From OpenSCADAWiki
Jump to: navigation, search
This page is a translated version of the page Libs/Technological apparatuses and the translation is 100% complete.

Other languages:
English • ‎российский • ‎українська
Название Версия Лицензия Источник Языки Автор Описание
Библиотека моделей аппаратов технологических процессов 2.0 GPLv2 OscadaLibs.db (SQL, GZip) > DAQ.JavaLikeCalc.techApp en, uk, ru Роман Савоченко
  Максим Лысенко (2007,2010), Ксения Яшина (2007)
Библиотека моделей технологических аппаратов для создания комплексных моделей технологических процессов.

Библиотека создаётся для предоставления моделей аппаратов технологических процессов. Библиотека не является статической, а строится на основе модуля JavaLikeCalc, позволяющего создавать вычисления на Java-подобном языке.

Для адресации к функции этой библиотеки можно использовать статический адрес вызова DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.{Func}() или динамический SYS.DAQ.JavaLikeCalc["lib_techApp"]["{Func}"].call(), SYS.DAQ.JavaLikeCalc["lib_techApp"].{Func}(). Где {Func} — идентификатор функции в библиотеке.

Для подключения библиотеки к проекту станции OpenSCADA Вы можете получить файл БД как:

  • такой что поставляется с готовым и соответствующим пакетом дистрибутива Linux вроде "openscada-libdb-main", "openscada-LibDB.Main";
  • наиболее актуальный и непосредственно полученный из репозиторию subversion, преобразованный в файл БД SQLite путём:
$ wget http://oscada.org/svn/trunk/OpenSCADA/data/LibsDB/OscadaLibs.sql
$ sqlite3 -init OscadaLibs.sql OscadaLibs.db .exit

Этот загруженный файл Вы далее можете разместить в каталоге проекта станции и создать объект базы данных модуля БД "SQLite", зарегистрировав файл базы данных в конфигурации.

1 Концепция

В основе модели каждого аппарата лежит вычисление входного расхода и выходного давления, исходя из входного давления и выходного расхода. В целом, модели аппаратов технологических процессов описываются разностными уравнениями для дискретных машин.

На основе функций этой библиотеки можно легко и быстро строить модели технологических процессов в модуле BlockCalc путём объединения блоков согласно технологической схемы. Пример объединения части аппаратов технологической схемы приведен на рисунке 1.

Рис.1. Пример блочной схемы технологического процесса.

В основе модели любого аппарата ТП лежат две основные формулы, а именно формула расхода и давления среды. Каноническая формула расхода среды для сечения трубы или проходного сечения сужения имеет вид (1).

TechApps flow1.png (1)

Где:

F — массовый расход (т/час).
S — поперечное сечение (м2).
Qr — реальная плотность среды (кг/м3).
∆P — перепад давления (ат).

Реальная плотность вычисляется по формуле (2).

TechApps dens.png (2)

Где:

Q0 — плотность среды при нормальных условиях (кг/м3).
Kpr — коэффициент сжимаемости среды (0,001 — жидкость; 0,95 — газ).
Pi — входное давление (ат).

Любая труба представляет потоку динамическое сопротивление, связанное с трением о стенки трубы и которое зависит от скорости потока. Динамическое сопротивление трубы выражается формулой (3). Общий расход среды с учётом динамического сопротивления вычисляется по формуле (4).

TechApps flowR.png (3)

Где:

∆P — перепад давления (ат), сопротивление потоку среды стенками трубопровода.
Kr — коэффициент трения стенок трубопровода.
D — диаметр трубопровода (м).
l — длина трубопровода (м).
v — скорость потока в трубопроводе (м3/ч).

TechApps flow2.png (4)

Формула (1) описывает ламинарное истечение среды до критических скоростей. В случае превышения критической скорости вычисление расхода осуществляется по формуле (5). Универсальная формула расчёта расхода на всех скоростях будет иметь вид (6).

TechApps flowCrit.png (5)

Где:

Pi — давление в начале трубы.

TechApps flow3.png (6)

Где:

Po — давление в конце трубы.

В динамических системах изменение расхода на конце трубы не меняется мгновенно, а запаздывает на время перемещения участка среды от начала трубопровода к концу. Это время зависит от длины трубы и скорости движения среды в трубе. Задержку изменения расхода на конце трубы можно описать формулой (7). Результирующая формула расчёта расхода в трубе, с учётом описанных выше особенностей, записывается в виде (8).

TechApps flowLag.png (7)

Где:

Fo — расход на конце трубы.
t — время.
v — скорость потока среды = F/(Qr*S).

TechApps flow4.png (8)

Давление среды в объеме обычно вычисляется идентично для всех случаев, по формуле (9).

TechApps pressure.png (9)

2 Состав библиотеки

В своём составе библиотека содержит около двух десятков моделей часто востребованных аппаратов технологических процессов и вспомогательных элементов. Названия функций и их параметров доступны на трёх языках: Английский, Украинский и Российский.

2.1 Запаздывание (lag)

Модель задержки. Может использоваться для имитации запаздывания значений датчиков.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
out Выход Веществ. Возврат false 0
in Вход Веществ. Вход false 0
t_lg Время запаздывания, секунд Веществ. Вход false 10
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 100

Программа

out -= (out-in)/(t_lg*f_frq);

2.2 Шум: 2 гармоники + случайное (noise)

Модель шума. Содержит три составляющие:

  • первая гармоника;
  • вторая гармоника;
  • шум на основе генератора случайных чисел.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
out Выход Веществ. Возврат false 0
off Общее смещение Веществ. Вход false 1
a_g1 Амплитуда гармоники 1 Веществ. Вход false 10
per_g1 Период гармоники 1, секунд Веществ. Вход false 10
a_g2 Амплитуда гармоники 2 Веществ. Вход false 5
per_g2 Период гармоники 2, секунд Веществ. Вход false 0.1
a_rnd Амплитуда случайных значений Веществ. Вход false 1
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 100
tmp_g1 Счётчик гармоники 1 Веществ. Вход true 0
tmp_g2 Счётчик гармоники 2 Веществ. Вход true 0

Программа

tmp_g1 = (tmp_g1 > 6.28) ? 0 : tmp_g1+6.28/(per_g1*f_frq);
tmp_g2 = (tmp_g2 > 6.28) ? 0 : tmp_g2+6.28/(per_g2*f_frq);
out = off + a_g1*sin(tmp_g1) + a_g2*sin(tmp_g2) + a_rnd*(rand(2)-1);

2.3 Шаровый кран (ballCrane)

Модель шарового крана. Включает время хода и время отрыва.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
pos Положение, % Веществ. Выход false 0
com Команда Логич. Вход false 0
st_open Состояние "Открыто" Логич. Выход false 0
st_close Состояние "Закрыто" Логич. Выход false 1
t_full Время хода, секунд Веществ. Вход false 5
t_up Время отрыва, секунд Веществ. Вход false 0.5
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 100
tmp_up Счётчик отрыва Веществ. Вход true 0
lst_com Последняя команда Логич. Вход true 0

Программа

if(!(st_close && !com) && !(st_open && com)) {
  tmp_up = (pos > 0 && pos < 100) ? 0 : (tmp_up>0&&lst_com==com)?tmp_up-1/f_frq:t_up;
  pos += (tmp_up > 0) ? 0 : (100*(com?1:-1))/(t_full*f_frq);
  pos = (pos > 100) ? 100 : (pos<0)?0:pos;
  st_open = (pos >= 100) ? true : false;
  st_close = (pos <= 0) ? true : false;
  lst_com = com;
}

2.4 Сепаратор (separator)

Модель сепаратора с двумя фазами, жидкой и газовой.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Si Входное сечение, м2 Веществ. Вход false 0.2
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
So Выходное сечение, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo Выходная длина, м Веществ. Вход false 10
Fo_lq Выходной расход жидкости, т/ч Веществ. Вход false 0
Po_lq Выходное давление жидкости, ата Веществ. Выход false 1
Llq Уровень жидкости, % Веществ. Выход false 0
PercLq  % жидкости Веществ. Вход false 0.01
Vap Объём аппарата, м3 Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Qlq Плотность жидкости, кг/м3 Веществ. Вход false 1000
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 200

Программа

Flq = max(0, Fi*PercLq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi, Pi, 293, Si, Fo+Flq, Po, 293, So, lo, Q0, 0.95, 0.01, f_frq);
Llq = max(0, min(100,Llq+0.27*(Flq-Fo_lq)/(Vap*Qlq*f_frq)));
Po_lq = Po + Llq*Vap/Qlq;

2.5 Клапан (valve)

Модель клапана, учитывающая:

  • два клапана в одном;
  • сверхкритическое истечение;
  • изменение температуры при дросселировании;
  • работа только в одном направлении, обратный клапан;
  • управляемая скорость изменения положения;
  • нелинейность проходного сечения от положения.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Ti Входная температура, К Веществ. Вход false 273
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
To Выходная температура, К Веществ. Выход false 273
So Выходное сечение трубы, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo Выходная длина трубы, м Веществ. Вход false 10
S_v1 Сечение клапана 1, м2 Веществ. Вход false 0.1
l_v1 Положение клапана 1, % Веществ. Вход false 0
t_v1 Время хода клапана 1, секунд Веществ. Вход false 10
S_v2 Сечение клапана 2, м2 Веществ. Вход false 0.05
l_v2 Положение клапана 2, % Веществ. Вход false 0
t_v2 Время хода клапана 2, секунд Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kln Коэффициент нелинейности Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
Ct Теплоёмкость среды Веществ. Вход false 20
Riz Тепловое сопротивление изоляции Веществ. Вход false 20
noBack Обратный клапан Логич. Вход false 0
Fwind Скорость воздуха Веществ. Вход false 1
Twind Температура воздуха, К Веществ. Вход false 273
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 200
tmp_l1 Задержка положения 1 Веществ. Выход true 0
tmp_l2 Задержка положения 2 Веществ. Выход true 0

Программа

Qr = Q0+Q0*Kpr*(Pi-1);
tmp_l1 += (abs(l_kl1-tmp_l1) > 5) ? 100*sign(l_kl1-tmp_l1)/(t_kl1*f_frq) : (l_kl1-tmp_l1)/(t_kl1*f_frq);
tmp_l2 += (abs(l_kl2-tmp_l2) > 5) ? 100*sign(l_kl2-tmp_l2)/(t_kl2*f_frq) : (l_kl2-tmp_l2)/(t_kl2*f_frq);
Sr = (S_kl1*pow(tmp_l1,Kln)+S_kl2*pow(tmp_l2,Kln))/pow(100,Kln);

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi, Pi, Ti, Sr, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
if(noBack) Fi = max(0, Fi);
Po = max(0, min(100,Po+0.27*(Fi-Fo)/(Q0*Kpr*So*lo*f_frq)));

To = max(0, min(2e3,To+(abs(Fi)*(Ti*pow(Po/Pi,0.02)-To)+(Fwind+1)*(Twind-To)/Riz)/(Ct*So*lo*Qr*f_frq)));

2.6 Задержка: чистая (lagClean)

Модель чистого(транспортного) запаздывания. Реализуется путём включения нескольких простых звеньев запаздывания. Предназначен для имитации запаздывания в длинных трубопроводах.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
out Выход Веществ. Возврат false 0
in Вход Веществ. Вход false 0
t_lg Время запаздывания, секунд Веществ. Вход false 10
f_frq Частота обсчёта (Гц) Веществ. Вход true 100
cl1 Звено 1 Веществ. Вход true 0
cl2 Звено 2 Веществ. Вход true 0
cl3 Звено 3 Веществ. Вход true 0

Программа

cl1 -= (cl1-in)/(t_lg*f_frq/4);
cl2 -= (cl2-cl1)/(t_lg*f_frq/4);
cl3 -= (cl3-cl2)/(t_lg*f_frq/4);
out -= (out-cl3)/(t_lg*f_frq/4);

2.7 Котёл: барабан (boilerBarrel)

Модель барабана котлоагрегата.

Параметры

ID Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi1 Входной расход воды, т/ч Веществ. Выход false 22
Pi1 Входное давление воды, ата Веществ. Вход false 43
Ti1 Входная температура воды, K Веществ. Вход false 523
Si1 Входное сечение труб с водой, м2 Веществ. Вход false 0.6
Fi2 Входной расход дымовых газов, т/ч Веществ. Выход false
Pi2 Входное давление дымовых газов, ата Веществ. Вход false 1.3
Ti2 Входная температура дымовых газов, K Веществ. Вход false 1700
Si2 Входное сечение трубы дымовых газов, м2 Веществ. Вход false 10
Vi1 Объем барабана, м3 Веществ. Вход false 3
Lo Уровень в барабане, % Веществ. Выход false 10
S Поверхность нагрева, м2 Веществ. Вход false 15
k Коэффициент теплоотдачи Веществ. Вход false 0.8
Fo Выходной расход пара, т/ч Веществ. Вход false 20
Po1 Выходное давление пара, ата Веществ. Выход false 41.68
To1 Выходная температура пара, K Веществ. Выход false 10
So1 Выходное сечение трубы по пару, м2 Веществ. Вход false 0.5
lo1 Выходная длина трубы пара, м Веществ. Вход false 5
Fo2 Выходной расход дымовых газов, т/ч Веществ. Вход false 180
Po2 Выходное давление дымовых газов, ата Веществ. Выход false 1
To2 Выходная температура дымовых газов, K Веществ. Вход false 0
Fstm Расход пара в барабане, т/ч Веществ. Выход false 0
Tv Температура воды в барабане, K Веществ. Выход false 0
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход false 200

Программа

// Water
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi1, Pi1, 293, Si1, EVAL_REAL, Po1, 293, So1, lo1, 1e3, 0.001, 0.01, f_frq);
Fi1 = max(0, Fi1);

// Steam
Lo = max(0, min(100,Lo+(Fi1-Fstm)*100/(Vi1*1000*f_frq)));
To1 = (100*pow(Po1,0.241)+5) + 273;

if(Tv < To1) {
  Tv += (k*S*(Ti2-Tv)-Fi1*0.00418*(Tv-Ti1))/f_frq;
  Fstm = 0;
}
if(Tv >= To1) {
  Tv = To1;
  Lambda = 2750-0.00418*(Tv-273);
  Fstm = (5*S*Fi2*(Ti2-Tv)-Fi1*0.00418*(Tv-Ti1))/(Po1*Lambda);
}

To2 = Ti2-Tv/k;
Po1 = max(0, min(100,Po1+0.27*(Fstm-Fo)/(1.2*0.98*((1-Lo/100)*Vi1+So1*lo1)*f_frq)));

// Smoke gas
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi2, Pi2, 293, Si2, Fo2, Po2, 293, Si2, 30, 1.2, 0.98, 0.01, f_frq);

2.8 Котёл: топка (boilerBurner)

Модель топки котлоагрегата, работающего на трех видах топлива, исходно это: доменный, коксовый и природный газы.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi1 Входной расход доменного газа, т/ч Веществ. Выход false
Pi1 Входное давление доменного газа, ата Веществ. Вход false
Ti1 Входная температура доменного газа, K Веществ. Вход false 40
Si1 Входное сечение трубы доменного газа, м2 Веществ. Вход false
Fi2 Входной расход природного газа, т/ч Веществ. Выход false
Pi2 Входное давление природного газа, ата Веществ. Вход false
Ti2 Входная температура природного газа, K Веществ. Вход false 20
Si2 Входное сечение трубы природного газа, м2 Веществ. Вход false
Fi3 Входной расход коксового газа, т/ч Веществ. Выход false
Pi3 Входное давление коксового газа, ата Веществ. Вход false
Ti3 Входная температура коксового газа, K Веществ. Вход false 0
Si3 Входное сечение трубы коксового газа, м2 Веществ. Вход false
Fi4 Входной расход воздуха, т/ч Веществ. Выход false
Pi4 Входное давление воздуха, ата Веществ. Вход false
Ti4 Входная температура воздуха, K Веществ. Вход false 20
Si4 Входное сечение трубы воздуха, м2 Веществ. Вход false
Fo Выходной расход дымовых газов, т/ч Веществ. Вход false
Po Выходное давление дымовых газов, ата Веществ. Выход false
To Выходная температура дымовых газов, K Веществ. Выход false
So Выходное сечение трубы, м2 Веществ. Вход false 90
lo Выходная длина трубы, м Веществ. Вход false
V Объём топки, м3 Веществ. Вход false 830
CO Процент содержания CO в дымовых газах, % Веществ. Выход false
O2 Процент содержания O2 в дымовых газах, % Веществ. Выход false
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход false 200

Программа

using DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp;
pipeBase(Fi1, Pi1, Ti1, Si1, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, 1.2, 0.95, 0.01, f_frq); Fi1 = max(0, Fi1);
pipeBase(Fi2, Pi2, Ti2, Si2, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, 0.7, 0.95, 0.01, f_frq); Fi2 = max(0, Fi2);
pipeBase(Fi3, Pi3, Ti3, Si3, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, 1.33, 0.95, 0.01, f_frq); Fi3 = max(0, Fi3);
pipeBase(Fi4, Pi4, Ti4, Si4, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, 1.293, 0.95, 0.01, f_frq); Fi4 = max(0, Fi4);

Neobhod_vzd = Fi1 + 10*Fi2 + 4*Fi3;
F_DG = Fi1 + Fi2 + Fi3 + Fi4;
O2 = max(0, min(100,(Fi4-Neobhod_vzd)*100/F_DG));
CO = min(100, (O2<1) ? (1.2*abs(O2)) : 0);
koef = min(1, Fi4/Neobhod_vzd);
Q = koef*(8050*Fi2+3900*Fi3+930*Fi1);
delta_t = Q/(F_DG*1.047);
To = max(0, min(2000,(delta_t+(Ti4-273)+(Ti3-273)*(Fi3/Fi1)+(Ti2-273)*(Fi2/Fi1)+(Ti1-273)*(Fi1/Fi4))+273));

Po = max(0, min(10,Po+0.27*(F_DG-Fo)/(1.2*0.95*(So*lo+V)*f_frq)));

2.9 Сеть: нагрузка (net)

Нагрузка с фиксированным давлением сети. Содержит параметр для подключения шума.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 10
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Po Задание выходного давления, ата Веществ. Вход false 1
So Сечение трубы на выходе, м2 Веществ. Вход false 0.1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
Noise Шум входного расхода Веществ. Вход false 1
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 200

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi, Pi, 293, So, EVAL_REAL, Po, 293, So, 10, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);

2.10 Источник: давление (src_press)

Источник с фиксированным давлением. Содержит параметр для подключения шума.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Pi Задание входного давления, ата Веществ. Вход false 10
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
So Сечение трубы на выходе, м2 Веществ. Вход false 0.1
lo Длина трубы на выходе, м Веществ. Вход false 100
Noise Шум входного давления Веществ. Вход false 1
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
f_frq Частота обчислення, Гц Веществ. Вход true 200
Fit Входной расход, удержанный Веществ. Выход true 0

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fit, Pi*Noise, 293, So, Fo, Po, 293, So, lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);

2.11 Воздушный холодильник (cooler)

Модель воздушного охладителя газового потока.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Ti Входная температура, К Веществ. Вход false 273
Si Сечение трубок, м2 Веществ. Вход false 0.05
li Общая длина трубок, м Веществ. Вход false 10
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
To Выходная температура, К Веществ. Выход false 273
So Выходное сечение трубы, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo Длина выходной трубы, м Веществ. Вход false 10
Tair Температура охлаждения воздуха, К Веществ. Вход false 283
Wc Производительность холодильника Веществ. Вход false 200
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Ct Теплоёмкость среды Веществ. Вход false 100
Rt Тепловое сопротивление Веществ. Вход false 1
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 200

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi, Pi, 293, Si, Fo, Po, 293, So, lo, Q0, 0.95, 0.01, f_frq);
Qr = Q0 + Q0*0.95*(Pi-1);
To += (Fi*(Ti-To)+Wc*(Tair-To)/Rt)/(Ct*(Si*li+So*lo)*Qr*f_frq);

2.12 Компрессор газовый (compressor)

Модель газового компрессора. Учитывает эффект помпажа. Помпаж вычисляется по газо-динамической кривой, исходя из которой получается коэффициент запаса по помпажу.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Ti Входная температура, К Веществ. Вход false 273
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
To Выходная температура, К Веществ. Выход false 273
So Выходное сечение трубы, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo Длина выходной трубы, м Веществ. Вход false 2
Kmrg Коэффициент запаса по помпажу Веществ. Выход false 0.1
N Обороты компрессора, тыс. об./мин Веществ. Вход false 0
V Объём компрессора, м3 Веществ. Вход false 7
Kpmp Коэффициент помпажа, точка помпажа Веществ. Вход false 0.066
Kslp Коэффициент наклона помпажной кривой Веществ. Вход false 0.08
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
Ct Теплоёмкость среды Веществ. Вход false 100
Riz Тепловое сопротивление изоляции Веществ. Вход false 100
Fwind Скорость воздуха Веществ. Вход false 1
Twind Температура воздуха, К Веществ. Вход false 273
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 200
Fit Входной расход, удержанный Веществ. Выход true 0

Программа

Pmax = max(Pi, Po);
Pmin = min(Pi, Po);
Qr = Q0 + Q0*Kpr*(Pi-1);
Qrf = Q0 + Q0*Kpr*(Pmax-1);
Ftmp = (N > 0.1) ? (1-10*(Po-Pi)/(Qr*(pow(N,3)+0.1)*Kpmp)) : 1;
Kmrg = 1-Ftmp;  //The margin coefficient
Fi = V*N*Qr*sign(Ftmp)*pow(abs(Ftmp),Kslp)+
     0.3*(4*So*Qrf/(0.01*lo*1.7724+4*Qrf))*sign(Pi-Po)*pow(Qrf*(Pmax-max(Pmax*0.528,Pmin)),0.5);
Fit -= (Fit-Fi)/max(1,(lo*f_frq)/max(1e-4,abs(Fi/(Qrf*So))));
Po = max(0, min(100,Po+0.27*(Fi-Fo)/(Q0*Kpr*So*lo*f_frq)));

To += (abs(Fi)*(Ti*pow(Po/Pi,0.3)-To)+(Fwind+1)*(Twind-To)/Riz)/(Ct*(V+So*lo)*Qr*f_frq);

2.13 Источник: расход (src_flow)

Источник с фиксированным расходом. Содержит параметр для подключения шума.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Задание входного расхода, т/ч Веществ. Вход false 10
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 10
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
So Сечение трубы на выходе, м2 Веществ. Вход false 0.1
lo Длина трубы на выходе, м Веществ. Вход false 100
Noise Шум входного расхода Веществ. Вход false 1
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 100

Программа

Po = max(0, min(100,Po+0.27*(Noise*Fi-Fo)/(Q0*Kpr*So*lo*f_frq)));

2.14 Труба-база (pipeBase)

Реализация базовых основ модели трубы:

  • расход в трубе с учётом: скорости движения, перепада давления, сопротивления за счёт трения и критического истечения;
  • расчёт давления;
  • учёт плотности среды и степени её сжимаемости как для газов, так и для жидкостей.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Ti Входная температура, К Веществ. Вход false 293
Si Входное сечение, м2 Веществ. Вход false 0.2
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
To Выходная температура, К Веществ. Выход false 293
So Выходное сечение, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo Выходная длина, м Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.98
Ktr Коэффициент трения Веществ. Вход false 0.01
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход false 100

Программа

Pmax = max(Pi, Po);
Pmin = min(Pi, Po);
Qr = Q0 + Q0*Kpr*(Pmax-1);
Fit = 630*(4*Si*So*Qr/(Ktr*lo*1.7724*Si+4*So*Qr))*sign(Pi-Po)*pow(Qr*(Pmax-max(Pmax*0.528,Pmin)),0.5);
Fi -= (Fi-Fit)/max(1,(lo*f_frq)/max(1,abs(Fit/(Qr*So))));
if(!Fo.isEVal()) Po = max(0, min(100,Po+0.27*(Fi-Fo)/(Q0*Kpr*So*lo*f_frq)));

2.15 Труба 1->1 (pipe1_1)

Модель узла труб по схеме "1 -> 1".

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
So Выходное сечение, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo Выходная длина, м Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 200
Pti Pti Веществ. Выход true 1
Fto Fto Веществ. Выход true 0
Pt1 Pt1 Веществ. Выход true 1
Ft1 Ft1 Веществ. Выход true 0

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi, Pi, 293, So, Ft1, Pti, 293, So, 0.33*lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Ft1, Pti, 293, So, Fto, Pt1, 293, So, 0.33*lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fto, Pt1, 293, So, Fo, Po, 293, So, 0.33*lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);

2.16 Труба 2->1 (pipe2_1)

Модель узла труб по схеме "2 -> 1".

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi1 Входной расход 1, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi1 Входное давление 1, ата Веществ. Вход false 1
Ti1 Входная температура 1, К Веществ. Вход false 273
Si1 Входное сечение 1, м2 Веществ. Вход false 0.2
Fi2 Входной расход 2, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi2 Входное давление 2, ата Веществ. Вход false 1
Ti2 Входная температура 2, К Веществ. Вход false 273
Si2 Входное сечение 2, м2 Веществ. Вход false 0.2
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
To Выходная температура, К Веществ. Выход false 273
So Выходное сечение 1, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo Выходная длина 1, м Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
Ct Теплоёмкость среды Веществ. Вход false 20
Riz Тепловое сопротивления изоляции Веществ. Вход false 20
Fwind Скорость воздуха Веществ. Вход false 1
Twind Температура воздуха, К Веществ. Вход false 273
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 100

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi1, Pi1, 293, Si1, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi2, Pi2, 293, Si2, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
Po = max(0, min(100,Po+0.27*(Fi1+Fi2-Fo)/(Q0*Kpr*So*lo*f_frq)));
To = max(0, To+(Fi1*(Ti1-To)+Fi2*(Ti2-To)+(Fwind+1)*(Twind-To)/Riz)/(Ct*So*lo*Q0*f_frq));

2.17 Труба 3->1 (pipe3_1)

Модель узла труб по схеме "3 -> 1".

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi1 Входной расход 1, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi1 Входное давление 1, ата Веществ. Вход false 1
Ti1 Входная температура 1, К Веществ. Вход false 273
Si1 Входное сечение 1, м2 Веществ. Вход false 0.2
Fi2 Входной расход 2, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi2 Входное давление 2, ата Веществ. Вход false 1
Ti2 Входная температура 2, К Веществ. Вход false 273
Si2 Входное сечение 2, м2 Веществ. Вход false 0.2
Fi3 Входной расход 3, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi3 Входное давление 3, ата Веществ. Вход false 1
Ti3 Входная температура 3, К Веществ. Вход false 273
Si3 Входное сечение 3, м2 Веществ. Вход false 0.2
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ата Веществ. Выход false 1
To Выходная температура, К Веществ. Выход false 273
So Выходное сечение 1, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo Выходная длина 1, м Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
Ct Теплоёмкость среды Веществ. Вход false 20
Riz Тепловое сопротивление изоляции Веществ. Вход false 20
Fwind Скорость воздуха Веществ. Вход false 1
Twind Температура воздуха, К Веществ. Вход false 273
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 100

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi1, Pi1, 293, Si1, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi2, Pi2, 293, Si2, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi3, Pi3, 293, Si3, EVAL_REAL, Po, 293, So, lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
Po = max(0, min(100,Po+0.27*(Fi1+Fi2+Fi3-Fo)/(Q0*Kpr*So*lo*f_frq)));
To = max(0, To+(Fi1*(Ti1-To)+Fi2*(Ti2-To)+Fi3*(Ti3-To)+(Fwind+1)*(Twind-To)/Riz)/(Ct*So*lo*Q0*f_frq));

2.18 Труба 1->2 (pipe1_2)

Модель узла труб по схеме "1 -> 2".

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Fo1 Выходной расход 1, т/ч Веществ. Вход false 0
Po1 Выходное давление 1, ата Веществ. Выход false 1
So1 Выходное сечение 1, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo1 Выходная длина 1, м Веществ. Вход false 10
Fo2 Выходной расход 2, т/ч Веществ. Вход false 0
Po2 Выходное давление 2, ата Веществ. Выход false 1
So2 Выходное сечение 2, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo2 Выходная длина 2, м Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
f_frq Частота обсчёта (Гц) Веществ. Вход true 100
F1tmp Временный расход 1 Веществ. Выход true 0
F2tmp Временный расход 2 Веществ. Выход true 0
Pot1 Выходное давление удержанное Веществ. Выход true 1
Pot2 Выходное давление удержанное Веществ. Выход true 1

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(F1tmp, Pi, 293, So1, Fo1, Po1, 293, So1, lo1, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(F2tmp, Pi, 293, So2, Fo2, Po2, 293, So2, lo2, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
Fi = F1tmp + F2tmp;

2.19 Труба 1->3 (pipe1_3)

Модель узла труб по схеме "1 -> 3".

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Fo1 Выходной расход 1, т/ч Веществ. Вход false 0
Po1 Выходное давление 1, ата Веществ. Выход false 1
So1 Выходное сечение 1, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo1 Выходная длина 1, м Веществ. Вход false 10
Fo2 Выходной расход 2, т/ч Веществ. Вход false 0
Po2 Выходное давление 2, ата Веществ. Выход false 1
So2 Выходное сечение 2, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo2 Выходная длина 2, м Веществ. Вход false 10
Fo3 Выходной расход 3, т/ч Веществ. Вход false 0
Po3 Выходное давление 3, ата Веществ. Выход false 1
So3 Выходное сечение 3, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo3 Выходная длина 3, м Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 100
F1tmp Временный расход 1 Веществ. Выход true 0
F2tmp Временный расход 2 Веществ. Выход true 0
F3tmp Временный расход 3 Веществ. Выход true 0
Pot1 Временное давление 1 Веществ. Выход true 1
Pot2 Временное давление 2 Веществ. Выход true 1
Pot3 Временное давление 3 Веществ. Выход true 1

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(F1tmp, Pi, 293, So1, Fo1, Po1, 293, So1, lo1, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(F2tmp, Pi, 293, So2, Fo2, Po2, 293, So2, lo2, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(F3tmp, Pi, 293, So3, Fo3, Po3, 293, So3, lo3, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
Fi = F1tmp + F2tmp + F3tmp;

2.20 Труба 1->4 (pipe1_4)

Модель узла труб по схеме "1 -> 4".

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ата Веществ. Вход false 1
Fo1 Выходной расход 1, т/ч Веществ. Вход false 0
Po1 Выходное давление 1, ата Веществ. Выход false 1
So1 Выходное сечение 1, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo1 Выходная длина 1, м Веществ. Вход false 10
Fo2 Выходной расход 2, т/ч Веществ. Вход false 0
Po2 Выходное давление 2, ата Веществ. Выход false 1
So2 Выходное сечение 2, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo2 Выходная длина 2, м Веществ. Вход false 10
Fo3 Выходной расход 3, т/ч Веществ. Вход false 0
Po3 Выходное давление 3, ата Веществ. Выход false 1
So3 Выходное сечение 3, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo3 Выходная длина 3, м Веществ. Вход false 10
Fo4 Выходной расход 4, т/ч Веществ. Вход false 0
Po4 Выходное давление 4, ата Веществ. Выход false 1
So4 Выходное сечение 4, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo4 Выходная длина 4, м Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 100
F1tmp Временный расход 1 Веществ. Выход true 0
F2tmp Временный расход 2 Веществ. Выход true 0
F3tmp Временный расход 3 Веществ. Выход true 0
F4tmp Временный расход 4 Веществ. Выход true 0
Pot1 Временное давление 1 Веществ. Выход true 1
Pot2 Временное давление 2 Веществ. Выход true 1
Pot3 Временное давление 3 Веществ. Выход true 1
Pot4 Временное давление 4 Веществ. Выход true 1

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(F1tmp, Pi, 293, So1, Fo1, Po1, 293, So1, lo1, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(F2tmp, Pi, 293, So2, Fo2, Po2, 293, So2, lo2, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(F3tmp, Pi, 293, So3, Fo3, Po3, 293, So3, lo3, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(F4tmp, Pi, 293, So4, Fo4, Po4, 293, So4, lo4, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
Fi = F1tmp + F2tmp + F3tmp + F4tmp;

2.21 Клапан: исполнительный механизм (valveMech)

Модель исполнительного механизма клапана. Включает время хода и время отрыва.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
pos Положение, % Веществ. Выход false 0
pos_sensor Положение по датчику, % Веществ. Выход false 0
com Команда Веществ. Вход false 0
st_open Состояние "Открыто" Логич. Выход false 0
st_close Состояние "Закрыто" Логич. Выход false 1
t_full Время хода, секунд Веществ. Вход false 3
t_up Время срыва, секунд Веществ. Вход false 1
t_sensor Время задержки сенсора, секунд Веществ. Вход false 1
f_frq Частота обсчёта, Гц Веществ. Вход true 100
tmp_up Счётчик срыва Веществ. Выход false 0
lst_com Последняя команда Веществ. Выход false 0

Программа

if((pos >= 99 && com >= 99) || (pos <= 1 && com <= 1)) { 
  tmp_up = t_up;
  if(pos >= 99) { pos = 100; st_open = true; }
  else { pos = 0; st_close = true; }
}
else if(tmp_up > 0) tmp_up -= 1/f_frq;
else {
  st_open = st_close = false;
  lst_com += (com-lst_com)/(0.5*t_full*f_frq);
  pos += (lst_com-pos)/(0.5*t_full*f_frq);
}
pos_sensor += (pos-pos_sensor)/(t_sensor*f_frq);

2.22 Диафрагма (diaphragm)

Модель диафрагмы.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi Входной расход, т/ч Веществ. Выход false 0
Pi Входное давление, ata Веществ. Вход false 1
Fo Выходной расход, т/ч Веществ. Вход false 0
Po Выходное давление, ata Веществ. Выход false 1
dP Перепад давления, кПа Веществ. Выход false 0
Sdf Сечение диафрагмы, м2 Веществ. Вход false 0.1
So Выходное сечение трубы, м2 Веществ. Вход false 0.2
lo Длина трубы на выходе, м Веществ. Вход false 10
Q0 Нормальная плотность среды, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr Коэффициент сжимаемости среды [0...1] Веществ. Вход false 0.95
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход true 100

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi, Pi, 293, Sdf, Fo, Po, 293, So, lo, Q0, Kpr, 0.01, f_frq);
dP -= (dP-100*(Pi-Po))/f_frq;

2.23 Теплообменник (heatExch)

Модель теплообменника, рассчитывающая теплообмен двух потоков.

Параметры

Идентификатор Параметр Тип Режим Скрытый По умолчанию
Fi1 Входной расход 1, т/ч Веществ. Вход false 20
Pi1 Входное давление 1, ата Веществ. Вход false 1
Ti1 Входная температура 1, K Веществ. Вход false 20
Si1 Входное сечение 1, м2 Веществ. Вход false 1
li1 Входная длина 1, м Веществ. Вход false 10
Q0i1 Входная нормальная плотность 1, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr1 Входной коэффициент сжимаемости среды 1 [0...1] Веществ. Вход false 0.9
Ci1 Входная теплоёмкость 1 Веществ. Вход false 1
Fi2 Входной расход 2, т/ч Веществ. Вход false 20
Pi2 Входное давление 2, ата Веществ. Вход false 1
Ti2 Входная температура 2, K Веществ. Вход false 40
Si2 Входное сечение 2, м2 Веществ. Вход false 1
li2 Входная длина 2, м Веществ. Вход false 10
Q0i2 Входная нормальная плотность 2, кг/м3 Веществ. Вход false 1
Kpr2 Входной коэффициент сжимаемости среды 2 [0...1] Веществ. Вход false 0.9
Ci2 Входная теплоёмкость 2 Веществ. Вход false 1
ki Коэффициент теплоотдачи Веществ. Вход false 0.9
Fo1 Выходной расход 1, т/ч Веществ. Вход false 0
Po1 Выходное давление 1, ата Веществ. Выход false 1
To1 Выходная температура 1, K Веществ. Выход false 273
So1 Выходное сечение 1, м2 Веществ. Выход false 1
lo1 Выходная длина 1, м Веществ. Выход false 10
Fo2 Выходной расход 2, т/ч Веществ. Вход false 0
Po2 Выходное давление 2, ата Веществ. Выход false 1
To2 Выходная температура 2, K Веществ. Выход false 273
So2 Выходное сечение 2, м2 Веществ. Выход false 1
lo2 Выходная длина 2, м Веществ. Выход false 10
f_frq Частота вычисления, Гц Веществ. Вход false 200

Программа

DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi1, Pi1, Ti1, Si1, Fo1, Po1, 293, So1, lo1, Q0i1, Kpr1, 0.01, f_frq);
DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.pipeBase(Fi2, Pi2, Ti2, Si2, Fo2, Po2, 293, So2, lo2, Q0i2, Kpr2, 0.01, f_frq);

To1 = max(0, min(1e4,(Fi1*Ti1*Ci1+ki*Fi2*Ti2*Ci2)/(Fi1*Ci1+ki*Fi2*Ci2)));
To2 = max(0, min(1e4,(ki*Fi1*Ti1*Ci1+Fi2*Ti2*Ci2)/(ki*Fi1*Ci1+Fi2*Ci2)));