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Modelado y Simulación de Sistemas Hidráulicos usando MapleSim

Autor: Swathy Polani Shankar / Portafolio: Scientific / Vie. 25 de Mar de 2022

Transcripción de este video

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00:02:25:13 Ha utilizado maple y maple durante más de tres años en diversos tipos de proyectos de modelamiento y simulación para aplicaciones tanto académicas como industriales. Bienvenidos de Valle Marines faci es gratis y. Y para la presentación de hoy voy a brevemente compartir pantalla y me van a confirmar. Perfecto, entonces voy a comenzar con la presentación y como se mencionó, si tienen preguntas incluyan las en el chat y luego puedo responder las preguntas que ustedes formulen al finalizar la sesión sobre me poseen.

00:02:48:09 El título de la presentación de hoy es Modelamiento y simulación de sistemas hidráulicos en Mapo SIM. Vamos a pasar el esquema de lo que vamos a cubrir hoy. Vamos a empezar con la parte del webinario que es esta presentación que les estoy mostrando e incluye una visión general de mi SIM y vamos a hablar en profundidad sobre la biblioteca hidráulica Holcim.

00:03:20:01 Le vamos a hablar sobre el flujo de trabajo de modelamiento de los sistemas de fluidos en CEM. Vamos a hablar de las aplicaciones que están ya incluidas o Botín de la Costa Minimización y de la conectividad de mapeo SIM. A continuación, vamos a pasar a una sesión práctica donde vamos a mirar dos ejemplos uno es de un mecanismo de elevador de tijeras y otro ejemplos más adelante.

00:03:51:14 Primero, vamos a empezar con una visión general de mapa. SIM es un entorno de niveles de sistema y multi dominios. Esto significa que se pueden combinar varios dominios juntos. Podemos presentarlos en un lienzo único y luego hacer que interactúen en un entorno. Podemos hacer distintos aspectos de modelamiento y de símiles. Simulación puede ser una máquina que tenga alguna parte hidráulica de control.

00:04:18:18 Todo se combina y puede hacer uso de los componentes de la biblioteca. Cuál es la ventaja de esto? Son las interacciones entre estos dominios que pueden ser capturados de forma precisa. Una vez que tienen la parte de modelamiento de simulación, tenemos la parte del análisis del modelo. De esta forma podemos obtener un mejor entendimiento de la herramienta y del modelo en sí.

00:04:42:06 Eso es lo que hacemos exactamente con mapas SIM. Podemos tener un mejor entendimiento de las aplicaciones incluidas en la herramienta y podemos ver cuál es el análisis que se tiene que realizar para obtener un mejor entendimiento del modelo y de esta forma se puede realizar un análisis rápido y tener un panorama completo de cómo el modelo funciona en el entorno real.

00:05:14:11 Y después tenemos la parte del conector. Eso no es más que ver qué sucede después de construir el modelo en Japón. SIM En muchas partes uno quiere llevar una parte del modelo a una herramienta diferente para tener los beneficios de los dos entornos. Por ejemplo, podemos explotar el modelo como un código sí o C, y después lo podemos probar en otro entorno.

00:05:58:08 Esto ahorra mucho tiempo y energía. Esto es lo que podemos hacer con la herramienta en sí. Vamos, entonces a pasar por ver qué podemos hacer exactamente utilizando mapeos BIM. Esto significa usar los componentes de la biblioteca. Este es un ejemplo de todos los componentes de biblioteca de la sección hidráulica. Tenemos referenciadas distintos tipos de acumuladores con los que se pueden trabajar distintas restricciones, actuadores lineales, cámaras y cañerías que se pueden a usar en el modelo de mapeado.

00:06:42:20 Si tenemos distintos actuadores rotatorios de distintas bombas, se puede incluir la curva característica que puede venir de cualquier dato de manufactura. Y también tenemos distintos tipos de válvulas y válvulas basadas en tablas. Esto es lo que le permite hacer es que cualquier dato de manufactura va a tener curvas de calidad, de características o presión determinadas. Podemos incluir esas características en Maipú Holcim haciendo uso de estas válvulas aquí y luego se pueden completar la información en un archivo de Excel que también se puede adaptar.

00:07:11:16 También tenemos una amplia gama de válvulas de control direccionales, válvulas de tres vías de cuatro vías y de seis vías, pero tenemos no sólo la configuración que está aquí, sino también tenemos una válvula genérica también que podemos usar, y eso les permite definir su propia o sus propias características de la válvula a especificar. Eso en la sala de control.

00:07:39:20 Esto vamos a hablar más en detalle, pero cualquier característica que ustedes quieran incluir la pueden incluir en estas válvulas y esto va a traer el modelo de ustedes a lo más cercano que ustedes lo quieran hacer. De esta forma van a poder cambiar las características y parámetros de cada una de las válvulas en el modelo para replicar como funciona la válvula.

00:08:11:11 Esa es básicamente la finalidad. Vamos a mirar algunas de las aplicaciones de los sistemas de fluidos. Estas son algunas pequeñas ejemplos que tenemos. Por supuesto, hay una amplia gama de usos, muchas más de lo que estamos mostrando, pero quiero descubrir algunas de las aplicaciones que tenemos aquí. Por ejemplo, en el campo de automatización podemos generar un hechizas digital de un sistema hidro mecánico para el diseño de control y análisis de vibración.

00:08:44:21 Cualquier sistema que se mueve tiene algunas obligaciones de cumplimiento asociadas. Podemos captar la vibración exacta. Y por qué es importante? Porque una vez que hacemos o que entendemos esto, podemos como reducir las vibraciones y así metales y menos puede ayudar. Al hablar de la industria de la robótica, podemos trabajar con el diseño del movimiento y la actuación. Qué tipo de actuación se puede generar?

00:09:22:10 Y también, por supuesto, el tamaño de los motores, es decir, cuál sería el motor o el tipo de motor indicado. Cómo lo hacemos? Podemos obtener las características de este modelo y esto nos da la idea de que tamaño de motor eléctrico podemos utilizar para esta aplicación. Al hablar de la industria aeroespacial hay distintos aspectos. También, por ejemplo, diseño de cambios de aterrizaje.

00:09:56:16 Eso nos sirve para hacer este diseño y también las descargas de la superficie de control. Hay distintos modelos en metros que están disponibles. Al hablar de otros equipos de industriales tenemos la de carga E y su tamaño y el análisis de la dinámica de la máquina. Lo que hacemos es construir cada una de las partes, una por vez y luego, una vez que las tenemos, perfección nada.

00:10:41:05 Podemos combinar las partes para entender cómo funcionaría la dinámica total del sistema. Ahora vamos a observar algunos ejemplos reales. Vamos a hablar en detalle de este modelo. Este es un ejemplo. Si de moldeo por inyección. Este modelo nos sirve para entender cómo podemos optimizar el control para controlar este mecanismo en particular. Y esto nos permite también comprender cuáles son las vibraciones que no queremos que están sucediendo debido a los cumplimientos de fluidos que observamos en el sistema.

00:11:26:19 Una vez que podamos descifrar por qué esto sucede, vamos a poder entender cómo podemos reducir la vibración y el tiempo del ciclo del proceso. Y también podemos hacer un análisis completo de la dinámica. Podemos modelarlo los planos y podemos superponer los resultados para mejor entender cómo puede funcionar este sistema real en mapeos sin más y estos modelos también pueden ser ejemplo de un multi dominio y podemos ver las partes mecánicas.

00:12:04:09 La pulsación hidráulica es un bloque automático que se utiliza para un análisis de esta habilidad para asegurarnos si este brazo está estable o no y si hay que hacer algún cambio para que el diseño sea estable. Este es un buen ejemplo de cómo se puede construir el modelo multi dominio a través de mapeo sin cual es el flujo de trabajo de modelamiento en la herramienta.

00:12:29:18 Esto no es un proceso de único paso, sino que es un proceso de paso por paso. Entender la herramienta y el primer paso es modelar el sistema en mapeo sin averiguar cuáles son los componentes que se necesitan, ubicarlos de manera organizada, agregar los parámetros y curvas y modelar el sistema. Y una vez que sucede eso, hay que mejorar los parámetros de diseño.

00:13:15:00 Puede ser que no tengan todo los parámetros de diseño en el sistema, entonces tal vez hay que entender cuál sería el parámetro adecuado para obtener un movimiento determinado. Entonces, para hacer eso tenemos que utilizar las aplicaciones que tenemos en esa en el sistema para poder hacer ese análisis. Una vez que tengamos eso, podemos analizar la respuesta del sistema y también esto es un proceso integrado, no es paso por paso, sino que siempre hay que regresar a la parte de los diseños o de los parámetros de diseño para averiguar si la curva adecuada es alcanzada y si no es así, hay que cambiarlo o también podemos regresar al modelamiento del sistema.

00:13:46:07 Por ejemplo, si estamos construyendo un nuevo concepto, tenemos que ver si este concepto ha sido creado adecuadamente. Si no es así, podemos cambiar el modelo o sus parámetros y luego analizar el sistema. Es un proceso de diseño rápido que permite hacer cambios para entender mejor el sistema y una vez que tenemos esto vamos a pasar al despliegue del modelo.

00:14:21:15 Esto puede secuenciar en otra herramienta o se puede hacer un es un código optimizado, se pueden hacer otros tipos de pruebas? Se puede cambiar el código de control y probarlo en alguna máquina modelada o en algún en lugar de un sistema real que eso es lo que ahorra mucho tiempo y mucho dinero. Hablemos de las aplicaciones que tenemos disponibles en mapas SIM.

00:15:12:24 Podemos crear estas hojas de trabajo que ya están en un formato que permite realizar algunas aplicaciones. Por ejemplo, aquí tenemos una un ejemplo de una aplicación de generación de movimiento de una dimensión. Esta se puede agregar al sistema. Tenemos una biblioteca que permite agregar algunas señales y otras cosas, pero con esta app podemos personalizar un input único que se puede agregar es puede ser un código de traducción o un código de rotación de velocidad de desplazamiento que se puede especificar como parte de los inputs de esta generación de movimiento.

00:15:46:09 La siguiente parte es un parámetro en Swift. Lo que esta te permite es construir a través de estos parámetros el modelo uno puede querer hacer simulaciones múltiples para poder ver cuál es el valor adecuado para alcanzar un código en particular. Podemos abrir esta app y una vez que tenemos abierta la app podemos definir los parámetros que queremos cambiar.

00:16:21:16 Una vez que queremos que definimos esos rangos de parámetros, podemos hacer simulaciones diferentes en cuestiones de segundos. Podemos generar cientos de simulaciones en segundos y obtener los resultados. Esto nos permite determinar Ok, este va a ser el rango de respuesta que obtengo por los parámetros especificados y cómo los puedo cambiar para a llegar al valor adecuado. Este es un ejemplo exactamente de eso.

00:16:54:10 Todo esto es posible porque utiliza mapeos para compilar el sistema de forma eficientemente con un código C que nos permite alimentar los parámetros y obtener resultados con más eficiencia. Por supuesto que hay otras apps que ustedes pueden examinar. Todas tienen un propósito y dependen de lo que quieren hacer con el modelo y en base a eso podemos abrir las apps y ver como lo hacen más o digamos que tienen una app particular o un análisis en particular que no existe.

00:17:21:22 Aquí siempre podemos crear o adjuntar una hoja de trabajo y crear nuestra propia app. Esto es un ejemplo que tenemos aquí y este es el mismo modelo del brazo flexible que les mostré anteriormente. Pero lo que hacemos es usar estos parámetros para controlar los resultados de simulación del sistema, como ven en la derecha. Aquí estamos completando en la hoja de trabajo los distintos parámetros.

00:17:56:13 Los vamos cambiando para ver cómo cambia el modelo. La idea es que no uno tiene solo la limitación de las apps que están incluidas en él, sino que también puede crear la propia aplicación y aplicarla al modelo porque tiene hojas de trabajo de mapeo adjuntas. Hay muchas posibilidades de procedimientos y funcionalidades y eso nos da la ventaja de crear nuestra propia aplicación con una vez que tenemos el modelo, cómo lo podemos exportar?

00:18:33:12 Aquí tenemos un ejemplo sencillo de como funciona eso. Como mencioné antes, todos los componentes del modelo que tenemos aquí que están asociados al modelo, se muestra en este sistema que tenemos aquí. Y también tenemos un input que es un controlador que se agrega. La idea aquí es qué queremos exportar y como el código sé puede incluirse en un subsistema, una vez que tenemos eso, podemos usar la aplicación de generación de códigos de componentes FM para que este bloque que vemos en pantalla sea una FM.

00:19:12:16 Esto nos permite reproducir esto en otra herramienta, si se puede, de esta manera, evaluar qué input tenemos que incluir en otra herramienta. Por ejemplo, tenemos distintas herramientas que soportan el estándar FM y y esencialmente lo que sucede es que este bloque va a ser convertido en un FM o y el tiempo que va allí puede ser un PLC que se puede agregar a este FM.

00:19:45:18 Este es un ejemplo típico de lo que sucede en la exportación de modelos. Este es otro ejemplo de lo mismo. Tenemos esta herramienta que se llama Mapeos CEM en siete que nos permite visualizar el sistema. Cuando uno ubica el FM o en otra herramienta, tal vez no siempre tenga la visualización, pero a través de Maybe Insight, que va por fuera de FM o permite ver el sistema que se está moviendo.

00:20:33:16 Por ejemplo, si lo estamos mirando en una herramienta de automatización, podemos ver como el import se desarrolla a nivel visual y también, por ejemplo de los planos que están incluidos en el modelo. Vamos a mirar el ejemplo práctico. Esta es era lo que siempre menciono. No es recomendado para los sistemas hidráulicos y también siempre yo incluyo este bloque de propiedades de fluidos porque nos permite definir la propiedades del sistema y permite integrar los modelos de válvulas de densidad y viscosidad.

00:21:13:10 Por ejemplo. Lo que vamos a hacer entonces en el primer ejemplo y práctico es el mecanismo de un elevador de tijeras y el segundo es una máquina de moldeo por inyección. Vamos a poder e importar un archivo, agregar un controlador simple y hacer un análisis de parámetros rápidamente. Vamos a abrirme sin muchas cosas aquí. Espero que todos puedan ver ahora me poseen.

00:21:55:22 Bueno, acá es como vamos a ver nuestro lienzo. Acá podemos arrastrar y soltar componentes a la izquierda tenemos los componentes de la biblioteca que están categorizados por dominios, tenemos bloques de señales que nos permiten agregar control, leer adores, filtros, relaciones, matemáticas, etcétera Tenemos una biblioteca eléctrica. Hay distintas categorías que nos permiten definir el componente. Tenemos una mecánica, una de multi cuerpos a distintas secciones.

00:22:31:00 Dentro de esta categoría tenemos la biblioteca hidráulica. Es lo que vamos o lo que acabamos de ver. En la presentación tenemos distintas secciones de seguro y hemos cubierto la mayoría de ellas. Tenemos neumática, térmica, magnética, batería, etcétera Estos son todos los componentes de la biblioteca que están en la herramienta ya incluidos. A la derecha tenemos la configuración de simulación, la podemos cambiar en base al modelo para el sistema hidráulica.

00:23:13:04 Utilizamos este, también tenemos una animación 3D. Vamos a incluir el primer componente. Lo que vamos a hacer es repasar lo que hace este mecanismo al simular el modelo y que estamos generando aquí aparece en esa consola, pero este es un mecanismo de sistemas que se activa mecánicamente. Tenemos primero una fuerza que lo pueden ver aquí, se llama F1.

00:23:53:14 Esto se conecta dentro del sistemas del subsistema. Miremos lo que tiene el subsistema ahora este ícono se coloca en este room hidráulico. Tenemos distintos actuadores y que se van agregando, se También ajustamos las alturas de cada una de las secciones conforme lo querramos. La idea es que sea agregan distintas fuerzas a la pulsación. Si hacemos clic en el sistema.

00:24:33:28 Este es el esquema del modelo. Tenemos componentes que vienen de la biblioteca multi cuerpos. Por ejemplo. Son distintos tipos de partes de esto y distintos enlaces para representar las las partes del elevador. No vamos a repasar todo esto en detalle, pero acá podemos ver los distintos componentes. Estas propiedades permiten definir la propiedad del sistema o del componente. Vamos a ir más en detalle al aspecto mecánico.

00:25:01:23 No? Esto es lo que va a hacer que el elevador realmente se eleve. También podemos especificar el Autobot que es la altura gantry. Podemos utilizar distintos outputs utilizando esta herramienta que ven aquí, lo podemos a la fe montar a cualquier parte del modelo que queremos medir y podemos tener que queremos medir la longitud, la velocidad o la fuerza.

00:25:34:24 Por ejemplo, al mirar el plano de simulación podemos ver dos cosas uno es la altura gantry que habíamos mencionado, que es el desplazamiento y luego la animación del modelo. Voy a seleccionar Reproducir para que vean la animación y para asegurarnos de que el movimiento esté basado en la fuerza y en estos parámetros de altura de canto y cada una de las patas está juntada de manera mecánica.

00:26:05:05 Hay algunas limitaciones que se han establecido en los parámetros y ahí usemos la biblioteca multi cuerpo. Ahora lo que vamos a hacer es borrar estas partes y vamos a hacer un movimiento hidráulico del modelo. Cómo lo vamos a hacer? Primero necesitamos una fuente, por ejemplo, una fuente de presión. Voy a crear una presión fija. Esta presión fija permite que definamos cuál va a ser la presión del sistema.

00:26:44:02 También voy a traer el bloque de propiedades de fluidos que mencioné anteriormente. Esto necesitamos siempre incluirlo para poder definir todas las propiedades de fluidos que queremos en el sistema. Por ejemplo, cuál va a ser la densidad? Cuál va a ser la viscosidad? Además, siempre se puede especificar la presión atmosférica y el área mínima de apertura y algunas de las variables que pueden definir cuál sería la unidad de resultado puede ser en cuanto a presión y a tasa de flujo.

00:27:16:12 Si vamos a agregar eso, también porque la voy a necesitar, lo que voy a hacer es conectar la fuente de presión. Va a ser, por ejemplo, 250 bars y eso lo podemos cambiar aquí, en este casillero. Podemos también cambiar la unidad a bar. Esa es la presión que queremos aplicar. Cómo lo hacemos? Necesitamos algún tipo de pulsación o actuación.

00:27:55:21 Entonces utilizamos esta unidad de actuación. Esto convierte la energía hidráulica en la unidad mecánica que vemos aquí. Necesitamos una, una especie de elemento fijo que nos permite conectarlo al actuador y luego a la máquina en sí. Lo que hago es ubico a un sistema hidráulico para conectar la energía hidráulica y convertirla a mecánica y esto va a generar el movimiento del sistema.

00:28:30:21 Sería la idea de nuestro sistema. La idea es que necesitamos el gantry para movernos hacia arriba y hacia abajo, como lo puedo controlar con un controlador direccional. Hago clic en esta sección y selecciono una válvula de tres direcciones. Voy a utilizar esta válvula y conecto entonces los elementos a los componentes y entonces ya tendríamos la válvula ubicada en su lugar.

00:29:02:21 Podemos ya tenemos casi todas las partes hidráulicas conectadas. De esta forma puedo cambiar la direc ción de cómo se aplica la presión desde una primera configuración a una segunda configuración, que esto va a llegar a este cilindro hidráulico y va a permitir el movimiento del gantry. Ahí van a poder definir también el área. Lo vamos a cambiar, por ejemplo, un centímetro cuadrado.

00:29:33:17 Ya tenemos todas las unidades hidráulicas listas, solo necesitamos un input para cambiar esta configuración. Para ello voy a traer otro componente en la biblioteca de bloques de señales en real. Voy a traer este componente que me va a permitir. Es un componente de pulso que me permite subir o bajar. También voy a cambiar la configuración a cada cinco segundos, por ejemplo.

00:30:10:09 Lo demás lo voy a dejar en los parámetros que vienen por defecto. Le voy a agregar una demora o un retraso que suele suceder en muchas unidades hidráulicas. Entonces le cambio el tiempo a 0,1 segundos. Ya tengo todas las partes, voy a conectar todos los componentes y me fijo si todo tiene sentido. Si tengo el pulso que va arriba y abajo cada cinco segundos, voy a cambiar el tiempo de la simulación a 20 segundos para poder ver distintos ciclos.

00:30:50:26 Tengo un input de presión que se agregó a todo. El modelo está conectado al cilindro hidráulico y cuando hago clic en Generar vamos a ver que sucede. Una vez que la generación se completó, van a poder ver los 20 segundos del ciclo. En la animación ven como el elemento sube y baja en base a los parámetros que yo configure.

00:31:22:29 Completa ese ciclo de cinco segundos y lo repite una y otra vez. Esta es la idea uno primero resuel ve la parte mecánica, se asegura de que funciona bien a nivel mecánico y luego lo aplica en el modelo. Vamos a pasar al segundo modelo. Primero tenemos un modelo prefabricado, lo vamos a cambiar un poco para darnos una idea de cómo es y cómo funciona este modelo.

00:32:08:08 Básicamente esta es una versión sencilla de una moldeo por inyección. Empezamos con un modelo para prefabricado y le vamos agregando complejidad. Vamos a ver lo que sucede en este modelo. Tenemos entonces nuevamente esta bomba de desplazamiento. El input es la velocidad. Si hago clic en este componente, esta es una señal que se pasa si hago doble clic. Esta es esa generación de emoción, una no de que mostramos antes, que nos permite establecer un perfil determinado para un modelo.

00:32:51:18 Podemos crear cualquier velocidad que queramos. Esa es la que usé en este caso. Esto está conectado con este bloque de desplazamiento y también tenemos este otro elemento. Esto está conectado a una válvula de tres o cuatro direcciones que a su vez están conectadas a este cilindro de doble actuación. También tenemos válvulas de tracción que tienen distintas presiones. Voy a simular el modelo primera y luego hablaré más sobre esto.

00:33:29:21 Tenemos estas válvulas. Le control que impiden fluidos negativos en el sistema y también dos sensores que pueden detectar la presión de estos dos cilindros rodando y capa. Este comando emplea distintas señales. Se puede cambiar la configuración de todos los lados. La -1 corresponde a la izquierda y la más a la derecha. Y también hay una configuración en el centro.

00:34:10:08 La configuración cambia de acuerdo a los parámetros establecidos. También hay un bloque de parámetro aquí que nos permite definir todos los parámetros del sistema. En este caso es el diámetro de este cilindro de doble actuación. También utiliza una masa de 400 kgs y podemos ver por acá en estos cuadros el Kaplan y el Rod. Esto cambia de 0A1A0 y a -1 y el desplazamiento del pistón también es a lo que se ve.

00:34:53:18 De esta manera puede que se genere que se necesite un controlador que va a ser agregado más adelante, si en este caso puede ser cualquier máquina, pero utilicé la de moldeo por inyección. Después agregamos los parámetros que se satisfacen un sistema real. En lugar de usar este, puedo traer una válvula genérica. Esta válvula genérica me permite definir la curva de características y eso va a permitir que yo tenga el área de apertura.

00:35:31:25 Voy a hacer, por ejemplo, un adjunto. No podemos incluir un archivo de Excel que ya lo tengo aquí, que se llama Características de la válvula. Es un archivo de Excel que le voy a abrir y voy a poder ver las características de cada una de las aperturas. Esas son distintos valores que tenemos, puede ser cualquier información. Eso es lo que hice y manipulé todo esto en base a lo que yo puedo encontrar a partir de los datos de la fabricación.

00:36:09:00 Lo volqué en un archivo de Excel y lo agregué a este componente. Ahora borro el que tenía y le adjunto el que acabo de abrir. Tiene sentido tener algún volumen de fluido en ambas secciones? Esto es entonces lo primero. Puedo hacer clic en Generar aquí. Entonces genere una válvula realista en comparación con lo que utilicé antes y ahora tengo la carpeta curva de característica que coincide con el sistema y aquí exactamente van a poder ver.

00:36:48:01 Verá esto a través de la curva de pistón del comando de se ve, etc La idea aquí es agregar complejidad una por vez para ir descifrando cómo funciona cada uno de los componentes y de esta manera tener un mejor entendimiento del modelo. El próximo paso va a ser el controlador. Para eso me voy a saltear un paso y voy a abrir un modelo.

00:37:24:03 Disculpe. Entonces este es el mismo modelo que acabo de abrir? Tiene un controlador? Vamos a hacer clic en estos subsistemas. Básicamente son y son. Tenemos algunas nuevas adiciones. Entonces tenemos nuevamente la válvula de desplazamiento. Los otros inputs que agregué, que es la posición que quiero que siga mi máquina de moldeo por inyección a través de esta aplicación de generación de movimiento.

00:37:57:08 Entonces tenemos la válvula de CB que vemos con el adjunto, tenemos las mismas definiciones de componentes y lo que se agregó. Este componente de fricción no es nada que una transacción que se aplique aplica al sistema y se agrega distintos tipos de fricciones. Y luego tenemos dos sensores, uno es el de velocidad y otro es el de la posición.

00:38:24:09 Para poder detectar la posición de esta parte, que es la que se mueve en la primera página. Lo que vamos a ver es que el modelo está incluido en el subsistema. El primer output es la posición del plano que llega a mi controlador. La posición configurada o establecida es que quiero que siga mi modelo o mi máquina. Esto viene de esta parte.

00:38:58:15 Si hago clic aquí, es lo que vimos en la aplicación de generación en el movimiento uno de ahora. Van a poder ver que esta es la primera y la segunda posición. Usando esta app podemos agregar señales múltiples que queremos agregar o distintos inputs de movimiento. Aquí agregue la la velocidad que vimos en el modelo anterior, también la posición que quiero que siga mi modelo.

00:39:32:28 Voy a cerrar esto y voy a volver al sistema para simular los resultados. Esta es la idea. Hemos construido el modelo. Le agregamos complejidad en este caso estoy cambiando el modelo de manera tal que se puede agregar un controlador, que es exactamente lo que hicimos y lo ubicamos allí. El controlador. Estos son los inputs del controlador, la ganancia, la constante de tiempo y el tiempo constante de bloqueo derivativo o derivado.

00:40:27:00 Acá podemos ver esos parámetros respecto a ver la masa y todos los valores del controlador. Podemos ver aquí que esta es la posición y vemos que no está haciendo un trabajo muy eficiente. Aquí vemos estas diferencias de curvas, vemos que no está siguiendo el patrón de manera adecuada, entonces que puede hacer con estos valores? Lo puedo cambiar aquí y puedo ir simulando los resultados para ver que sea bueno o puedo hacer clic en estas plantillas que puede permiten agregar aplicaciones o plantillas y puedo ahí abrir esta app que se llama Parameter Strip.

00:40:36:27 Esto me permite recorrer los parámetros y obtener resultados más eficientes.

00:41:23:07 Puedo cargar este sistema o lo hice system una vez que se carga por completo? Vamos a ver todos los parámetros que tenemos. Aquí tenemos el parámetro K, que es el del controlador. Una vez que hago clic ahí, puedo cambiar los valores mínimos y máximos. También puedo agregar el C y que es la ganancia integral. Lo puedo cambiar de 1.4 a 1 o tres puntos de datos que solo vamos a dejar así y también puedo agregar TD y cambie el valor de TD a 0,1.

00:42:05:08 A esto que en realidad está bien, tal vez lo cambio a 0,01 y ahí tengo los tres parámetros. Hago clic en Outputs y ahí tengo todos los resultados que podemos ver. Lo que quiero ver aquí es la posición de la planta. Estos son los valores que veo a partir de los outputs puedo ver la serie de tiempo aquí voy a obtener creo que nueve resultados de simulaciones es la ventaja de usar esta app en lugar de simularlo manualmente nueve o 100 veces.

00:42:42:05 Yo puedo usar esta aplicación para tener unos resultados más rápidos y eficientes. Entonces, aquí tenemos la parte resaltada y sin resaltar que ahí nos muestra la superposición de los resultados. Por eso es que es muy útil esta aplicación. Lo que puede hacer es cambiar los distintos parámetros. Puedo agregar, arreglar, digamos, cada uno de esos parámetros. Ahí tengo el TD, que era 0,01, acá el otro T y puedo cambiar el valor, por ejemplo a uno para ver cómo se desarrolla mi curva.

00:43:19:22 Puedo hacer clic en Acá y solucionarlo, arreglarlo y ahora ustedes saben cuál es. Deberían ser los valores. Entonces voy a cambiar estos valores a los que acabamos de descubrir. Entonces para acá puede ser 0,2 para T y puede ser uno y para TD puede ser 0,02. Y voy a hacer clic en Ejecutar o en Reproducir y voy a poder obtener este nuevo conjunto de parámetros y de esta manera puedo ver si mi controlador está funcionando bien o no perfecto.

00:43:49:14 Una vez que la simulación está completa, lo abro y puedo ver antes el plano. No estaba haciendo un buen trabajo, esta curva estaba mal, pero ahora que cambiamos las ganancias, podemos ver que tal vez hay una pequeña diferencia. Pero en términos generales, está bien. Ya sabemos cuál es el rango adecuado o correcto para trabajar. Siempre podemos volver y cambiarlo para descifrar cuáles son los valores adecuados.

00:44:29:18 Este es el tipo de análisis que ustedes pueden desempeñar utilizando mapas SEM. Voy a abrir entonces otro ejemplo que es una continuación de lo mismo. Pero esto tiene ya un modelo CAD agregado. Como dijimos, es un sistema multi dominio. Podemos combinar distintos dominios. En este caso hemos llegado a una instancia donde creamos una máquina de modelo, moldeo de inyección, le agregamos distintos componentes y la próxima parte es agregarle la geometría CAD, que puede ser la geometría que cualquier usuario quisiera agregarle al sistema y lo puede hacer.

00:44:57:18 Por ejemplo, esto es lo que se agregó en este caso la geometría. Acá vamos a mostrar el ensamblaje completo para ver lo que está sucediendo en el sistema. Entonces habría este ensamblaje CAD que me va a abrir el modelo completo, lo que hacemos, es una vez que agregamos la geometría. CAR es descifrar cuáles son las partes que se mueven en esta máquina particular.

00:45:31:07 Esta es la parte externa y eso es lo que quiero hacer que se mueva. Entonces, lo que hago es primero dividir el modelo en dos partes. Una es la parte fija y la otra es la parte movible. Puedo crear, crear códigos que me permitan conectar esta parte a otros componentes de mi biblioteca. Es exactamente lo que hice. Esas son las dos partes que tenemos allí.

00:46:23:17 Creé estos códigos. Lo que generé a través de estos códigos es poder conectar este modelo con los otros componentes que tengo. Entonces creé esta coordenada pequeña. La voy a expandir para que la vean. Esta coordenada es el puerto que me permite conectar este modelo CAD, en particular con los otros modelos o geometrías en mi SIM. Entonces aquí también tenemos la definición, tenemos el cilindro de doble actuación que a su vez esta conectado con la geometría CAD y esto está fijo en el sistema hidráulico que ven.

00:46:54:25 Aquí está el movimiento a este sistema mecánico. Voy a hacer clic en Simular para que podamos ver la respuesta del sistema. Esa es la idea. Una vez que tienen el modelo, le agregan una por vez la complejidad. Vemos la geometría y luego simulamos los resultados. En el mapa pueden ver los distintos planos y también pueden ver la previsualización del modelo.

00:47:39:22 Si yo hago clic en Play van a ver cómo se mueve la parte movible y como regresa esta es la idea. Tenemos una geometría que queremos hacer que actúe, que se mueva. Lo construiremos en el sistema y luego lo simulamos. Esta sería la sección completa. Cómo hacemos o agregamos los inputs? Podemos hacer clic en ese ícono y aquí van a ver todos los modelos CAD pueden ser Auto, CAD, Tapia o distintos programas que están que compramos porque son compatibles con PayPal, SIM se pueden agregar a estos modelos.

00:48:09:23 Con esto finalizaría la presentación del día. La idea era crear una máquina sencilla. Cómo la podemos construir a partir del primer paso al cuadrado? En este caso, cómo podemos ir resolviendo la complejidad en cada uno de esos pasos? Para final mente tener nuestro modelo, ansi es como se hace en mapas SIM. Y ahora si estoy dispuesta a responder sus preguntas.

00:48:16:14 Perfecto. Ahí me escuchas?

00:48:38:17 Sí. Muchas gracias. Tenemos un par de preguntas. La primera. Qué diferencia hace? Ventajas y desventajas hay en el modelado y simulación por SIM con el modelamiento y simulación en el entorno. La view.

00:49:23:09 Bueno, esta es una parte bastante difícil porque nosotros no solemos compararme y POSIBI con distintas herramientas disponibles. Entonces, al comparar no puedo con certeza dar una respuesta adecuada. Depende del usuario entender cuáles son los beneficios, pero sí sé algo que les puedo decir respecto de las ventajas de usar mapas y en particular el mapa SIM tiene una herramienta matemática muy poderosa, que es lo que hace que este modelo se desempeña con mayor eficiencia y les diría que no muchas otras herramientas incluyen eso.

00:49:51:02 Yo diría que esta es la ventaja más importante de Maple SIM. Les puedo mostrar eso aquí como ejemplo en Maple SIM ustedes tienen los distintos componentes en el lienzo y en el fondo lo que sucede es que cada uno de estos componentes tienen algún tipo de o acción que demuestran la dinámica. Todos estos sistemas se combinan y simulan los resultados, es decir, que esta es la base de cualquier herramienta o de simulación.

00:50:18:17 Aquí vemos la ecuación, que es lo que sucede en el fondo, utilizando las capacidades más poderosas y simbólicas de mapeo. Lo que sucede es que el sistema tiene 371 ecuaciones y lo que hace mapeo es simplifica todas las ecuaciones y pueden ver que solamente las redujo a 45 ecuaciones que van a ser resueltas en el sistema. Y eso es lo que lo hace más rápido y eficiente.

00:50:46:06 Yo creo que esa es una de las principales ventajas de Maybe, porque tiene a Mayfield funcionando en el fondo, todas las apps que vemos aquí y que están incluidas como optimización, feedback de parámetros. Todas esas cosas que aparecían en pantalla están en distintas hojas de trabajo de mapas. Es decir, tenemos el poder de mapeo dentro de la herramienta para que los usuarios lo encuentren más cómodo, más fácil.

00:50:52:23 Al analizar el modelo, yo creo que esta sería la principal ventaja de mapeo.

00:51:12:13 Perfecto. Bueno, nos preguntan si es posible realizar una simulación en donde se simule un tanque doméstico de 500 litros para saber su consumo de agua.

00:51:49:12 Y creo que sí es posible. Definitivamente tenemos distintos componentes aquí, además de los componentes hidráulicos, que son los que vimos que utilizan las características de de fluidos. Tenemos también un componente de agua específico. Depende de lo que quieren simular. Si están examinando radiaciones de temperatura y temperatura y otras cosas, van a la termal y ahí van a ver los componentes de agua.

00:52:25:18 Tenemos las válvulas. Perdón, transferencia de calor. Si no están interesados en lo térmico y sólo quieren mirar el consumo, pueden utilizar la biblioteca hidráulica y sus componentes, utilizar una bomba en hidráulica. Tenemos bajo los actuadores rotativa Bose rotatorios. Tenemos esta válvula, perdón, esta bomba hidráulica que la podemos agregar y les puede permitir entender la simulación, es decir, lo pueden hacer con distintos componentes.

00:52:51:10 Depende de lo que ustedes quieran. Tal vez si no les importa la temperatura, no tienen que usar la biblioteca térmica, sino la letra áulica. Y también podemos crear componentes personalizados. Por ejemplo, si tenemos un componente único y ustedes mismos lo quieren crear, también lo pueden hacer. Y cómo lo va a hacer? Utilizando el La plantilla de componente personalizado.

00:53:21:17 Me da esta posibilidad? Puedo abrir esta hoja de trabajo siempre y cuando sepamos las ecuaciones que tienen que y y dentro del componente personalizado lo pueden crear. Aquí tenemos un ejemplo de una ecuación eléctrica. Lo que hace esta plantilla es que tiene esta plantilla tiene los parámetros, las variables, los puertos y así vamos viendo cuál es el modelo que estamos creando.

00:53:56:07 Este es un modelo eléctrico. Podemos ver que hay dos pins eléctricos y uno mecánico. Lo que hacemos es definir los puertos en base a qué movimiento o componente está creando acá. Tenemos distintos tipos rotativo, hidráulico, una señal integral y después podemos hacer clic en Generar. Y lo que sucede es que esta de trabajo va a crear un nuevo componente personalizado.

00:54:38:22 Entonces la idea es utilizar los componentes existentes, pero uno puede también crear el que uno quiera. Eso es posible, por supuesto, con mapeos en Perfecto nos preguntan si es posible agregar la aplicación de Arduino para Internet de las cosas actualmente no estoy segura si tenemos esa app disponible. Puede ser que algo que se pueda personalizar y crear, pero actualmente no tenemos esa app para internet de las cosas.

00:54:53:24 Ok, nos preguntan si de pronto tienes alguna aplicación ya desarrollada. Un ejemplo que ilustre el modelo en una aplicación de algunos de los sistemas de una aeronave.

00:55:43:27 No tenemos un ejemplo, pero podemos mirar el la. La galería de modelos que tenemos en PayPal. SIM es una galería que incluye muchos ejemplos que creo que hay un modelo de un aeroplano. Actualmente no tenemos un específico en Maple SIM, pero sí hay ejemplos en la galería de modelos que está abierta al público. Ustedes lo pueden recorrer y abrir el ejemplo, pero la idea es la misma, como en la máquina de moldeo de inyección, uno tiene que definir los componentes que van dentro del sistema y una vez que define eso, puede ver cómo responder sistema.

00:56:19:19 Esa sería la idea principal. Hay muchos ejemplos que se pueden examinar. Creo que se llama Mariposa Inmortal Gallery o Galería de modelos Maipú Holcim. Esa es la idea. Uno puede abrir esa galería y ver las distintas aplicaciones. Actualmente tengo un ejemplo abierto, pero sí es posible y tienen que ser específicos en cuanto al modelamiento, porque si es un modelo de una aeronave completa va a ser demasiado extenso.

00:56:41:17 Habría que ver cuál es el tren de aterrizaje, cuál es la parte específica. Esta es la primera pregunta que se tiene que hacer Qué quiero modelar y que creo qué quiero que haga? Y después hay que ir viendo que hay que hacer, porque la aplicación de aeronaves es un poco confusa, porque puede haber cientos de aplicaciones dentro de eso.

00:57:20:09 Perfecto. Bueno, nos preguntan si se pueden simular ser válvulas hidráulicas. Actualmente no tenemos las cero válvulas, si eso es lo que se refieren. Solamente tenemos esta válvula que es controlada por una actuación de input, pero sí se puede customizar y crear en una servo válvula. Esto tiene una señal de que cambia la posición para que sea más sencilla en un caso de uso.

00:58:09:28 Pero se puede o personalizar para crear una. Perfecto. Bueno, también nuestro asistente nos pregunta si se pueden simular depósitos hidráulicos, atmosféricos y presurizado. Sí, depende. Por supuesto que sí. Dependiendo. Si hablan de cámaras se pueden agregar para poder simularlo, ya sea una constante de cumplimiento. Esto es posible, pero hay que examinar los componentes y ver cómo quieren modelar el depósito.

00:58:52:16 Si hay ecuaciones específicas asociadas, tal vez esto no es suficiente. Estos son componentes de volumen. Habla de este tipo de cilindro que tiene fluido compresible, pero depende de lo que quiera modelar y si no está allí, por supuesto, pueden crear una versión customizado y eso es algo que también funciona en metal SIM. Hay distintos ejemplos que podemos mirar en la parte hidráulica, allí hay distintos ejemplos que pueden examinar y de esta manera pueden ver cómo se crean los componentes.

00:59:33:02 Y si es algo único, ustedes lo pueden crear ustedes mismos. Pero si es posible, nos preguntan si es posible simular pérdidas de presión por longitud de tuberías o cambios de diámetro son indicaciones en las restricciones y tubos de tuberías. Tenemos de distintos tipos. Tenemos las circulares y las circulares y las de anillas. Podemos agregar distintos factores de aproximación para medir la pérdida de presión.

1:00:13:24 Es posible. Lo principal es que hay que descifrar los factores de aproximación. Seguramente ustedes conocerán de que se tratan estas ecuaciones. La aproximación, por ejemplo, dependiendo del número que tenemos, el flujo cambia y también hay distintas geometrías que se pueden agregar. Creo que aquí tenemos un valor de tubería no circular en el sistema, o tal vez el tipo anular que les da información del diámetro interno y externo del sistema.

01:01:02:18 Estas son las distintas, las distintas tuberías que pueden agregar o pueden crear el propio. Tengo un martillo hidráulico que les puedo mostrar. Vean, déjenme ver si lo puedo hacer. Este es un ejemplo de este martillo hidráulico. Tenemos. Sé que muchas de ustedes conocen los efectos de esta máquina. Podemos dividirlo en distintas partes. Tenemos, creo, 20 o 25 partes.

01:01:39:15 En este caso, 20. Cada subsistema tiene, por ejemplo, una tubería circular. Le agregué otro componente aquí y esencialmente este efecto puede ser replicado a través de este modelo. Podemos ver lo que está sucediendo cuando la válvula se cierra. Después de dos segundos, podemos ver el efecto del agua, y eso es exactamente lo que se ve ahí. La variación después de los dos segundos por el efecto de la válvula.

01:02:29:25 Este puede ser un ejemplo. También se puede generar una versión personalizada. Obviamente la idea es usar los componentes y luego ajustarlas. Perfecto. Bueno, nuestros asistentes se han animado a hacer preguntas. Tenemos otro par de preguntas por acá. Luis nos pregunta Se puede simular la generación de calentamiento del aceite hidráulico en un sistema hidráulico para calcular un enfriador? Siempre se habla de los efectos térmicos o el calentamiento.

01:02:49:28 Tenemos una biblioteca en particular para eso la hidráulica no lo cubre, pero tenemos la térmica y la de transferencia de calor, que puede hacer exactamente eso. Voy a abrirla. Es un ejemplo rápido de la parte térmica, por ejemplo, el enfriamiento de una bomba de una válvula. Este es un sistema de enfriamiento que se utiliza para una bomba y una válvula.

01:03:29:26 Están son las condiciones ambientales. Acá tenemos una bomba que sea bomba que se ha agregado es una tubería de calentamiento, o sea, hay transferencia de calor. El calor que va a la tubería se controla a través del flujo de calor y la capacidad. Esto se conecta a una convección que se agrega a este modelo. Podemos ver lo que sucede en el sistema como el flujo de la masa aumenta cuando se abre la válvula.

01:04:10:08 Cuál es la presión de salida de la bomba y la masa térmica? Esencialmente, podemos combinar la transferencia de calor y la biblioteca térmica para crear un modelo, pero también se puede generar una versión customizado que cada uno puede puede crear. Pero si es posible, perfecto. Bueno, tenemos una última pregunta. Nos dice se puede simular entonces todo tipo de funciones de transferencia de cualquier sistema o ya están determinadas por Maxwell?

01:04:46:09 Hay que determinar las Todo depende de lo que quieran modelar. Este es un entorno en donde hay que configurar lo que uno quiere modelar. No es muy directo, cada biblioteca tiene su dinámica o su función en particular que quiere capturar. Uno puede crear un componente personalizado, generar un formato de input output o puede utilizar los bloques que están disponibles en la biblioteca de señales.

01:04:55:27 Creo que debería haber uno aquí. Por ejemplo, este es un bloque de función de transferencia de funciones.

01:05:45:11 La idea es que tienen el medio y el software para hacerlo. Ustedes tienen que jugar con los componentes dependiendo de lo que quieran. Creo que si por ejemplo quieren crear una función, ese tenemos una aplicación para eso, podemos generar esa función S Al utilizar este componente que se llama Simo Link, así podemos crear una función de transferencia o ese y lo agregamos en este software.

01:06:23:15 Si el link que fue generado en principio para los usuarios de este software, pero aquí también lo podemos hacer. La pregunta es que quieren hacer y con qué software quieren trabajar? O si quieren trabajar con mapas SIM en sí? Una vez que lo definen, después hay muchas opciones para trabajar perfecto SWAT y no tenemos más preguntas. Te agradecemos en nombre del equipo de Software Shop y en nombre de los asistentes, esta presentación tan esclarecedora y tan pertinente.

01:06:58:19 Muchísimas gracias. Muchas gracias a nuestros asistentes que nos acompañaron en esta hora. Muchísimas gracias. Les deseamos una excelente tarde. Muchas gracias. Para mayor información respecto al software o en temas relacionados, no dude en contactarnos a través del correo electrónico. Entrenamientos a software on Ya.com o visitar nuestra página web triple OLE o punto software guión shop punto com.

Modelado y Simulación de Sistemas Hidráulicos usando MapleSim


Aprenda cómo los ingenieros usan el entorno de modelado y simulación de MapleSim para realizar simulaciones dinámicas y analizar problemas comunes de diseño en máquinas hidráulicas. Este webcast incluye ejemplos que van desde conceptos básicos hasta aplicaciones industriales y demuestra cómo puede aplicar el modelado a nivel de sistema para diseñar un modelo dinámico de cualquier sistema hidráulico, obtener la respuesta del sistema, aplicar la personalización y analizar los parámetros del sistema para que el producto final cumpla sus objetivos de rendimiento.

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