Port

Der Begriff Port wird in der Regel aus der lateinischen Sprache (porta: die Tür) abgeleitet und bezeichnet ganz unterschiedliche Dinge wie Schnittstelle oder Protokoll. In der Physik der dynamischen Systeme versteht man unter Port eine Schnittstelle (interface), durch die ein System mit der Umwelt eine mengenartige Grösse austauschen kann.

Standardport

Ein Standardport lässt einen Strom durch und besitzt ein bestimmtes Potenzial. Folgende Standardports können definiert werden

Zweig	Name	Menge	Potenzial
Hydrodynamik	Kupplung	Volumen	Druck
Elektrodynamik	Pin	elektrische Ladung	elektrisches Potenzial
Translationsmechanik	Flansch	Impuls	Geschwindigkeit
Rotationsmechanik	Flansch	Drehimpuls	Winkelgeschwindigkeit
Thermodynamik	Kontakt	Entropie	Temperatur
Chemie		Stoffmenge	chemisches Potenzial

Die durch den Port transportierte Energie lässt sich zu jedem Zeitpunkt quantifizieren: der durch den Port fliessende Energiestrom ist gleich Potenzial mal Stromstärke

[math]I_W=\varphi I_{Menge}[/math]

Modellbildungssprachen

Höhere Modellbildungssprachen wie Modelica oder VHDL-AMS basieren auf diesem Port-Konzept.

Modelica

In Modelica bilden die Ports eine eigene Klasse, die mit dem Schlüsselwort connector bezeichnet wird. Ein connector muss mindestens eine Potenzialgrösse und eine Flussgrösse enthalten. Die Flussgrösse ist mit dem Schlüsselwort flow zu charakterisieren. Werden zwei Systeme über einen connector verbunden, setzt das Programm die Potenzialgrössen gleich und formuliert für die Flussgrössen einen Knotensatz.

Der elektrische connector (Pin) ist in der Modelica-Standardbibliothek ganz im Sinne der Physik der dynamischen Systeme definiert

connector Pin "Pin of an electrical component"

SI.Voltage v "Potential at the pin";

flow SI.Current i "Current flowing into the pin";

end Pin;

Bei den mechanischen connectors (Flange) hat sich die Modelica-Association für das Zeitintegral des Potenzials, die Strecke bzw. den Winkel, entschieden

connector Flange_a "(left) 1D translational flange (flange axis directed INTO cut plane, e. g. from left to right)"

SI.Position s "absolute position of flange";

flow SI.Force f "cut force directed into flange";

end Flange_a;