2.3 组件描述
1.流体工作室的主库结构
液压和气动工作室与主库结构类似。在工作室的根目录下，可找到简单回路中最常使用的组件。在工作室各组件族的根目录下，组件有单独的数学模型。流体工作室的主库如图2-17所示。
图2-17 流体工作室的主库
气动库有所不同，例如，它包括定序器、定时器和逻辑阀，但没有提升阀，如图2-18所示。
图2-18 气动工作室的主库
比例液压和气动工作室只包括连续或无限排量的组件、变换器和比例控制装置，如图2-19所示。
图2-19 比例液压和气动工作室的主库
主库中的所有符号以蓝色矩形（主符号）表示，用户可通过双击获取包含相似符号的浮动窗口。用户可以依据个人喜好从相似组件中替换主组件。选择新图案，然后单击相似符号窗口的“替换”键即可。
2.特定气动组件
气动组件的特性和对应的液压组件相似。气动回路模拟和液压系统模拟的主要区别在于没有静水压力、没有热量且空气的压缩性高于液压流体。
1）压缩机和电机压缩机按液压泵建模，如图2-20所示。
图2-20 压缩机组件
2）传感器传感器组件如图2-21所示。
图2-21 传感器组件
3）定序器定序器组件如图2-22所示。
图2-22 定序器组件
4）继电器继电器组件如图2-23所示。
图2-23 继电器组件
5）垫板模块垫板模块组件如图2-24所示。
6）逻辑单元这些阀每个都有其功能的逻辑性能。这种逻辑性能在“组件属性”对话框有所描述。
图2-24 垫板模块组件
7）逻辑阀逻辑阀组件如图2-25所示。逻辑阀属于气动组件。
图2-25 逻辑阀组件
在每个组件的属性对话框中，都有能解释组件性能的真值表，如图2-26所示。
图2-26 “或非”单元真值表示例
8）存储器单元存储器单元组件如图2-27所示。
图2-27 存储器单元组件
9）计时器计时器组件如图2-28所示。
图2-28 计时器组件
10）计数器计数器组件如图2-29所示。
图2-29 计数器组件
3.比例工作室组件
液压和气动比例组件接收移动或修改变量设置（方向阀、流量阀、压力阀、泵）的信号，通过各组件的“排量曲线”可调节线性排量。
对于比例阀，先导信号和阀芯实际位置之间的关系通过排量曲线模拟，两者之间默认是成比例的。流量和压力比例阀的属性是相同的，比例阀的每个阀芯段由定义连接器开启段的曲线作为行程（用%表示）函数。各段的流量曲线与预设阀芯位置相匹配，默认曲线不会重叠，如图2-30所示。
图2-30 开口端和阀芯位置
当两个位置发生重叠时，如图2-31所示，如果阀芯位置在总行程的1/4～3/4之间，将激活位置1和位置2。从P到A和P到B的流量也都激活。
位置的各内部通道由子组件组成。当通道只有一个管路时，可以设置流速为Cv或Kv（根据所采用的标准而定），可以指定流量函数的生成压差。这些阀与完全打开的孔口相对应。根据流量曲线（连接器打开的百分比）动态地重新计算压降。
比例调节器包含压力控制、流量控制。
在液压和气动工作室的传感器分支中包含多种模拟传感器，模拟传感器可以输出系统变量中的测量值；该变量必须使用“组件属性”、“配置”选项正确调整比例。
流体传感器可在库中找到，可用于测量流量、压力、温度和体积。通过回路中测量出的最小值和最大值（例如，Pmin=1bar，Pmax=120bar）以及最小、最大输出信号（例如，信号min=-10bar，信号max=+10bar），完成按比例增加的调节。如果测量值在极值范围之外，则输出信号将采用极值（例如，测量值为155bar，则信号值为+10bar）。
图2-31 两位置重叠
通用传感器的输出值可通过单击符号手动定义，可在属性对话框中设置所需的极值。
机械传感器是执行器的一部分，且必须使用缸体或电机的“组件属性”对话框来激活。对于缸体，通过选择“生成器”中的“传感器”按钮激活传感器。对于电机，在“传感器”选项中激活传感器。
对于各传感器，必须正确设定输出信号范围（最小和最大值）。对于不同的传感器，可能的范围如下。
➢位置：范围从0到最大扩展值；
➢速度：在+/ − 最大限值之间（高级数据）；
➢外部作用：在+/ -最大限值之间（高级数据）。
在图表中插入方向阀时，会在“变量管理器”中创建一个没有名称的比例变量类型。在管理器中通过命名对其进行修改，它就可以在变量指定中使用了，如图2-32所示。
图2-32 “变量管理器”中带可视LVDT (%)的比例阀
模拟模式中的设定点装置如图2-33所示。
图2-33 模拟模式中的设定点装置
这些组件产生模拟信号来控制比例组件（如方向阀、压力和流量阀、泵等）使用的电磁铁。为了同时控制多个设备，可通过USB接口将设备的真实指令发送给计算机。可为包含在比例（液压和气动）工作室中的操纵杆、方向盘和踏板指定硬件接口。
控制装置是创建伺服阀电子控制的一个重要组件。该组件输出一个由其他组件提供或生成的变量组合而成的变量，如图2-34所示。
图2-34 控制装置回路
上图中，控制器使用公式误差=1-1WH1.WH1-1-1S1.VS1，轮输出与计量单位输出相比较，以估算此动力转向的缸体位置。在这种情况下，控制装置将按图2-35中的值输出。
图2-35 控制器输出的计算示例
选择对话框中的误差模式以表示控制器使用PID输出。在模拟模式中，通过单击控制器可访问比例、积分和微分增益，如图2-36所示。
在误差模式中，要求的设定点和实际值的输出信号有所不同。该误差可以是设定点和实际值之间的简单差异，也可以是一个包含多种变量的复杂公式。
4.特殊模拟注意事项
对于自定义储液罐，泵可从位置高于储液罐的连接器驱动（或吸取）油液；当储液罐满容量时（根据技术特性），还能注入25% 的流体。
当选中“体积弹性模量模拟”选项且油量最少时，方向阀会产生不稳定性。这种情况取决于所使用的油的特性。油量为最少时，方向阀中使用的单向阀会产生比单独使用时更高的压缩性。
很短的动态管路即可导致模拟错误。
图2-36 PID设置