ПУЛЬТ ОПЕРАТОРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

Полезная модель относится к диспетчерским пультам преимущественно мощных электрических, теплогенерирующих и газоперекачивающих станций на основе газотурбинных установок с приводами в виде авиационных двигателей Д30; ТВ3-117; ПС-90; НК-14; НК-37; АЛ-21СТЭ; АЛ-31СТЭ и др.
Известны пульты операторов различных по назначению объектов и установок, выполненные на основе узла управления и отображения информации, с помощью которого оператором осуществляется контроль и отработка рабочих характеристик, и включающие в себя узел регистрации текущих параметров (SU 707537 A, G 08 C 19/02, 30.12.1979; SU 779178 A, B 63 H 21/22, 15.11.1980; RU 2061987 C1, H 02 B 15/02, 10.06.1996).
Недостаток известных устройств определяется ограниченными функциональными возможностями, не позволяющими следить за работоспособностью оператора. При практическом использовании таких пультов их дополняют специальным устройством контроля психофизиологического состояния оператора, реализованным, например, по патентам RU 2020597 G 09 B 9/00, 30.09.1994; RU 2020871 C1, A 61 В 5/16, 15.10.1994.
Задачей полезной модели является создание пульта с расширенными функциональными возможностями, охватывающего в едином комплексе узел управления и отображения информации, узел регистрации и совокупность узлов для контроля психофизиологического состояния оператора. Технический результат заключается в повышении надежности оперативного контроля и управления энергетическим объектом за счет осуществления самоконтроля и предупреждения оператора о подходе к
опасному уровню работоспособности, выведения его из состоянии дремоты, сна, рассеяния внимания и др., несовместимых с управлением состояний, вплоть до автоматического прекращения функционирования энергетического объекта.
Поставленная задача решается тем, что пульт оператора энергетического объекта содержит узел управления и отображения информации, установленный с возможностью восприятия по первому входу управляющих действий от оператора и предоставления ему по первому выходу сигнальной информации, а также соединенный вторым входом и вторым выходом соответственно с первым выходом и первым входом энергетического объекта, а третьим входом - с внешней энергосетью (энергосистемой), взаимосвязанной с энергетическим объектом, узел регистрации, первый вход которого подключен ко второму выходу энергетического объекта, а второй вход - к третьему выходу узла управления и отображения информации, узел съема скорости реакции оператора, узел съема частоты сердечных сокращений оператора, узел съема двигательной активности оператора и узел контроля психофизиологического состояния оператора, входы которого соединены с выходами упомянутых узлов съема, а выход - с четвертым входом узла управления и отображения информации.
Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки полезной модели.
Узел съема скорости реакции оператора выполнен в виде электрического сигнального элемента, например лампы-индикатора, заставки на экране монитора или звукового сигнализатора, с выключателем сигнала, например кнопкой на пульте или "мышью" ЭВМ.
Узел съема частоты сердечных сокращений выполнен в виде миниатюрного датчика пульса, представляющего собой браслет или кольцо, одеваемые на руку или палец оператора, а соединение датчика
пульса с узлом контроля психофизиологического состояния оператора - в виде проводной электрической или бесконтактной электромагнитной связи.
Узел съема двигательной активности оператора выполнен в виде определителя времени между моментами перемещений управляющих органов пульта оператора.
Узел контроля психофизиологического состояния оператора выполнен в виде определителя временного промежутка между моментами включения сигнала контроля и срабатывания выключателя сигнала или перемещения и фиксации курсора в заданных точках заставки монитора.
На чертеже представлена структурная схема предложенного пульта оператора энергетического объекта.
В состав устройства входят размещенные на лицевой панели пульта узел 1 управления и отображения информации и узел 2 регистрации. Кроме того, имеются узел 3 съема скорости реакции оператора, узел 4 съема частоты сердечных сокращений оператора, узел 5 съема двигательной активности оператора и узел 6 контроля психофизиологического состояния оператора. Позицией 7 на схеме обозначен оператор, позицией 8 - энергетический объект, а позицией 9 - условно показанная внешняя энергосеть (энергосистема).
Узел 1 управления и отображения информации установлен с возможностью восприятия по первому входу управляющих действий от оператора 7 и предоставления ему по первому выходу сигнальной информации, а также соединен вторым входом и вторым выходом соответственно с первым выходом и первым входом энергетического объекта 8, а третьим входом - с внешней энергосетью 9, взаимосвязанной с энергетическим объектом 8. Первый вход узла 2 регистрации подключен ко второму выходу энергетического объекта 8, а второй вход - к третьему выходу узла 1 управления и отображения информации. Входы узла 6 контроля психофизиологического состояния оператора соединены с выходами узла 3 съема скорости реакции оператора, узла 4 съема частоты
сердечных сокращений оператора и узла 5 съема двигательной активности оператора, а выход - с четвертым входом узла 1 управления и отображения информации.
Узел 3 съема скорости реакции оператора может быть выполнен в виде электрического сигнального элемента, например лампы-индикатора, заставки на экране монитора или звукового сигнализатора, с выключателем сигнала, например кнопкой на пульте или "мышью" ЭВМ.
Узел 4 съема частоты сердечных сокращений может быть выполнен в виде миниатюрного датчика пульса, представляющего собой браслет или кольцо, одеваемые на руку или палец оператора, а соединение датчика пульса с узлом контроля психофизиологического состояния оператора - в виде проводной электрической или бесконтактной электромагнитной связи.
Узел 5 съема двигательной активности оператора может быть выполнен в виде определителя времени между моментами перемещений управляющих органов пульта оператора.
Узел 6 контроля психофизиологического состояния оператора может быть выполнен в виде определителя временного промежутка между моментами включения сигнала контроля и срабатывания выключателя сигнала или перемещения и фиксации курсора в заданных точках заставки монитора.
В процессе работы за пультом оператор с помощью узла 1 управления и отображения информации выдает на энергетический объект 8 необходимые команды и осуществляет наблюдение за ходом их отработки. В узле 2 производится регистрация текущих параметров энергетического объекта 8 - частоты, напряжения, силы тока и пр., которые изменяются в сочетании с параметрами внешней энергосети 9.
Объективная оперативная информация о психофизиологическом состоянии работающего за пультом оператора является важным фактором повышения надежности системы "оператор-ЭО-внешняя среда". Это особенно актуально для операторов, длительно работающих в одиночку, в
ночных или монотонных условиях опасных ЭО. С учетом того, что управление перспективными ЭО с котлами-утилизаторами, устройствами подавления вредных выбросов и т.п. требует повышенной квалификации и психофизиологической устойчивости операторов для повышения надежности функционирования всей системы важное значение приобретает контроль психофизиологического состояния оператора.
С оператора с помощью узлов 3-5 съема снимаются параметры соответственно о скорости реакции, частоте сердечных сокращений и двигательной активности оператора.
В физиологических и психологических методах диагностики состояний, обеспечивающих возможность объективной (количественной) оценки изменения показателей работы центральной нервной системы, с учетом простоты съема необходимых параметров без создания помех для деятельности оператора, наличия технических и программных средств наиболее приемлемыми индикаторами функционального состояния оператора являются именно скорость реакции, частота сердечных сокращений, отражающая состояние напряженности и утомления, связанные с увеличением энергетических затрат, а также двигательная активность.
Контроль скорости реакции оператора осуществляется путем фиксации времени задержки выполнения команды на нажатие кнопки, перемещения курсора в заданную точку экрана монитора и т.п. Аналогично, время ответной реакции на простые раздражители (свет, звук и т.п.) характеризуют утомление оператора.
Контроль частоты сердечных сокращений (пульса) оператора осуществляется с помощью известных электронных устройств в виде браслетов или колец, одеваемых на запястье или пальцы руки соответственно. Пульс является объективным показателем, интегрально отражающим мышечное и нервно-эмоциональное напряжение и изменение в системе терморегуляции оператора. В зависимости от состояния и
степени устойчивости оператора к нагрузкам пульс может изменяться от 70 до 180-200 уд/мин (при среднем допустимом объеме нагрузки на организм - не выше 100-120).
Контроль двигательной активности оператора, как уже указывалось, может быть выполнен в виде определителя времени между моментами перемещений управляющих органов пульта оператора.
Информация о параметрах психофизиологического состояния представляется в относительном или нормированном виде, что существенно ослабляет учет индивидуальных особенностей оператора.
С выходов узлов съема 3-5 данные передаются в узел 6 контроля психофизиологического состояния оператора. Приемное устройство бесконтактной связи (антенна) узла 6 размещается в органе управления, контактирующем с рукой оператора, - в корпусе "мыши" ЭВМ, рулевом рычаге и т.п.
С выхода узла 6 контроля психофизиологического состояния оператора после соответствующего анализа данные поступают в узел 1 управления и отображения информации.
При увеличении времени реакции оператора и/или замедлении пульса, и/или замедлении его двигательной активности, что свидетельствует о заторможенном (дремотном, сонном) состоянии оператора, по сигналу от узла 6 контроля состояния оператора в узле 1 управления и отображения информации вырабатывается тревожный сигнал - световые вспышки, резкие прерывистые звуки и т.п. В случае не отключения этого сигнала оператором автоматика пульта может подать команду на прекращение функционирования (остановку) энергетического объекта.
Таким образом, настоящая полезная модель обеспечивает расширение функциональных возможностей пульта оператора энергетического объекта и позволяет повысить надежность оперативного контроля и управления последним.