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Supercomponente

In questo esempio viene mostrato come è possibile modellare una valvola (supercomponente) per includerla nella simulazione di un circuito completo. Il modello di valvola può essere richiamato da più file e più volte. Ogni istanza crea un oggetto dal comportamento indipendente.

Supercomponente

immagine_supercomponente

Mostra il modello o scaricalo 
model CV
parameter SFPLibDyn.Units.Pressure param_pcrack = 10e5 "cracking pressure";
parameter SFPLibDyn.Units.Stiffness param_spring_k = 50e3 "spring rate";
SFPLibDyn.Units.VolFlowRate Q_flow "volume flow rate";
SFPLibDyn.Units.Pressure Delta_p "pressure drop";
SFPLibDyn.Components.Piston piston2(d_piston = 0.011, direction = -1, l_chamber_0 = 0.003) annotation(
    Placement(transformation(origin = {65, 1}, extent = {{-10, 10}, {10, -10}}, rotation = 90)));
SFPLibDyn.Components.Piston piston1(d_piston = 0.011, d_rod = 0.009, direction = +1) annotation(
    Placement(visible = true, transformation(origin = {65, -23}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = -90)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Orifices.Orifice OR_out(area = 7.536e-05, d_hydr = 0.004, or_model = SFPLibDyn.Units.Choices.orifice_type.DiamArea) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-7, -29}, extent = {{-6, -12}, {6, 12}}, rotation = -90)));
SFPLibDyn.Mechanical.Translational.Spring Spring(preload = param_pcrack*SFPLibDyn.Constants.pi*((8e-3)^2)/4, spring_rate = param_spring_k) annotation(
    Placement(transformation(origin = {65, 51}, extent = {{-9, -9}, {9, 9}}, rotation = 90)));
SFPLibDyn.Mechanical.Translational.Sources.ZeroSpeed zero_s annotation(
    Placement(transformation(origin = {65, 69}, extent = {{-5, 5}, {5, -5}}, rotation = -90)));
SFPLibDyn.Components.PoppetSharpEdgeSeat Poppet(coeff_f_flow = 0, d_hole = 0.008, d_poppet = 0.009, direction = +1) annotation(
    Placement(transformation(origin = {65, -48}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}}, rotation = -90)));
SFPLibDyn.Mechanical.Translational.Sources.ZeroForce zero_f annotation(
    Placement(transformation(origin = {65, -71}, extent = {{-7, 7}, {7, -7}}, rotation = 90)));
SFPLibDyn.Mechanical.Translational.Mass Mass(endstops_model = SFPLibDyn.Units.Choices.mass_type.Ideal, high_lim = 0.005, low_lim = 0, coeff_viscous = 10) annotation(
    Placement(transformation(origin = {65, 27}, extent = {{-11, -11}, {11, 11}}, rotation = 90)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Nodes.Node3p n1 annotation(
    Placement(transformation(origin = {41, -29}, extent = {{-6, -6}, {6, 6}}, rotation = -90)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Volumes.Volume2p Vol_int(pressure(start = 0)) annotation(
    Placement(transformation(origin = {19, -29}, extent = {{-9, -9}, {9, 9}}, rotation = -90)));
SFPLibDyn.Connectors.HydPinVol Port1 annotation(
    Placement(transformation(origin = {-49, -54}, extent = {{-6, -6}, {6, 6}}), iconTransformation(origin = {0, -120}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}})));
SFPLibDyn.Connectors.HydPinVol Port2 annotation(
    Placement(transformation(origin = {-49, -29}, extent = {{-7, -7}, {7, 7}}), iconTransformation(origin = {0, 120}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}})));
SFPLibDyn.Hydraulic.Nodes.Node3p n2 annotation(
    Placement(transformation(origin = {-30, -29}, extent = {{-6, 6}, {6, -6}}, rotation = 90)));
equation
Q_flow = Port1.q;
Delta_p = Port1.p - Port2.p;
connect(Port1, Poppet.h2) annotation(
    Line(points = {{-49, -54}, {55, -54}}));
connect(Vol_int.h1, OR_out.h2) annotation(
    Line(points = {{10, -29}, {5, -29}}));
connect(Mass.t1, piston2.t2) annotation(
    Line(points = {{65, 16}, {64.5, 16}, {64.5, 11}, {65, 11}}));
connect(piston2.t1, piston1.t1) annotation(
    Line(points = {{65, -9}, {65, -14}}));
connect(Spring.t1, Mass.t2) annotation(
    Line(points = {{65, 42}, {65, 38}}));
connect(Spring.t2, zero_s.t1) annotation(
    Line(points = {{65, 60}, {65, 64}}));
connect(piston1.t2, Poppet.t1) annotation(
    Line(points = {{65, -33}, {65, -38}}));
connect(Poppet.t2, zero_f.t1) annotation(
    Line(points = {{65, -58}, {65, -64}}));
connect(Vol_int.h2, n1.h1) annotation(
    Line(points = {{28, -29}, {34, -29}}));
connect(n2.h1, Port2) annotation(
    Line(points = {{-36, -29}, {-42, -29}, {-42, -28}, {-48, -28}}));
connect(n1.h2, piston1.h1) annotation(
    Line(points = {{47, -29}, {55, -29}}));
connect(OR_out.h1, n2.h2) annotation(
    Line(points = {{-19, -29}, {-24, -29}}));
connect(Poppet.h1, n1.h3) annotation(
    Line(points = {{55, -45}, {41, -45}, {41, -35}}));
connect(piston2.h1, n2.h3) annotation(
    Line(points = {{55, 7}, {-30, 7}, {-30, -23}}));
annotation(
    Icon(coordinateSystem(extent = {{-80, -120}, {80, 120}}, grid = {1, 1}), graphics = {Text(origin = {69, 5}, rotation = -90, extent = {{-38, 10}, {38, -10}}, textString = "%name"), Text(origin = {-25, -108}, rotation = 180, extent = {{-16, 10}, {16, -10}}, textString = "1"), Text(origin = {-24, 110}, rotation = 180, extent = {{-16, 10}, {16, -10}}, textString = "2"), Line(origin = {0, -61.21}, points = {{-30, 30}, {0, 0}, {30, 30}}), Line(origin = {0, -61.21}, rotation = 180, points = {{0, 0}, {0, 58.79}}), Line(origin = {0, -25}, rotation = 90, points = {{0, 0}, {6.25, -30}, {18.75, 30}, {31.25, -30}, {43.75, 30}, {56.25, -30}, {68.75, 30}, {75, 0}}), Line(origin = {0, -25}, points = {{0, 0}, {0, 145}}), Ellipse(origin = {0, -40}, extent = {{-15, -15}, {15, 15}})}),
    Diagram(coordinateSystem(extent = {{-90, 80}, {80, -80}}, grid = {1, 1}), graphics = {Text(origin = {-66, -28}, rotation = 180, extent = {{-16, 10}, {16, -10}}, textString = "2"), Text(origin = {-67, -52}, rotation = 180, extent = {{-16, 10}, {16, -10}}, textString = "1")}),
    __OpenModelica_commandLineOptions = "");
end CV;

Innanzitutto è necessario costruire il modello della valvola, in questo caso una valvola unidirezionale. La novità di questo esempio riguarda l'utilizzo dei pin idraulici HydPinVol che trovate in SFPLibDyn.Connectors. Questi sono necessari per aggiungere al modello le porte di interfaccia che sono necessarie alla valvola per connettersi col resto del circuito.

Quale pin utilizzare

Attenzione, differentemente da quanto detto finora la regola del pin ROSSO - pin BLU non deve essere rispettata:

In questo caso si tratta di "estendere" il pin dell'ultimo componente interno. In questo modo viene solo cambiato il livello di profondità della connessione che dal circuito interno, di livello inferiore, passa al circuito esterno alla valvola, di livello superiore (come è possibile notare nell'immagine del supercomponente il pin 1 estende il pin blu del poppet, mentre il pin 2 estende il pin blu del nodo).

immagine_icona_supercomponente

Un supercomponente, per essere completo, deve essere totalmente definito. (1) Verificalo con il pulsante icona pulsante verifica modello.

  1. Il numero di equazioni deve corrispondere al numero di variabili.

Un aspetto importante dei supercomponenti sono i suoi parametri pubblici. Costruendo il modello di una valvola si ha la necessità di poter lasciare alcuni valori impostabili, per esempio la taratura della molla: vogliamo lasciare un parametro libero di essere modificato per ogni singola valvola istanziata nel circuito esterno. Questo è possibile con le due prime righe del modello:

parameter SFPLibDyn.Units.Pressure param_pcrack = 10e5 "cracking pressure";
parameter SFPLibDyn.Units.Stiffness param_spring_k = 50e3 "spring rate";

Attraverso il prefisso parameter è possibile indicare l'intenzione di creare un parametro pubblico, a seguire la grandezza fisica di riferimento, il nome che si vuole assegnare al parametro, un valore di default espresso in unità di misura ISO e una descrizione.

Info

Purtroppo questo passaggio può essere svolto solo tramite codice.

Circuito

immagine_circuito

Mostra il modello o scaricalo 
model Circuit
parameter SFPLibDyn.Units.Volume param_pump_displ = 1e-5 "pump displacement"; 
parameter SFPLibDyn.Units.Pressure param_RV_pcrack = 2e7 "relief valve rv cracking pressure";
parameter SFPLibDyn.Units.Force param_cyl_springF = 100 "cylinder spring preload";
parameter SFPLibDyn.Units.Stiffness param_cyl_springk = 1000 "cylinder spring rate";  
SFPLibDyn.Signals.Source.Constant rpm(k = 1000) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-116, -110}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}})));
SFPLibDyn.Mechanical.Translational.Mass mass(coeff_viscous(displayUnit = "N/(m/s)") = 1, endstops_model = SFPLibDyn.Units.Choices.mass_type.Ideal, high_lim = 0.3, low_lim = 0, mass(displayUnit = "kg") = 10) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-83, 63}, extent = {{10, -10}, {-10, 10}}, rotation = -0)));
SFPLibDyn.Signals.Source.LinearStages pilot_4x2(stage1_duration = 1, stage1_end = 1, stage2_duration = 0.1, stage2_end = 0, stage3_end = 0, stage1_start = 1) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-3, -53}, extent = {{-10, 10}, {10, -10}}, rotation = -180)));
SFPLibDyn.Mechanical.Rotational.Sources.Motor motor annotation(
    Placement(transformation(origin = {-87, -110}, extent = {{-14, -14}, {14, 14}})));
SFPLibDyn.Hydraulic.Sources.Pumps.FixedUniDirPump pump(is_set = false, max_displ = param_pump_displ) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-48, -110}, extent = {{-15, -15}, {15, 15}})));
SFPLibDyn.Hydraulic.Sources.Tank tank annotation(
    Placement(transformation(origin = {-48, -142}, extent = {{-6, -3}, {6, 6}})));
SFPLibDyn.Hydraulic.Sources.Tank tank1 annotation(
    Placement(transformation(origin = {-141, -143}, extent = {{-6, -3}, {6, 6}})));
SFPLibDyn.Hydraulic.Volumes.Volume2p vol_A(vol_0 = 1e-5) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-34, -14}, extent = {{-8, -8}, {8, 8}})));
SFPLibDyn.Hydraulic.Actuators.Cylinders.Cylinder cylinder( d_piston = 0.1, d_rod = 0.04, stroke = 0.3) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-46, 63}, extent = {{17.5, -12}, {-19.5, 10}}, rotation = -0)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Valves.DirControlValves.DirValves4x2.DirValv4x2C08 dirValve4x2( PT_q_ch = 1.6666666666666666e-4, BT_q_ch = 1.6666666666666666e-4, PA_q_ch = 1.6666666666666666e-4)  annotation(
    Placement(transformation(origin = {-45, -50}, extent = {{18, -12}, {-18, 12}})));
CV CV1(param_pcrack = 1e5, param_spring_k = 500)  annotation(
    Placement(transformation(origin = {-94.5, -80.75}, extent = {{-12.5, -18.75}, {12.5, 18.75}}, rotation = -90)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Valves.DirControlValves.DirValves2x2.DirValv2x2C01 dirValve2x2(PA_q_ch = 1.6666666666666666e-4)  annotation(
    Placement(transformation(origin = {-64, 17}, extent = {{-18, -12}, {18, 12}})));
CV CV2(param_pcrack = 1e5)  annotation(
    Placement(transformation(origin = {-92.5, -13.75}, extent = {{-12.5, -18.75}, {12.5, 18.75}}, rotation = 90)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Volumes.Volume3p vol_int(vol_0 = 1e-4) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-133, -14}, extent = {{-8, -8}, {8, 8}}, rotation = 90)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Volumes.Volume4p vol_pump(vol_0 = 1e-5) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-48, -81}, extent = {{8, -8}, {-8, 8}}, rotation = 180)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Nodes.Node3pAlt node annotation(
    Placement(transformation(origin = {-58, 40}, extent = {{-6, -6}, {6, 6}}, rotation = -90)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Volumes.Volume3p vol_B(vol_0 = 1e-5) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-58, -14}, extent = {{8, -8}, {-8, 8}}, rotation = -90)));
SFPLibDyn.Signals.Source.LinearStages pilot_2x2(stage1_duration = 4, stage1_end = 0, stage2_duration = 0.1, stage2_end = 1, stage3_end = 1, stage1_start = 0) annotation(
    Placement(transformation(origin = {-101, 14}, extent = {{10, 10}, {-10, -10}}, rotation = 180)));
SFPLibDyn.Mechanical.Translational.Spring spring(preload = param_cyl_springF, spring_rate = param_cyl_springk)  annotation(
    Placement(transformation(origin = {-112, 63}, extent = {{10, -10}, {-10, 10}}, rotation = -0)));
SFPLibDyn.Mechanical.Translational.Sources.ZeroSpeed zeroSpeed annotation(
    Placement(transformation(origin = {-139, 63}, extent = {{10, -10}, {-10, 10}}, rotation = -180)));
inner SFPLibDyn.Properties.Hydraulic.FluidProp fluidProp annotation(
    Placement(transformation(origin = {-3, 67}, extent = {{-10, -10}, {10, 10}})));
SFPLibDyn.Hydraulic.Valves.ReliefValve rv(p_crack = param_RV_pcrack)  annotation(
    Placement(transformation(origin = {-17, -113}, extent = {{-12, -12}, {12, 12}}, rotation = 180)));
SFPLibDyn.Hydraulic.Sources.Tank tank2 annotation(
    Placement(transformation(origin = {-17, -142}, extent = {{-6, -3}, {6, 6}})));
equation
connect(rpm.y1, motor.u1) annotation(
    Line(points = {{-106, -110}, {-101, -110}}));
connect(motor.r1, pump.r1) annotation(
    Line(points = {{-70.2, -110}, {-63.4, -110}}));
connect(pump.h1, tank.h1) annotation(
    Line(points = {{-48, -125}, {-48, -136}}));
connect(vol_int.h1, CV2.Port2) annotation(
    Line(points = {{-125, -14}, {-111, -14}}));
connect(vol_int.h2, CV1.Port1) annotation(
    Line(points = {{-133, -22}, {-133, -81}, {-113, -81}}));
connect(node.h3, dirValve2x2.hA) annotation(
    Line(points = {{-58, 34}, {-58, 29}}));
connect(node.h1, vol_int.h3) annotation(
    Line(points = {{-64, 40}, {-133, 40}, {-133, -6}}));
connect(CV2.Port1, vol_B.h1) annotation(
    Line(points = {{-74, -14}, {-66, -14}}));
connect(dirValve2x2.hP, vol_B.h3) annotation(
    Line(points = {{-58, 5}, {-58, -6}}));
connect(pilot_2x2.y1, dirValve2x2.u1) annotation(
    Line(points = {{-91, 14}, {-85, 14}}));
connect(cylinder.h2, node.h2) annotation(
    Line(points = {{-58, 51}, {-58, 46}}));
connect(mass.t1, cylinder.t1) annotation(
    Line(points = {{-71, 63}, {-65, 63}}));
connect(spring.t1, mass.t2) annotation(
    Line(points = {{-102, 63}, {-95, 63}}));
connect(zeroSpeed.t1, spring.t2) annotation(
    Line(points = {{-129, 63}, {-122, 63}}));
connect(dirValve4x2.hA, vol_A.h1) annotation(
    Line(points = {{-48, -38}, {-48, -30}, {-34, -30}, {-34, -22}}));
connect(vol_B.h2, dirValve4x2.hB) annotation(
    Line(points = {{-58, -22}, {-58, -30}, {-54, -30}, {-54, -38}}));
connect(dirValve4x2.hT, tank1.h1) annotation(
    Line(points = {{-54, -62}, {-54, -68}, {-141, -68}, {-141, -137}}));
connect(dirValve4x2.u1, pilot_4x2.y1) annotation(
    Line(points = {{-24, -53}, {-13, -53}}));
connect(cylinder.h1, vol_A.h2) annotation(
    Line(points = {{-34, 51}, {-34, -6}}));
connect(rv.h2, tank2.h1) annotation(
    Line(points = {{-17, -125}, {-17, -136}}));
connect(CV1.Port2, vol_pump.h3) annotation(
    Line(points = {{-76, -81}, {-56, -81}}));
connect(dirValve4x2.hP, vol_pump.h1) annotation(
    Line(points = {{-48, -62}, {-48, -73}}));
connect(vol_pump.h4, rv.h1) annotation(
    Line(points = {{-40, -81}, {-17, -81}, {-17, -101}}));
connect(vol_pump.h2, pump.h2) annotation(
    Line(points = {{-48, -89}, {-48, -95}}));
annotation(
    experiment(StartTime = 0, StopTime = 10, Tolerance = 1e-06, Interval = 0.001),
    Diagram(coordinateSystem(extent = {{-150, 80}, {10, -150}}, grid = {1, 1})),
    Icon(graphics = {Rectangle(origin = {2, 69}, fillColor = {122, 122, 122}, pattern = LinePattern.None, fillPattern = FillPattern.Solid, extent = {{-74, 9}, {74, -39}}), Rectangle(origin = {-66, 4}, rotation = -90, fillColor = {122, 122, 122}, pattern = LinePattern.None, fillPattern = FillPattern.Solid, extent = {{-67, 45}, {81, -7}}), Rectangle(origin = {0, -61}, rotation = 180, fillColor = {122, 122, 122}, pattern = LinePattern.None, fillPattern = FillPattern.Solid, extent = {{-76, 17}, {72, -29}}), Line(origin = {2.16839, 1.4047}, points = {{75, 76.6263}, {-73, 76.6263}, {-73, -79.3737}, {75, -79.3737}, {75, -33.3737}, {-25, -33.3737}, {-25, 28.6263}, {75, 28.6263}, {75, 76.6263}}, thickness = 2)}, coordinateSystem(extent = {{-100, -100}, {100, 100}})));
end Circuit;

Una volta che il supercomponente è pronto, è possibile modellare il circuito e inserire la valvola appena costruita. È possibile farlo semplicemente prendendo il modello dall'albero dei contenuti e trascinandolo in un nuovo diagramma.

Per i più smanettoni

Analizzando il codice che viene generato possiamo distinguere la struttura:

CV CV1(param_pcrack = 1e5, param_spring_k = 500)  annotation(
    Placement(transformation(origin = {-94.5, -80.75}, extent = {{-12.5, -18.75}, {12.5, 18.75}}, rotation = -90)));

Viene richiamato il modello della valvola (CV), il nome che viene assegnato all'oggetto istanziato (CV1) e, a seguire, in parentesi i parametri modificati e la sezione di annotazioni che riguarda il posizionamento grafico dell'icona nel diagramma.