Устройство для обучения операторов систем управления технологическими процессами

(51) 4 С 09 В 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ванов о СССР1980.СССР1980.И ОПЕРАНОЛОГИехнике и мля обучени пен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Пермский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕН)ТОРОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХ,операторов систем управ. ия технологическими процессами. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройстваСущностью изобретения является введение в устройство для обучения операторов систем управления технологическими процессами, содержащеепульт оператора, блок индикациии последовательно соединенные блокимоделирования реального хода технологического процесса, блока заданиякритериев оценок, блока заданияпараметров планового хода технологического процесса, блока оценки,блока сравнения, блока изменения параметров реального хода технологического процесса, блока установкиначальных условий и последовательно соединенных блоков моделированияпланового хода технологическогопроцесса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.15 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для обученияоператоров систем управления технологическими процессами,Цель изобретения - расширениедидактических возможностей устройства.Устройство для обучения операторов систем управления технологическими процессами содержит пульт 1оператора, блок 2 индикации, блоки3 моделирования реального хода технологического процесса, блок 4 задания критериев оценок, блок 5 задания параметров планового хода технологического процесса, блок 6 оценки, блок 7 сравнения, блок 8 установки начальных условий технологического процесса, блок 9 измененияпараметров реального хода технологического процесса и блоки 10 моделирования планового хода технологического процесса. Блоки 3 и 10содержат последовательно соединенные сумматор 11, интегратор 12, пороговый элемент 13 и ключ 14. Блоки5 .и 9 состоят из М потенциометров,блок 8 - из Н резисторов, многопозиционного переключателя и потенциометра, блок 4 состоит из многопозиционного переключателя.Устройство работает следующим образом. Вся информация о фактических и плановых характеристиках управляемого процесса, о возмущениях, критериях и оценках качества управления подается на контрольно-измерительные приборы блока 2 индикации.Перед началом обучения инструктор путем поворота ручек потенциометров, калиброванных в величинах управляемых параметров технологического процесса, с блока 8 задает сигналы, соответствующие плановому ходу технологического процесса, которые поступают на ключи 14 блока 10,С блока 4 инструктор путем коммутации с помощью клавиш переключателя устанавливает сигналы, соответствующие выбранным критериям оценки и поступающие в блок 6 оценки, одновременно функция критерия отображается на блоке 2. Кроме того, инструктор путем поворота ручек потенциометров, калиброванных в величинах характеристик технологичес 68 йкого процесса, с блока 8 задает сигналы, пропорциональные начальным условиям технологического процесса, и поступающие на интеграторы 12 и сумматоры 11 блоков 3 и 10. В исходном состоянии значения сигналов на выходе блоков 3 и 10 совпадают.В производственном процессе выходными наблюдаемыми переменными являются уровень незавершенного производства на участке и количество предметов труда, выпущенных с участка. Управление ведется за счет изменения пропускной способности операции. Инструктор с помощью движков потенциометров блока 5 устанавливает величины сигналов, соответствующих плановым значениям управляющих воздействий, которые подаются на ключи 14 блоков 10.После того, как на блоки 10 поданы сигналы управляющих воздействий, с ключа каждого-го блока 10 моделирования планового хода технологического процесса на отдельных операциях (данного субблока) снимается сигнал, пропорциональный выпуску предметов труда О, Этот сигнал подается на первый вход сумматора 11 следующего 1+1-го блока 10 и на второй инвертирующий вход этого же-го блока 10, а также на блок 2 и блок 7 сравнения. Причем на первый вход сумматора 11 йервого блока 10 подается сигнал О пропорциональный величине планового прихода предметов труда на первую операцию технологического маршрута, который подается с блока 8.Сигнал на выходе сумматора 11, равный О,; = = О а,- О поступает на вход интегратора 12 1 -го блока 10. При такой работе устройства интегратор 12 каждого-го блока 10будет интегрировать величину О = =11 в- Оцы , в результате чегона его выходе устанавливается вели 1чина О = - О Д где К иГсопараметры интегратора, определяющего масштаб модельного времени,Этот сигнал пропорционален плановому уровню незавершенного производства на 1-й операции. Он подается на блок 2, блок 7, пороговыйэлемент 13, где сравнивается с опорным сигналом 0, , который соответствует нулевому уровню незавершен 1249568ного производства на.-й операции технологической линии. При достижении О;, уровня О элемент 13 блоков 10 выдает сигнал на закрытие ключа 14, формирующего сигнал О, в соответствии с величиной управляющего воздействия, пропорциональный величине планового расхода предметов труду с-й операции. Физически это означает прекращение выпуска предметов труда с т -й операции по причине их отсутствия.Для задания начальной величины планового количества предметов труда на-й операции инструктор с блока 8 посредством переключения многопозиционного переключателя последовательно подает сигналы на интеграторы 12 всех блоков 10 до тех пор, пока приборы на блоке 2 не покажут нужную величину. Под действием сигналов из блока 9 (величину их инструктор может. менять в процессе обучения), поступающих на третьи входы сумматоров 11 блоков 3 происходит отклонение параметров (выходных) блоков 3 и 10.Обучаемый, анализируя эти отклонения, с помощью движков потенциометров устанавливает величины сигналов, соответствующих управляющим воздействиям, которые подаются на ключи 14 блоков 3. После того, как на блоки 3 с пульта 1 оператора поданы сигналы управляющих воздействий, с ключа каждого -го блока моделирования реального хода технологического процесса на отдельной операции (данного субблока) снимается сигнал, пропорциональный выпуску предметов труда О , ; , Этот сигнал подается на первый вход сумматора 11 следующего блока 3 и на второй инвертирующий вход-го блока 3, а также на блоки 2 и 7.Причем на первый вход сумматора 11 первого блока 3 подается сигнал О, пропорциональный величине прихода предметов труда на первую операцию технологического маршрута,который подается с блока 8. Сигнал на выходе сумматора, равный 1-1,; = О ; - О поступает на вход интегратора 12-го блока 3.При такой работе устройства интегратор 12 каждого т-го блока буг дет интегрировать величину 0,; = = В ; - П- П, где Ц, сигнал, пропорциональный возмущаю 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щему воздействпо, в результате чего на его выходе устанавливаетсяР 1величина О. = -- 1.1, 3, гдегст ДС1 и С - параметры интегратора, определяющие масштаб модельного времени,Этот сигнал пропорционален реальному уровню незавершенного производства-й операции, Он подается на блок 2, блок 7 и пороговыйэлемент 13, где сравнивается с опорным сигналом П, который соответствует нулевому уровню незавершенного производства на-й операциитехнологической линии. При достижении О; т. уровня Ц элемент 13 выдает сигнал на закрытие ключа 14,формирующего сигнал О,ты; в соответствии с величиной управляющеговоздействия, пропорциональный величине расхода предметов труда на 1 -йоперации. Физически это означаетпрекращение выпуска предметов трудас -й операции по причине их отсутствия. Для задания начальной величины количества предметов трудана т -й операции инструктор блока 8последовательно подает сигналы наинтеграторы 12 блоков 3 до тех пор,пока приборы на блоке 2 не покажутнужную величину.В блоке 7 величины сигналов,пропорциональных плановому и реальному уровню незавершенного производстРва Й О ) на каждой-йоперации, сравниваются и вычисляются их отклонения. Эти отклоненияподаются на первые входы в блок 6.В блоке 6 на основании сигнала,соответствующего выбранному инструктором критерию оценки деятельностиоператора (сигнал задается с помощью многопозиционного переключателя в блоке 4), происходит коммутация нужной схемы для вычисления текущего значения критерия. Для каждого конкретного вида критерия состав этой схемы нужно подбирать индивидуально при настройке тренажерана конкретный технологический процесс. Например, для вычисления критерия "суммарное отклонение выпуска товарной продукции за плановыйпериод" эта схема представляет собой обычный интегратор на базе операционного усилителя. Сигнал, пропорциональный величине оценки, отображается на блоке 2.Оператор, анализируя результаты своего управления по показаниям блока 2, корректирует стратегию своего управления, стремясь к получению лучшей оценки в рамках задан" ного критерия.Инструктор с помощью блока 2 следит за деятельностью оператора и в случае необходймости подает на блоки 3 моделирования реального хода технологического процесса те возмущения, на ксторые обучаемый плохо реагирует,Формула изобретения1. Устройство для обучения операторов систем управления технологическими процессами, содержащее пульт оператора, блок индикации и последовательно соединенные блоки моделирования реального хода технологического процесса, о т л и ч а ющ е е с я тем что, с целью расширения дидактических возможностей, в него введены блок задания критериев оценок, блок задания параметров планового хода технологического процесса, блок оценки, блок сравнения, блок изменения параметров реального хода технологического процесса, блок установки начальных условий и последовательно соединенные блоки моделирования планового хода технологического процесса, первые и вторые выходы которых подключены к соответствующим входам блока сравнения и блока индикации, первый вход первого блока моделирования планового хода технологического процесса соединен с первым входом блока установки начальных условий, соединенным с первым входом первого блока моделирования реального хода технологического процесса, второй вход каждого блока мо" делирования планового хода технологического процесса соединен со своим первым выходом, третий вход -с выходом блока задания параметровпланового хода технологического про.цесса, а четвертый вход - с вторымвыходом блока установки начальныхусловий, второй вход каждого блокамоделирования реального хода технологического процесса соединен со 1 О своим первым выходом, третий вход -с пультом оператора, четвертыйвход - с вторым выходом блока установки начальных условий, пятый входекаждого блока моделирования реального хода технологического процессасоединен с выходом блока измененияпараметров реального хода технологического процесса, а первый и второйвыходы - соответственно с третьим и 20 четвертым входами блока сравнения,выход которого соединен с первымвходом блока оценки, второй вход которого подключен к выходу блока задания критерия оценки, соединенно му с первым входом блока индикации,второй вход которого соединен с выходом блока изменения параметровреального хода технологическогопроцесса, а третий вход - с выходом ЗО блока оценки. 2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блоки моделирования реального и плановогоходов технологического процесса 35содержат последовательно соединенные сумматор, интегратор, пороговыйэлемент и ключ, выход которого является первым выходом блока, выходинтегратора - вторым выходом блока,первый и второй входы сумматора -соответственно первым и вторым входами блока, вход ключа - третьимвходом блока, второй вход интегратора - четвертым входом блока, приэтом третий вход сумматора является пятым входом блоков моделирования реального хода технологического процесса.СоставительТехред М.Ход анина Корректор И. Мус каз 4330 Тираж 455 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, )К писноеомитета СССРоткрытийая наб.,д, 4/5 венного етений5, Рауш приятие, г. Уж Редактор Н. Яцо оизводственно-полиграфическо од, ул. Проектная,4