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8/19/2019 Manual 2 Xcos
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CACHEME.ORG
INTRODUCCIÓN A XCOS
(SCILAB)CREACIÓN Y RESOLUCIÓN DE MODELOS CON
XCOS(SCILAB)
Noviembre 2012
www.cacheme.org
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Índice de Contenido
1. NOTA
...........................................................................................................
2
2. INTRODUCCIÓN.
........................................................................................
2
3. “Superbloques” y “Enmascaramiento” para el
RCTA. .................................. 2
3.1. Creación de un superbloque.
................................................................
2
3.2. Enmascaramiento del superbloque.
...................................................... 5
4. UNIÓN ENTRE SCILAB Y XCOS.
.............................................................
10
4.1. Asignar contexto
.................................................................................
10
4.2. Bloques de unión
................................................................................
11
Videos recomendados en la red:
......................................................................
16
Bibliografía:
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16
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1. NOTA
Parte de este documento es una traducción de la página de ayuda
de Scilab,
http://help.scilab.org/, que explica el funcionamiento del
entorno de Xcos.
Este documento pretende ayudar a los usuarios hispano hablantes
a utilizar el
programa, conociendo en primer lugar las opciones y
características que este
ofrece.
¡Esperamos que os sea de utilidad!
2. INTRODUCCIÓN.
Vistas en el manual anterior todas las opciones que ofrece el
entorno de
programación gráfica de Xcos, se utilizará todo lo aprendido
para resolver
problemas más o menos complejos de Ingeniería Química e
Ingeniería
Ambiental. Este manual completa el video de
enmascaramiento de
subsistemas al que se puede acceder
desde www.cacheme.org.
Además siguiendo con el guion se tratarán de hacer los
diagramas de bloques
más sencillos gracias a las opciones de creación y
enmascaramiento de
subsistemas (superbloques), así como las opciones que aúnan los
entornos de
Xcos con Scilab.
3. “Superbloques” y “Enmascaramiento” para el RCTA.
3.1. Creación de un superbloque.
Ya se vio en la unidad anterior cómo resolver las ecuaciones de
un sistema
formado por un reactor continuo de tanque agitado gracias a
Xcos, donde varía
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la altura del nivel del líquido del tanque y su temperatura, la
figura 1 muestra el
problema resuelto:
Figura 1. Resolución del diagrama RCTA.
Figura 2. Esquema de un RCTA.
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No obstante, este diagrama es difícil de entender para alguien
que no haya
creado el sistema, de manera que al trabajar de esta forma, para
modificar
alguno de los parámetros y realizar varias simulaciones, es una
tarea ardua
que requiere de un gran esfuerzo. Es por ello que el problema se
va a modificar
de manera que a partir de ahora se trabajará mediante el uso de
superbloques,
que dan al programa mayor claridad y facilidad de trabajo.
Recuerda: Etiqueta todas las señales para no perder
información cuando se
crea el subsistema.
Se seleccionan todos los bloques y enlaces que se desean que
entren dentrodel superbloque y clicamos en la pestaña
“Editar ” de Xcos, seleccionando la
opción “Región al Superbloque”.
Figura 3. Realizar superbloque.
Gracias a esta opción se tiene el problema resuelto de forma
mucho más clara,
dónde sólo se ven las entradas y salidas del sistema, y no el
método de
resolución.
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Figura 4. Diagrama del RCTA con el superbloque.
Recuerda: para ver de nuevo los bloques de resolución haz
doble click sobre
el subsistema y con el botón derecho sobre el bloque selecciona
la opción de
mirar debajo de la máscara.
Llegados a este momento un usuario del programa podría
seleccionar las
entradas y salidas del problema sin necesidad de entender cómo
se ha resuelto
el problema, y sin la abrumadora visión que provoca el enredo de
bloques.
3.2. Enmascaramiento del superbloque.
Mayor facilidad de manejo del programa creado tras hacer el
superbloque, lo
proporciona el enmascaramiento. Esta opción de Xcos proporciona
al
superbloque identidad propia, como la que tienen el resto de
bloques del
programa. De esta forma se puede acceder a las opciones del
bloque, una vez
desarrollaras estas, para cambiar los parámetros del sistema sin
necesidad de
cambiar los bloques que componen el problema. Se puede además
editar la
documentación que acompañará al bloque creado, así como la
imagen (icono)
que tiene este.
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Todo ello da la visión al usuario de un bloque que atiende a las
necesidades
del problema, sin tener que conocer para nada cómo se resuelve
este. Podrá
cambiar además de las entradas y salidas del sistema, los
parámetros de este,
como podría ser en el caso del RCTA el volumen del reactor o la
densidad de
líquido. Gracias a esto Xcos convierte la resolución del
problema en una
potente herramienta de simulación, en la cual cambiar los
parámetros del
sistema es tan sencillo como introducirlos.
Para acceder a estas opciones se pulsa con el botón derecho del
ratón sobre el
subsistema y se elige la opción de “Mascara de
superbloque” y “crear”.
Figura 5. Creación de la máscara del superbloque.
Tras acceder a las opciones del enmascaramiento, aparece una
ventana de
diálogo que permite crear el bloque del reactor a partir del
superbloque. El
cuadro de diálogo da opción de establecer los parámetros a
introducir.
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Figura 6. Editor de la máscara.
Al cambiar el número de filas a 2, una nueva línea para
las variables aparece.
Si haces click en "nombre de la variable" bajo "los nombres de
variables",
obtendrás una lista desplegable de modo que se puede elegir una
variable de
la lista si hay más de una en el superbloque. Se hace doble clic
en "nombre de
la variable" bajo "Descripción de variables" hecho que permite
cambiar la
descripción. Si la opción "Editable" está seleccionada, se
abrirá una ventana
para editar el valor de la variable.
A diferencia de Simulink®, para cambiar el aspecto del
superbloque, no se
hace a través de las opciones de enmascaramiento, sino con las
opciones de
edición. Para ello, se pulsa sobre el bloque con el botón
derecho y en la opción
de formato se pulsa sobre “editar”.
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Figura 7. Edición del superbloque.
Aparece entonces un cuadro de diálogo donde se puede
editar varias
características del bloque, como el texto que muestra, o los
colores de este.
Además puedes hacer que se vea un icono previamente
dibujado si se
selecciona la pestaña de color de relleno incluyendo a
continuación la “Image
path”, tal como se muestra en la figura 8.
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Figura 8. Cambio de aspecto del superbloque.
Figura 9. Superbloque enmascarado.
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4. UNIÓN ENTRE SCILAB Y XCOS.
Figura 10. Unión entre Scilab y Xcos
4.1. Asignar contexto
La opción de asignar contexto realiza un vínculo entre Xcos y
Scilab, de
manera que se ejecute un archivo de función de Scilab antes de
que se simule
el diagrama de bloques una vez pulsado el “ejecutar” de
Xcos.
Este artículo abre el siguiente cuadro de diálogo en el que
puede escribir la
secuencia de valores de los diferentes parámetros o bien el
nombre del archivo
de función de Scilab que se ejecutará antes del diagrama de
bloques de Xcos,
al igual que se hacía en el apartado de “InitFcn” de
Simulink®.
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Recuerda: Puedes introducir aquí las instrucciones de
Scilab para definir los
parámetros simbólicos Xcos utilizados en las definiciones de los
bloques o para
hacer lo que quieras. (InitFcn en Simulink®)
Estas instrucciones se evalúan cada vez que se carga el
diagrama. Si cambias
el valor de algunos parámetros Xcos simbólicos en el contexto,
todos los
bloques que contienen este parámetro simbólico se actualizan
cuando se haga
‘clic’ en Aceptar.
Recuerda: Introduce en el cuadro el valor de todas los
parámetros antes de
utilizar su símbolo en cualquier bloque, ya que Xcos no acepta
ningún símbolo
no numérico que no haya sido definido previamente.
4.2. Bloques de unión
Bloque WFILE_f (“To File”)
Este bloque permite escribir los resultados de obtenidos en un
diagrama de
bloques de Xcos a través de una señal. Al unir el enlace al
bloque y ejecutar,
los datos que este transporta se guardan en un archivo de
Scilab.
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Figura 11. Cuadro de diálogo de bloque WFILE.
Al abrir el cuadro de diálogo se pueden seleccionar las
siguientes opciones:
Tamaño de entrada
Esto fija el tamaño de entrada.
Propiedades: Tipo 'vec' de tamaño 1.
Nombre del archivo
Es una cadena de caracteres que define el nombre del
archivo.
Propiedades: El tipo 'string' de tamaño 1.
Formato de salida
Es una cadena de caracteres que define el formato en que se
escribe el
archivo.
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Tamaño del búfer
Para mejorar la eficiencia, es posible amortiguar los datos de
entrada.
Bloque TOWS_c (“To Workspace”)
Este bloque se utiliza para poder utilizar los datos de una
señal en el espacio
de trabajo de Scilab.
Figura 12. Cuadro de diálogo del bloque TOWS
Tamaño del búfer
Ajusta el tamaño de la memoria de entrada que da el número
total de muestras
registradas durante la simulación.
Nombre de la variable en Scilab
Establece el nombre de la variable de Scilab.
Bloque RFILE_f (“From File”)
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Gracias a este bloque se puede trabajar con datos que hayan sido
previamenteguardados en un archivo de Scilab. El cuadro de diálogo
presenta las siguiente
opciones:
Figura 13. Cuadro de diálogo del bloque RFILE
El archivo es una secuencia de registros. Cada registro tiene el
tamaño de
registro de longitud + 1 y una estructura en forma de
vector.
El registro de tiempo de los parámetros permite al usuario la
selección de un
campo que representa eventos de tiempo
El parámetro Formato de salida, da el formato de registro. Para
un archivo
binario, este parámetro es una cadena vacía. Para un archivo de
texto, este
parámetro es una cadena de formato.
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Bloque FROMWSB (“From Workspace”)
El bloque FROMWSB permite trabajar con datos que están siendo
utilizados o
han sido cargados previamente en el área de trabajo de Scilab,
al igual que el
bloque “From Workspace” de Simulink®.
Figura 14. Ventana de diálogo del bloque FROMWSB.
Gracias a la ventana de diálogo se tienen las siguientes
opciones de cambio:
Nombre de variable: Esta variable se define en Scilab y
debe ser una estructura
con dos campos, es decir, un "tiempo" de tamaño (Nx1) y unos
"valores"
presentados en un tamaño de (NxM). "Tiempo" es un vector columna
detamaño Nx1 y "valores" es una matriz de tamaño "N · M".
Método de interpolación: Las variables leídas por Xcos son
valores de datos
leídos en instantes discretos dados por el campo de tiempo. Esta
opción hace
se interpole en pasos de tiempo para los datos del área de
trabajo
correspondiente. Hay cuatro métodos de interpolación
disponibles.
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0: " método de orden Zero". Este método genera una señal
constante por
tramos.
1: "método lineal". Este método genera una señal lineal a
trozos.
2: "método natural". se calcula un Sline cúbico. Este método
sólo está
disponible para los tipos de datos reales y complejos.
3: "método NOT_A_KNOT". spline cúbico. Este método sólo está
disponible
para los tipos de datos reales y complejos.
Habilitar paso por cero (0: No, 1: Sí): Permite la
detección del cruce por cero.
Salida al final (0: Cero, 1: Hold, 2: Repetición): Esta
opción permite seleccionar
un método para generar la salida una vez alcanzado el tiempo
para el cual hay
datos disponibles en el área de trabajo.
0 ("cero"): La salida se pone a cero.
1 ("Hold"): La salida se espera.
2 ("Repeat"): La salida se repite de espacio de trabajo.
Videos recomendados en la red:
EDO: http://www.youtube.com/watch?v=NPasIN3o3VU
Control: http://www.youtube.com/watch?v=nKSvAX9D1Vc
Bibliografía:
Página de ayuda de Scilab: http://help.scilab.org/
http://www.youtube.com/watch?v=NPasIN3o3VUhttp://www.youtube.com/watch?v=NPasIN3o3VUhttp://www.youtube.com/watch?v=NPasIN3o3VUhttp://www.youtube.com/watch?v=nKSvAX9D1Vchttp://www.youtube.com/watch?v=nKSvAX9D1Vchttp://www.youtube.com/watch?v=nKSvAX9D1Vchttp://help.scilab.org/http://help.scilab.org/http://help.scilab.org/http://www.youtube.com/watch?v=nKSvAX9D1Vchttp://www.youtube.com/watch?v=NPasIN3o3VU
