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FluidSIM在教学的应用

期刊目录网特殊教育论文发表2019-10-30 10:49关注(1)

  针对高职院校理工科专业课程的特点及存在的问题,以双缸顺序动作回路为例,将FluidSIM软件引入到课程教学,激发学生对相关课程的学习兴趣,提高了教学效率和教学质量。将多门课程综合在一起的“混合式”教学模式,大大地激发了学生的主观能动性和创造性,同时为同类课程的教学改革提供了参考。

FluidSIM在教学的应用

  关键词:FluidSIM;传动;顺序控制;PLC

  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

  2.1FluidSIM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。

  2.2FluidSIM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。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。2.2.3PLC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(OLEforProcessControl)接口,实现PLC(ProgrammableLogicController,可编程逻辑控制器)软件和FluidSIM软件间的通讯。本文以双缸顺序动作回路为例,采用三菱公司的PLC编写相应的控制程序如图3所示。打开三菱服务器MXOPCServer,在地址空间栏新建一个装置,选择PCsideI/F属性GXSimulator,CPU类型选FX2N(C),其他默认确定。然后在Dev01下,新建三个组,分别为D、M和Y,再在D栏上右击新建数据标签,分别命名为D0和D1。同理在M栏和Y栏下面,分别新建M中间继电器和输出继电器Y。如图4所示,完成服务器的配置。按下启动开关Q,系统进入运行状态,双缸顺序动作回路中各电磁铁及行程开关相继有序的动作,两液压缸即按预定设置的模式工作。

  3结束语

  引入FluidSIM软件的“混合式”课堂教学,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和学习效果。

  参考文献

  [1]郭津津,王晓兰,袁旭.FluidSIM软件在《液压传动》教学中的应用[J].机床与液压,201139(02):80-82.

  [2]韩翠娥,刘鹏远,李兵,等.FluidSIM软件在装备液压系统教学中的应用[J].西部素质教育2016,2(18):41-42.

  [3]田东亮,尹玉梅.基于OPC技术的FluidSIM与PLC在液压传动技术中的应用[J].煤矿机械,2018,39(11):162-163.

  [4]丁树模.液压传动[M].北京:机械工业出版社,2019.

  [5]毕长飞.FluidSIM3.6仿真软件在《液压与气动技术》中的应用[J].液压与气动,2011,(08):111-114.

  [6]苗红霞,齐本胜.PLC控制技术实验教学改革研究与实践[J].实验技术与管理,2010,27(3):136-139.

  [7]尹玉梅,田东亮.一种液压式举升机的设计[J].液压气动与密封,2019,39(08):58-60.

  作者:田东亮 尹玉梅 单位:荆州理工职业学院机电与汽车工程学院 荆州理工职业学院电子信息学院

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