Тренажер оператора автоматизированной системы управления

(бц С 09 В 9/00 ЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ 1 ТИЙ К АВТОРСКОМУ С(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 830505, кл. С 09 В 9/00, 19792. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 3414035/24,кл. 6 09 В 9/00, 1982 (прототип).(54 )(57) 1, ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА АВТОИАТИЗИРОВАННОИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ,содержащий пульт оператора, первый и,второй выходы которого соединены спервым и вторым входами блока сравнения и через элемент ИЛИ с входом формирователя импульсов и первымивходами первого и второго элементовИ, выходы которых соединены с входами пультаоператора, второй вход первого элемента И соединен с выходомэлемента НЕ, первый, второй и третийвыходы формирователя импульсов соединены с первым,.вторым и третьим входами блока ввода эталонов"ответа, первый вход которого соединен с первымивходами счетчиков, второй - с вторым входом первого счетчика, выходкоторого соединен с .блоком регистрации, третий вход - с выходом блокасравнения, а четвертый вход соединенс выходом второго счетчика и с четвертым входом блока ввода эталонов ответа, пятый вход которого соединен спервым выходом пульта оператора, первый и второй выходы " с третьим и четвертым входами блока сравнения, а третий выход соединен с блоком регистрации, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функцио нальных 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 входомР второго элемента И, а второй выход - 19 с третьими входами первого и второго элементов И.2. Тренажер по п. 1, о т л и ч а-ю щ и й с я 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- юань стров, вторые входы которых являются первым входом блока, первый вход первого регистр является вторым входом блока, первый вход второгоф регистра соединен с шиной нулевого потенциа- фЬ ла, а третий вход является третьим входом блока.Изобретение относи"ся к агтоматике 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, генератортактовых импульсов, первый и второйсчетчики и элемент И Г 1 3.Недостатком данного тренажера является невысокая эффективность тренировки памяти. 15Наиболее близким к изобретению является тренажер оператора АСУ, содержащий пульт оператора, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами схемы сравненияи через элемент ИЛИ с первым входомключа и входом блока задания режимовработы, первый и второй выходы которого соединены с соответствующимивходами блока ввода эталонов и блокауправления и контроля, первый выходкоторого соединен с третьим входомблока ввода, эталонов, третий входс .ыходом схемы сравнения, а второйвыход соединен с первым входом блока ЗОрегистрации, второй вход которогосоединен с первым выходом блока ввоцаэталонов, четвертый вход которогосоединен с первым выходом пульта оператора, пятый вход - с третьим выходом блока задания режимов работы, апервый и второй выходы соединены стретьим и четвертым входами схемысравнения, второй выход соединен также с вторым входом ключа, выход кото-Ирого соединен с третьим входом блокарегистрации 2 3,Данный тренажер значительно повыпгает эффективность исследования и тренировки памяти оператора, однако онй позволяет исследовать и тренировать навыки у операторов к сопоставительному анализу разнесенных во времени и в пространстве сигналов, чтоснижает эффективность его использова-,Ония 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. Поставленная цель достигается тем, чта в тренажер оператора автоматизированной системы управления, содержащий пульт оператора, первый и второй зыходы которого соединены с первым ивторым 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 элементаИ соединен с выходом элемента НЕ, первЫй, второй й третий выходы формирователя импульсов соединены спервым, вторым и третьим входами блока ввода эталонов ответа, первыйвход которого соединен с первыми вхо,цами счетчиков, второй - 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 четвертымвходом бпока ввода эталонов ответа,ипятыи вход которого соединен с первымвыходом пульта оператора, первый и второй выходы - с третьим и четвертым входами блока сравнения, а третийвыход соединен с блоком регистрации, введен блок задержки, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходомблока ввода эталонов ответа, выходомэлемента 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 этом 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 переключателя соединены с первыми входами регистров, другие входы - соответственно с выходами регистров,вторые входы которых являются первымвходом блока, первый вход первого регистра является вторым входом бланка, ервыи вход второго регистра соединен с шинои нулевого потенциала, аетретий вход является третьим входомблока. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого тренажера, 1092554Тренажер содержит пульт оператора1, блок сравнения 2, элемент ИЛИ 3,формирователь импульсов 4, блок ввода эталонов ответа 5, первый счетчикб, второй счетчик 7, блок регистрации8, блок задержки 9, элемент И 10,элемент НЕ 11, элемент И 12.Пульт оператора 1 содержит формирователи импульсов 13 и 14, выходы .которых являются выходами пульта и световые индикаторы 15 и 16, входы которых являются входами пульта,Блок задержки 9 содержит регистры17 и 18, триггер 19 и переключатель 20.Блок регистрации 8 содержит последовательно включенные счетчик циклов21, вход которого является вторымвходом блока, и цифровой индикатор 22,второй вход которого является первымвходом блока. 20 Существо изобретения заключаетсяв следующем.Экспериментатор вводит в тренажердетерминированную программу предъявления световых стимулов оператору.Оператор по тактам вводит своюпрограмму, получая при этом подтверждение а совпадении или несовпадениикаждого члена программы (вводимой и30заданной), Причем, в соответствии сзадачей эксперимента, подтверждениедается оператору с задержкой от О,что имеет место в прототипе, до игде и = 1, 2, 3 и т.д. тактов, Например, если режим работы выбран сзадержкой подкрепления на три такта,то на третьем такте оператор получает подтверждение на действие, выполненное на первом такте и т.д. Работа40оператора заканчивается, если он,анализируя получаемые подтверждения,сумел так скорректировать вводимуюпрограмму, что ана полностью совпалас заданной. По количеству циклов заданной программы, просмотренных опе 45ратором до полного решения задачи,судят об исследуемых навыках оператора,Тренажер работает следующим обра 50зом.При включении питания блок вводаэталонов ответа 5 переходит в исходное состояние, счетчики б, 7 и 20 -в нулевое, а триггер 19 (типа РС)в состояние при котором на втором 55выходе блока задержки 9 присутствуетпотенциал, закрывающий элементы И 10и 12. Экспериментатор устанавливает переключатель режимов работы в формирователе импульсов 4 (не показан) в полажение "Запись, Алгоритм работы вэтом режиме тренажера не отличаетсяот алгоритма, описанного, в прототипе(за исключением следующего), С первого выхода формирователя импульсов 4на третий вход регистра 18 поступае".потенциал, разрешающий запись информации в этот регистр в параллельномкоде. Так как первый вход реги:; ра1 Ы заземлен, в первый разряд регистра записывается "0, а в остальныеразряды записывается "1" (соответствующие данным разрядам входы не показаны),После записи необходимой программы предъявления световых стимуловэкспериментатор переводит переключа.тель режимов работы в положение Работа", при этом дальнейшая записьинформации в узел оперативной памятиблока ввода эталонов ответа 5 запрещается, блок 5 переходит в режимпредъявления информации, а регистр1 Ы переходит в режим последовательного продвижения информации, записаннойв параллельном коде. Кроме того, спомощью 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 йепосредственно к первому выходу блока ввода эталонов ответа 5, Элемент НЕ 11, элементы И 10 и 12, световые индикаторы 15 и 16 образуют схему логическога прабника, Далее алгоритм работы тренажера в данком режиме не отличается от алгоритма работы прототипа.Задержка не равна нулю. При этом переключатель устанавливается в положение, соответствующее неабходи 1092мой задержки подтверждения, Триггер19 сохраняет исходное состояние, а регистры 17 и 18 переходят в режим последовательного продвижения информации.Для примера, установим задержкуи = 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 сравнения2, на третий и четвертый входы которого также поступает информация осостоянии элемента памяти узла оперативной памяти блока ввода эталоновответа 5, Блок сравнения 2 сравнивает первый разряд заданной информационной программы с введенным операто"ром стимулом. При наличии ошибки навыходе блока сравнения 2 формируется.перепад напряжения, который поступа"ет на четвертый вход счетчика 7, разрешая параллельную запись и счетчикчисла в двоичном коде через второйвход (П - входы счетчика) с выходасчетчика б (О - выходы счетчика), накотором записано число, соответствующее длине заданной программы. Такимобразом, в случае ошибки счетчик 7постоянно удерживается в исходномсостоянии, в случае правильного от"вета на выходе блока сравнения 2 перепад напряжения отсутствует,Кроме того, на выходе элементаИЛИ 3 Формируется перепад напряжений,з 5который поступает на третьи входыэлементов И 10 и 12. Однако эти элементы остаются закрытыми нулевым потенциалом, поступающим на вторые вхоо 40ды элементов с выхода триггера 19,следовательно, информация на световые индикаторы 15 и 16 не поступаети не отображается.При отпускании оператором кнопки45а пульте оператора формируется задний фронт тактового импульса на выхо"де элемента ИЛИ 3, который через ормирователь импульсов 4 поступает начетвертый вход блока ввода эталоновответа 5, воздействуя на счетчик адр50са, и на третий вход счетчика 7,уменьшая значение записанного в негочисла на единицу в случае отсутствияошибки.Кроме этого, задний ронт тактово-55го импульса воздействует на вторыевходы (тактовые) регистров 17 и 18,осуществляя перезапись информации с 554 6первого выхода блока ввода эталоновответа 5 в первый разряд регистра 17и, перемещая нуль, записанный в первый разряд регистра 18, во второйразряд этого регистра.Далее оператор вновь нажимаетправую или левую кнопку на пультеоператора 1. Алгоритм работы тренажера повторяется причем, вводя стимул,оператор также не получает подтверждение о правильности своих действий,После окончания третьего тактаработы информация (нуль илн единица)присутствующая на выходе блока вводаэталонов ответа 5 на первом такте,последовательно переместившись по регистру 17, через замкнутые контактыпереключателя поступает на первыйвыход блока задержки 9, Нуль, переместившись по регистру 18, через замкнутые контакты переключателя воздействует на триггер 19, переводя .его впротивоположное состояние, С выходатриггера 19 единичный потенциал поступает на вторые входы элементовИ ТО и 12,При следующем нажатии кнопки напульте оператора 1 тактовый импульсс выхода элемента ИЛИ 3 открываетэлементы И 10 и 2, разрешая прохождение информации на световые индикаторы 15 и 16. При этом, если напервом выходе блока задержки 9 присутствует единичный потенциал - открывается элемент И 10 и загораетсясветовой индикатор 16 (свечение индикатора 16 инормирует оператора отом, что он должен был нажать напервом такте кнопку ормирователя14), если нулевой потенциал - открывается элемент И 12, загорается световой индикатор 15 (свечение индика-тора 15 инормирует оператора о томчто на первом такте ему следовало нажать на кнопку формирователя 13).При дальнейших нажатиях кнопокоператор сравнивает свои действия сподтверждениями, задержанными,на тритакта, и производит корректировкусвоих действий, При окончании циклазаданной программы счетчик адресаблока 5 ввода эталонов ответа 5 (непоказан) возвращается в первоначальное состояние, а на третьем выходеблока 5 появляется импульс, которыйпоступает на второй вход блока регистрации 8 и воздействует на счетчикциклов 20. Заданная программа повторяется.В случае полного совпадения заданной программы с вводимыми оператором стимулами счетчик 7 производит последовательное вычитание единиц от заданного числа (соответствующего длине программы) до .уля, при этом на выходе счетчика (выход ( 0) формирует ся перепад напряжения, который разречает индикацию количества циклов наО табло отображения с помощью цифрового индикатора 22, сигнализируя об окончании работы.Далее экспериментатор вводит следующую программу в соответствии с планом экспериментов,5Предлагаемый тренажер реализован на базе микросхем серии К 155. В каче- СтВЕ СЧЕтЧИКгТВ ИСПОЛЬЗОВаНЫ РЕВЕРСИВ- ные счетчики К 55 ИЕ 7 р в качестве уз 1 ла оперативной памяти К 55 РУ 2, в ка 20 честве регистров К 55 ИР 1. 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 мьтшлениЯр и сокРаЩаетсЯ вРемЯ на полУ- чение 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 2- Э такта