INTRODUCCIÓN A XCOS (SCILAB)

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1 CACHEME.ORG INTRODUCCIÓN A XCOS (SCILAB) CREACIÓN Y RESOLUCIÓN DE MODELOS CON XCOS (SCILAB) Noviembre

2 Índice de Contenido 1. NOTA INTRODUCCIÓN Superbloques y Enmascaramiento para el RCTA Creación de un superbloque Enmascaramiento del superbloque UNIÓN ENTRE SCILAB Y XCOS Asignar contexto Bloques de unión Videos recomendados en la red: Bibliografía:... 16

3 1. NOTA Parte de este documento es una traducción de la página de ayuda de Scilab, 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 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 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

4 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.

5 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 dentro del 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.

6 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 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.

7 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.

8 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.

9 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.

10 Figura 8. Cambio de aspecto del superbloque. Figura 9. Superbloque enmascarado.

11 4. UNIÓN ENTRE SCILAB Y XCOS Asignar contexto Figura 10. Unión entre Scilab y Xcos 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.

12 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 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.

13 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.

14 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 )

15 Gracias a este bloque se puede trabajar con datos que hayan sido previamente guardados 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.

16 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 de tamaño 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.

17 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: Control: Bibliografía: Página de ayuda de Scilab: