Устройство для предупреждения аварий-ных ситуаций

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 1806.79 (2т) 2782391/18-24 Р ) +

G 05 В 23/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230681.6кзллетеиь Ж 23

Дата опубликования описания 230681 (53) УДК 621. 396 (088.8) (72) Автор. изобретения

С. В. Каэ ннов

Иосковский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ АВАРИЙНЫХ

СИТУАЦИЙ

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

Известно устройство для предупреждения аварийных ситуаций, содержащее датчики параметров режима, индикатор опасных режимов и вычислитель опасных режимов выполненный на блоках формирования ограничений, преобразования ограничений и формирования предупредительных и командных сигналов, и предназначенное для предупреждения оператора о выходе объекта на недопустимые режимы работы и индикации ему командных сигналов ("подсказок"); на выполнение действий по предотвращению 20 этих режимов 1 ..

Недостатком устройства является пониженная достоверность предупреждения аварийных ситуаций, что обусловле25 но опосредственным характером контроля действий оператора через изменение параметров режимов объекта.

Наиболее близким к изобретению является устройство для предупреждения аварийных ситуаций, содержащее датчи .ки параметров режимов, входы которых соединены с входами вычислителя опасных режимов, выход "Запрет" которо-. го подключен к первому входу элемента

И и к сигнальному входу ключа, соединенного выходом с входом включения блокировки блокирукщего элемента, включенного между органом управления и исполнительным механизмом, причем запирающий 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 опас-.. ных режимов 2) ..

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

840818

Цель изобретения - повышение достоверности предупреждения аварийных ситуаций.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для предупреждения

-аварийных ситуаций, содержащее датчи- 5 ки параметров режимов, выходы которых соединены с входами вычислителя опасных режимов, выход "Запрет" которого ,подключен,к первому входу первого зйемента И и к сигнальному входу клю- (ð ча, соединенного выходом с входом бло.кирующего элемента, включенного между органом управления и исполнительным механизмом, причем запирающий вход ключа через блок задержки соединвн с выходом датчика прикосновения к орга ну управления в с вторым входом первого элемента И, подключенного выходам к первому входу индикатора опасных режимов, вычислитель опасных режимов выполнен с воэможностью определения 20 знака управления и снабжен дополни-. тельными выходами "Увеличить". и "Уменьшить" а в устройство введены второй и третий элементы И, элементы ИЛИ к

НЕ, усилитель слежейня-хранения, компаратор, управляемяй инвертор и датчик положения .органа управления, выход которого подключен к сигнальному входу усилителя слежения-хранения и к первому входу компаратора, соединенно-З го 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, под" ключенного 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- . 40 ключенного сигнальным входом к шине опорного напряжения, причем. второй вход второго элемента И соединен с выходом "Уменьшить" вычислителя опасных режимов и с вторым вхрдом элемента45

ИЛИ, выход: которого подключен к управляющему входу усилителя слеженияхранения, а выходы второго и третьего элементов И соответственно соединены с вторым и третьим входами индикатора ц0 опасных режимов.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит орган 1 управления, блокирующий элымент 2, исполнительный механизм 3, вычислитель

4 опасных режимов, датчики 5 парамет-,. ров режимов, ключ 6, .первый элемент

И 7, индикатор 8 опасных режимов, датчик -9 прикосновения к органу управления блок. 10 задержки, датчик 11 d0 положения. органа управления, усилитель

12 слежения-хранения, компаратьр 13, управляежй инвертор 14, второй и тре . тий элементы И 15.и 16, элемвнт ИЛИ

17 и элемент НВ 18.

Устройство работает следующим образом.

Если текущий режим работы объекта является нормальным и переключение органа 1 управления не может привести к аварийной ситуации, то на выходе

"Запрет" вычислителя 4 отсутствует сигнал опасности, и элемент 2 выключен, в связи с чем свободно осуществляется переключение механизма 3 за счет воздействия оператором на ор,ган 1 упраайеиия.

Если воздействие оператора на орган 1 управления может привести к аварийной ситуации, то на выходе "Запрет" вычислителя 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 подается разрешение на индикацию информации, предупре ждакщей 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 систеж унравления объектом и т.п.) объект начинает выходить на недопустивже режимы, причем эти режимы могут, быть предотвращены соответствующим переключением органа управления, то вычислитель 4 по сигналам с датчиков 5 формирует на выходе

"уменьшить" или на выходе "увеличить" сигнал опасности, указывающий на необходимость соответствукщего уменьшения или увеличения управляющего параметра для предотвращения выхода объекта на недопустимый 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 выхода компаратора 13. Соответственно элемент И 15 открывается и на вторбй вход индикатора 8 опасных режимов подается сигнал, разрешающий и индикацию оператору команды на уменьшение (т.е. команды на соответствующее изменение положение органа управления) значения управляемого па840818 раметра. Одновременно с этим сигнал с выхода "Уменьшить" вычислителя 4, пройдет через элемент ИЛИ 17 на управляющий вход усилителя 12, переводит этот усилитель из исходного режима слежения за выходным сигналом датчика 11 в режим запоминания положения

5 органа управления в момент времени появления сигнала опасности. С этого момента на первый и второй входы компаратора 13 начинает поступать раз ность сигналов, соответствующая изме- нению положения органа управЛения с момента начала индикации командного сигнала. Эта разность сравнивается с апряжением, поступающим на третий вход компаратора 13 с шины опорного напряжения через инвертор 14. Инвертор 14 при отсутствии сигнала на вго управляющем входе работает в режиме прямой, т.е. неинверсной передачи напряжения. Величина напряжения 20 ,на третьем входе компаратора 13 характеризует . величину отклонения органа управления, необходимую для предотвращения опасной ситуации. Оператор, выполняя индицируемую ему команду, 25 изменяет положение органа управления, в результате чего. изменяется разность напряжений, поступающих на первый и второй входы компаратора 13. В момент времени сравнения этой разности с на- З0 пряжением на третьем. входе компаратора

13 компаратор переключается и запирает элемент И 15, в результате чего прекращается индикация команды оператору в и нди катор е 8.

- В случае, когда сигнал опасности формируется на выходе "Увеличить" вычислителя 4, работа устройства происходит аналогично с той лишь разницей, что сигнал с выхода "Увеличить" вычислителя 4, поступающий на второй 40 вход элемента И 16, первый вход элемента ИЛИ 17 и управляющий вход инвертора 14, дополнительно переводит инвертор 14 в режим инвертирования знака опорного напряжения. При этом компаратор 13 переключается и своим выходным .сигналом через элемент НЕ

18 открывает;элемент И 16, в результате чего на третий вход индикатора

8 подается сигнал, разрешак йий индикацию оператору команды на увеличение з начения управляющего параметра.

После выполнения оператором данной команды происходит обратное переключение компаратора 13 и элемент И 16 закрывается, првкращая индикацию команды.

Таким образом, предлагаемое уст- . ройство, по сравнению с известным,. .позволяет повысить вероятность пра- 40 вильного предупреждения аварийных ситуаций за счет предъявления операто-ру команд на отклонение органа управления при предотвращении недопустиьых режимов и за счет контроля двйст-. вий оператора по выполнению этих команд.

Формула изобретения

Устройство для предупреждения аварийных ситуаций, содержащее датчики параметров режимов, выходы которых соединены с входами вычислителя опасных режимов, выход "Запрет" которого подключен к первому входу первого элемента И и к сИгнальному входу ключа, соединенного выходом с входом блокирующего элемента, включенного между органом управления и исполнительным механизмом, причем запирающий вход-. ключа через блок задержки соединен с выходом датчика прикосновения к органу управления и с вторым входом первого элемента И, подключенного выходом к первому входу индикатора опасных режимов, о т л и ч а ю щ е е с я 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, управляеьий инвертор и датчик положения органа управления, выход которого подключен к сигнальному входу усилителя слежения-хранения и к первому входу компаратора, соединенно. го 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 "Увеличить" вычислителя опасных режимов, .первым входом элемента ИЛИ и с управляющим входом управляемого инвертора, подключенного сигнальным входом к щине опорного напряжения, причем второй вход второго элемента И соединен с выходом "Уменьшить" вычислителя опасных режимов и с вторым входом эле. мента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу усилителя слвже" ния-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 системах

"человек-техника" при контроле првдвль. но-допустимах режимов функционирования. - Сб. "Информационные основы анализа и синтеза измерительных систвм". М, МАИ, 1978 °

2. Авторское свидетельство: СССР

Р 638998, кл. G 08 В 21/00, 1977 (прототип) .

840818

Составитель В.Дианов

Редантор В.Лаэаренко Техред T.Ìàòî÷êà Корректор Л,Иван

» «

Заказ 4762/68 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Госудррственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауыская наб, д. 4/5

ЮЮ ем ° М ° ° и Ь» ° Ь

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4