Устройство для оценки профессиональной пригодности оператора системы управления

Устройство для оценки профессиональной пригодности оператора системы управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1 019478

31 11 6 09 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГВЙ (21) 3379795/18-24 (22) 11,01,82 (46) 23 .05,83 . Бюл, Ю 19 (72) Ul.Х.Хасаметдинов, В.И.Миаакин, И.П,Шипалов и В.Н,Ханджиева (53) 681.3.071(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1t 439842, кл. G 09 В 9/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

1 693425, кл. G 09 В 7/00 1977 (прототип}.

Ю) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРИГОДНОСТИ ОПЕРАТОРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, содержа» щее соединенные последовательно пульт преподавателя, блок програм много управления, модель информационного поля оператора, пульт оператора и формирователь сигналов управления, и первый блок оценки, выход которого подключен к пульту преподавателя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены блок защиты модели информационного поля оператора, второй, третий и четвертый блоки оценки, коммутатор, блок вво" да служебной информации и групйа элементов ИЛИ, выходы которых подключены к первому входу первого бло" ка оценки, а первые, вторые и третьи входы элементов ИЛИ подключены соответственно к первым выходам второго, третьего и четвертого блоков оценки, вторые выходы которых соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами первого блока оценки, пятый вход которо-. го подключен к первому выходу блока программного управления, второй выход которого подключен к первому входу коммутатора, выход которого подключен к объединенным первым входам блока защиты модели информационного поля оператора и второго, третьего и четвертого блоков оценки, вторые объединенные входы которых подключены к формирователю сигналов, при этом выход пульта преподавателя подключен к второму входу коммутатора и к первому входу блока ввода служебной информации, второй вход которого соединен с выходом первого блока оценки, выход блока ввода служебной информации соединен с вторым входом блока программного управления, а выход блока защиты модели информационного поля оператора соединен с вторым входоя информационного поля оператора.

2, Устройство по и. l о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок защиты модели информационного поля оператора содержит соединенные последовательно две группы элементов

И, группу элементов ИЛИ и две груп-пы инверторов, при этом первый и второй входы инверторов являются первым входом блока, третий и четвертый являются вторым: входом блока, а выходы инверторов являются выходом блока, 1019478

Недостатком известного устройст" ва является то, что ошибочные дейст" вия оператора всегда приводят в нем к искажению информационной модели, передаче дезинформирующих,сигналов в смежные тренажеры при комплексной тренировке и к необходимости преры- 45 вания тренировки для восстановления текущего состояния информационной модели, Кроме того, в устройстве не предусмотрена возможность дифференци- 56 рованной оценки ошибочных действий обучаемого, Укаэанные недостатки ограничивают дидактические возможности в процессе подготовки операторов систем управ- 55 ления.

Целью изобретения является расшире" ние дидактических возможностей устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано для подготовки операторов дискретных систем. управления .комплексами теннологического оборудования.

Известно устройство для оценки профессиональной пригодности оператора систем управления, содержащее последовательно включенные пульт преподавателя, блок программного управления, блок моделирования ре-. альных процессов и пульт оператора, соединенный с формирователем сигналов управления, который подключен к блоку моделирования реальных.процессов и блоку оценки, соединенному с блоком программного управления и пультом преподавателя 1 ).

Недостатком данного устройства является низкая точность оценки профессиональной пригодности операторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для оценки профессиональной пригодности оператора систем управления, содержащее соединенные после" довательно пульт преподавателя, блок программного управления, модель ин" формационного поля оператора, пульт оператора и формирователь сигналов управления, и первый блок оценки, выход которого подключен к пульту преподавателя (2

Данная цель достигается тем, что в устройство для оценки профессиональной пригодности оператора систем управления, содержащее соединенные последовательно пульт пре" подавателя, блок программного управления, модель информационного поля оператора, пульт оператора и формирователь сигналов управления, и первый блок оценки, выход которого. подключен к пульту преподавателя, - введены блок защиты модели информационного поля оператора, второй, третий и четвертый блоки оценки, коммутатор, блок ввода служебной информации и группа элементов ИЛИ, выходы которых подключены к первому входу, первого блока оценки, а первые, вторые и третьи входы элементов

ИЛИ подключены соответственно к первым выходам второго, третьего и четвертого блоков оценки, вторые выходы которых соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами первого блока оценки, пятый вход которого подключен к первому выходу блока программного управления, второй выход которого подключен к первому входу коммутатора, выход котоЗ0 рого подключен к объединенным первым входам блока защиты модели информа" ционного поля оператора и второго, третьего и четвертого блоков оценки, вторые объединенные входы которых подключены к формирователю сигналов, при этом выход пульта преподавателя подключен к второму входу коммутатора и к первому входу блока ввода служебной информации, второй вход которого соединен с выходом первого блока оценки, выход блока ввода служебной информации соединен с вторым входом блока программного управления, а выход блока защиты модели информационного поля оператора соединен с вторым входом информационно. го поля оператора.

Кроме. того, блок защиты модели информационного поля оператора содержит соединенные последовательно две группы элементов И, группу элементов

ИЛИ и две группы инверторов, при этом первый и второй входы инверторов являются первым входом блока, третий и четвертый являются вторым входом блока, а выходы инверторов являются выходом блока, На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг, !

9"78

Э 10 то же, блок защиты информационной модели.

Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов систем управления содержит соединенные последовательно пульт 1 преподавателя, блок 2 программного управления, модель 3 информационного поля оператора, пульт 4 оператора, формирователь 5 сигналов управления, а также первый блок 6 оценки, подключенный к блоку 2 программного управления, блок 7 защиты модели информационного поля оператора, второй блок 8 оценки, третий блок 9 оценки и четвертый блок 10 оценки, объединенные первые входы которых подключены к выходу коммутатора 11, а вторые объединенные входы - к выходу формирователя 5, а выходы - к входам группы элементов ИЛИ 12, выходы которых подключены к первому входу первого блока оценки, выход которого подключен к пульту 1 оператора и блоку 13 ввода служебной информации, Блок 7 защиты модели инфор мационного поля оператора (фиг.-. 2) содержит соединенные последователь" но две группы элементов И 14 и 15, группу элементов ИЛИ l6 и две группы инверторов 17 и 18 °

Устройство работает следующим образом.

Руководитель занятий со своего пульта 1 задает программу обучения оператора, согласно которой блоки

7-10 переводятся в активное или пассивное состояние. В соответствии с заданной программой блок 2 программного управления изменяет состояние модели 3 информационного оператора и воздействует на коммутатор 11.

Коммутатор 1 программирует в блоке

7 органы управления, которыми должен действовать оператор, а в блоках, 8-10 оценки - соответственно количество, последовательность и длительность воздействия на указанные клавиши, Модель 3 изменяет состояние информационного поля на пульте

4 оператора, Оператор, реагируя на изменение информационного поля, воздействует на органы управления своего пульта 4, сигналы с которого поступают на вход формирователя 5.

С выхода формирователя 5 они поступают на входы блока 7, блоков 8-10 оценки, при этом второй блок 8 .оценки оценивает количество воздей!

О !

За

55 ствия оператора на органы управления, третий блок 9 оценки - последовательность этих воздействий, а четвертый блок 1О оценки - их длительность, Если блок 7 находится в активном. состоянии, то он пропускает толк. ко сигналы, соответствующие правильным, запрограммированным действиям оператора. Следовательно, модель 3 переходит в правильное текущее состояние в соответствии с введенной программой. В этом состоянии модель

3 информационного поля оператора гото" ва к приему новых исходных данных для создания последующей учетной си» туации на пульте 4 оператора с выхо" дов блоков 8-10 оценки. На входы блока 6 оценки через трехвходовый we"" мент ИЛИ l2 поступают сигналы, несущие информацию о количестве, последовательности и длительности воздействия оператора на органы управления.

Каждый элемент ИЛИ 12 объединяет по одному выходу с каждого из блоков 8-10, а количество элементов

ИЛИ равно количеству контролируемых органов упрааления, на которые воз- . действует обучаемый оператор. Выходные сигналы элементов, ИЛИ 12 поступают на первый вход первого блока

6 оценки, на второй, третий и четвертый входы которого поступают обобщенные сигналы с выходов блоков

8-10, которые используются для указания параметра, по которому воздействия. оператора на какой-либо ор-. ган управления имели отклонение от нормы, Через заданный интервал времени по сигналу, поступающему на пятыми вход блока 6, производится оценка действий оператора, Если блок 6 ФоРмирует сигнал правильно, который передается с выхода этого блока на вход пульта 1 преподавателя, то блок

2 программного управления. вводит следующую учебную ситуацию. . Если же обучаемый оператор допустил ошибку, то -блок 6 формирует сигнал "Неправильно", который пере" дается на пульт 1 и блок 13 ввода служебной информации.

После анализа ошибки оператора руководитель занятий при помощи блока 13 осуществляет повторный ваод той же самой учебной ситуации. Для этого не требуется восстанавливать

5 10 состояние модели информационного поля, поскольку она не была искаже" на. Сигнал с выхода блока 13 поступает в блок 2 программного управления, который повторяет ввод той же самой учебной ситуации, При повторной отработке учебной ситуации оператор исправляет допущенную ошибку, подготавливая тем саммы состояние модели 3 информационного поля к вводу последующей учебной ситуации; алгоритмически увязанной с предыдущей.

По усмотрению руководителя занятий блок 7, блоки 8-10 оценки посредством коммутатора 11 могут быть переведены в пассивное состояние с пульта l В этом случае сигналы с пульта 4 оператора при неправильных действиях -оператора будут искажать модель пульта 4, а блоками 8-10 не восприниматься, В зависимости от стадии обучения, уровня подготовки обучаемого или вида тренировки блоки 7-10 могут приводиться в активное или пассивное состояние в любых сочетаниях.

Это позволяет. более гибко осуществлять тренировку оператора, на- . пример, в начальной стадии его обучения, когда оператор привыкает к своему рабочему месту и обрабатывает элементы действий, что экономит время, затрачиваемое на оценку его действия, и повышает эффективность обучения.

По мере усложнения учебных ситуаций и повышения степени отработки действий обучаемого оператора руководитель занятий может дифференцированно оценивать действия оператора путем избирательного перевода в активное состояние блоков 8-10, По сигналу с пульта 1 блок 7 посредством коммутатора 11 переводится в активное состояние, В этом случае с выхода коммутатора 11 на элементы И 14 поступают логические нули, Элементы И 14 запираются. Сигналы воздействия оператора на органы управления., поступающие на входы элементов И 14 и элементов И 15, элементами И 14 пропускаться не бу" дут, а элементами И 15 будут пропускаться только те сигналы, которые программируются с коммутатора 11 на элементы И 15 ° Например, если можно действовать первой клавишей, а второй клавишей нельзя, то на вход

19478 6 элементов И 15 первой клавиши с вы" хода коммутатора 11 придет логичес" кая единица, а на вход элементов

И 15 n""oé клавиши - логический нуль.

После нажатия оператором первой клавиши пульта 4 через. инвертор 18 единичный сигнал придет на другие входы элементов И 14 и 15. С выхода элемента И 15 сигнал логического нуля поступит на вход элемента ИЛИ 16 и через инвертор 17 - на выход блока

7 и на модель 3. Если оператор оши-. бочно нажал клавишу и, то на вход элементов И 14 и 15 в это время с формирователя 5 сигналов управления

1О

1S коммутатора 11 поступает единичный сигнал, Поскольку на другие входы ли оператор воздействовал на органы элементов И 14 и 15 в это время с коммутатора 11 поступают логические

26 нули, выходы этих элементов не изменяют своего состояния и п-ый выход блока 7 защиты модели по клавише и не изменяет своего состояния °

По сигналу перевода блока 7 в пасИ сивное состояние с коммутатора 11 на входы всех п элементов И 14 поступают логические единицы. В этом случае при нажатии любой клавиши, т,е, как правильной, так и непра39 вильной, на другие входы элементов

И 14 через инверторы 17 поступают логические единицы, а через элементы . 16, инверторы 17 сигналы от нажатых клавиш поступают на выходы блока 7 и далее на входы модели 3, изменяющего состояние модели 3 информационного поля оператора.

Второи блок 8 оценки количества воздействий на органы управления пульта 4 оператора включает в себя счетчики количества и логические схемы И, ИЛИ и НЕ. Если блок 8 оценки находится в активном состоянии, то в начальный момент времени все счетчики обнуляются и с первого выхода блока 8 на элементы ИЛИ 12, а с выхода n+1 íà n+l вход блока 6 оценки поступают логические единицы. Через некоторое время коммутатор 11 по сигналу из блока 2 программного управления программирует для органов управления, которыми нужно воздействовать в заданной блоком 2 учебной ситуации, количество воздействий.

Если оператор воздействовал на органы управления правильное количество раз, то с выходов блока 8 оценки снимаются логические единицы. Ес78

7 10194 управления неправильно или воздействовал на органы управления, которые не запрограммированы, то с выходов блока 8 снимаются логические нули, что свидетельствует о неправиль- $ ных действиях оператора. Таким об« разом, блок 8 оценки выполняет две функции - оценивает действия оператора по факту и по количеству воздействия на органы управления, Блок 9 оценки последовательности воздействий на органы управления пульта 4 включает в себя Ю-триггеры и логические схемы И, ИЛИ и НЕ. Если блок 9 оценки находится в активном 1$ состоянии, то в начальный момент времени все RS-триггеры обнуляются и с первого выхода блока 9 на элементы

ИЛИ, а с и+1 выхода на и+2 вход блока 6 поступают логические единицы. 1в

Через некоторое время коммутатор 11 по сигналу блока 2 программирует последовательность воздействий органами управления, участвующими в данной учебной ситуации. При правильных воэ.- 2$ действиях на органы управления с выходов блока 9 снимаются логические единицы, при неправильных логические нули, что свидетельствует о нарушении оператором последовательности ео3- $в действий на органы управления пульта

4, Блок 10 оценки длительности воздействий на органы управления пульта

4 в ключает в себя RS-триггеры и логи- . ческие схемы И, ИЛИ и НЕ Работает блок 10 по выходам аналогично блоку

9, только программируется не последовательность, а длительность воздействий.на органы пульта 4, В активное или пассивное состояние блоки 8- 10 переводятся аналогично блоку 7. В блоках 8-10 имеются элементы И, блокирующие по сигналу с коммутатора 11 оценку воздействий по количеству, последовательности и длительности, Коммутатор 11 стадий обучения и критериев оценки включает в себя де шифратор и логические схемы И, ИЛИ и НЕ.

Работает коммутатор следующим образом, Сигнал, поступающий из блока 2 программного управления, в коммутаторе 11 дешифрируется, и с выхода снимаются сигналы, програм$5 мирующие, в зависимости от учебной ситуации, в блоках 7-10 программу защиты модели, оценки количества, последовательности и длительности воздействий на органы управления соответственно. По сигналу с пульта l блоки 7-10 вместе или в любом сочетании могут переводиться в активное или пассивное состояние в зависимости, от стадии обучения, уровня подготовки оператора и вида тренировки.

После предъявления оператору учебной ситуации через заданный интервал времени в блоке 6 проводится оценка действий оператора по двухбальной системе: "Правильно" и "Неправильно". Сигнал "Неправильно" no" ступает в блок 13, который блокирует в блоке 2 выдачу следующей учебной ситуации, После разбора ошибки руководитель занятий со своего пульта

1 дает разрешение на предъявление той we самой учебной ситуации.

Если оператор действовал правильно, то сигнал "Правильно" из блока

6 поступает на вход блока 13 и вблоке 2 снимается блокировка на выдачу последующей учебной ситуации, а через заданный интервал времени предьявляется новая учебная ситуация.

Предложенный тренажер для подготовки операторов дискретных систем управления обладает повышенными дидактическими возможностями, посколь.ку он позволяет в процессе обучения учитывать стадию обучения, уровень подготовки обучаемого и вид трени" ровки. Руководитель занятий, учитывая зти исходные данные, может разрешать или запрещать искажение модели ошибочными действиями оператора, имея возможность дифференцированной оценки действий оператора как йри искаженной, так и при неискаженной модели, и возможность повторного ввода для повторной оценки действий оператора в одной и той же учебной ситуации.

Такое построение тренажера позволяет использовать его в режиме самоподготовки, когда один обучаемый работает за пультом оператора, а другой обучаемый - за пультом руководителя занятий, Ввод блока защиты модели позволяет снизить расход средств имитации необратимых процессов, которые могут возникать в результате искаже" ния модели ошибочными действиями опе" ратора, и формирование дезинформирующих сигналов.

9 101

Кроме того, наличие защиты модели информационного поля ошибочных действий оператора и блока ввода служебной информации исключает необходимость прерывания учебного процесса и использования сложного счетнореаающего устройства для восстановления текущего состояния модели и повторной оценки действий обучаемого в одной и той же учебной ситуации.

9478

Воэможность комбинирования актив. ных и пассивйых состояний блока эа" щиты модели, второго, третьего, и четвертого блоков оценки позволяЭ ет, в свою очередь, более гибко стра" ить процесс обучения и экономить время обучения,. например, на начальной стадии за счет сокращения или исключения оценки действий обучаемого оператора, Составитель Т,Панина

Редактор Л. Гратилло Техред и. Пекарь Корректор О. Билак

Заказ 37 11/45 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

33303$, Москва, 3-35, Рауаская наб., д, 4/5 филиал Wll "Патент", r, Ужгород, ул, Проектная, 4