Uma metodologia de suporte a Hardware-in-the-loop-Simulation para modelagem de uma caldeira a gás

Abstract

Resumo: Esse trabalho propõe uma metodologia de modelagem de componentes físicos através de uma linguagem apropriada e de um formalismo gráfico. Essa metodologia substitui os componentes do sistema por modelos matemáticos, introduzindo-os em uma malha fechada, fazendo com que estes modelos matemáticos cumpram especificações definidas no projeto de novos sistemas de controle. Hardware-in-the-loop (HILS) é uma simulação onde se associam componentes reais em ambientes virtuais. A partir de um circuito elétrico serão mostradas todas as classes utilizadas, detalhando sua estrutura e seu comportamento. Através de uma caldeira (plataforma real) é feita uma modelagem a partir das leis termodinâmicas e sua simulação é feita através de técnicas e métodos numéricos de integração, DASSL e EULER, para serem usadas em simulações em tempo real. Também são estimadas todas as propriedades termodinâmicas da água e vapor na condição de saturação em função da pressão necessária para o funcionamento da caldeira. A metodologia proposta servirá para todo e qualquer tipo de sistemas.

Abstract: This work proposes creating a methodology of modeling the physical components using an appropriate computational language and a graphical formalism. The methodology substitutes the components of the system for mathematical models, inserting them in a closed loop, making with that these mathematical models fulfill definitive specifications in the project of new systems of control. Hardware-in-the-loop simulation is a technology that associates a simulation of real components in virtual environment. From an electric circuit it will be shown to all the used classes, detailing the structure and the it behavior. Through a boiler is made a modeling from the thermodynamic laws and its simulation is made through techniques and numerical methods of integration (DASSL and EULLER) to be used in real-time simulation. For the functioning of the boiler is necessary to esteem the thermodynamic properties of water and steam in the condition of saturation in function of the pressure. The methodology proposal will serve for all kind of system