастает и напр жение на выходе преобразовател  .8 и наоборот. Эти изменени  напр жени  , введенные в узел 10 сопр жени , вызывают изменени  показаний управл емого им контрольно-измерительного прибора. Управл ющие воздействи  от обучаемого , пользующегос  соответствующими органами управлени  на пульте 2, передаютс  от делител  9 частоты к соответствующим преобразовател .м код-аналог, а затем в свои узлы 10 сопр жени . На делитель 9 частоты импульсов импульсы подаютс  от генератора 7 тактовых импульсов. Делитель 9 частоты обеспечивает более активное воздействие обучаемого на тот или иной прибор контрольного табло 1, чем воздействи , поступающие от блока 3. Он увеличивает частоту и.мпульсов, поступающих от генератора 7 тактовых импульсов, в два или четыре раза, а в узлах 10 сопр жени  выходные напр жени  от обоих реверсивных преобразователей 8 не имеют приоритета и алгебраически суммируютс . Коптроль действий оператора осуществл етс  блоком 11, который обеспечивает запись управл ющих воздействий обучаемого и фиксирование от программы временных отметок на ленте, необходимых при сравнении ее с циклогра.ммой управл ющих воздействий опытного оператора, выполн вшего это же упражнение на реально действующем оборудовании. В цел х 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 изменени  частоты подачи импульсов от генератора 7 тактовых импульсов и от делител  9 частоты. Имитаци  медленно нарастающих аварийных ситуаций осуществл етс  с помощью реверсивных преобразователей 8, а мгновенно наступающих аварийных состо ний (обрыв токопровода, короткое замыкание в цепи, разрыв трубопровода и т. п.) - с помощью блока 12, состо щего из набора реле, св занных электрическими цеп ми с соответствующими контрольно-измерительными приборами и индикаторами на табло 1 и пульте 2 оператора. Имитацию больщинства аварийных ситуаций осуществл ют 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 заключаетс  в том, что изложенный метод воспроизведени  технологических и аварийных ситуаций на контрольном табло возможен дл  любых инерционных и дискретных технологических процессов, но при этом требуетс  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 распределител  6 импульсов, формировател  4 обучающих указаний и делител  9 частоты импульсов может выполн ть цифрова  вычислительна  мащина. Использование предлагаемого- универсального обучающего комплекса во многих случа х избавл ет от необходимости разработки сложных и дорогосто щих электронных моделей,  вл ющихс  основой современных тренажеров, позвол ет создавать тренажеры , более полно отражающие технологические процессы реально действующих объектов и дает возможность сократить сроки обучени  операторов. Формула изобретени  1.Устройство дл  обучени  операторов систем управлени , содержащее последовательно включенные генератор тактовых импульсов, распределитель и блок задани  программы, соединенный через параллельно включенные формирователь командных сигналов и блок моделировани  реальных процессов с индикаторным табло и пультом оператора , отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности устройства, оно содержит блоки суммировани , делитель частоты и блок контрол  действий оператора, подключенный к пульту оператора и блоку задани  программы, соединенному с блоками суммировани , 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, отличающеес  тем, что блоки суммировани  содержат последовательно включенные преобразователи коданалог и узел сопр жени , соединенные соответственно со входами и выходами блока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 249105, кл. G 09 В 7/00, 1969.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 440803, кл. G 09 В 7/00. 1975.
3. 3.Авторское свидетельство СССР . № 413521, кл. G 09 В 7/02, 1974 (прототип ).