Устройство для обучения крановщика

 

(72) Автори изобретеиия

М.С. Тер-Мхитаров, В.А, Жилин, Л,И. Кибрик, И.Д.Колодный и Т.К. Щемелева

Пермский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ КРАНОВЦИКА

Изобретение относится к автомати. ке и вычислительной технике, в част- ности к техническим средствам обучения, и может быта использовано для профессиональной подготовки крановщиков в условиях учебного класса.

Известно устройство для обучения крановщика, содержащее блок ручного управления, соединенный с входами блока моделирования реальных процессов, выходы которого подключены к сумматору и преобразователю, сигналов, соединенному с блоком отображения учебной информации, который через блок коммутации информационных сигналов подключен к -выходам сумматора, соединенного с преобразователем сигналов 1).

В известном устройстве качество навыков по управлению краном оценивается инструктором визуально по кар тине процесса управления, наблюдаемой на экране блока отображения учебной информации, устройство не .ает возможности получения объективной количественной оценки качества управляющей деятельности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для обучения .крановщика, содержащее блок ручного управления, соединенный с входами блока моделиро; вания реальных процессов, выходы которого подключены к сумматору и преобразователю сигналов, соединенному с блоком отображения учебной инфор" мации, который через блок коммутации информационных сигналов подключен к, выходу сумматора, соединенногд с преобразователем сигналов, вычислитель величин ошибок и оценки, подключенный к входу блока отображения учебной информации и к выходу вычислителя показателей качества технологическо" го процесса, который соединен с входом порогового блока, с выходами преобразователя сигналов и блока моделирования реальных процессов, другие

3 входы вычислителя показателей качества технологического процесса со динены с блоком контроля начала и к ца цикла, подключенного к блоку мод лирования реальных процессов и счетчику времени, выходы которого подключены к блоку, отображения учебной информации и вычислителю величины ошибок и оценки, другой вход которо

ro соединен с счетчиком операций, вход которого подключен к блоку ручного управления, а выход - к блоку отображения учебной информации, который соединен с выходом порогового блока, подключенного к входу вычислителя величин ошибок и оценки (2). йедостатком такого устройства является то, что устройство не обеспе вает адаптации в процессе обучения скоростных качеств моделируемого объекта к текущему уровню навыков о ратора.

Кран является сложным динамическим объектом с несколькими степенями свободы, имеющим высокие скоростные качества. Обучение оператора уйравле ния таким объектом заключается в выработке навыков по быстрой оценке возникшей ситуации, быстрому и правильному выбору моментов и осуществ.лению переключений командоаппаратов в соответствии с рациональными алгоритмами управления. Выбор моментов переключений производства при непрерывном движении груза на основании сравнения ускорений, скоростей и тра екторий движения груза. и элементов крана.

Для высокопроизводительного управ ления краном необходима весьма точная реакция оператора на текущую ситуацию в системе "кран-груз", так как незначительные отклонения во вре мени совершаемых оператором действий от требуемых приводят к существенном увеличению времени выполнения перегрузочного цикла.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса обучения за сче расширения дидактических возможностей устройства путем введения режима обучения при замедленном протекании модеЛируемого реального процесса.

Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее блок ру ного управления, выход которого подключен к второму входу блока моделирования реальных процессов л к входу

911590 4 счетчика операций, выход которого е- подключен к третьему входу вычислитеон- ля величин ошибки и оценки и к второе- му входу блока отображения учебной информации, пятый вход которого соединен с выходом блока коммутаторов информационных сигналов, вход которо/ го подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к второму

i выходу преобразователя сигналов, пер,вый выход которого подключен к пятому

:входу вычислителя показателей качества технологического процесса, выход которого подключен к первому входу

is вычислителя величин ошибки и оценки ,и к входу noporoaoro блока, выход которого подключен к четвертому входу чи вычислителя величин ошибки и оценки и к шестому входу блока отображения щ учебной информации, четвертый вход пе- которого подключен к третьему выходу преобразователя сигналов, вход которого подключен к третьему выходу блока моделирования реальных процессов, второй выход которого подключен к второму входу сумматора и к четвертому входу вычислителя показателей качества технологичЕского процесса, а первый выход соединен с третьим

М входом вычислителя показателей качества технологического процесса и с входом блока контроля конца и начала выполнения задания, первый и второй выходы которого соответствен35 но подключены к первому и второму входам вычислителя показателей ка-. чества технологического процесса и к второму и третьему входам счетчика времени, выход которого подключен к

40 первому входу блока отображения учеб. ной информации и к второму входу вы-. числителя величин ошибки и оценки, выход которого соединен с седьмым входом блока отображения учебной ину 4S формации, введены последовательно соединенные счетчик циклов, вход которого соединен с первым выходом бло. ка контроля начала и конца выполнет ния задания, блок сравнения, блок у вычисления средней оценки, второй вход которого подключен к выходу вычислителя величин ошибки и оценки, и блок выбора масштаба времени, выход которого подключен к первым вхоч- дам счетчика времени и блока моделирования реальных процеСсов и к третьему входу блока отображения учебной информации.

5 91 l

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Уст ройс тво содержи т блок 1 ручного управления, счетчик 2 операций, блок

3 моделирования реальных процессов, преобразователь 4 сигналов, сумматор 5, блок 6 контроля начала и. конца выполнения задания, вычислитель 7 показателей качества технологического процесса, блок 8 коммутаторов информационных сигналов, блок 9 отображения учебной информации, счетчик 10 времени, вычислитель 11 величин ошибки и оценки, пороговый блок 12, счетчик 13 циклов, блок l4 сравнения, блок 15 вычисления средней оценки, блок 16 выбора масштаба времени.

Устройство для обучения крановщика работает следующим образом.

Инструктор в зависимости от уров- 20 ня подготовленности обучаемого задает начальное значение масштаба времени М . Обучаемый выполняет операции по управлению краном с помощью командоаппаратов блока 1 ручного управле- 25 ния. При этом он наблюдает за результатом своих действий на экране блока

9 отображения учебной информации. На выходах блока 3 моделирования реальных процессов и преобразователя 4 зо сигналов формируются текущие значения параметров процесса переноса груза в соответствии с текущим значением масштаба времени М . В момент отрыва груза от земли на выходе блока 6 З5 формируется сигнал, по которому запускается счетчик 10 времени, В про" цессе переноса груза в счетчике 2 считается количество переключений командоаппаратов, а в вычислителе 7 on- 40 ределяются показатели качества процесса управления. Если обучаемый совершает грубую ошибку, т,е. показатель превышает допустимое значение, на блоке 9 отображения учебной инфор-4 мации высвечивается табло с названием ошибки, которое включается по сигналу с порогового блока 12.

При опускании груза на землю на выходе блока 6 формируется сигнал, ю который останавливает счетчик 10 времени, определяет момент: вычисления в вычислителе 11 оценки за выполненный цикл задания и увеличивает содержимое счетчика 13 циклов на единицу, В вычислителе 7 формируются сигналы величин ошибок, которые в соответствии с сигналами, поступающими с поро590 а гового блока 12, форми уют оценку на выходе вычислителя 11, определяемую также сигналами с выхолов счетчика 2 и счетчика 10 времени. Сигнал с выхода счетчика 10 поступает на блок 9 и вычислитель 11 скорректированным в зависимости от величины масштаба вр мени М „ После окончания выполнения очередного цикла величина оценки эа цикл поступает с выхода вычислителя 11 на вход блока 15, где запоминается до окончания и циклов, а содержимое счетчика 13;циклов сравнивается с определенным числом и, вводимым в устройство инструктором (например и 5 или n 10).

Если количество выполненных циклов равно и, блок 14 сравнения выдает сигнал в блок 15 вычисления средней оценки. По этому сигналу в блоке 15 вычисляется среднее значение и запомненных оценок, которое поступает на вход блока 16. Если средняя.оценка превышает некоторое пороговое значение (например 4 балла), то для последующих и циклов автоматически с помощью блока 16 устанавливается новый масштаб времени, величина которого меньше предыдущего значения.

Сигнал, определяющий новый масштаб времени,- поступает с выхода блоса. 16 в блок 3 моделирования реальных процессов и в счетчик 10.времени с вы.хода блока 16. Если средняя оценка меньше. некоторого установленного порогового значения, масштаб времени остается прежним.

По окончании выполнения каждого цикла задания обучаемый видит на панели блока 9 отображения уч .бной информации оценку, время выполнения задания, число переключений командоаппаратов, а также перечисление допущенных ошибок, а после окончания и циклов задания - информацию о масштабе времени для следующих и циклов.

Для интенсификации процесса обучения в некоторых случаях после окончания обучения в режиме с масштабом времени М 1 может быть произведено ускорение протекания моделируемого процесса, т.е. выбран масштаб М с 1..

Таким образом, предлагаемое устрой; ство позволяет повысить эффективность процесса обучения за счет расширения дидактических воэможностей устройства путем адаптации скоростных качеств устройства в процессе обучения.

Формула изобретения

7 911 5 к индивидуальным особенностям обучаемых, а именно: за счет введения режима обучения с различными масштабами времени моделируемого производственного процесса. S

Устройство для обучения крановщи- t0 ка, содержащее блок ручного управлейия, выход которого подключен к второму входу блока моделирования реальных процессов и к входу счетчика операций, выход которого подключен к третьему входу вычислителя величин ошибки и оценки и к второму входу блока отображения учебной информации, пятый вход которого соединен с выходом блока коммутаторов инфор» щ мационных сигналов, вход которого подключен к выходу сумматора, первый вход которого подключен к второму выходу преобразователя сигналов, первый выход которого подключен к пято- ру му входу вычислителя показателей качества технологического процесса, выход которого подключен к первому входу вычислителя величин ошибки и оценки и к входу порогового блока, выход которого подключен к четвертому входу вычислителя величин ошибки и оценки и к шестому входу блока отображения учебной информации, четвертый вход которого подключен к третьему выходу преобразователя сигналов, вход которого подключен к третьему выходу блока моделирования реальных процессов, второй выход которого подключен к второму входу сум- матора и g четвертому входу вычислителя показателей качества технологи90 8 ческого процесса, а первый вЫход соединен с третьим входом вычислителя показателей качества технологическоiO I1eCC C BX 6 o KOHTPO ля конца и начала выполнения задания, первый и второй выходы которого соответственно подключены к первому и второму входам вычислителя показателей качества технологического процесса и к второму и третьему входам счетчика времени, выход которого подключен к первому входу блока отображения учебной информации и к второму входу выч -.лителя величин ошибки и оценки, выход которого соединен с седьмым входом блока отображения .учебной информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса обучения оператора путем расширения дидактических воэможностей устройства, оно содержит последовательно соединенные счетчик циклов, вход которого соединен с. первым выходом блока контроля начала и конца выполнения задания, блок сравнения> блок вычисления средней оценки, второй вход которого подключен к выходу вычислителя величин ошибки и оценки, и блок выбора масштаба времени, выход которого подключен к первым входам счетчика времени и блока моделирования реальных процессов и к третьему входу блока отображения учебной информации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 474037, кл. G 09 8 9/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 6 3621, кл. С 09 В 9/00, 1977 (прототип).

911590

Заказ 1136/44

»»»»»»»

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

t Составитель П. Слирин

Редактор А. Мотыль Техред Т.Маточка Корректор M. Коств

»»»» »»

Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

: по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,,Раушская наб., д. 4/5