基于PLC的液压自动控制系统创新实验研究

陈秀娟

（贵州轻工职业技术学院，贵州 550005）

0 引言

社会的发展要求高校的教育也不断的发展和变化。随着高校的课程建设的不断更新和改进，作者也发现高校的教育过程中，PLC的液压自动控制的实验和创新有着一定的不足之处，这些不足之处的存在，对于学校的教学效果的实现，对于培养出具有一定的动手能力和创新思维能力的学生，都有着一定的制约作用。传统的教学中，PLC和液压技术是两门独立的课程，并且在实验环节方面，都没有把两者统一和结合起来进行。但是，对于当今社会的发展和需求而言，需要学科之间相互交叉和联系起来，进行分析研究和应用。PLC液压技术在高校教学中结合起来进行实验，有助于学生充分的联系自己的知识和能力，并将其融会贯通起来，解决一些社会发展中所出现的一些实际的问题。同时，还可以加强学生对于多种技能和能力的掌握和学习，并在一定程度上进行有效的创新，培养出社会所需要的学科交叉的综合型人才，可以更好的满足社会发展的需要。

1 创新实验的实施

1.1 实验器材的准备

实验器材的准备对于实验的顺利进行来说，有着非常重要的作用。在实验的开始阶段，对实验器材的准备，主要包括液压元件，PLC 以及一些开关按钮、电源模块等。这些器材的准备，有助于下一步开展实验。其中，液压元件借助于原有的继电器控制液压实验台，如液压泵，阀，液压缸等。控制器的核心 PLC 借助于机电控制实验室的 PLC 模块。在创新实验中，可能会用到的输入开关，如各个液压缸的手动按钮，启动、停止、急停等，可以采用机电控制实验室的开关实验板。在实验器材的准备阶段只需要购买电源模块及一些相关的器件。

1.2 创新实验的实现过程

PLC液压自动控制实验的创新中，主要是根据学生的意愿进行自己的命题，并根据自己的命题进行实验方案的设计和实践操作。其中，学生在根据自己的意愿选择适当的实验命题的时候，可以根据以下四个步骤来进行。

首先，学生可以通过自己的知识能力和系统，在查询相关的资料之后确定相应的课题，并设计出自己的实验题目。同时，学生的自我命题还要求有一定的实践上的意义，并且还要有一定的难度和复杂度，并不能简单的重复以往教学过程中的那种PLC和液压技术独立的实验方案，而是要将两者紧密的结合起来，并有一定的实际意义的工程案例。

其次，在方案的提交过程中，不仅要提交相应的课题内容和研究的实际意义，还要设计出相应的液压系统原理图和电器控制原理图等，这些提交的方案，在经过自己的老师的核定之后，才可以开始实施。

第三，在实验的过程中，要进行软件的编程和模拟。学生首先根据自己的设计方案，来进行软件的编程，有助于下一步的模拟实验。在软件编程完成后，要进行软件的模拟实验，在发现模拟实验中出现问题的时候要及时的修正。其次，还要进行搭接液压回路及控制系统的硬件电路，找出实验所需的液压元件，根据液压原理图搭接液压系统。接下来的事情，就是要根据试验的方案设计，来找到所需要的低压电器，如光电开关、行程开关，一些中间继电器等，根据电气控制线图组建硬件电路。在这个过程中，需要学生进行独立的操作和完成，而不能太强调教师的作用。教师在实验的最后，需要核查一遍电路图，避免学生因为粗心或者各种原因接错电路而导致电器被烧坏的事情发生。

图1 立即指令应用示例

图2 过程控制梯形图

同时，还要注意，在学生进行PLC液压控制系统的设计时，相应的编写程序虽然很多，但是要根据设计中所需要的特点，来加强每个动作的按照规范和顺序执行，以保证机械运作的有条不紊，避免造成混乱的局面。图1为立即指令应用示例，图2为机械手动作过程控制的梯形图。机械手的动作执行过程如下:系统启动，机械手处于待料状态，获取取料信号，机械手开始运作，从原点出发按工序自动循环工作，直到接受停止信号，机械手在完成最后一个周期的工作后返回原点，自动停机。

最后，要求学生对实验的结果进行说明和填写相关的资料，而对实验进行答辩和总结，有助于学生养成科学谨慎的精神，也有助于提高学生的创新思维和学科综合能力。

2 实验的效果分析

对实验的效果和结果而言，创新实验还是有着很大的优点的。

首先，创新实验需要学生自主的进行实验的准备和实验的设计。学生不再单纯的依赖书本上所设定的实验项目，而是首先必须要了解到相关的知识和内容，然后才能设计出试验的主题，并且这个主题还要求有实践上的价值和意义。为了让更好的进行和完成实验，学生必须要进行资料的查阅，并将知识结合起来，而不是仅仅停留在课堂上和书本上，才能设计出实验的项目和主题。在这项实验中，学生的主动学习能力和查阅自己所需要的资料的能力都有了明显的提高，学生的创新能力和资料运用能力都有着很大的提高。

其次，学生在实验前要确定实验方案，并且自行设计实验内容。在这种情况下，学生可以根据自己的情况选择自己感兴趣的事物。在进行大胆的想象和构思之后，要有勇气和能力将自己的构思变成现实的具有可行性的实验方案，这对于调动学生的创新兴趣和能力而言，都有着很大的作用。而且，学生要对实验的方案进行反复的推敲和设定，有助于强化学生的自主性和动手实验能力。而同时，创新实验要求学生自己动手完成实验中各个环节，包括最后调试，对实验中出现得各种现象进行分析，学生的观察力、想象力、应用能力、独立思考能力、逻辑判断能力、创新能力得到了较好地展现和培养，而这些能力恰恰是创新人才所应具备的素质，是适应当今社会发展的必备条件。

第三，在传统的教学方式和教学过程中，教师都是按照事先计划好的教学内容和教学方式来进行授课和教导学生的，而学生也按照教师的设定一步一步的前进，这种方式虽然有助于学生谨慎行事和养成规矩的习惯，但是却使学生缺乏自我探索的能力和机会。学生缺乏创新的思想，不愿意对问题进行深层次的探索和思考，在这种情况下，学生的科学精神和创新思维很难养成。而在创新的实验中，学生根据自己的兴趣爱好进行实验项目的设定，实验的程序的编写和实验内容的模拟，并在出现问题和状况的时候，主动的去探寻问题的原因，并寻找出解决的方式和途径。在这种情况下，学生由原来的被动学习变成主动的学习，并且，学生在这种探索精神和探索行动的熏陶之下，其创新思维和意识也会有很大的提高。

3 结论

基于 PLC 的液压系统自动控制创新实验有别于传统的实验项目和实验方式，对于学生的求知欲和探索精神的培养，都是极为有效的。教师在学生学习专业知识的基础上，要求学生综合自己的能力和知识，结合学科之间的特点，要求学生进行创新性的实验的设计和操作，对于学生的综合能力的培养，都是极为有益的。同时，创新实验将PLC技术和液压知识结合起来，有助于学生将书本上的知识转化为实际运用的能力，还可以提高学生在遇到实际问题时候的求知精神和解决问题的能力。创新实验，不仅有助于培养出机电一体化的复合型人才，满足学生的发展的需求，也有助于满足社会的发展的需求。

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