在教学中的应用分析

0引言

近年来，我国机电工程行业飞速发展，液压与气压传动技术、电气控制技术、PLC技术等课程作为该行业中重要组成部分，一直是高职院校机电专业实践性较强的课程。传统的教学模式是通过板书、多媒体课件等方法来授课，学生在学习过程中，普遍感到内容枯燥、理论抽象难懂，特别是系统的工作过程，仅仅通过想象很难掌握。采用理实一体的教学模式，可以使学生在“做中学，学中做”，充分提高学生的学习兴趣和技能。但对于多数职业院校来说，实训条件有限，实验设备匮乏，学生没有实训的场地或者需要多人共同使用一台设备，在实训的过程通常还会花费大量时间来调试。这些诸多不利的因素，就会影响学生的学习积极性和学习效果。

组态软件是数据采集与过程控制的专用软件，而采用组态软件技术是解决教学实施过程中矛盾的很好方法，可以将传统的教学变抽象为形象，变枯燥为有趣，创造一个以学生为主体、“教、学、做”一体化的互动教学环境，从而激发学生在课堂上的学习兴趣。

1教学实施过程中存在的问题

以往的教学多以任务导入、新课教学、课堂练习、知识小结和课后作业等几个环节。理工科专业的教学内容，大部分是以抽象、枯燥的形式呈现在学生的面前，学生只能被动的去接受，容易萌生难学、厌倦的心理，特别是在学习一些抽象的原理、分析复杂装备时，学生常常无从下手、不知所措。同时新技术、新知识不断的涌现，为了更好地服务于经济社会的发展和顺应时代的潮流，势必要求教学要与时俱进，不断补给新的知识理论，而传统的教学模式在这方面明显力所不及。

2引入FluidSIM软件的教学实施

软件介绍

FluidSlM软件是由德国著名的元器件生产厂商费斯托公司的Didactic教学部门和Paderbom大学联合开发，是一款专门用于液压与气压传动的教学软件。FuidSIM软件分FluidSIM-P和FluidSIM-H两个模块，其中FluidSIM-P用于气压传动，而FluidSIM-H用于液压传动技术的模拟仿真与排障。软件可以方便形象地仿真液压与气压传动技术中的基本回路、典型的液气压传动系统，同时还提供了电气元件、模块和通讯用的控制接口，可以帮助学生有效的学习电气控制系统方面的知识。

软件在教学中的应用

FluidSIM软件功能强大，简单易学。创建回路时，只需鼠标从元件库中点取所需的元器件，通过拖拽，释放到作图页面中相应的位置，通过连线即可完成相应回路的设计，同时根据工况条件，可以对元器件的参数进行设置。另外可以对设计的回路进行模拟仿真，查看其动作是否符合设计要求。

2.2.1 液压回路的设计

本文以双缸顺序动作回路为例，如图1所示，电磁铁1YA通电，左侧电磁换向阀在左位工作，液压泵中的高压油压入左侧液压缸的左侧，推动活塞右移，实现动作：①当活塞杆上的挡块触碰到行程开关S2时，使2YA通电，则右侧电磁换向阀在左位工作，使右侧的液压缸右移，实现动作；②直到触碰到行程开关S4，使1YA掉电，左侧的液压缸左移复位，实现动作；③之后缩回到S1位置处时，使2YA掉电，右侧液压缸左移复位，完成动作；④双缸全部恢复到初始状态，然后重复以上的动作。

图1 双缸顺序动作回路

2.2.2 电气回路的设计

FluidSIM软件具有丰富的电控元件可供选择，如各种主令开关、接近开关、继电器线圈、传感器、电源等，能够根据相应的回路设计出与之配套的电气控制回路，如图2所示为双缸顺序动作回路的电气控制图，在FluidSIM软件中可以在线运行仿真。对于电气控制技术来说，让学生完全掌握这些元器件的内部结构及工作原理，相对难度较大。而将FluidSIM软件引入，可使机械、电气、流体技术进行有机的结合，使学生掌握传感器、控制器和执行元件等器件相关的应用知识点，提高了学生的综合能力。

图2 电气控制线路图

2.2.3 PLC程序设计、服务器的搭建及仿真

PLC技术是机电一体化、电气自动化专业的一门主干课，是培养学生强电控制能力的核心课程，对于多数学生来说，学习指令简单，灵活系统地应用于实践却很难。FluidSIM软件除了可以设计液压气动回路及与之相配套的电气控制回路外，还可以通过组态技术，利用OPC(OLE for Process Control)接口，实现PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)软件和FluidSIM软件间的通讯。

文章来源：《机械传动》 网址: http://www.jxcdzz.cn/qikandaodu/2021/0708/483.html