FluidSIM在中职《液气压技术》教学中的应用

时间:2022-09-24 07:42:58

FluidSIM在中职《液气压技术》教学中的应用

摘 要:液气压技术是机电类的一门重要课程,但单一的教学模式和抽象的理论令学生望而却步。FluidSIM是一种较好的解决这一问题的仿真手段,它让教学过程变得生动有趣,学生也可在学习中根据实际情况实时补充相应的理论知识。在教学过程中利用该仿真软件并结合多媒体教学,可收到较好的效果。

关键词:FluidSIM;仿真;液气压;电气控制

《液气压技术》是中职机电类专业的一门重要课程,有较强的实践性,要求学生掌握液气压常用元件、元件的选用及典型系统的工作原理和简单的调试方法。尽管目的明确,但中职液气压教学的效果一直不尽如人意。究其原因,有这样几种情况。(1)陈旧的教学方法和教学观念的制约,部分学校的部分教师仍然采用单一的教学手法,不能做到以人为本,观念决定行为;(2)部分学校由于硬件的原因,不能做到“做中学,学中做”的教学一体模式,致使学生对该技术的认识仅停留在对文化课的认识上,而这恰恰是专业课学习的大忌;(3)职业学校尤其是中等职业学校的学生文化基础差,接受能力差,对学习没有兴趣,缺乏主动学习的热情。笔者在所任教的班级做过调查,在专业课学习中,对教师授课的基础知识基本不懂的占70%以上,其余学生中的大部分也只在懵懂之中。如何提高教学效果,成了液气压技术教学中的核心问题。随着现代科教技术的发展,很多教师在教学中采用了多媒体引入了声音、图片、动画等。这对学生产生了一定的视觉冲击,但这种冲击所起的作用只是短暂的,液气压学习中枯燥无味的现象还是没有得到根本的解决。

我们在教学中一方面采用现代化的教学手段,另一方面引入FluidSIM仿真软件,收到了较好的效果。

一、FluidSIM软件的功能及特点

FluidSIM软件由德国Festo公司Didactic教学部门和Paderborn大学联合开发,是专门用于液压与气压传动的教学软件。

1.利用该软件,能够补充液气压相关知识

软件本身自带相关液气元件的说明、插图、图片和教学影片。图1所示为方向控制阀的实物图,借助该图,学生会有很直观的视觉感受,然后利用帮助文件来学习其相关知识,如符号、作用及其典型回路等,如图2所示。图3为教学资源的菜单,内含演示文稿、工作原理、影片等。图4为影片的打开窗口,可选择相关的影片进行了解和学习。

2.利用该软件,可以很方便地进行液气压知识的学习

利用FluidSIM软件学生可以轻松地进行气动、电―气动、液压、电液知识的学习。由于该软件中的元件符合DIN标准,所以用户可以很方便地设计出符合国家工业标准的电气控制和液气压回路图,并自动检测和验证系统;由于元件参数的调节范围与实际设备完全一致,所以可对设计的系统进行准确的模拟及测试;强大的仿真功能可以实时显示系统实际控制时的动作,形象、直观、逼真,使教学真正地“活”“动”起来,机和电也得到了真正的衔接,课堂与现场的距离拉近了,学生的学习积极性也充分调动了,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,学生学会了学习,能独立思考,全面锻炼和提高了学生的组织能力和创新能力。

二、FluidSIM软件的典型应用

1.设计液气压回路

FluidSIM仿真软件包括两个部分:一个是针对气动系统仿真的FluidSIM-P,另一个是针对液压系统仿真的FluidSIM-H,这两种操作界面相同,使用方法相似。图5为利用FluidSIM-P进行的气动回路的设计,该回路可实现纯气动的分料功能。左面为元件库,右边为工作窗口,可以直接将左侧的元件拖到右边,用鼠标按照回路的要求直接连接,也可根据设计要求调整气路,连接完毕后进行参数的设计,比如气缸行程的设计、负载的设定等。按下仿真按键,回路中相应的元件会在接受指令后产生动作,同时气路中通路显示加粗蓝色,直观而形象。

2.电气控制回路的设计

在FluidSIM中,有大量的电控元件可供选择,因此我们可以设计和液压、气动回路相适应的电气控制回路,且可以同时实现液气压和电气控制的仿真。图6为一分料装置的电―气控制回路。

当按下SB时,YA1得电,5/2电磁阀的阀芯左移,左位接通,在压缩空气的作用下,活塞右移,此时活塞撞块离开行程开关SQ1,YA1失电,由于该阀具备记忆功能,故要保持活塞向右的运动状态,直到撞块压向SQ2,YA2得电,5/2电磁阀的右位接通,使活塞回缩。在此工作过程中,气动回路和电控回路分别用红色和蓝色的粗线条来表示接通路径,直观而醒目。

三、引入FluidSIM仿真软件取得的效果

1.学生的学习兴趣明显提高

在授课中,学生集中注意力时间明显的变长了。让人感到更加欣慰的是,授课气氛变好,有更多的学生加入了互动。

2.学习效果变好

通过演示和学生自己动手,学生对原理的把握变得主动,希望能搞清回路动作的原因,而不是停留在简单的应付作业和令他们厌烦的考试。

3.教师授课更加省心

整个教学过程更加符合“教师为主导,学生为主体的教学思想”。学生有更加主动的学习态度,教师只需做积极的引导即可。

参考文献:

[1]宋军民,周晓峰.液压传动与气动技术[M].北京:中国劳动和社会保障出版社,2009(12).

[2]季明善.液气压传动[M].北京:机械工业出版社,2009(1).

[3]孙树文.FluidSIM仿真软件在机电一体化教学中的应用[J].中国现代教育装备,2008(5).

(作者单位 江苏省无锡技师学院)

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