摘要：为了适应现代职业教育的发展， 配合《液压与气压传动》课程教学改革的顺利进行， 结合专业人才培养特色， 研制了一种PLC控制技术、电气控制技术与Fluid SIM软件仿真技术相结合的新型液压与气压传动实验台。重点介绍了实验台设计的原则、结构、功能以及在教学中的应用情况。实际教学证明， 该实验台能够完成高职院校《液压与气压传动》课程的实训项目， 满足一定的科研要求， 并提高学生的动手能力， 巩固了理论知识， 为学生就业打下了坚实的基础。
关键词：液压与气压传动； 实验台； 机电液一体化；
目录
1实验台设计原则......................................1
1.1安全性原则......................................2
1.2实训教学为主，项目研发为辅原则......................................3
1.3多学科、多功能原则......................................4
1.4模块化原则......................................5
2实验台结构......................................6
2.1能源部分......................................7
2.2实训平台......................................7
2.3实验台控制模块......................................7
2.4计算机仿真平台......................................7
2.5元器件陈列柜......................................7
3实验台功能......................................8
4实验台特点......................................8
5结束语......................................9
文内图表......................................10
图1实验台结构图......................................11
图2实验台能源......................................11
图3控制模块图......................................11
图4 Fluid SIM-P仿真图......................................11
图5双作用气缸与逻辑功能及延时控制......................................11
图6 PLC控制的行程开关顺序动作回路......................................11
参考文献......................................12
液压与气压传动是高职院校机械类、近机械类专业的一门重要课程， 实践教学更是该门课程的重要组成部分， 而液压与气压传动实验台是实践教学的重要载体。传统的教学模式是先理论后实训， 但学生动手机会仍然很少， 这种模式早已不适应当前教学。而且辽宁机电职业技术学院实训台已使用多年， 早已不符合当前教学的需要以及实验台的发展趋势。目前实验台的发展趋势是：透明材料的应用、多种控制方式的实现、计算机仿真技术的应用。随着辽宁机电职业技术学院教学改革的进行， 结合机电一体化专业人才培养的需要， 该门课程采用理实一体化的新型教学模式， 在这种教学模式下， 要求实训内容丰富， 加大学生动手能力和创新能力的培养， 对实验台的要求是具有机、电、液、气一体化的功能， 所以特研制了这种基于机电液一体化的液压与气压传动实验台[1].
1 实验台设计原则
根据高职教育特点， 结合辽宁机电职业技术学院专业人才培养特色的需要， 以及一线教师的相关经验， 确定了如下几个研制原则[2].
1.1 安全性原则
液压系统工作过程中会有冲击、振动， 驱动液压泵的电动机需要交流电压， 所以对实训台要求机械强度要够、电气安全等级要高。
1.2 实训教学为主， 项目研发为辅原则
能够完成所有理论教学所需要的各种实训项目， 同时具有计算机仿真功能， 并能够为以后相关科研项目的研发提供一定的试验平台。
1.3 多学科、多功能原则
要求结合电气控制技术、PLC技术以及FluidSIM软件仿真技术[3], 实现液压与气压传动的扩展性。
1.4 模块化原则
相关控制设备模块化， 能够根据实训教学的需要实现各种组合。
2 实验台结构
根据《液压与气压传动》教学大纲中所要求的实训项目以及国家标准的相关内容[4], 采用机械设计理论对该实验台进行整体设计， 实训台结构如图1所示。
图1 实验台结构图
2.1 能源部分
液压泵站和气泵安装在实验台下部。液压泵站与气泵如图2所示。
液压泵站采用中高压低噪音变量泵电机组， 变量叶片泵功率2.2kW, 压力7MPa, 排量8ml/r.泵出口安装溢流阀作为安全阀， 限制系统最高压力。泵站大部分采用硬管连接。安装大功率冷风机、过滤器， 使油液精度更高， 系统压力更加稳定[5].
气泵采用静音空气压缩机， 功率0.5kW, 压力1MPa, 流量55L/min.
2.2 实训平台
台架采用3mm冷轧钢板， 表面喷塑处理， 底部安装4个带有自锁功能的活动轮。工作台面采用带T型结构的铝合金面板， 表面阳极氧化， 壁厚3mm, 面板两端配有高强度的塑扣件封口。水平工作台面采用3mm冷轧钢板并冲压成凹槽型， 表面喷塑处理， 回油结构采用漏网整体多重过滤， 上层配镀铬孔式网版， 配叠加式油盆。
图2 实验台能源
2.3 实验台控制模块
实验台控制模块位于实训平台最上方， 包括电源模块、继电器模块、按钮模块、PLC模块、触摸屏模块、LED灯光显示模块等[6], 可根据教学需要或用户需求任意组合安装。控制模块如图3所示。
图3 控制模块图
2.4 计算机仿真平台
计算机仿真平台主要包括GXDeveloper软件以及FluidSIM软件[3] （包括FluidSIM-H和FluidSIM-P） , FluidSIM-P仿真图如图4所示。
图4 Fluid SIM-P仿真图
GXDeveloper主要完成PLC程序的编写、仿真以及调试工作。
FluidSIM利用系统模拟仿真功能模块可对组成液压、气动回路的元件参数进行调节设置， 从而可对设计的系统进行准确的动作和工作参数的模拟及测试。同时， 在FluidSIM中， 在搭建液压或气动回路的同时， 可搭建其电气控制回路， 在仿真时， 将机和电衔接起来。由于仿真参数和动作实时显示， 因此拉近了课堂与现场的距离， 充分调动了学生的学习积极性， 使学生在兴趣和乐趣中学习， 取得了极佳的教学效果。与此同时， 学生的学习能力、独立思考能力、组织能力等综合能力及创新精神得到了全面的锻炼和提高[7].回路仿真原理图如图4所示。
2.5 元器件陈列柜
主要用来存放实验所需的液压与气动元件和橡胶软管等。
3 实验台功能
实验台能够完成的项目有：①液压元件拆装实验：液压泵 （马达） 拆装、液压缸拆装、液压阀拆装；②液压元件性能测试实验：泵性能测试；③液压回路实验：节流调速回路、容积调速回路、速度换接回路、调压回路、减压回路、卸荷回路、平衡回路、顺序动作回路；④气动回路实验[8]:调速回路、逻辑回路、延时往返回路、多气缸顺序动作回路， 如图5所示；⑤机电一体化控制实验[9]:PLC控制的压力继电器顺序动作回路、PLC控制的行程开关顺序动作回路、PLC控制的气缸连续往返回路， 如图6所示；⑥电气控制实验以及PLC控制实验。
图5 双作用气缸与逻辑功能及延时控制
图6 PLC控制的行程开关顺序动作回路
4 实验台特点
本实验台具有如下特点：①采用机、电、液、气、计算机一体化技术， 自动化程度高。②控制部分采用模块化设计， 便于根据教学需要调整。③可完成一些复杂的液压回路实验， 并充当液压试验台。④FluidSIM软件引入提高了学生的学习兴趣。⑤元件接头采用插拔式设计， 便于连接、密封性好。
5 结束语
本实验台的研制促进了《液压与气压传动》课程改革的进行[9], 提高了教师的科研能力， 经过教学过程中实际使用， 师生普遍反映良好， 基本达到了预期要求。提高了学生的综合能力和创新能力[10], 为后续课程的学习和毕业后从事专业工作打下了坚实的基础。
参考文献
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