Тренажер оператора автоматизированной системы управления

 

I. ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, содержащий пульт оператора, первый и, второй выходы которого соединены с первым и вторым, входами блока сравнения и через элемент ИЛИ с входом формирователя импульсов и первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами пульта оператора, второй вход первого элемента И соединен с выходом элемента НЕ, первый, второй и третий выходы формирователя импульсов соединены с первым,.вторым и третьим входами блока ввода эталоновответа, первый вход которого соединен с первыми входами счетчиков, второй - с вторым входом первого счетчика, выход которого соединен с блоком регистрации , третий вход - с выходом блока сравнения, а четвертый вход соединен с выходом второго счетчика и с четвер тым входом блока ввода эталонов ответа , пятый вход которого соединен с первым выходом пульта оператора, первый и второй выходы - с третьим и четвертым входами блока сравнения, а третий выход соединен с блоком регистрации , отличающнйся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности контроля навыков оператора к сопоставительному анализу разнесенных во времени сигналов, в него введен блок задержки, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом блока ввода эталонов ответа, выходом элемента ИЛИ и третьим выходом формирователя импульсов, первый выход соединен с входом элемента НЕ и вторым входом второго элемента И, а второй выход с третьими входами первого и второго элементов И. 2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что блок задержки содержит два регистра, переключатель к триггер, выход которого является первым выходом блока, вход соединен с пер)зым вькодом переключателя, второй выход которого является вторым выходом блока, первые входы групп входов переключателя соединены с первыми входами регистров, другие входы - соответственно с выходами регистров вторые входы которых являются первым входом блока, первый вход первого является вторым входом ,блока, первый вход второго регистра соединен с шиной нулево1о потенциала , а трет,ий вход является третьим входом блока.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ сОцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН

09) (И) дц С 09 В 9/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flo делАм изОБРетений и ОткРь1тий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3538967/18-24 (22) 11,01.83 (46) 15,05. 84. Бюл. Ф 18 (72) А, Ю. Чижов и А, А. Сляднев (53) 371.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 830505, кл. G 09 В 9/00, 1979 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3414035/24, кл. G 09 В 9/00, 1982 (прототип). (54 )(57) 1, ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА АВТОИАТИЗИРОВАННОИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, содержащий пульт оператора, первый и, второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока сравнения и через элемент ИЛИ с входом формирователя импульсов и первыми входами первого и второго элементов

И, выходы которых соединены с входами пульта оператора, второй вход первого элемента И соединен с выходом элемента НЕ, первый, второй и третий выходы формирователя импульсов соединены с первым,.вторым и третьим входами блока ввода эталонов"ответа, первый вход которого соединен с первыми входами счетчиков, второй — с вторым входом первого счетчика, выход которого соединен с .блоком регистрации, третий вход — с выходом блока сравнения, а четвертый вход соединен с выходом второго счетчика и с четвер тым входом блока ввода эталонов ответа, пятый вход которого соединен с первым выходом пульта оператора, первый и второй выходы " с третьим и четвертым входами блока сравнения, а третий выход соединен с блоком регистрации, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности контроля навыков оператора к сопоставительному анализу разнесенных во времени сигналов, в него введен блок задержки, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом блока ввода эталонов ответа, выходом элемента

ИЛИ и третьим выходом формирователя импульсов, первый выход соединен с входом элемента НЕ и вторым входом

O второго элемента И, а второй выход— с третьими входами первого и второго элементов И.

2. Тренажер по и. 1, о т л и ч а- ( ю шийся тем, что блок задержки содержит два регистра, переключатель и триггер, выход которого является первым выходом блока, вход соединен с первым выходом переключателя, второй выход которого является вторым выходом блока, первые входы групп входов переключателя соединены с первымн входами регистров, другие вхо" СЛ ды — соответственно с выходами реги- юР стров, вторые входы которых являются первым входом блока, первый вход первого регистр является вторым входом блока, первый вход второго регистра соединен с шиной нулевого потенциа- фв ла, а третий вход является третьим входом блока.

1092554

Изобретение относи" ся к автоматике и вычислительной технике, в частности к тренажерам, и может быть использовано для профессионального отбора и обучения операторов автоматизированных систем управления (АСУ), Известен тренажер оператора АСУ, содержащий блок сравнения, блок уп-. равления, датчики случайных событий, коммутаторы, блоки памяти, генератор тактовых импульсов, первый и второй счетчики и элемент И 11 g.

Недостатком данного тренажера является невысокая эффективность трениронки памяти. 15

Наиболее близким к изобретению является тренажер оператора АСУ, содержащий пульт оператора, первый и второй выходы которого соединены с первым и нторым входами схемы сравнения и через элемент ИЛИ с первым входам ключа и входом блока задания режимон работы, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока ввода эталонов к блока управления и контроля, первый выход которого соединен с третьим входом блока ввода, эталонов, третий входс .ыходом схемы сравнения, а второй выход соединен с первым входом блока регистрации, второй вход которого соединен с первым выходом блока нвоца эталонон, четвертый вход которого соединен с первым выходом пульта оператора, пятый вход — с третьим выходом блока задания режимов работы, а первый и второй выходы соединены с третьим и четвертым входами схемы сравнения, второй выход соединен также с вторым входом ключа, выход кото- 10 рого соединен с третьим входом блока регистрации (2 j.

Дакный тренажер значительно поныпгает эффективность исследования и тренировки памяти оператора, однако он гй позволяет исследовать и тренировать навыки у операторов к сопоставительному анализу разнесенных на нре. мени и н пространстве сигналов, что снижает эффективность его использона- 5п ния и сужает его функциональные вазможности, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей тре

55 нажера за счет возможности контроля навыков оператора к сопоставительному анализу разнесенных во времени сигналов.

Наставленная цель достигается тем, чта н тренажер оператора антаматизиронанкой системы управления, содержащий пульт оператора, первый и второй зыходы которого соединены с первым и вторым входами блока сравнения и через элемент ИЛИ с входом фармиронателя импульсов и первыми входами первогo и второго элементов И, выходы которых соединены с входами пульта оператора, нторой вход первого элемента

И соединен с. выходом элемента НЕ, первЫй, второй и третий выходы формирователя импульсов соединены с первым, вторым и третьим входами блока ввода эталонов ответа, первый вход которого =îåäèíåí с первыми вхо,цами счетчикав, нторай — с вторым входом первого счетчика, выход которого соединен с блоком регистрации, третий вход — с выходом блока сравне— ния, а четвертый вход соединен с выходом второго счетчика и с четвертым входом бпока ввода эталонов ответа, пятыи вход которого соединен с первым выходом пульта оператора, первый и второй выходы — с третьим и четвертым входами блока сравнения, а третий выход соединен с блоком регистрации, введен бпак задержки, перный, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом блока нноца эталонон ответа, выходом элемента ИЛИ и третьим выходом формирователя импульсов, первый выход соединен с входом элемента НЕ и вторым входом второго элемента И, а второй выход — с третьими входами первого и второго элементов И.

При "òîì блок задержки содержит ,цва регистра, переключатель и триггер, выход которого является первьй выходом блока, вход соединен с первым выходом переключателя, второй выход которого является вторым выходам блока, первые входы групп входов перекпю ателя соединены с первыми входами регистрон, другие входы— соответственно с выходами регистров, вторые входы которых янляются первым входом бпока, первый вход первого регистра является вторым входом блока, церныи вход второго регистра соединен с шинои нулевого потенциала, а е третий вход является третьим входом блока.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого тренажера, 1092554

Тренажер содержит пульт оператора

1, блок сравнения 2, элемент ИЛИ 3, формирователь импульсов 4, блок ввода эталонов ответа 5, первый счетчик б, второй счетчик 7, блок регистрации

8, блок задержки 9, элемент И 10, элемент НЕ 11, элемент И 12.

Пульт оператора 1 содержит формирователи импульсов !3 и 14, выходы .которых являются выходами пульта и све- 10 товые индикаторы 15 и 16, входы которых являются входами пульта.

Блок задержки 9 содержит регистры

17 и 18, триггер 19 и переключатель 20. !

Блок регистрации 8 содержит после- 15 довательно включенные счетчик циклов

21, вход которого является вторым входом блока, и цифровой индикатор 22, второй вход которого является первым входом блока. 20

Существо изобретения заключается в следующем.

Экспериментатор вводит в тренажер детерминированную программу предъявления световых стимулов оператору.

Оператор по тактам вводит свою программу, получая при этом подтверждение а совпадении или несовпадении каждого члена программы (вводимой и

30 заданной) . Причем, в соответствии с задачей эксперимента, подтверждение дается оператору с задержкой от О, что имеет место в прототипе, до и где n = 1, 2, 3 и т.д. тактов. На— пример, если режим работы выбран с задержкой подкрепления на три такта, то на третьем такте оператор получает подтверждение на действие, выполненное на первом такте и т.д. Работа

40 оператора заканчивается, если он, анализируя получаемые подтверждения, сумел так скорректировать вводимую программу, что она полностью совпала с заданной. По количеству циклов заданной программы, просмотренных опе45 ратором до полного решения задачи, судят об исследуемых навыках оператора.

Тренажер работает следующим обра50 зом.

При включении питания блок ввода эталонов ответа 5 переходит в исходное состояние, счетчики 6, 7 и 20— в нулевое, а триггер 19 (типа РС) в состояние при котором на втором

У выходе блока задержки 9 присутствует потенциал, закрывающий элементы И 10 и 12.

Экспериментатор устанавливает переключатель режимов работы в формирователе импульсов 4 (не показан) в полажение "Запись". Алгоритм работы в этом. режиме тренажера не отличается от алгоритма, описанного, в прототипе (за исключением следующего), С первого выхода формирователя импульсов 4 на третий вход регистра 18 поступае". потенциал, разрешающий запись информации в этот регистр в параллел.".нам коде. Так как первый вход регис; ра

18 заземлен, в первый разряд регистра записывается "0, а в остальные разряды записывается "1" (соответствующие данным разрядам входы не показаны).

После записи необ>ацнмай программы предъявления световых стимулов экспериментатор переводит переключатель режимов работы в положение "Работа", при этом дальнейшая запись информации в узел оперативной памяти блока ввода эталонов ответа 5 запрещается, блок 5 переходит в режим предъявления информации, а регистр

18 переходит в режим последовательного продвижения информации, записанной в параллельном коде. Кроме того, с помощью переключателя экспериментатор устанавливает необходимую задерж-ку предъявления подтверждений, При этом возможны два алгоритма работы тренажера.

Задержка равна нулю. При этом первые входы групп входов переключателя соединяются с соответствующими выходами переключателя. Так как первый вход первой группы переключателя заземлен, то на первом выходе этого переключателя появляется уровень логического нуля, который переводит триггер 19 в противоположное состояние, обеспечивая открывание элементов И 10 и 12. Переключатель соединяет вход элемента НЕ 1! и первый вход элемента И 10 йепасредственно к первому выходу блока ввода эталонов ответа 5, Элемент НЕ 11, элементы

И 10 и 12, световые индикаторы 15 и

16 абразукт схему логическога пробника. Далее алгоритм работы тренажера в данном режиме не отличается от.алгоритма работы прототипа.

Задержка не равна нулю. При этом переключатель устанавливается в положение, соответствующее неабхадиS 1092 мой задержки подтверждения. Триггер

19 сохраняет исходное состояние, а регистры 17 и 18 переходят в режим последовательного продвижения информацииэ

Для примера, установим задержку и = 3-и тактам (показано), Оператор произвольно нажимает кнопку (правую или левую.) на пульте оператора. Формирователь 13 или 14 формирует единичный перепад напряжения, который поступает на блок сравнения

2, на третий и четвертый входы которого также поступает информация о состоянии элемента памяти узла оперативной памяти блока ввода эталонов ответа 5. Блок сравнения 2 сравнивает первый разряд заданной информационной программы с введенным оператором стимулом. При наличии ошибки на выходе блока сравнения 2 формируется .перепад напряжения, который поступа" ет на четвертый вход счетчика 7, разрешая параллельную запись и счетчик числа в двоичном коде через второй вход (D — входы счетчика) с выхода счетчика 6 (Π— выходы счетчика), на котором записано число, соответствующее длине заданной программы. Таким образом, в случае ошибки счетчик 7 постоянно удерживается в исходном состоянии, в случае правильного от" вета на выходе блока сравнения 2 перепад напряжения отсутствует.

Кроме того, на выходе элемента

KIH 3 формируется перепад напряжений,З5 который поступает на третьи входы элементов И 10 и 12. Однако эти элементы остаются закрытыми нулевым потенциалом, поступающим на вторые вхоо 40 ды элементов с выхода триггера 19, следовательно, информация на световые индикаторы 15 и l6 не поступает и не отображается.

При отпускании оператором кнопки

45 à пульте оператора формируется задний фронт тактового импульса на выхо.де элемента ИЛИ 3, который через формирователь импульсов 4 поступает на четвертый вход блока ввода эталонов ответа 5, воздействуя на счетчик адр

50 са и на третий вход счетчика 7, уменьшая значение записанного в него числа на единицу в случае отсутствия ошибки.

Кроме этого, задний фронт тактово-

-5S

ro импульса воздействует на вторые входы (тактовые) регистров 17 и 18, осуществляя перезапись информации с

554 6 первого выхода блока ввода эталонов ответа 5 в первый разряд регистра 17 и, перемещая нуль, записанный в первый разряд регистра 18, во второй разряд этого регистра.

Далее оператор вновь нажимает правую или левую кнопку на пульте оператора 1. Алгоритм работы тренажера повторяется., причем, вводя стимул, оператор также не получает подтверждение о правильности своих действий, После окончания третьего такта работы информация (нуль илн единица)

I присутствующая на выходе блока ввода эталонов ответа 5 на первом такте, последовательно переместившись по регистру 17, через замкнутые контакты переключателя поступает на первый выход блока задержки 9. Нуль, перемес тившись по регистру 18, через замкнутые контакты переключателя воздейст1 вует на триггер 19, переводя его в противоположное состояние, С выхода триггера 19 единичный потенциал поступает на вторые входы элементов

И то и 12.

При следующем нажатии кнопки на пульте оператора 1 тактовый импульс с выхода элемента ИЛИ 3 открывает элементы И 10 и 12, разрешая прохождение информации на световые индикаторы 15 и 16. При этом, если на первом выходе блока задержки 9 присутствует единичный потенциал — открывается элемент И 10 и загорается световой индикатор 16 (свечение индикатора 16 информирует оператора о том, что он должен был нажать на первом такте кнопку формирователя

14), если нулевой потенциал — открывается элемент И 12, загорается световой индикатор 15 (свечение индика- тора 15 информирует оператора о том что на первом такте ему следовало нажать на кнопку формирователя 13).

При дальнейших нажатиях кнопок оператор сравнивает свои действия с подтверждениями, задержанными.на три такта, и производит корректировку своих действий, При окончании цикла заданной программы счетчик адреса блока 5 ввода эталонов ответа 5 (не показан) возвращается в первоначальное состояние, а на третьем выходе блока 5 появляется импульс, который поступает на второй вход блока регистрации 8 и воздействует на счетчик циклов 20. Заданная программа повторяется.

1О92554

ВЯКНИ Заказ 32бО/35,Тираж 447 Подписное

Он ж". ППП 11a àèò, г.Унгерна, ря.Проектная, 4

В случае полного совпадения заданной программы с вводимыми оператором стимулами счетчик 7 производит последовательное вычитание единиц от заданного числа (соответствующего дли- не программы) до .уля, при этом на выходе счетчика (выход 4 0) формирует ся перепад напряжения, который разре чает индикацию количества циклов на !

О табло отображения с помощью цифрового индикатора 22, сигнализируя об окончании работы.

Далее экспериментатор вводит следующую программу в соответствии с планом экспериментог. !

Предлагаемый тренажер реализован на базе микросхем серии К155. В качестве счетчиков использованы реверсивные счетчики К155ИЕ7, в качестве узла оперативной памяти К!55РУ2, в ка20 честве регистров К!55ИР1.

По сравнению с базовым объектом, в качестве которого выбран прототип, тренажер обладает расширенными функциональными возможностями, в частности позволяет исследовать и тренировать навыки оператора к сопоставительному анализу разнесенных во времени сигналов. Это позволяет повысить эффективность использования тренажера. Кроме того, повышается точность и качество оценок профессиональной пригодности оператора за счет более глубокого исследования процессов логического м1.1шления, и сокращается время на получение оценки деятельности оператора за счет уменьшения номинальной длины задаваемой программы с 14-16 в базовом объекте, до 3-5 разрядов в предлагаемом изобретении с задержкой подтверждения на 2Э такта