Warszawa 2007
FluidSIM®4 Pneumatyka
Instrukcja użytkownika
Tytuł oryginału: FluidSIM®4 Pneumatics User’s Guide Tłumaczenie i opracowanie: mgr inż. Arkadiusz Winnicki
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, D-73770 Denkendorf, 1996-2004 Internet: www.festo.com/didactic
e-mail: did@festo.com
© Art Systems Software GmbH, D-33102 Paderborn, 1995-2004 Internet: www.art-systems.com, www.fluidsim.com
e-mail: info@art-systems.com
© for the Polish edition FESTO Sp. z o.o., PL 05-090 Raszyn, Janki k/Warszawy, ul. Mszczonowska 7
Internet: www.festo.com/didactic e-mail: didactic_poland@festo.com
Wszelkie prawa zastrzeżone.
Żadna część niniejszej publikacji nie może być reprodukowana, przechowywana jako źródło danych i przekazywana w jakiejkolwiek formie zapisu bez pisemnej zgody posiadacza praw.
Spis treści:
1. Oprogramowanie FluidSIM® Pneumatyka – podstawowe informacje...4
2. Szczegółowa charakterystyka oprogramowania FluidSIM-P®...6
2.1. Zalety dydaktyczne oprogramowania...6
2.2. Struktura katalogowa programu...7
2.3. Zakres instrukcji...8
2.4. Wymagania sprzętowe...8
3. Wprowadzenie do symulowania i tworzenia układów...9
3.1. Symulacja istniejącego układu pneumatycznego...11
3.2. Tryby symulacji...15
3.2.1. Reset i ponowne rozpoczęcie pracy...15
3.2.2. Symulacja w trybie pojedynczych kroków...15
3.2.3. Symulacja w trybie „do zmiany stanu”...15
3.3. Tworzenie nowego diagramu układu...15
4. Dodatkowe wskazówki dotyczące symulacji i tworzenia układów...30
4.1. Elementy konfigurowalne...30
4.1.1. Konfigurowanie siłownika...30
4.1.2. Konfigurowanie rozdzielacza...36
4.2. Dodatkowe funkcje edycyjne...38
4.3. Dodatkowe funkcje symulacyjne...45
4.4. Łączenie elementów...47
4.5. Numerowanie linii i tablica elementów przełączających...48
4.6. Diagram oznaczeń zakończeń...48
4.7. Wyświetlanie parametrów liczbowych...50
4.8. Wyświetlanie diagramu stanu...53
4.9. Edytor wykresów funkcyjnych...56
4.9.1. Właściwości wyglądu obszaru wykresów ...59
4.10. Powierzchowne sprawdzenie schematu...68
4.11. Połączenia pneumatyczne, elektryczne i mechaniczne...69
4.12. Styki...75
4.13. Nastawialne elementy...79
4.14. Ustawienia symulacji...80
5. Biblioteki elementów...83
5.1. Biblioteka elementów pneumatycznych...83
5.2. Elementy elektryczne...118
5.3. Pozostałe symbole...131
1. Oprogramowanie FluidSIM
®Pneumatyka – podstawowe informacje
Dziękujemy za zakup oprogramowania symulacyjnego FluidSIM ® Pneumatyka, przeznaczonego do nauki podstaw pneumatyki i elektropneumatyki. Niniejszy podręcznik pełni funkcję poradnika do FluidSIM-P wskazując możliwości i wyjaśniając pojęcia i pracę z programem.
FluidSIM ® Pneumatyka jest narzędziem do nauczania i symulowania podstaw pneumatyki i jest przeznaczony dla systemu Microsoft Windows ®. Podręcznik może zostać użyty wraz z urządzeniami szkoleniowymi Festo Didactic Sp. z o.o. FluidSIM-P został opracowany jako wspólne przedsięwzięcie między Uniwersytetem Paderborn, Festo Didactic GmbH & Co. KG i Art Systems Art Software GmbH, Paderborn.
FluidSIM-P w ramach wspólnego interfejsu graficznego integruje szereg modułów programowych:
• edytor schematów pneumatycznych i elektropneumatycznych,
• symulator,
• moduł pomocy,
• moduł dydaktyczny.
Główną cechą programu jest jego bliski związek z funkcjonalnością i symulacją programów typu CAD. FluidSIM uwzględnia normy DIN schematów pneumatycznych i elektropneumatycznych, oraz może wykonać realistyczne symulacje bazując na fizycznych modelach komponentów.
Funkcjonalność CAD w FluidSIM-P została dostosowana do wymogów tworzenia układów pneumatycznych. Na przykład, podczas rysowania układu, program sprawdza czy dane połączenie między komponentami jest dozwolone czy nie.
Projektowanie schematów połączeń następuje za pomocą kliknięć myszą. Umożliwia to wyposażenie FluidSIM-P w:
• obszerne biblioteki systemowe,
• moduł sprawdzania syntaktycznej poprawności schematów,
• możliwość jednoczesnego projektowania wielu schematów,
• moduł eksportowania schematów do formatu DXF (format AutoCad),
•
Na każdym etapie projektowania możliwe jest testowanie na symulatorze tworzonego schematu pneumatycznego przez:
• realizację algorytmu symulacji połączonego z ciągłym obliczaniem i wizualiza- cją danych o ciśnieniu i przepływie strumienia sprężonego powietrza oraz napięciu i natężeniu prądu elektrycznego,
• nastawianie parametrów takich jak: wymiary siłownika, stopień dławienia przepływu, pozycje czujników krańcowych,
• wizualizację zależności: położenie, prędkość i ciśnienie w funkcji czasu,
• animację realizowaną w czasie rzeczywistym,
• jednoczesną symulację wielu schematów.
2. Szczegółowa charakterystyka oprogramowania FluidSIM-P
®2.1. Zalety dydaktyczne oprogramowania
Istotą programów projektowo-symulacyjnych jest naśladowanie, czyli symulacja sposobu działania różnych urządzeń lub systemów. Programy takie umożliwiają użytkownikowi zapoznanie się z działaniem i obsługą wielu urządzeń, bez konieczności ich zakupu. Korzyści płynące z nauki z wykorzystaniem programów symulacyjnych są oczywiste:
• praca w środowisku maksymalnie zbliżonym do rzeczywistego,
• możliwość prostego i szybkiego modyfikowania zadań,
• możliwość wykrywania, sygnalizacji i obszernej diagnostyki różnych błędów i nieprawidłowości,
• brak obawy o uszkodzenia lub zniszczenia cennego sprzętu, niska cena.
W przypadku pracy kilku układów symulacyjnych współpracujących w sieci komputerowej, istnieje ponadto możliwość współdziałania nauczyciela-instruktora z uczestnikami ćwiczeń, w zakresie rozwiązywania określonych zadań oraz ich bieżącej kontroli.
Oprogramowanie FluidSIM-P oferuje użytkownikowi:
• naukę w formie zabawy z wykorzystaniem technik multimedialnych,
• zadania z zakresu kursów podstawowych i zaawansowanych,
• symbolikę zgodną z normami DIN,
• wygodne projektowanie i symulację układów.
Dodatkową cechą FluidSIM jest nastawienie na proces uczenia, ćwiczenia i wizualizacji wiedzy związanej z pneumatyką. Elementy pneumatyczne są wyjaśnione wraz z opisem, parametrami i animacjami, które ilustrują ich zasadę działania.
Ćwiczenia i filmy instruktażowe utrwalają wiedzę zarówno o tworzeniu układów pneumatycznych jak i wykorzystaniu poszczególnych komponentów.
W menu zamieszczone są:
• struktury sekwencji filmowych na podstawowe tematy, uruchamianych w oprogramowaniu „Windows Media Player",
• skrócone opisy wszystkich elementów zawartych w bibliotece systemowej
• zdjęcia wszystkich roboczych elementów dydaktycznych udostępnione są jako grafiki w dużej rozdzielczości,
• animacje prezentujące zasady działania ważniejszych elementów, w tym animacje interaktywne wyjaśniające prawa fizyczne i zasady działania elementów pneumatycznych.
Twórcy FluidSIM-P położyli szczególny nacisk, aby interfejs użytkownika był intuicyjny i łatwy do nauki. Użytkownik może szybko i łatwo nauczyć się rysować i symulować układy elektropneumatyczne.
2.2. Struktura katalogowa programu
Strukturę katalogową FluidSIM-P przedstawia poniższy rysunek.
• W katalogu aq zawarty jest rejestr bazowy dla FluidSIM-P
• W katalogu bin znajduje się plik uruchomieniowy programu FluidSIM-P, wraz z niezbędnymi bibliotekami. W katalogu tym nie można dokonywać żadnych zmian.
• Katalog bmp16c zawiera rysunki komponentów wykorzystane w materiałach dydaktycznych programu FluidSIM-P.
• Katalog ct zawiera przykłady schematów układów pneumatycznych. Jest to zarazem domyślny katalog, w którym są zapisywane wszystkie nowe schematy układów tworzone przez użytkownika.
• Katalog doc zawiera instrukcje użytkownika w formacie pdf.
• Katalog misc zawiera dodatkowe pliki oraz opcjonalne komponenty programu.
• Katalog shw zawiera pliki z prezentacjami.
• Katalog snd zawiera pliki dźwiękowe.
• Ktalog sym przedstawia w sposób hierarchiczny bibliotekę komponentów. W ten sam sposób można wyświetlić tą listę komponentów korzystając z w pasku menu.
• Katalog tmp zawiera pliki tymczasowe z obliczeniami symulacji.
Kompletne oprogramowanie FluidSIM-P zajmuje na dysku około 16MB.
2.3. Zakres instrukcji
Niniejsza instrukcja przedstawia:
• możliwości programu FluidSIM-4P,
• sposób tworzenia pneumatycznych i elektropneumatycznych układów sterowania w edytorze graficznym,
• sposób ustawiania parametrów elementów układu,
• sposób symulacji działania zaprojektowanych układów,
• opis bibliotek elementów pneumatycznych i elektrycznych.
W instrukcji podkreślono związek programu FluidSIM-4P z funkcyjnymi możliwościami stosowanych elementów sterowania i możliwość prowadzenia symulacji zsyntetyzowanych układów przez korzystanie z bibliotek elementów firmy Festo.
2.4. Wymagania sprzętowe
Do pracy z programem FluidSIM-4P zalecany jest komputer z procesorem kompatybilnym z x86 pracującym pod jednym z poniższych systemów operacyjnych Microsoft Windows9x®, Microsoft WindowsNT®, Microsoft Windows2000® lub Microsoft WindowsXP®.
Dla zadań rysowania mało skomplikowanych układów pneumatycznych i symulacji układów dołączonych do programu wystarczające jest 128 MB pamięci operacyjnej.
Natomiast dla zapewnienia płynnej pracy z rozbudowanymi układami pneumatycznymi wskazane jest przynajmniej 256 MB pamięci operacyjnej.
W celu odtwarzania sekwencji dźwiękowych i ruchowych oraz filmów edukacyjnych, wymagany jest napęd CD-ROM oraz karta dźwiękowa.
3. Wprowadzenie do symulowania i tworzenia układów
Niniejszy rozdział umożliwia użytkownikowi poznanie istotnych funkcji programu FluidSIM-P. Użytkownik prowadzony jest po poszczególnych funkcjach „krok po kroku”.
→ Uruchom FluidSIM-P poprzez menu Start / Programy/ Festo Didactic.
Po chwili na ekranie monitora pojawi się główne okno programu FluidSIM-P.
Po lewej stronie widoczna jest biblioteka elementów FluidSIM-P (component library). Zawiera ona pneumatyczne i elektryczne składniki umożliwiające zbudowanie złożonych układów pneumatycznych (ich opis znajduje się w rozdziale 5.).
Pasek Menu rozwijanego (Menu bar) znajdujący się na górze okna zawiera wszystkie funkcje niezbędne do przeprowadzenia symulacji i budowania diagramów układów. Znajdujący się poniżej pasek narzędzi (Toolbar) zawiera najczęściej używane funkcje z Paska Menu. W jego skład wchodzi 10 grup funkcji. Prezentuje je poniższa tabela:
Nr. IKONA OPIS DZIAŁANIA 1.
Otwieranie i zapis Otwarcie nowego diagramu, przeglądanie,
otwarcie i zapisanie istniejącego.
2.
Drukowanie Drukowanie zawartości okna, np. diagramu
układu i zdjęcia elementu.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Edycja
Cofanie ostatniej zmiany; kasowanie elementu;
kopiowanie elementu do schowka; wklejanie zawartości schowka.
Dopasowywanie i układanie elementów w układzie: w pionie (trzy pierwsze ikony) i poziomie (pozostałe).
Obrót i lustrzane odbicie.
Włączenie/wyłączenie siatki linii pomocniczych.
Zmiana powiększenia aktywnego okna: widok w skali 1:1; poprzedni widok; dopasowanie powiększenia tak, aby widoczne były wszystkie elementy; powiększenie fragmentu ujętego w ramce; skokowe przybliżenie i skokowe oddalenie widoku.
Sprawdzenie prawidłowości połączeń w układzie.
.9.
10
Symulacja
Wyłączenie, uruchomienie i wstrzymanie symulacji.
Funkcje działające w przypadku wstrzymania symulacji: rozpoczęcie symulacji od początku, wykonanie kolejnego kroku symulacji,
symulacja do następnej zmiany, przejście do końca symulacji
3.1. Symulacja istniejącego układu pneumatycznego
Na dysku instalacyjnym oprogramowania FluidSIM-P znajdują się kompletne schematy działających układów pneumatycznych. W niniejszym materiale będą one użyte do zademonstrowania możliwości programu.
Otwieranie wymienionych powyżej schematów pneumatycznych i symulowanie ich działania:
→ Kliknij na ikonę lub wybierz komendę z menu rozwijanego . Na ekranie powinno pojawić się okno zawierające schematy istniejących układów:
Otwarte okno zawiera skatalogowane schematy układów pneumatycznych ułożone w porządku alfabetycznym. Każdy z nich przedstawiony jest w postaci miniatury.
Nazwa bieżącego katalogu jest umieszczona w pasku nazwy otwartego okna. Pliki zawierające schematy układów FluidSIM-P mają rozszerzenie *.ct.
W celu przejścia do wybranego podkatalogu należy dwukrotnie kliknąć na jego ikonę. Istnieje także możliwość stworzenia dodatkowych podkatalogów w dowolnym katalogu fl_sim_p. Są one rozpoznawane przez FluidSIM-P, a ich ikony są automatycznie na bieżąco tworzone.
→ Klikając dwukrotnie na ikonę otwórz schemat układu demo1.ct.
Schemat układu może być również otwarty poprzez użycie okna dialogowego Open File. Po kliknięciu na ikonę bądź wybraniu z menu pojawi się okno dialogowe. Przy jego pomocy można, po dwukrotnym kliknięciu, otworzyć żądany schemat układu pneumatycznego. Za każdym razem schemat pneumatyczny jest otwierany i wyświetlany w nowym oknie:
→ Kliknij na bądź lub wciśnij klawisz .
FluidSIM-P przełączy się w tryb symulacji, tj. rozpoczęta zostanie symulacja działania układu. W trakcie pracy programu w trybie symulacyjnym kursor myszy zmieni swój kształt na symbol ręki . W trakcie symulacji FluidSIM-P oblicza najpierw wszystkie parametry elektryczne. Następnie formułowany jest model diagramu pneumatycznego. Na jego podstawie obliczane są ciśnienia i natężenia przepływu w całym układzie pneumatycznym.
W zależności od stopnia komplikacji schematu i mocy obliczeniowej komputera, symulacja działania układu może odbywać się z różną prędkością. W dolnym lewym rogu okna programu, widać z jaką prędkością przebiega symulacja w procentowym odniesieniu do czasu rzeczywistego symulowanego procesu. Natychmiast po obliczeniu wyników, linie łączące elementy układu zmienią kolor, a siłowniki wysuną się:
Znaczenie kolorów linii łączących elementy układu opisano w poniższej tabeli:
Kolor Znaczenie
ciemno-niebieski Linia pneumatyczna pod ciśnieniem jasno-niebieski Linia pneumatyczne bez ciśnienia jasno-czerwony Linia elektryczna, przepływ prądu
W pasku narzędzi istnieje możliwość samodzielnego powiązania kolorów i wartości wielkości symulowanych. Zmiana ciśnienia linii ciemno-niebieskiej obrazowana jest zmianą jej szerokości. FluidSIM-P wyróżnia dwie szerokości linii:
Szerokość Znaczenie
Ciśnienie mniejsze niż maksymalne Ciśnienie maksymalne
Dokładne wartości liczbowe określające ciśnienie, natężenie przepływu, napięcie i natężenie prądu mogą być wyświetlane na dodatkowych dostępnych elementach pomiarowych. W rozdziale 4.7. opisany został sposób, w jaki można uzyskiwać informacje dotyczące wszystkich bądź tylko wybranych zmiennych ze schematu układu (nawet jeśli nie wykorzystano elementów pomiarowych).
Symulacje w FluidSIM-P działają w oparciu o fizyczne modele elementów, jakie można znaleźć w zestawach dydaktycznych Festo Didactic GmbH & Co. KG. Dzięki temu obliczone wartości powinny zgadzać się z wartościami mierzonymi na rzeczywistych zestawach dydaktycznych. Jednak przy porównaniu wyników należy
pamiętać o tym, że, w rzeczywistości pomiary mogą podlegać znacznym fluktuacjom spowodowanym np. różną długością przewodów łączących czy temperaturą powietrza.
Obliczenia zmian wartości parametrów pracy układu realizowane w czasie rzeczywistym zapewniają animację ruchu siłowników. Charakteryzuje się ona następującą właściwością działania: gdy w rzeczywistości dany siłownik wysuwa się z dwukrotnie większą prędkością niż inny to ta relacja jest spełniona również w animacji symulującej ten ruch. Innymi słowy: zachowane są relacje czasowe.
Ręcznie sterowane rozdzielacze i przełączniki znajdujące się na schemacie układu mogą być przełączane przy użyciu myszy.
→ Przemieść kursor myszy na lewy przycisk schematu elektrycznego (patrz poprzedni rysunek).
Kursor myszy zmieni wygląd na rękę . Oznacza to, że stan przycisku może być zmieniony.
→ Kliknij na przycisk.
Po kliknięciu na ręcznie sterowany włącznik, następuje symulowanie jego rzeczywistego zachowania. W tym przykładzie styki przycisku zostaną zwarte i automatycznie nastąpi przeliczenie zmiennych. W wyniku obliczeń nowe wartości ciśnień i natężeń przepływu będą wyświetlone na wycofujących się do pozycji początkowych siłownikach.
Przełączanie elementów jest możliwe tylko w przypadku, gdy symulacja trwa ( ) lub, gdy jest wstrzymana ( ).
Jeśli istnieje potrzeba symulowania zachowania innego schematu pneumatycznego nie jest konieczne zamykanie już otwartego układu. FluidSIM-P umożliwia działanie wielu układów jednocześnie.
→ W celu przejścia z trybu symulacji w tryb edycji kliknij na bądź .
Wtedy wszystkie elementy znajdujące się na schemacie układu (styki, zawory, rozdzielacze, siłowniki) zostaną ustawione w ich stan początkowy. Obliczone przez program wartości położeń, przepływów i ciśnień zostaną skasowane.
Przejście z trybu edycji w tryb symulacji bez rozpoczęcia symulacji jest możliwe po kliknięciu na , bądź . Ta funkcja może być pomocna w przypadku,
3.2. Tryby symulacji
W uzupełnieniu funkcji opisanych w poprzednim rozdziale ( , , ) występują jeszcze dodatkowo:
Reset i ponowne rozpoczęcie symulacji Symulacja w trybie pojedynczych kroków Symulacja w trybie „do zmiany stanu”
3.2.1. Reset i ponowne rozpoczęcie pracy
Po kliknięciu na bądź wybraniu trwająca bądź wstrzymana symulacja może zostać uruchomiona ponownie.
3.2.2. Symulacja w trybie pojedynczych kroków
W trybie pojedynczych kroków symulacja zatrzymuje się po wykonaniu pojedynczego kroku. Po kliknięciu bądź wybraniu symulacja będzie trwała przez krótki czas (około 0.01 – 0.1 sekundy w systemie rzeczywistym) po czym nastąpi jej wstrzymanie ( ). Uruchomiona symulacja w trybie normalnym, może być w dowolnej chwili przełączona w tryb symulacji pojedynczych kroków. Możliwe jest wtedy zwrócenie uwagi na sytuacje kluczowe dla istoty działania układu pneumatycznego.
3.2.3. Symulacja w trybie „do zmiany stanu”
Po kliknięciu na bądź wybraniu symulacja trwa aż do chwili, w której następuje „zmiana stanu”. Wtedy następuje wstrzymanie symulacji ( ). Przez „zmianę stanu” rozumiane jest sytuację polegającą na:
• zatrzymaniu ruchu tłoka siłownika,
• zmianie stanu rozdzielacza,
• zmianie stanu cewki (włączenie / wyłączenie),
• zmianie stanu styków.
W dowolnej chwili trwania symulacji istnieje możliwość przejścia w tryb „do zmiany stanu”.
3.3. Tworzenie nowego diagramu układu
W tym podrozdziale zawarte są informacje dotyczące tworzenia nowych schematów pneumatycznych w oparciu o oprogramowanie FluidSIM-P.
→ Otwórz nowe okno programu z pustym arkuszem układu poprzez kliknięcie na bądź wybranie .
Schemat układu może być tworzony i zmieniany wyłącznie w trybie edycji.
Tryb ten jest sygnalizowany m.in. przez kształt kursora myszy: .
Każdy, również nowo otwarty, schemat pneumatyczny automatycznie ma przypisywaną nazwę, pod jaką może byś zapisany. Nazwa ta jest widoczna na pasku tytułowym nowego okna.
W trybie podstawowym, po lewej stronie ekranu widać biblioteki dostępnych grup komponentów, wyświetlone w sposób hierarchiczny. Aby wyświetlić komponenty z danej grupy wystarczy kliknąć przyciskiem myszki na odpowiedniej grupie. Dla lepszego widoku ogólnego, można też schować niepotrzebne elementy poprzez ponowne kliknięcie i zwinięcie danej podgrupy elementów. W danej grupie elementów często znajdują sie kolejne podgrupy, które również można wyświetlić lub zwinąć. Aby rozwinąć daną grupę elementów wraz z wszystkimi jej podgrupami, można podczas kliknięcia myszą na danej grupie przetrzymać wciśnięty przycisk . Ułatwia to i skraca czas obsługi biblioteki, gdyż nie trzeba rozwijać każdej podgrupy oddzielnie.
W podobny sposób można użyć wciśniętego przycisku podczas kliknięcia myszą,
→ Wciśnij przycisk i kliknij przyciskiem myszki na grupę „ Pneumatyka”
(„Pneumatic”).
Zostaną wyświetlone wszystkie komponenty grupy „Pneumatyka”. Używając przesuwnego paska umieszczonego po prawej stronie okna biblioteki elementów można przejrzeć całą ich listę.
Używając myszy można „przeciągnąć” elementy z okna biblioteki i „upuszczać” je w obszar tworzonego układu pneumatycznego (tzw. technika „drag and drop”):
→ Przesuń kursor myszy nad elementem w oknie biblioteki (np. nad siłownikiem jednostronnego działania ze sprężyną).
→ Wciśnij lewy przycisk myszy i przytrzymując go przesuń kursor myszy.
Siłownik zostanie podświetlony (zaznaczony), a kursor zmieni wygląd na . Symbol elementu będzie podążał za kursorem myszy.
→ Przesuń kursor myszy nad obszar schematu układu pneumatycznego i puść przycisk myszy. Spowoduje to umieszczenie siłownika w wybranym miejscu schematu układu pneumatycznego.
W ten sposób można „przeciągnąć” każdy z elementów znajdujących się w bibliotece i „upuścić” go w dowolnym miejscu schematu pneumatycznego. Podobnie można przestawiać elementy umieszczone już na schemacie układu.
→ Przesuń siłownik w prawy górny róg schematu pneumatycznego.
Dla wygody użytkownika, elementy po „upuszczeniu” na schemat układu są automatycznie przyciągane do siatki.
→ Spróbuj przemieścić siłownik poza dozwolony obszar, np. poza okno.
Poza dozwolonym obszarem kursor myszy zmienia swój wygląd , a element nie
→ „Przeciągnij” drugi siłownik na schemat pneumatyczny (teraz on będzie podświetlony).
→ Podświetl (zaznacz) pierwszy z siłowników poprzez kliknięcie na nim.
→ Skasuj siłownik klikając na (cut), wybranie bądź wciskając klawisz .
Komendy z menu działają wyłącznie na zaznaczone wcześniej elementy układu pneumatycznego.
→ Przeciągnij” na schemat pneumatyczny rozdzielacz trój drogowy dwupołożeniowy (3/n-way valve), oraz źródło sprężonego powietrza (compressed air supply).
→ Rozmieść elementy zgodnie z podanym poniżej rysunkiem:
Dwukrotnie kliknij na rozdzielacz, aby przypisać mu pożądane parametry. Powinno pojawić się okno dialogowe:
Wyjaśnienie parametrów okna dialogowego:
• Sterowanie z lewej/prawej strony (Left/Right Actuation)
Dla każdej ze stron rozdzielacza można zdefiniować osobno sposób jego sterowania.
Można wybrać jedną bądź więcej kategorii sterowania: ręczną (Manually), mechaniczną (Mechanically) bądź elektropneumatyczną (Pneumatically/electrically). Sposób stero- wania jest ustawiany przez kliknięcie w oknie kategorii i wybranie odpowiedniego sym- bolu. Wybranie pustego pola spowoduje wyłączenie określonej kategorii sterowania.
Ponadto możliwe jest określenie czy na suwak rozdzielacza mają oddziaływać sprężyny – zaznaczenie pola (Spring-returned) i czy ma być elementem dwustopniowym (Piloted).
• Opis (Description)
Można wpisać tu nazwę rozdzielacza. Nazwa ta będzie pojawiać się na diagramie stanów (state diagram) i na liście elementów (parts list).
• Wyróżnione połączenia (Valve Body)
Rozdzielacze mogą mieć do czterech wyróżnionych położeń. Dla każdego z nich
kliknięcie lewym klawiszem myszy. Wybranie pustego pola spowoduje wyłączenie określonego połączenia. Rozdzielacz może zostać oznaczony jako „dwustronny”
(Reversible) co oznacza, że nie ma żadnego szczególnego kierunku przepływu strumienia powietrza i przepływ przez rozdzielacz może odbywać się w obu kierunkach.
• Połączenie początkowe (Initial Position)
To pole umożliwia określenie pozycji początkowej (nazywanej również neutralną, normalną) dla pracy rozdzielacza. Jest to pozycja ustalająca się w przypadku braku sygnału sterującego. Wybór stanu początkowego nie może być w sprzeczności z ustawieniami, jakie wynikają z ustawień oddziaływania sprężyn.
• Sygnał nadrzędny (Dominant Signal)
Można zdefiniować, który z sygnałów (prawy czy lewy) ma być sygnałem nadrzędnym, tzn. który sygnał jest dominujący w przypadku, gdy rozdzielacz jest wysterowany sygnałami z obu stron równocześnie.
• Przepływ nominalny (Standard Nominal Flow Rates)
Tutaj definiujemy standardową nominalną wartość przepływu rozdzielacza.
→ Ustaw sterowanie z lewej strony jako ręczne, z zapadką, a z prawej strony uaktywnij działanie sprężyny. Zamknij okno dialogowe przyciskiem OK.
Wyjście „3” rozdzielacza ma służyć jako wylot powietrza i należy go w tym celu wyznaczyć
→ Kliknij podwójnie na wyjściu „3” rozdzielacza.
Otworzy się okienko dialogowe, w którym może być wybrane zakończenie rozdzielacza przez kliknięcie na strzałce w dół po prawej stronie listy symboli do wyboru.
→ Wybierz trzeci symbol prostego wylotu powietrza (the simple exhaust) i zamknij okno dialogowe.
Rozdzielacz powinien wyglądać jak na rysunku:
→ Przemieść kursor myszy nad lewy króciec siłownika.
Nad króćcem przyłączeniowym kursor myszki zmienia swój wygląd na wskaźnik celownika .
→ Naciśnij lewy klawisz myszy, gdy będzie on nad króćcem siłownika i (trzymając go ciągle wciśniętym) przesuń mysz.
Kursor zmieni wygląd na wskaźnik celownika ze strzałkami na zewnątrz .
→ Przemieść kursor myszy (trzymając ciągle wciśnięty lewy przycisk) nad górny króciec rozdzielacza.
Kursor zmieni wygląd na wskaźnik celownika ze strzałkami do środka .
→ Puść lewy przycisk myszy.
Natychmiast pojawia się linia łącząca oba elementy:
FluidSIM-P automatycznie narysuje linię łączącą dwa wybrane króćce. W przypadku, gdy nie będzie możliwe połączenie dwóch króćcy kursor myszy zmieni swój wygląd na znak zakazu .
→ Przemieść kursor myszy nad linię jak to przedstawia poniższy rysunek.
Kursor zmieni wygląd na wskaźnik umożliwiający zaznaczenie linii .
→ Wciśnij lewy przycisk myszy i przesuń kursor myszy w lewo. Następnie puść przycisk myszy.
Linia zostanie przesunięta.
W trybie edycji można elementy układu i linie łączące zaznaczać, przesuwać i kasować wybierając bądź klawiszem .
→ Połącz elementy układu w sposób zbliżony do przedstawionego:
Po narysowaniu układu pneumatycznego można przystąpić do symulowania jego pracy.
→ Rozpocznij symulację działania układu klikając na (lub wybierając bądź klawiszem ).
→ Przemieść kursor myszy nad rozdzielacz i kliknij na nim symbolem .
W czasie symulacji wszystkie ciśnienia i natężenia przepływu są wyliczane, zaś linie są odpowiednio kolorowane a tłoczysko wysuwa się z cylindra siłownika.
Po wysunięciu się tłoczyska ciśnienie w lewej komorze siłownika musi wzrosnąć.
Sytuacja ta jest rozpoznawana przez FluidSIM-P i parametry opisujące ten proces są właściwie wyliczane. Ciśnienie sprężonego powietrza wzrasta do wartości zasilania zadeklarowanej we właściwościach źródła sprężonego powietrza (compressed air supply).
W złożonych systemach pneumatycznych, gdzie do przełączania potrzeba dużej siły, rozdzielacze mogą być obsługiwane pośrednio. W metodzie tej zastąpiono bezpośrednią pracę ręczną na pośrednią prace pneumatyczną.
→ Uaktywnij tryb edycji klikając na (lub wybierając bądź
→ Wybierz i usuń linię, która łączy cylinder i rozdzielacz.
→ „Przeciągnij” na schemat układu kolejny rozdzielacz trój drogowy (3-way valve) i przez dwukrotne kliknięcie (lub przez ) otwórz okno dialogowe rozdzielacza. „Zbuduj” rozdzielacz pneumatyczny, normalnie zamknięty i zamknij okno dialogowe. Króciec „3” połącz z wylotem powietrza. Rozmieść elementy w następujący sposób:
→ Połącz wyjście nowego rozdzielacza z cylindrem.
→ Połącz linią wyjście ręcznie sterowanego rozdzielacza z wejściem sterującym rozdzielacza sterowanego pneumatycznie.
W rzeczywistych rozwiązaniach do podłączenia do istniejącej linii dodatkowego elementu konieczne jest użycie trójnika. Dlatego gdy rysowana jest linia łącząca króciec elementu z istniejącą już linią FluidSIM-P automatycznie dodaje w miejscu połączenia trójnik.
→ Używając kursor myszki w postaci celownika połącz linią wejście rozdzielacza sterowanego pneumatycznie z linią łączącą źródło sprężonego powietrza z rozdzielaczem sterowanym ręcznie. Zauważ jak kursor zmieni wygląd na wskaźnik celownika ze strzałkami do środka .
→ Puść przycisk myszy.
W trakcie rysowania schematu układu pneumatycznego należy dołożyć starań, aby układ był możliwie przejrzysty.
Schemat układu powinien wyglądać w sposób zbliżony do poniższego:
→ Zapisz schemat pneumatyczny klikając na bądź wybierając . Jeśli edytujemy nowy schemat i wcześniej nie podano jego nazwy, FluidSIM-P automatycznie otworzy okno dialogowe zapisu pliku. Należy wtedy podać nazwę pod jaką projekt zostanie zapisany.
→ Rozpocznij symulację klikając , po czym kliknij na rozdzielaczu sterowanym ręcznie.
Kiedy następuje kliknięcie na rozdzielaczu, rozpoczyna się symulowanie jego rzeczywistej pracy. Gdy klikniemy na zaworze ponownie, natychmiast rozpoczyna się ponowne przeliczenie symulacji. W wyniku przełączenia pneumatycznie sterowanego rozdzielacza następuje wysuwanie się tłoczyska siłownika.
Poza animacją działania elementów sterowanych ręcznie FluidSIM-P
Poniższe rysunki przedstawiają rozdzielacz 3-drogowy w stanie zamkniętym i otwartym:
Elementy, których stan przełączenia nie jest stabilny (nie są blokowane w danym położeniu), pozostają przesterowane tak długo jak długo jest nad nimi trzymany wciśnięty przycisk myszy.
→ Zatrzymaj symulację, co spowoduje jednocześnie przejście w tryb edycji.
Wybierz z biblioteki elementów diagram stanów (state diagram) i umieść go na schemacie pneumatycznym.
Diagram stanów umożliwia zarejestrowanie zachowania (stanu) istotnych elementów układu i wykreślenie tych stanów w formie graficznej.
→ Przesuń diagram stanów na wolną powierzchnię schematu pneumatycznego, po czym „przeciągnij” siłownik a następnie „upuść” go nad diagramem stanu.
→ Uruchom symulację i obserwuj diagram stanu.
→ Włącz „pauzę” wykonywanej symulacji a następnie przesuń kursor myszy nad wykres diagramu stanu.
Kiedy kursor myszy pozostanie w bezruchu przez około sekundę, na diagramie pojawi się wskazywana przez kursor dokładna wartość czasu i odpowiadająca jemu wartość zmiennej stanu. Przesuwając kursor wzdłuż wykresu, aktualizowane będą wyświetlane wartości zmiennych.
Możliwe jest zarówno umieszczenie kilku diagramów stanu w jednym układzie pneumatycznym jak i umieszczenie kilku elementów na tym samym diagramie stanów.
Komponenty mogą być dodawane do diagramu stanu przez „upuszczanie” ich w jego obrębie. Dodając kolejne komponenty do diagramu stanu, pojawia sie automatycznie okno wyboru (selection dialog), które umożliwia wybór kolorów wyświetlania przebiegów poszczególnych zmiennych. W przypadku niewybrania żadnej zmiennej komponentu, dany komponent zostanie usunięty z diagramu stanu. Na diagramie stanów można umieszczać następujące komponenty i rejestrować zachowanie następujących stanów:
Element układu Stan
Siłownik (Cylinder)
położenie (position), prędkość (velocity),
przyspieszenie (acceleration), siła (force)
Rozdzielacz (Way valve) położenie (Position) Manometr (Pressure meter)
Akumulator (Accumulator) ciśnienie (Pressure) Zawór zamykający lub dławiący (Shutoff
Element układu Stan Pompa (Pump),
Silnik (Motor) prędkość obrotowa (rpm)
Siłownik o ruchu wahadłowym (semi-rotary
actuator) położenie (Position)
Zawór ciśnieniowy lub przełączający (Pressure valve, switching valve)
stan (State),
ciśnienie (Pressure) Zawór natężenia przepływu (flow control
valve) przepływ (flow)
Przepływomierz (flow meter) przepływ (flow), objętość (volume)
Przełącznik (Swich) stan (state)
Cewka, zawór z elektromagnesem
(relay, valve solenoid) stan (state)
Lampka, brzęczyk, wskaźnik ciśnienia (indicator light, buzzer, pressure indicator state)
stan (state)
Licznik (counter) stan (state),
wartość licznika (counter value) Generator funkcji, woltomierz (function
generator, voltmeter) napięcie (voltage)
Regulator stanu, regulator PID (status
controller, PID-controller) napięcie (voltage)
4. Dodatkowe wskazówki dotyczące symulacji i tworzenia układów
W niniejszym rozdziale przedstawione zostaną szczegółowe wskazówki i opis funkcji, jakie mogą być użyte do symulacji i tworzenia diagramów przy użyciu oprogramowania FluidSIM-P.
4.1. Elementy konfigurowalne
FluidSIM-P jest w stanie symulować ogromną liczbę różnego rodzaju siłowników i rozdzielaczy. Przedstawienie tych wszystkich typów elementów w ich różnych wariantach doprowadziłoby do znacznego zmniejszenia czytelności i funkcjonalności biblioteki elementów. Dlatego w bibliotece obok tradycyjnych i najczęściej stosowanych elementów, znajdują się również elementy konfigurowalne. Aby skonfigurować siłownik lub rozdzielacz, należy przeciągnąć odpowiedni symbol elementu konfigurowalnego i „upuścić” go w oknie projektowania schematu pneumatycznego, po czym otworzyć okno konfiguracji tegoż elementu. Znajdują sie tam ustawienia pomocne przy definiowaniu funkcjonalności i działania danego elementu.
4.1.1. Konfigurowanie siłownika
W celu zdefiniowania projektowanej części, jej parametrów i zewnętrznych oddziaływań na siłownik, należy kliknąć dwukrotnie myszą na symbolu danego siłownika. Otworzy się wtedy okno konfiguracji, które to składa się z kilku zakładek, dzięki czemu mamy dogodny widok ogólny okna mimo ogromnej liczby dostępnych parametrów. Poniżej znajdują się opisy poszczególnych zakładek okna konfiguracji:
• Zakładka „Konfiguracja” („Configuration”)
Tutaj znajdują się podstawowe opcje umożliwiające określenie budowy siłownika pneumatycznego. Można zdefiniować typ siłownika, typ tłoczyska, oraz dodatkowe własności siłownika jak amortyzacja w pozycjach końcowych, użycie elementu magnetycznego w tłoczysku itp.
Opis opcji zakładki:
Opis elementu (Component Description)
Można wpisać tu nazwę siłownika. Nazwa ta będzie pojawiać się na diagramie stanów (state diagram) i na liście elementów (parts list).
Typ siłownika (Cylinder Type)
Typ cylindra (jednostronnego działania (single-acting), dwustronnego działania (double-acting), ze sprężyną powrotną (spring return)).
Typ tłoczyska (Piston Rod Type)
Typ tłoczyska (wielkość (quantity), konstrukcja (part design),z łącznikiem magnetycznym (magnet coupling), z elementem suwakowy (slide unit)).
Właściwości (Properties)
Tutaj można zdefiniować dodatkowe własności siłownika, jak amortyzacja w pozycjach końcowych (end position cushioning), lub użycie w tłoku siłownika magnetycznego czujnika pozycji (sensing)) i poprzez zadeklarowaną etykietę (label) powiązać z enkoderem pozycji (displacement encoder), co można wykorzystać np. w połączeniu
z zaworami proporcjonalnymi przy konstruowaniu układu sterowania.
Odbicie (Mirror)
Tutaj definiujemy czy siłownik będzie odbity lustrzanie poziomo (horizontally) czy pionowo (vertically). Ten sam efekt możemy uzyskać wykonując .
• Zakładka „Parametry” („Parameters”)
Opis opcji zakładki:
Maksymalny skok (Max. Stroke) Maksymalny skok tłoka siłownika.
Pozycja tłoka (Piston Position)
Położenie tłoka siłownika przy starcie symulacji.
Średnica tłoka (Piston Diameter) Średnica tłoka siłownika.
Średnica tłoczyska (Piston Rod Diameter) Średnica tłoczyska siłownika.
Korpus siłownika oddziałuje na siłę tarcia poruszającej się masy. Masę oraz współczynnik tarcia można zdefiniować w zakładce „zewnętrzne obciążenia”
Wewnętrzne przecieki (Internal Leakage)
Tutaj definiujemy wewnętrzne przecieki w siłowniku. W rzeczywistości nigdy nie ma idealnego siłownika, ponieważ tłok nigdy nie przylega idealnie do powierzchni wewnętrznej cylindra. Dlatego pomimo odcięcia dopływu powietrza do obu komór siłownika, tłok nadal stopniowo przesuwa sie pod wpływem obciążenia.
Parametry wyliczone (Calculated Parameters)
Parametry takie jak powierzchnia tłoka oraz powierzchnia czynna tłoka są automatycznie wyliczane na podstawie średnicy tłoka i tłoczyska.
Wyświetlane wielkości (Display Quantities)
Tutaj określamy które wielkości fizyczne mają być wyświetlane obok symbolu siłownika. Wielkości te będą wyświetlane tylko wtedy gdy będą ustawione odpowiednie opcje w oknie dialogowym wyświetlania zmiennych stanu (patrz rozdz.4.7).
• Zakładka „Zewnętrzne obciążenie” („External load”)
Opis opcji zakładki:
Masa ruchoma (Moving mass)
Masę ruchomą podajemy, gdy zakładamy wpływ tejże masy na ruch siłownika. Masa tłoka oraz tłoczyska są automatycznie i odpowiednio wyliczane przez program FluidSIM-P na podstawie wprowadzonych rozmiarów siłownika. Zatem podana tutaj masa odzwierciedla jedynie zewnętrzne obciążenie. W szczególności, podanie tutaj „0”
nie oznacza, że ruchome części siłownika nie posiadają masy.
Tarcie (Friction)
Tarcie statyczne i dynamiczne określa siłę tarcia ruchomej masy o powierzchnię.
Wewnętrzne siły tarcia wewnątrz cylindra są automatycznie i odpowiednio wyliczane na podstawie podanych wymiarów siłownika. Wpisana wartość „0” w obu tych parametrach oznacza, że dana masa porusza się bez siły tarcia (bez dotykania o gładź cylindra). W rzeczywistości jest bardzo trudno określić rzeczywiste wartości tych parametrów. Dlatego FluidSIM-P oferuje orientacyjne ustalenie parametrów współczynników dla kilku klasycznych zestawień materiałów, dając ogólną orientację o ich wielkościach. Do wyboru mamy następujące typy zestawień dwóch materiałów:
– stal – stal
– żeliwo- żeliwo
– drewno – drewno
– stal – drewno
– stal – lód
– opony – asfalt
Kiedy porówna się proponowane przez program wartości sił tarcia z innymi tabelami (często uzyskanymi drogą eksperymentalną), może sie okazać, że w znacznej liczbie przypadków te wartości się różnią. Dlatego podane wartości współczynników należy traktować tylko jako orientacyjne.
Można również zdefiniować samemu współczynniki tarcia (np. z własnych badań doświadczalnych). Należy jednak pamiętać, aby wyniki z symulacji traktować bardzo ostrożnie. Gdyż nawet małe zmiany tychże wartości pozwalają na zauważalne zmiany w odzwierciedleniu fizycznego oddziaływania tarcia statycznego i dynamicznego.
Proszę zauważyć, że kąt zamocowania również wpływa na siłę tarcia ruchomej masy.
• Zakładka „Profil siły” („Force Profile”)
Opis opcji zakładki:
Stała siła (Constant force)
Ten parametr definiuje stałą wartość siły na całym odcinku ruchu tłoczyska siłownika.
Zmienna siła (Variable force)
Ta opcja jest wybierana, gdy zakładamy zmienną siłę w zależności od pozycji tłoczyska siłownika. W sposób interaktywny można zdefiniować odpowiedni punkt na wykresie i przez kliknięcie myszą połączyć dane punkty w jedną prostą. Alternatywnie można zaznaczyć dany punkt poprzez podanie dwóch wartości numerycznych w odpowiednich okienkach edycyjnych: położenia tłoka (Piston Position) i siły (Force)
Zakres (Range)
Używając suwaka można określić rząd wielkości pokazywany na wykresie siły.
Usuń (Delete)
Usuwa zaznaczony punkt z wykresu i łączy dwa przylegające punkty jedną prostą.
Usuń wszystko (Delete all)
Usuwa wszystkie punkty i definiuje stałą wartość siły. Można użyć tej opcji by usunąć istniejący wykres siły bez konieczności usuwania po kolei pojedynczych punktów.
• Zakładka „Etykiety czujników” („Actuating Labels”)
Tutaj można zdefiniować nowe etykiety lub zmienić istniejące. Nazwy tych etykiet będą powiązane z etykietami czujników zbliżeniowych lub krańcówek w układzie elektrycznym. Takie samo okno pojawi nam się, gdy klikniemy dwukrotnie myszką na symbolu czujnika położenia (distance rule).
4.1.2. Konfigurowanie rozdzielacza.
Zarówno budowa rozdzielacza jak i jego sposób sterowania mogą być zmienione po dwukrotnym kliknięciu na jego symbolu. Obraz okna, które się wtedy otworzy prezentuje poniższy rysunek.
Opis okna dialogowego:
• Sterowanie z lewej / prawej strony (Left/Right Actuation)
Dla każdej ze stron rozdzielacza można zdefiniować osobno sposób jego sterowania.
Można wybrać jedną bądź więcej kategorii sterowania: ręczną (Manually), mechaniczną (Mechanically) bądź elektropneumatyczną (Pneumatically/electrically). Sposób stero- wania jest ustawiany przez kliknięcie w oknie kategorii i wybranie odpowiedniego sym- bolu. Wybranie pustego pola spowoduje wyłączenie określonej kategorii sterowania.
Ponadto możliwe jest określenie czy na suwak rozdzielacza mają oddziaływać sprężyny – pole (Spring-returned) i czy ma być elementem dwustopniowym (Piloted).
• Opis (Description)
Można wpisać tu nazwę rozdzielacza. Nazwa ta będzie pojawiać się na diagramie stanów (state diagram) i na liście elementów (parts list).
• Wyróżnione połączenia (Valve Body)
Rozdzielacze mogą mieć do czterech wyróżnionych położeń. Dla każdego z nich możliwe jest indywidualne ustalenie połączeń. Stan ustala się przez wybranie go i kliknięcie lewym klawiszem myszy. Wybranie pustego pola spowoduje wyłączenie określonego połączenia. Rozdzielacz może zostać oznaczony jako „dwustronny”
(Reversible) co oznacza, że nie ma żadnego szczególnego kierunku przepływu strumienia powietrza i przepływ przez rozdzielacz może odbywać się w obu kierunkach.
• Połączenie początkowe (Initial Position)
To pole umożliwia określenie pozycji początkowej (nazywanej również neutralną, normalną) dla pracy rozdzielacza. Jest to pozycja ustalająca się w przypadku braku sygnału sterującego. Wybór stanu początkowego nie może być w sprzeczności z ustawieniami, jakie wynikają z ustawień oddziaływania sprężyn.
• Sygnał nadrzędny (Dominant Signal)
Można zdefiniować który z sygnałów (prawy czy lewy) ma być sygnałem nadrzędnym, tzn. który sygnał jest dominujący w przypadku gdy rozdzielacz jest wysterowany sygnałami z obu stron równocześnie.
• Przepływ nominalny (Standard Nominal Flow Rates)
Tutaj definiujemy standardową nominalną wartość przepływu rozdzielacza.
• Odbicie (Mirror)
Tutaj definiujemy czy rozdzielacz będzie odbity lustrzanie poziomo (horizontally) czy pionowo (vertically). Ten sam efekt możemy uzyskać wykonując .
4.2. Dodatkowe funkcje edycyjne
Poza poleceniami, jakie zostały wymienione w rozdziale 3, tryb edycji umożliwia korzystanie z dodatkowych funkcji:
• Ustalanie rozmiaru papieru
W trybie edycji kontur kartki papieru jest wyświetlany w postaci czerwonego prostokąta. Domyślnym rozmiarem papieru jest portretowo zorientowany format A4 (DIN A4, Portrait). Ustawienia domyślne mogą być zmienione w menu .
W powyższym oknie można zmienić rozmiar i orientację papieru. Jeśli rozmiar wydruku jest większy od rozmiaru papieru w drukarce, całkowity obszar wydruku może być podzielony na mniejsze fragmenty i wydrukowany na kilku kartkach papieru.
Dla lepszej orientacji w menu można umieścić dodatkowe informacje dotyczące konkretnego schematu. Tekst, który zostanie wpisany w pole Description jest potem widoczny w czasie otwierania istniejących schematów i może ułatwić odszukanie właściwego pliku.
• Krokowe cofanie edycji schematu
Przy pomocy przycisku lub polecenia z menu i , można anulować każdą zmianę wykonaną w trybie edycji.
Klikając na ( ) można cofnąć każdą zmianę dokonaną w trybie edycji.
FluidSIM-P umożliwia cofnięcie do 128 czynności edycji schematu. Funkcja działa na wszystkie zmiany wykonane w trybie edycji układu pneumatycznego.
Funkcja umożliwia użytkownikowi przywrócenie ostatnio cofniętego kroku. Po każdorazowym wywołaniu funkcji schematowi pneumatycznemu zostanie przywrócony wcześniejszy wygląd (sprzed ostatniego uruchomienia funkcji ).
Funkcja będzie aktywna do momentu, aż zostanie przywrócony pierwotny wygląd (sprzed pierwszego użycia funkcji ) schematu pneumatycznego.
• Zaznaczanie wielu elementów
Elementy układu pneumatycznego mogą być zaznaczane (podświetlane) poprzez klikniecie na nich lewym przyciskiem myszy. Jednak kliknięcie na inny element (zaznaczenie go), spowoduje odznaczenie poprzedniego.
W przypadku, gdy w trakcie zaznaczania kolejnych elementów układu pneumatycznego wciśnięty będzie klawisz , elementy już zaznaczone pozostaną nadal podświetlone. Dodatkowo, jeśli na elemencie już zaznaczonym zostanie wciśnięty klawisz myszy, element ten zostanie odznaczony.
Innym sposobem na zaznaczenie kilku elementów układu pneumatycznego jest zakreślenie obszaru obejmującego wybrane składniki układu. Obszar ten otwierany jest poprzez naciśnięcie i przytrzymanie lewego klawisza myszy, a następnie przemieszczenie kursora. W czasie rozpoczęcia zakreślania obszaru kursor myszy nie może być umieszczony nad jakimkolwiek składnikiem układu pneumatycznego.
Wszystkie elementy układu, zarówno znajdujące się wewnątrz jak i tylko objęte częściowo zakreślonym obszarem zostaną zaznaczone.
Elementy układu pneumatycznego i łączące je linie mogą zostać jednocześnie zaznaczone przez polecenie menu bądź przez wciśnięcie klawiszy
Wszystkie funkcje edytujące schemat pneumatyczny jak np. przeciąganie, przesuwanie, kopiowanie i kasowanie mogą być użyte na wszystkich zaznaczonych elementach układu.
• Prawy klawisz myszy
Naciśnięcie prawego klawisza myszy powoduje otwarcie odpowiedniego menu kontekstowego. Jeśli kursor myszy będzie umieszczony nad elementem
omawiany element nie był do tej pory zaznaczony, wtedy inne elementy (wcześniej zaznaczone) zostaną odznaczone.
Kliknięcie prawym klawiszem myszy nad elementem pneumatycznym odpowiada następującej sekwencji czynności: kliknięcie lewym klawiszem myszy nad elementem i otwarcie menu.
• Dwukrotne kliknięcie myszą
Dwukrotne kliknięcie lewym klawiszem myszy nad elementem pneumatycznym odpowiada następującej sekwencji czynności: zaznaczenie elementu i otwarcie
polecenia menu .
• Kopiowanie
Zaznaczone elementy pneumatyczne mogą być skopiowane do bufora przez kliknięcie bądź . Po skopiowaniu przez kliknięcie bądź można te elementy umieścić na schemacie pneumatycznym.
W ramach schematu zaznaczone elementy można kopiować przez wciśnięcie klawisza i przemieszczać je. Kursor myszy zmieni swój wygląd na symbol kopiowania .
• Kopiowanie pomiędzy oknami
Elementy pneumatyczne mogą być kopiowane pomiędzy oknami poprzez zaznaczenie właściwych elementów i przesunięcie ich nad drugie okno.
• Wyrównywanie elementów
Aby wyrównać położenie elementów względem siebie, należy je zaznaczyć, a następnie kliknąć na jedną z ikon , bądź wywołać odpowiednie polecenie menu . Element leżący najdalej w kierunku, w którym następuje wyrównanie stanowi punkt odniesienia dla pozostałych elementów. Oznacza to, że jeżeli kilka elementów ma zostać wyrównanych do lewej, to wszystkie elementy poza najbardziej wysuniętym w lewo elementem zostaną przesunięte w tym kierunku. Z uwagi na fakt, że połączenia elementów pneumatycznych i elektrycznych muszą pokrywać się z liniami siatki mogą wystąpić pewne rozbieżności pomiędzy obramowaniem poszczególnych elementów.
• Obrót i odbicie lustrzane
Zaznaczone elementy mogą być obracane o 90°, 180° bądź 270° poprzez użycie polecenia menu .W celu obrócenia pojedynczego elementu o 90° przeciwnie
do ruchu wskazówek zegara, można wcisnąć klawisz i dwukrotnie kliknąć na nim lewym klawiszem myszy. Aby zaś obrócić dany element o 90° zgodnie z ruchem wskazówek zegara należy dodatkowo przytrzymać klawisz .
W celu dokonania lustrzanego odbicia zaznaczonych elementów należy wybrać polecenie .Pojedyncze elementy zostaną odwzorowane względem ich własnych osi, o ile dany element nie jest częścią grupy elementów. W takim wypadku, pogrupowane elementy zostaną odbite względem centralnej osi danej grupy.
Zamiast stosować polecenia z menu, można również dokonać obrotu lub odbicia lustrzanego korzystając z symboli znajdujących się w pasku narzędzi.
• Kasowanie linii
Zaznaczona linia i łączące się z nią niezaznaczone fragmenty linii mogą być skasowane przy użyciu komendy bądź klawisza .
• Ustalenie typu linii
Typ każdej linii łączącej elementy pneumatyczne można zmienić ze standardowego typu „Main Line” na typ specjalny „Control Line”. W trybie edycji, po dwukrotnym kliknięciu na linię bądź po zaznaczeniu linii i wybraniu z menu pojawi się okno dialogowe umożliwiające ustawienie typu linii. Linia kontrolna „Control Line”
jest pokazywana jako linia przerywana. Należy zwrócić uwagę na to, że poza zmianą wyglądu, zmiana typu linii pneumatycznej nie wpływa na sposób działania układu w trakcie symulacji.
• Zaślepianie połączeń, wylot powietrza
Połączenia pneumatyczne mogą zostać zaślepione. Aby uniknąć w programie FluidSIM-P komunikatów ostrzegawczych o otwartych połączeniach, możliwe jest również dodanie tłumika na ich końcu. W FluidSIM-P zaślepienie połączeń oraz dodawanie tłumików może być ustawione bądź usunięte poprzez dwukrotne klikniecie na połączeniu podczas pracy w trybie edycji. Otworzy się wtedy okno dialogowe w którym można wybrać odpowiednie zakończenie edytowanego połączenia.
Innym sposobem na zmianę zakończenia połączeń jest zaznaczenie połączenia i wybranie z menu . W obydwu przypadkach następuje otwarcie poniższego okna dialogowego:
Opis okna dialogowego:
Oznaczenie połączenia (Connection Designation)
Jeśli w menu jest włączona opcja , to wtedy wpisana zawartość pola jest wyświetlana przy połączeniu.
FluidSIM-P automatycznie umieszcza oznaczenie połączenia w taki sposób by było ono widoczne blisko danego połączenia. Oczywiście można zmienić pozycję opisu za pomocą myszki lub klawiatury. Klikając myszką na opis możemy go następnie przenieść w pożądane miejsce albo za pomocą myszki, albo za pomocą klawiszy kierunkowych (strzałek) na klawiaturze.
FluidSIM-P chroni przez zbyt dalekim oddaleniem oznaczenia od danego połączenia. W przypadku przekroczenia pewnej granicznej odległości od połączenia, dalszy ruch w danym kierunku nie będzie możliwy.
Wyświetlanie wartości (Display Quantity)
Jeśli zostanie zaznaczona dana zmienna fizyczna, wtedy jej wartość wielkości fizycznej będzie wyświetlona podczas symulacji.
Zakończenie (Terminator)
Definiuje czy otwarte połączenie ma pozostać otwarte, zamknięte przez zaślepienie, czy zamknięte przez wylot powietrza.
Połączenie zaślepione jest przedstawione przez przekreślenie, zaś wylot jest przedstawiony przez odpowiedni symbol DIN:
• Zmiana widoku
Zawartość okna można powiększyć przez kliknięcie lub z menu . Pomniejszyć przez kliknięcie lub z menu . Jeśli mysz wyposażona jest w rolkę, operację tę można przeprowadzić przez wciśnięcie klawisza i odpowied- nie przesunięcie rolki.
Po kliknięciu lub wybraniu z menu i zakreśleniu kursorem myszy prostokąta, obszar ten zostanie powiększony. Istnieje możliwość przełączenia się pomiędzy aktualnym i wcześniejszym widokiem klikając lub wybierając
.
Przycisk lub powoduje dopasowanie do okna układu pneumatycznego. Przycisk lub powoduje wyświetlenie schematu w oryginalnym powiększeniu.
• Siatka tła
Kliknięcie na spowoduje wyświetlenie / ukrycie siatki tła. Wybranie w menu powoduje wywołanie okna dialogowego umożliwiającego wybranie typu i rozdzielczości linii siatki.
Opis okna dialogowego:
Szerokość (Width)
Określa wielkość oczek siatki. Istnieje możliwość wybrania spomiędzy trzech wartości:
Styl (Style)
Określa typ siatki. Siatka może być zbudowana z: punktów (Point), przecięć (Cross) i linii (Line).
Wyświetl siatkę (DisplayGrid) Włącza i wyłącza wyświetlanie siatki.
• Grupowanie obiektów
W celu połączenia kilku elementów układu pneumatycznego w jeden, można je zgrupować zaznaczając je i wybierając z menu . Grupy mogę być zagnieżdżone. Składniki grupy mogą być zaznaczane, przesuwane, kasowane i kopiowane wyłącznie razem. Pomimo tego właściwości poszczególnych składników grupy mogą być ustalane indywidualnie w sposób podany wcześniej (np. przez dwukrotne kliknięcie na element).
• Rozgrupowanie obiektów
W celu rozdzielenia grupy obiektów należy zaznaczyć wybraną grupę i wybrać z menu . W przypadku grup zagnieżdżonych rozgrupowanie zostanie przeprowadzone tylko na najbardziej zewnętrznej grupie. W celu rozgrupowania podgrupy wchodzącej w skład grupy głównej należy powtórzyć tę operację.
4.3. Dodatkowe funkcje symulacyjne
Niniejszy podrozdział opisuje szczegółowe informacje dotyczące symulacji układów pneumatycznych.
• Jednoczesne uruchamianie wielu elementów
Czasami w trakcie symulacji układów zachodzi potrzeba jednoczesnego przesterowania wielu przycisków czy rozdzielaczy. Można to zrealizować przez zmianę stanu elementów w położenie stabilne. Przycisk bądź ręcznie sterowany rozdzielacz może zostać pozostawiony w wybranym stanie poprzez wciśnięcie klawisza i przestero- wanie go. Element może zostać wyłączony przez ponowne kliknięcie na niego.
Czasami może okazać się konieczne przesterowanie kilku obiektów jednocześnie. W tym wypadku podczas zaznaczania ich myszką należy przetrzymać zamiast klawisz to klawisz .Wybrane komponenty pozostaną wysterowane tak długo, dopóki nie puści się klawisza .W ten sposób jest możliwie, aby wybrane obiekty równocześnie powróciły do swoich pozycji początkowych.
• Przechodzenie w tryb edycji
Jeśli symulacja jest wstrzymana to przeciągnięcie na schemat pneumatyczny z okna biblioteki elementów dowolnego składnika spowoduje przejście programu w tryb edycji.
• Równoległa edycja i symulacja
Możliwe jest jednoczesne otwarcie więcej niż jednego okna ze schematami pneumatycznymi. Każdy z nich może być zarówno edytowany jak i symulowana może być jego praca. Oznacza to, że tryb edycji i symulacji mogą występować niezależnie w wielu oknach jednocześnie. Można, zatem edytować jeden układ w czasie, gdy w dru- gim oknie trwa symulacja pracy innego układu.
Ze względu na złożoność obliczeń koniecznych do poprawnego symulowania działania układu wymagana jest dość znaczna moc obliczeniowa. W związku z tym w przypadku komputerów o mniejszej wydajności jednoczesna edycja i symulacja może oznaczać spowolnioną, a nawet skokową pracą programu.
Zaleca się w takim przypadku, dla poprawienia komfortu pracy Użytkownika, zatrzymanie biegnących w tle symulacji i prowadzenie tylko edycji układu.
4.4. Łączenie elementów
• Wstawianie rozgałęzień
FluidSIM-P automatycznie umieszcza w schemacie pneumatycznym rozgałęzienia przewodów w przypadku, gdy wychodząca z elementu linia łączy się z istniejącą linią.
Funkcja ta obejmuje zarówno elementy pneumatyczne jak i elektryczne.
• Łączenie komponentów w szeregi
Aby wykonać złożone układy pneumatyczne, następujące po sobie moduły są często łączone w szeregi. W rzeczywistości moduły te mają specjalnie standaryzowane połączenia, które ułatwiają realizację połączenia w szereg. FluidSIM-P naśladuje tą koncepcję. Jeśli kilka modułów zostanie rozmieszczonych w oknie schematu pneumatycznego tak, że będą one zarówno wyrównane w pionie oraz nie będą mieć żadnego dystansu między sobą w poziomie, wtedy FluidSIM-P automatycznie połączy te moduły, jeśli ich odpowiednie wejścia i wyjścia pokryją się. Poniższy rysunek przedstawia dwa przykłady dobrego i złego połączenia w szereg.
Pojęcie automatycznego łączenia komponentów nie ogranicza się jedynie do następujących po sobie modułów. W rzeczywistości, automatycznie łączenie komponentów występuje przy zachodzeniu na siebie jakichkolwiek innych połączeń tego samego typu.
FluidSIM-P może dokonać połączenia jedynie, jeśli symulacja była już wcześniej uruchamiana, lub schemat pneumatyczny został sprawdzony pod kątem poprawności struktury (check superficially) (patrz rozdz. 4.10).
4.5. Numerowanie linii i tablica elementów przełączających
Automatyczne numerowanie linii prądowych ułatwia odnajdywanie przełączników i cewek wchodzących w skład schematów elektrycznych. Przy pomocy tablicy elementów FluidSIM-P pomaga w zrozumieniu istoty działania układu elektropneumatycznego wskazując, które przełączniki są sterowane, przez które cewki.
W celu zwiększenia przejrzystości pracy należy stosować się do poniższych wskazówek:
• linia prądowa +24V powinna stanowić górną poziomą linię,
• linia prądowa 0V powinna stanowić dolną poziomą linię,
• cewki należy umieścić tuż nad linią prądową 0V,
• przełączniki zwierane, rozwierane, przełączane powinny znajdować się nad cewkami,
• wszystkie połączenia prądowe w poszczególnych liniach powinny być wyrównane względem siebie,
• odstępy pomiędzy poszczególnymi pionowymi liniami powinny być jednakowe.
Jeśli wygląd związany z automatyczną numeracją bądź położenie etykiet jest inne od oczekiwanego potrzebne może być przeformatowanie składników układu. W przy- padku, gdy linie prądowe w dwóch osobnych układach elektrycznych są nieprawidłowo ponumerowane koniecznym może okazać się zwiększenie odstępu pomiędzy nimi (odsunięcie jednego z nich).Funkcja automatycznego numerowania linii prądowych może być w zależności od potrzeb włączona bądź wyłączona przez wybranie
.
4.6. Diagram oznaczeń zakończeń
Domyślne ustawienia diagramu oznaczeń zakończeń pomagają w przejrzystym łączeniu zewnętrznych przekaźników, czujników i wskaźników stanów na zewnątrz elektrycznego układu sterowania z cewkami i przekaźnikami wewnątrz. FluidSIM-P automatycznie i w sposób właściwy numeruje zakończenia w układzie elektrycznym.
diagramu oznaczeń zakończeń (“Terminal Assignment Diagram”). Korzystając z opcji tegoż komponentu można zdefiniować indywidualne ustawienia:
Opis okna dialogowego:
Optymalizacja widoku (Optymize)
Możliwy jest wybór jednego z dwóch sposobów optymalizacji widoku schematu pneumatycznego: szczegółowy widok ogólny lub redukcja liczby zakończeń w celu poprawy przejrzystości schematu.
Połączenia (Wireup)
Można wybrać (o ile to jest możliwe), czy powierzamy logiczne numerowanie zakończeń programowi FluidSim-P, czy może jako uprzywilejowane jest stosowanie
”przejść”, nawet jeśli spowoduje to zaburzenie ścisłego porządku numerowania.
Oznaczenia zakończeń (Terminal Designation)
Definiuje która konwencja oznaczeń zakończeń będzie obowiązywać na schematach elektrycznych.
Podczas budowy obwodów elektrycznych, powinno się zostawiać dużo wolnego miejsca pomiędzy elementami a ścieżkami napięciowymi, co pozwoli dać wystarczająco dużo miejsca na automatycznie wstawiane oznaczeń połączeń.
FluidSIM-P zaczyna nowy segment diagramu oznaczeń zakończeń dla każdego obwodu, który nie jest połączony z innymi obwodami elektrycznymi. Są one odpowiednio numerowane „X1”, „X2”, „X3”,... Diagram oznaczeń zakończeń może pokazywać wszystkie segmenty lub tylko wybrany. Aby tego dokonać należy otworzyć okno dialogowe poprze dwukrotne kliknięcie myszką na symbolu diagramu oznaczeń zakończeń.
Opis okna dialogowego:
Wybór (Selection)
Definiuje która część obwodu elektrycznego będzie wyświetlona w diagramie oznaczeń zakończeń.
Warstwa (Layer)
Tutaj można wybrać warstwę rysunku schematu. W zależności od ustawień warstwy, może się zdarzyć, że symbole mogą być niewyświetlane lub mogą być nie edytowalne.
Aby zrobić obiekt widzialnym lub zmienić jego ustawienia, trzeba chwilowo aktywować warstwę rysunku poleceniem menu .
4.7. Wyświetlanie parametrów liczbowych
Wartości wszystkich, a także wybranych, pojedynczych parametrów układu pneumatycznego mogą być wyświetlane bez podłączenia do układu elementów pomiarowych.
→ W celu wywołania okna dialogowego kliknij na
Wartości wielkości mierzonych mogą być wyświetlenie dla każdego z wymienionych parametrów: prędkości ruchu tłoczyska siłownika (Velocity), siły (Force) stopnia otwarcia zaworu dławiącego (Opening Level), ciśnienia (Pressure), natężenia przepływu (Flow), napięcia (Voltage), natężenie prądu (Current) i stanu elementów logicznych (State).
W przypadku wartości siły, ciśnienia i natężenia przepływu można wybrać jedną z kilku jednostek miar. Ustawienie to ma wpływ na wartości wyświetlane w połączeniach, na elementach, i na diagramie stanu.
Opis okna dialogowego:
• Nigdy (None)
Żadna wartość liczbowa związana z danym parametrem nie będzie wyświetlana.
• Wybrane (Particular)
Wyświetlone będą wartości liczbowe związane wyłącznie z elementami i połączeniami wybranymi wcześniej przez użytkownika.
• Wszystkie (All)
Wyświetlone będą wartości liczbowe związane ze wszystkimi elementami i połącze-
