Разработка подсистемы автоматизированного обучения компьютерного тренажерного комплекса оператора перегрузочной машины

Практическая значимость заключается в автоматизации процесса управления формированием профессиональных знаний, умений и навыков оператора перегрузочной машины, что способствует получению

Разработка подсистемы автоматизированного обучения компьютерного тренажерного комплекса оператора перегрузочной машины

Дипломная работа

Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету

Компьютеры, программирование

Сдать работу со 100% гаранией
хника, которая в процессе обучения изнашивается, дополнительно расходуется электроэнергия. Программы производственного обучения не основаны на методике обучения приемам управления, а определяются в основном опытом инструктора.

Согласно [9], все указанные недостатки обучения могут быть устранены, сроки подготовки операторов снижены, а качество подготовки улучшено за счет рационального использования в учебном процессе тренажеров.

Тренажеры операторов перегрузочных машин

Изначально используемые тренажеры для обучения операторов перегрузочных машин представляли собой уменьшенные модели реальных машин с вынесенными пультами управления. Пульты были снабжены рукоятками и педалями управления машиной, с их помощью учащийся управлял электроприводами, приводящими в движение механизмы модели машины.

Тренажеры, разработанные на базе физических моделей машин, отличались простотой, наглядностью и были весьма полезны на начальной стадии изучения устройства машин, способов управления ими, технологии перегрузочных работ. Однако им были присущи существенные недостатки:

- Поскольку учащийся на таких тренажерах располагается за выносным пультом, то восприятие им состояния машины не соответствует реальному, при котором машинист располагается непосредственно на объекте управления. В результате тренировок на таком тренажере у обучающегося формируются навыки, соответствующие иному образному восприятию состояния машины, нежели в реальных условиях.

Таблица 1.1

Примерная программа подготовки крановщика к управлению портальным краном без тренажера

Цель и содержание занятий

Кол. уч. часов

Изучение оборудования кабины крановщика. Знакомство с панорамой технологической площадки и объектами, расположенными на ней.

1

Изучение органов управления краном, взаимного соответствия направления перемещения рукояток и движения механизмов крана. Изучение способов и последовательности включения и выключения электрооборудования и механизмов.

1

Обучение управлению подъемным движением груза: выбор слабины каната; подъем груза на уровень контрольной остановки для проверки застоповки и тормозов с последующей плавной установкой груза и ослаблению канатов; подъем груза с контрольной остановкой на высоте, обеспечивающей безопасное перемещение над различными объектами с последующей плавной установкой.

3

Обучение перемещению груза путем изменения вылета стрелы с предварительным его подъемом и последующей плавной и точной установкой: объяснение и показ особенностей колебательного движения и способов его успокоения; перемещение груза на расстояние до 4 метров; перемещение груза на различные расстояния.

5

Обучение перемещению груза поворотным движениям крана с предварительным подъемом груза и последующей плавной и точной установкой: перемещение с поворотом до 300; перемещение с поворотом на любые углы.

6

Обучение перемещению груза путем совместного управления вылетом стрелы и поворотом с предварительным подъемом груза и последующей плавной его установкой с заданной точностью: перемещение груза в различные зоны рабочей площадки без препятствий; перемещение груза в различные зоны с обходом препятствий; перемещение различных грузов с соответствующими грузозахватными приспособлениями.

16

Обучение управлению передвижением крана по рельсовым путям

2

Всего:

34

Самостоятельная работа по управлению краном и уходу за ним под наблюдением инструктора (стажировка)

170

Квалификационные испытания

8

- Практически невозможно достичь соблюдения динамического подобия модели реальной машине.

- Невозможно осуществлять повторные упражнения с возрастающей трудностью, при постоянном самоконтроле, уточнении и совершенствовании качества действий.

Преодолеть перечисленные выше недостатки позволили электронные тренажеры (рисунок 1.1).

Согласно [7] впервые в мировой и отечественной практике разработку электронных тренажеров для подготовки крановщиков начали в 1971 году сотрудники кафедры вычислительной техники и автоматического управления Пермского политехнического института (в настоящее время кафедра информационных технологий и автоматизированных систем Пермского национального исследовательского политехнического университета).

Рисунок 1.1 - Электронный тренажер оператора портального крана

На рисунке 1.2 представлена упрощенная структурная схема разработанного электронного тренажера.

Рисунок 1.2 - Упрощенная схема электронного тренажера

Конструктивно тренажер состоял из двух блоков. Первый из них представлял собой рабочее место обучающегося. Он был оборудован органами управления краном (ОУ): рукоятками управления и педалью тормоза вращательного движения, а также системой отображения информации (СОИ). Во втором блоке были размещены электронная аналоговая модель крана (АМК), устройство управления тренажером (УУ) и устройство питания всех схем. Аналоговая модель крана в электронном тренажере заменяет физическую модель крана.

Эффективность процесса подготовки с использованием электронного тренажера достигалась за счет четкого дозирования заданий в сочетании с нарастанием их трудности, максимального использования принципов контроля и самоконтроля.

Важным преимуществом управления процессом освоения ЗУН на электронных тренажерах, по сравнению с традиционными методами обучения, стала возможность использовать объективные критерии при оценке знаний, умений и навыков обучаемых.

Согласно [8] программа обучения крановщика портального крана на электронном тренажере представлена в таблице 1.2.

Однако электронные тренажеры обладали и существенными недостатками. Во-первых, в данных тренажерах основные допущения были связаны со сведением пространственной картины рабочей обстановки к плоскостному ее изображению, а также с неподвижным рабочим местом обучаемого. В связи с этим при упражнениях на тренажере не осуществлялась объемная визуальная оценка обстановки и положения рабочего органа машины с грузом, а вестибулярный аппарат учащегося не участвовал в чувственном отражении вращательного движения. Во-вторых, многие предложенные разработчиками методы и приемы обучения и управления ходом тренировки обучаемого не были применены ввиду их сложной реализации на элементной базе того времени. Автоматизация управления процессом обучения не была реализована в достаточной степени.

Компьютерные тренажеры, широко распространенные в настоящее время для профессионального обучения крановщиков, позволили, сохранив преимущества электронных тренажеров, устранить их основные недостатки.


Таблица 1.2

Программа обучения крановщика портального крана на тренажере

Содержание занятия

Общее кол. уч. часов

Знакомство с тренажером. Уяснение информационной модели процесса

2

Отработка навыков управления подъемом и опусканием груза

2

Контрольное испытание

0.5

Отработка навыков управления переносом груза путем изменения вылета стрелы на 4м и выполнение необходимых элементов управления подъемом и опускания груза

1

То же, но на расстояние до 12 метров

5

Контрольное испытание

0.5

Отработка навыков управления переносом груза только изменением поворота стрелы на малые углы

1

То же, но на любые углы

2

Контрольное испытание

0.5

Отработка навыков управления переносом груза путем совместного изменения угла поворота и вылета стрелы

2

Контрольное испытание

1

Отработка навыков управления переносом груза при совмещении всех движении и наличии препятствий

2

Контрольное испытание

1

Отработка навыков путем погрузки – разгрузки с грузоперевозящего транспорта (водный, наземный)

2

Контрольное испытание

1

1.2.2 Компьютерные тренажеры перегрузочных машин

Различные организации занимаются разработкой компьютерных тренажеров крановщиков, с помощью которых проходят обучение будущие машинисты многих широко используемых в настоящее время перегрузочных машин: мостовой кран, башенный кран, козловой кран, портовой кран, автомобильный кран, бульдозер, экскаватор и т.д.

К типовым компонентами существующих в настоящее время и успешно используемых тренажеров крановщика можно отнести следующие: кабина с органами управления; джойстики; очки (или шлем) для 3D-визуализации рабочей зоны; динамическая платформа; экраны-окна; задания для тренажа; учебное пособие, инструкция пользователя; система тестирования знаний крановщика; персональный компьютер; прикладное и системное программное обеспечение.

Тренажеры крановщика могут иметь различные комплектации, и, следовательно, отличаться сложностью исполнения. Например, может быть как достаточно простая комплектация в виде 3D тренажера с джойстиками, так и достаточно сложная в форме 3D тренажера с креслом, динамической платформой (с тремя степенями подвижности) и несколькими плазменными видеопанелями.

Наиболее простые тренажеры хоть и способны весьма точно моделировать реальные условия эксплуатации крана, но крайне упрощенная модель рабочего места крановщика слишком далека от реальных условий. Напротив, более сложный, а, следовательно, и более дорогой комплект тренажера обеспечивает максимальное приближение к реальным условиям, такой тренажер оснащен макетами реальных кабин, органов управления и средств индикации, приборов и оборудования. Используется максимальное подобие передних па

Похожие работы

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 > >>