工业数字孪生项目3任务3 运行时参数与运行时表达式的设置与应用

项目3MCD仿真的

自动化控制任务3运行时参数与运行时表达式的设置与应用目录01任务说明02知识准备03任务实施04任务评价与拓展任务说明1任务说明

本任务以使用DLDS-532实训平台中自动供料单元（一站）深度检测模块进行物料深度检测的功能为例，介绍MCD仿真中运行时参数和运行时表达式的创建、设置及使用方法。通过完成本任务，学生将掌握NXMCD仿真环境中对仿真模型与对象的参数进行自动化控制的一种方法，以及对其加以应用的技巧，从而为完成更复杂与综合化的仿真任务做好准备。知识准备2知识准备

1.运行时参数的概念

在NXMCD仿真环境中，运行时参数是指一类由定义的参数，用于在仿真运行的过程中，对仿真模型与对象的参数进行查看、计算以及修改。所创建的运行时参数本身并不直接与仿真模型、对象的参数存在联系，而是必须通过运行时表达式、信号适配器、仿真序列等方式与模型、对象的参数建立连接，才能被赋予物理意义。知识准备

2.运行时参数的参数选项

如图3-13所示，在创建运行时参数的过程中一般有以下常用选项。（1）参数

此处以表的形式展示已被添加到该组中的所有运行时参数。各个运行时参数的名称、类型、值、单位都在表中显示。还可以在此修改运行时参数的默认值，并对运行时参数做排序和移除操作。（2）参数属性

在此为拟创建的运行时参数输入名称，并选择/输入其类型、值、量纲、单位。其中，运行时参数的类型包括布尔型、整型、双精度型、字符串，其中只有双精度型具有量纲与单位。完成输入和选择后，单击“接受”图标即可完成当前运行时参数的创建，并将其加入该组运行时参数的列表中。（3）名称

可自行设置运行时参数组的名称，以便后续辨认管理。该选项为可选项，如果不进行设置，软件会自动为运行时参数分配名称。图3-13知识准备

3.运行时表达式的概念

在NXMCD仿真环境中，运行时表达式是指一类由定义的表达式，用于在仿真运行的过程中，对仿真模型与对象的参数或运行时参数进行计算、修改、赋值。每个运行时表达式都以一个仿真模型与对象的参数或运行时参数作为赋值对象，其结果可由多个不同参数与常量经过简单算术运算、数学函数运算、条件分支判断等处理后得出。知识准备

3.运行时表达式的参数选项

如图3-14所示，在“运行时表达式”对话框中，有以下参数选项。（1）要赋值的参数

通过单击“选择对象”，可选中仿真模型或机电导航器等处的一个对象，并进一步在“属性”下拉列表框中选择已选中对象的具体参数，作为当前运行时表达式的赋值目标（2）显示图标

此处的下拉列表框选项决定了在创建或编辑运行时表达式时，为便于操作，在仿真模型界面显示的图标种类。（3）输入参数

通过单击“选择对象”，可选中仿真模型或机电导航器等处的对象，并进一步在“属性”下拉列表框中选择已选中对象的具体参数，作为当前运行时表达式的可用参数。选择完成后，单击“添加参数”按钮，即可将所选参数加入下方的参数列表中。参数列表中分别显示各个参数的别名、对象、参数、数据类型和单位。图3-141）可自行设置运行时表达式的“表达式名称”，以便后续辨认管理。该选项为可选项，如果不进行设置，软件会自动为表达式分配名称。2）“公式”是运行时表达式的核心，规定了运行时表达式对应的赋值目标参数是如何通过各个输入参数计算、处理得出的。在编辑公式时，可以通过单击“插入函数”或直接输入对应的函数名称使用支持的数学函数，也可以通过单击“插入条件”或直接输入公式建立条件分支判断结构。“扩展文本输入”则提供了一种更为清晰、带有换行结构的公式编辑界面。知识准备（4）表达式任务实施3任务实施

（1）准备工作

为使深度检测模块正确工作，首先需要进行如下的准备工作：1）为深度检测模块中的检测伸缩气缸与检测升降气缸，以及位于一站传输带上方深度检测位置的料盒瓶体创建刚体，并为其创建默认关闭的对象源。2）为深度检测位置处的料盒、深度检测探杆与一站传输带上表面创建碰撞体。3）为检测伸缩气缸与检测升降气缸分别创建滑动副。在此，需要将滑动副的“运动类型"选项设置为“运动学”。4）为检测伸缩气缸与检测升降气缸分别创建位置控制。5）使用“分析”选项卡下“测量”组中的“测量”功能，测量并记录深度检测探杆底面与一站传输带上表面的最小垂直距离（简称“最小垂直距离”）。测量并记录料盒的盒底高度，即其盒底的上、下两面间的最小垂直距离（简称“盒底高度”）。在本任务中，目标是创建并设置运行时参数和运行时表达式，配合DLDS-532实训平台中的自动供料单元（一站）深度检测模块执行深度检测动作，并输出所测量的物料深度数值。在功能的实现过程中，模型中的各个元素必须能够正确互动。

任务实施1）单击“主页”选项卡下“机械”组中的“更多”按

运行时参数参数钮，并在弹出的菜单中选择“定制行为”类别下的“运行时参数”。2）在“参数属性”部分分别将“名称”“类型”“量纲”“值”设置为“深度值”“双精度型”“长度”“0”（单位为mm），单击“接受”图标。3）根据实际需要，为运行时参数组设置名称。至此，对该运行时参数的设置如图3-15所示。4）单击“确定”按钮，完成运行时参数的创建与设置。后续若有需要，可在机电导航器中双击对应的参数组以进行修改。

（2）用于记录深度值的运行时参数的创建与设置图3-15任务实施1）单击“主页”选项卡下“机械”组中的“更多”按钮，并在弹出的菜单中选择“定制行为”类别下的“运行时表达式”。2）在“要赋值的参数”部分单击“选择对象”，在机电导航器中选中此前创建的运行时参数组，并确认“属性”下拉列表框中的对应参数为“深度值”。3）在“输入参数”部分单击“选择对象”，在仿真模型或机电导航器中选中检测升降气缸所对应的滑动副，选择“参数名称”为“位置”，单击“添加参数”按钮，并在下方的列表中为滑动副的位置参数设置一个便于记忆与使用的别名。4）在“公式”部分，输入此前记录的最小垂直距离，并令其减去上一步中添加的滑动副位置参数。（3）用于计算深度值的运行时表达式的创建与设置任务实施5）根据实际需要，为运行时表达式设置名称。至此，对该运行时表达式的设置如图3-16所示。6）单击“确定”按钮，完成运行时表达式的创建与设置。后续若有需要，可在资源条的运行时表达式”部分双击对应的表达式以进行修改。图3-16任务实施1）将各运动副、执行器、运行时参数添加到运行时察看器。2）单击“主页”选项卡下“仿真”组中的‘播放”按钮开始仿真。3）在仿真开始后，在机电导航器中选择深度检测位置的料盒瓶体对应的对象源，生成待测料盒。4）在运行时察看器中通过改变对应执行器的参数，控制检测伸缩气缸伸出，并使其保持在伸出位置。在此过程中，检测升降气缸应位于初始位置。5）在运行时察看器中，查看并记录此时的深度值。不难发现，此深度值约等于此前测量并记录的最小垂直距离减去盒底高度。6）为模拟实体设备进行深度检测，通过在运行时察看器中改变对应执行器的参数，控制检测升降气缸逐步下落。7）在深度检测探杆碰撞体与盒底上表面接触后，读取并记录深度值，并将其与此前测量并记录的盒底高度进行比较。至此，初步完成了运用运行时参数和运行时表达式测量物料深度的效果验证。（4）运用运行时参数和运行时表达式测量物料深度的效果验证任务评价与拓展4任务评价与拓展序号评价内容评价标准配分得分1使用运行时参数和运行时表达式测量物料深度深度值的初始值约等于此前测量并记录的最小垂直距离减去盒底高度20控制检测伸缩气缸伸出，深度值保持不变30控制检测升降气缸逐步下落，直至深度检测探杆碰撞体与盒底上表面接触，深度值与此前测量并记录的盒底高度足够接近（误差≤1mm）50任务评价与拓展

1、正确深度检测结果的保存

在完成以上任务的基础上，思考如何运用本任务中所学习的内容，即传感器、运行时参数、运行时表达式等，将正确的深度检测结果（深度值）在深度检测模块各气缸完成测量并开始复位后保存下来，验证思路是否可行。课后练习任务评价与拓展

2.深度值的更新控制

在完成以上任务的基础上，思考如何运用本任务中所学习的内容，即传感器、运行时参数、运行时表达式等，控制深度值在深度检测探杆与料盒瓶体发生交互前不发生变化，以模拟实体设备的测量值变化过程，并验证思路是否可行。课后练习任务评价与拓展1.插入函数下面对在运行时表达式中插入函数的方法进行简单介绍。1）在“运行时表达式”对话框中，添加要赋值的参数的对象及其属性。2）在“运行时表达式”对话框中，添加赋值过程中必要的输入参数的对象及其参数。3）在“运行时表达式”对话框的“表达式名称”栏中，对表达式进行命名。4）单击“公式”栏中右侧的“插入函数”，在所弹出对话框的“输入关键字以搜索函数”栏中输入关键字，以便查找需要的函数。5）如果不能确定关键字，可以在“选择类别”中选择“Math”或者“MCD”类别，查看“函数”栏中显示的各函数意义，并根据需要选择对应的函数。任务拓展任务评价与拓展2.插入条件下面对在运行时表达式中插入条件的方法进行简单介绍。1）在“运行时表达式”对话框中，添加要赋值的参数的对象及其属性。2）在“运行时表达式”对话框