仿真軟件在液壓與氣壓傳動教學中的應用

林峰

摘 ? 要：高職教育的特色是理論與實踐并重，但是由于實訓條件的限制，不能完成正常的實踐教學任務。因此，引入了合適的教學仿真軟件，作為輔助的實踐教學手段，才能夠滿足實踐教學的要求，真正提高學生實踐技能。本文首先介紹了一款液壓與氣動教學中常用的仿真軟件—FluidSIM，通過典型電氣氣動回路的實例，展示了該軟件在液壓與氣壓傳動教學中的使用，結合課堂理論教學，體現了理實一體的高職教學特色，激發了學生的學習興趣。

關鍵詞：液壓與氣壓傳動 ?仿真軟件 ?高職教學

中圖分類號：TH137 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0199-02

《液壓與氣壓傳動》課程是高職機械制造與自動化專業的一門重要的專業基礎課，該課程實踐性強，但是由于液壓和氣壓元件的內部結構復雜，系統過程抽象[1]，給學生學習增加了難度。同時由于教學實驗條件的限制，大多數教學內容只能通過理論講授，在分析液壓與氣壓回路的時候，學生只能被動接受，其實并沒有真正理解回路的運行過程。因此，在教學中，引入合適的仿真軟件[2-3]，能夠幫助學生更好的理解和掌握知識，同時學生掌握了該方法后，還能夠舉一反三，根據工程實際，設計一些相近的仿真回路，把抽象的理論知識變成形象的例子，提高學生的學習興趣和學習效果。

1 ?仿真軟件介紹

本文采用Festo公司開發研制的FluidSIM仿真軟件，該軟件專門用于液壓與氣壓傳動的教學，由兩部分組成，其中FluidSIM-H中的H指的是Hydraulic，即液壓，它用于液壓傳動教學，而FluidSIM-P中的P指的是Pneumatic，即氣壓，用于氣壓傳動教學。由于兩者操作基本一致，只是元件略有不同，后面僅以FluidSIM-P為例。

2 ?仿真軟件在教學中的應用

本節是在課堂內容的基礎上提煉出來的，該堂課講授的內容為典型電氣氣動回路，教學目標為掌握電磁換向閥控制的典型電器氣動回路。按以往的教學方式，即通過靜態的回路圖分析，研究氣動回路和電氣控制圖，筆者之前也如此講授過，但是發現學生仍無法想象電氣控制和氣缸的運動的關系。采用仿真軟件之后，直觀的顯示出了電氣控制和氣缸運動的關系，使得學生們很容易理解氣動回路，大大提升了學生對知識的掌握和運用。下面是對軟件具體使用的介紹。

該軟件操作簡便，很容易上手。圖1展示了該軟件的工作區域，主要由工具欄、元件庫和制圖頁面組成。利用鼠標可以把元件庫中的元件拖到作圖頁面上，同樣，也可以重新安排作圖頁面上的元件。

下面介紹單往復運動電氣氣動回路的仿真過程，首先將元件依次拖入到作圖頁面，拖入的過程非常簡便，鼠標左鍵單擊元件不松，放入到作圖頁面并松開鼠標即可。將所有元件放好之后，需要對換向閥的操縱方式進行選擇，雙擊換向閥即可出現配置換向閥對話框，如圖2，選擇電磁控制即可。同時雙擊氣缸，對氣缸設置一個行程點B1，即設置一個接近開關。

之后，把所有元件挨個連接起來，連接方式為：鼠標左鍵點住第一個元件空心連接點處不松，移動光標到第二個元件空心連接點處，松開鼠標即可完成連線。最終將電氣控制部分也畫在圖中，并對各個元件命名，此時回路已完全畫好和連接好。

現在嘗試模擬該回路。在模擬時壓力油管路會顯示加粗。按下啟動按鈕SB，電磁閥Y1線圈帶電，換向閥換至左位，壓縮空氣進入無桿腔，氣缸活塞桿伸出，到達B1處，使得接近開關B1閉合，繼電器線圈K1得電，K1觸電閉合，電磁鐵Y2得電，換向閥換向至右位，活塞桿自動縮回，氣缸完成單往復運動，同時，可以增加顯示位移-時間圖，本文設置了活塞缸和換向閥的位移-時間圖。最終的仿真結果如圖3所示。

3 ?結語

仿真軟件在教學中非常實用，可以將抽象的回路直觀顯示為實際的運動形式，使學生對液壓與氣動有了形象的認識，發揮學生的學習主動性，在課堂起到了良好的輔助教學作用。

參考文獻

[1] 何存興，張鐵華.液壓與氣壓傳動[M].武漢：華中科技大學出版社，2000.

[2] 王青. FluidSIM在液壓與氣壓傳動教學中的應用[J]. 科技信息， 2008（34）：300-301.

[3] 袁青英.液壓與氣動仿真軟件在教學實踐中的應用[J].科技創新導報，2014，11（6）：139.