Устройство для обучения операторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИА ЛИСТИЧЕСНИХ 3,13 УБЛ 09 В ГЮ 31 и Т 1.;ЯВЬЯНОТИА САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ КОМУ СВИ ЛЬСТВУ АВТ 1) 3841195/24-24 2) 0901.856) 23.05.87, Бюл. У 1) Пермский полите ческии инст(56) АвИ 4398АвтВ 9858 о СС 1974,СССР1982. ТРОИСТВО ДЛЯ ОБУЧ ИЯ ОПЕРАТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано для подготовки диспетчеров участка магистральных газопроводов. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства при обучении операторов магистральных газопроводов. Указанная цель достигается в устройстве, содержащем пульты 29,30 инструктора и обучаемого и блок 1 моделирования реальных процессов, выполнением последнего из апериодических звеньев 2-5, функциональных преобразователей 8-13, сумматоров1312631 6 и 7 и коммутатора 14 со схемнымисоединениями, укаэанными в формуле.Сущность изобретения основана насоздании воэможности обучаемомудобиться заданного инструктором коИзобретение относится к техническим средствам обучения, а именно к тренажерам операторов, в частности может быть использовано для подготовки диспетчеров участков магист ральных газопроводов с повышением уровня профессиональной подготовки.Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства при обучении операторовмагистральных газопроводов эа счет придания ему свойств, позволяющих привить обучаемому твердые навыки управления объектами участка магистрального газопровода,На фиг, 1 представлена структурная схема тренажера; на фиг. 2 пример мнемосхемы пульта обучаемого; на фиг. 3 - вариант электрической схемы тренажера.гоБлок 1 моделирования реальных процессов состоит из первого 2, второго 3, третьего 4, четвертого 5 апериодических звеньев, первого 6 и второго 7 сумматоров, первого 8; второго 9, третьего 10, четвертого 11, пятого 12, шестого 13 функциональных преобразователей, коммутатора 14, состоящего из четырнадцати переключателей 15-28, причем выходы30 пульта 29 инструктора соединены с входами апериодических звеньев 2-5 и с входами пульта 30 обучаемого. Выходы апериодических звеньев 2-5 связаны с входами функциоанльных преобразователей 8-13, выходы пульта 30 связаны с входами пульта 29, переключателей 15-28, функциональных преобразователей 8-13, а выходы первого 8, второго 9, третьего 10 функци ональных преобразователей подключены на входы первого 6 сумматора. Выходы четвертого 11, пятого 12 и шестого 13 функциональных преобразователей подключены на входы второличества газа, прокачиваемого погазопроводам при различных колебаниях давления во входных и выходныхгазопроводах, 1 з.п. ф-лы, 3 ил,го 7 сумматора, выходы же первого 6 и второго 7 сумматоров подключены на входы пульта 30 обучаемого, выходы переключателей 15-28 подключены на вход пульта 30 обучаемого, а также на входы сумматоров 6 и 7, на входы всех функциональных преобразователей 8-13, каждый из которых это аналоговая вычислительная схема, осуществляющая выдачу на своем выходе напряження, пропорционального расходу газа по данному гаэоперекачивающему агрегату.На фиг. 3 представлен вариант тренажера с компрессорными станциями, состоящими из нескольких газоперекачивающих агрегатов, например трех.Преобразователи 8-13 состоят из блока 31 деления, блока 32 умножения, делителя напряжения, реализованного на резисторах 33 и 34, который задает уставку - аналог коэффициента пропорциональности К, делителя напряжения, реализованного на резисторах 35 и 36, питающегося противоположным по знаку напряжением, который задает. потенциал, пропорциональный минимальной частоте вращения компрессора, сумматора на операционном усилителе 37 и резисторах 38-40, Апериодическое звено на операционном усилителе 41, конденсаторе 42 и резисторах 43 и 44 позволяет плавно с задержкой устанавливать необходимое число оборотов н, что соответствует реальным процессам. Напряжение, снимаемое с клемм 45-47, пропорционально величине расхода газа, проходящего через данный газоперекачивающий агрегат при заданных значениях л, Р,Ры. Три канала функционального преобразования включены параллельно в составе блоков 48 и 49 моделирования компрессорной станции, 1312631Пульт 29 реализован на переменных резисторах 50-53. Напряжение с их движков поступает через резисторы 54 соответственно на апериодические звенья 2-5 на операционных усилителях 5 55-58 соответственно, К выходам этих апериодических звеньев подключены индикаторы 59-62, каторые показывают пропорциональное напряжение: 59 - давление 1-го входного газопровода;60-давление 1-го выходного газопровода; 61 - давление 2-го выходного газопровода; 62 - давление 2-го входного газопровода.Первый 6 и второй 7 сумматоры реализованы на операционных усилителях. Например, сумматор 6 реализован на операционном усилителе 63, причем напряжение, показываемое индикатором 64, подключенным к выходу усилителя 63, пропорционально величине расхода газа первой компрессорной станции. Величина желаемой частоты работы газоперекачивающих агрегатов задается потенциометрами 65-70 соответст 25 венно: величина 1-го газоперекачивающего агрегата 1-й компрессорной станции; величина 2-го газоперекачивающего агрегата 1-й компрессорной станции; величина 3-го гаэопереказо чивающего агрегата 1-й компрессорной станции; величина 1-го гаэоперекачивающего агрегата 2-й компрессорной станции; величина 2-го газоперекачивающего агрегата 2-й компрес сорной станции; величина 3-го гаэоперекачивающего агрегата 2-й компрессорной станции.Коммутатор 14 состоит из четырнадцати переключателей, каждый из которых реализован на реле, кнопках и сигнальных лампах: переключатель 15 реле 71, кнопки 72 и 73 и индикаторы 74 и 75; переключатель 16 - реле 76, кнопки 77 и 78 и индикаторы 79 и 80; переключатель 17 - реле 81, кнопки 82 и 83 индикаторы 84 и 85; переключатель 18 - реле 86, кнопки 87 и 88, индикаторы 89 и 90; переключатель 19 - реле 91, кнопки 92 и 93, индикаторы 94 и 95; переключатель 20 - реле 96, кнопки 97 и 98, индикаторы 99 и 100; переключатель 21 - реле 101, кнопки 102 и 103, индикаторы 104 и 105; переключатель 22 " реле 106 кнопки 107 и 108, индикаторы 109 й 110, переключатель 23 - реле 111, кнопки 112 и 113, индикаторы 114 и 115; переключатель24 - реле 116, кнопки 117 и 118,индикаторы 119 и 120; переключатель 25 - реле 121, кнопки 122 и 123,индикаторы 124 и 125; переключатель26 - реле 126, кнопки 127 и 128,индикаторы 129 и 130; переключатель27 " реле 131, кнопки 132 и 133,индикаторы 134 и 135; переключатель28 - реле 136, кнопки 137 и 138,индикаторы 139 и 140.Остальные группы реле, кнопок ииндикаторов имитируют различные процессы и имеют обозначения: реле 141,кнопки 142 и 143, индикатор 144, реле 145, кнопки 146 и 147, индикатор148, реле 149, кнопки 150 и 151, индикатор 152, реле 153, кнопки 154и 155, индикатор 156, реле 157, кнопки 158 и 159, индикатор 160, реле161 и 163, индикатор 164.Контакты реле переключателей стоят в цепи питания данного реле, вцепи коммутации сигнальных ламп данного переключателя и в цепях передачи сигналов - аналогов давлений и расхода газа тренажера, например, контакт 165 от реле 71, контакт 166 отреле 76, контакт 167 от реле 81, контакт 168 от реле 86, контакт 169 отреле 91, контакт 170 от реле 96, контакт 171 от реле 101, контакт 172от реле 106,Реле 141 имитирует включение-выключение газоперекачивающего агрегата кнопками 142 и 143 и сигнальнойлампой 144,аналогично оставшиеся релеимитируют включение остальных газоперекачивающих агрегатов своими кнопкамии сигнальными лампами, Причем контакты этих реле включены в схему бло.ка 1, например, контакт 173 от реле 141, контакт 174 от реле 145,контакт 175 от реле 149, контакт 176от реле 153, контакт 177 от реле 157,контакт 178 от реле 161.Устройство работает следующимобразом (фиг. 3).При включении питания подаетсянапряжение на пульт 29, подготавливаются цепи включения реле блока 1,на пульте 30 загораются сигнальныелампочки, соответствующие исходному положению кранов и газоперекачивающих агрегатов перед пуском.Затем инструктор на пульте 29устаналивает с помощью движковпотенциометров 50-53 аналог желае 1312631мого давления на входе и выходе газопроводов, которое контролируется на мнемосхеме пульта 30 по индикаторам 59-62.Обучаемый, имея задание инструктора на перекачку по его участку газопровода определенного количества газа, ориентируясь на показания давления на входе и выходе газопроводов, запускает в работу необходимое количество агрегатов с помощью кнопок 142, 146,150,154,158,162. На мнемосхеме загораются на включенных агрегатах индикаторы 144, 148, 152,156,160,164, Затем с помощью нажатия определенных кнопок 7277,82,87,92,97,102,107,112,117, 122,127 обучаемый имитирует открывание кранов навходе и выходе газоперекачивающихагрегатов, при этом на иэображениивключенных кранов мнемосхемы гаснет зеленая сигнальная лампа индикаторов соответственно 74,79,84,89,94,99,104,109,114,119,124,129,134,39 (которая сигнализирует о том, что кранзакрыт) и вспыхивает красная лампаиндикаторов 75,80,85,90,95,100,105,110, 1 15, 120, 125, 130, 135, 140 (которая сигнализирует о том, что краноткрылся). Через открытые краны на входах работающих газоперекачивающих агрегатов (замкнутые контакты реле переключателей, имитирующих открытые краны коммутатора 14) на входы преобразователей 8- 13 поступают входные напряжения-аналоги давления на входах и выходах газоперекачивающих агрегатов. Затем движками потенциометров из группы 65-70 обучаемый доводит частоту вращения включенных в работу газоперекачивающих агрегатов до необходимого емууровня, а напряжение с этих потенциометров, пропорциональное величине заданной частоты вращения, через замкнутые контакты включенныхреле из группы 141, 149) 153, 157,161, соответствующих работающимагрегатам, также поступает на входыпреобразователей 8-13, В соответствии с величинами входных напряженийна клеммах 45-47 каждого из выбранных формирователей газоперекачивающих агрегатов появляется напряжение.аналог величины расхода газа, пропускаемого через данный агрегат,причем это напряжение поступает навходы сумматоров 6 и 7, при этом 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 индикаторы 64 показывают величинунапряжения, пропорционального величине расхода газа по каждой из компрессорных станций,Задача обучаемого - добитьсязаданного инструктором прокачиваемого по газопроводам количествагаза при различных колебаниях давления во входных и выходных газопроводах, При этом обучаемый может достигать этой цели различными путями:увеличением или уменьшением частотывращения работающих газоперекачивающих агрегатов с помощью потенциометров 65-70, подключением и отключением дополнительного числа газоперекачивающих агрегатов. В случаенеобходимости обучаемый может вообще отключить одну станцию и подключить оставшуюся на оба газопровода.При этом обучаемый отключает всегазоперекачивающие агрегаты однойстанции, закрывает краны, подающиена них газ, а затем кнопками 132и 137 открывает краны перемычек. Таким образом, газ обоих газопроводовпропускается через одну компрессорную станцию. Правильность и целесообразность действий обучаемого оценивается инструктором.Предлагаемое устройство предназначено для установки в учебных заведениях, где ведется подготовка иповышение квалификации диспетчеровмагистральных газопроводов. Оно позволяет значительно повысить эффективность обучения, так как в результатеполучения твердых навыков операторыне совершают неправильных действий,что повышает надежность работы магистральных газопроводов.Для привития навыков не требуетсясоздание реальных установок и объектов, Резко сокращается или дажесводится к нулю число аварий на газопроводах, связанньж с недостаточной квалификацией диспетчеров, чтоведет к повышению надежности эксплуатации магистральных газопроводов иповышению их пропускной способности,Формула изобретения 1, Устройство для обучения операторов, содержащее пульты обучаемого и инструктора и блок моделирования реальных процессов, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расши1312631 л 7 рения дидактических возможностей уст ройтсва при обучении операторов магистральных газопроводов, в нем блокМмоделирования реальных процессов содержит четыре операционных усилите ля, шесть функциональных преобразователей, два сумматора и коммутатор, входы которогосоединены с первым выходом пульта обучаемого, второй выход которого подключен к управляющим входам функциональных преобразователей, первые информационные входы которых соединены с выходами первого и второго операционных усилителей, а вторые информационные входы - с выходами третьего и четвертого операционных усилителей, выходы первого, второго и третьего функциональных преобразователей подключены соотвественно к первому, второму и тре тьему входам первого сумматора, выходы четвертого, пятого и шестого функциоанльных преобразователей соединены соответственно с первым, вторым н третьим входами второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров подключены к первому входу пульта обучаемого, второй вход которого соединен с выходом коммутатора,а третьи выход и вход - соответственно с входом и первым выходом пульта инструктора, второй выход которого подключен к входам первого и второго операционных усилителей, а третий выход - к входам третьего и четвертого операционных усилителей.2, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем функциональный преобразователь содержит блок деления, блок умножения, два делителя напряжения и два усилителя, вход одного из которых является управляющим входом преобразователя, а выход соединен с информационным входом другого усилителя, управляющий вход которого подключен к выходу одного делителя напряжения, а выход - к первому информационному входу блока умножения, второй информационный вход которого соединен с выходом блока деления, а управляющий вход - с выходом другого делителя напряжения, первый и второй входы блока деления являются соответственно первым и вторым информационными входами преобразователя, а выход бло" ка умножения - выходом преобразователя..Л лиииык Редак енк х каз 1974/50 Тираж 434 По ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб