基于PLC的液壓自動控制系統創新實驗研究

陳秀娟

（貴州輕工職業技術學院，貴州 550005）

0 引言

社會的發展要求高校的教育也不斷的發展和變化。隨著高校的課程建設的不斷更新和改進，作者也發現高校的教育過程中，PLC的液壓自動控制的實驗和創新有著一定的不足之處，這些不足之處的存在，對于學校的教學效果的實現，對于培養出具有一定的動手能力和創新思維能力的學生，都有著一定的制約作用。傳統的教學中，PLC和液壓技術是兩門獨立的課程，并且在實驗環節方面，都沒有把兩者統一和結合起來進行。但是，對于當今社會的發展和需求而言，需要學科之間相互交叉和聯系起來，進行分析研究和應用。PLC液壓技術在高校教學中結合起來進行實驗，有助于學生充分的聯系自己的知識和能力，并將其融會貫通起來，解決一些社會發展中所出現的一些實際的問題。同時，還可以加強學生對于多種技能和能力的掌握和學習，并在一定程度上進行有效的創新，培養出社會所需要的學科交叉的綜合型人才，可以更好的滿足社會發展的需要。

1 創新實驗的實施

1.1 實驗器材的準備

實驗器材的準備對于實驗的順利進行來說，有著非常重要的作用。在實驗的開始階段，對實驗器材的準備，主要包括液壓元件，PLC 以及一些開關按鈕、電源模塊等。這些器材的準備，有助于下一步開展實驗。其中，液壓元件借助于原有的繼電器控制液壓實驗臺，如液壓泵，閥，液壓缸等。控制器的核心 PLC 借助于機電控制實驗室的 PLC 模塊。在創新實驗中，可能會用到的輸入開關，如各個液壓缸的手動按鈕，啟動、停止、急停等，可以采用機電控制實驗室的開關實驗板。在實驗器材的準備階段只需要購買電源模塊及一些相關的器件。

1.2 創新實驗的實現過程

PLC液壓自動控制實驗的創新中，主要是根據學生的意愿進行自己的命題，并根據自己的命題進行實驗方案的設計和實踐操作。其中，學生在根據自己的意愿選擇適當的實驗命題的時候，可以根據以下四個步驟來進行。

首先，學生可以通過自己的知識能力和系統，在查詢相關的資料之后確定相應的課題，并設計出自己的實驗題目。同時，學生的自我命題還要求有一定的實踐上的意義，并且還要有一定的難度和復雜度，并不能簡單的重復以往教學過程中的那種PLC和液壓技術獨立的實驗方案，而是要將兩者緊密的結合起來，并有一定的實際意義的工程案例。

其次，在方案的提交過程中，不僅要提交相應的課題內容和研究的實際意義，還要設計出相應的液壓系統原理圖和電器控制原理圖等，這些提交的方案，在經過自己的老師的核定之后，才可以開始實施。

第三，在實驗的過程中，要進行軟件的編程和模擬。學生首先根據自己的設計方案，來進行軟件的編程，有助于下一步的模擬實驗。在軟件編程完成后，要進行軟件的模擬實驗，在發現模擬實驗中出現問題的時候要及時的修正。其次，還要進行搭接液壓回路及控制系統的硬件電路，找出實驗所需的液壓元件，根據液壓原理圖搭接液壓系統。接下來的事情，就是要根據試驗的方案設計，來找到所需要的低壓電器，如光電開關、行程開關，一些中間繼電器等，根據電氣控制線圖組建硬件電路。在這個過程中，需要學生進行獨立的操作和完成，而不能太強調教師的作用。教師在實驗的最后，需要核查一遍電路圖，避免學生因為粗心或者各種原因接錯電路而導致電器被燒壞的事情發生。

圖1 立即指令應用示例

圖2 過程控制梯形圖

同時，還要注意，在學生進行PLC液壓控制系統的設計時，相應的編寫程序雖然很多，但是要根據設計中所需要的特點，來加強每個動作的按照規范和順序執行，以保證機械運作的有條不紊，避免造成混亂的局面。圖1為立即指令應用示例，圖2為機械手動作過程控制的梯形圖。機械手的動作執行過程如下:系統啟動，機械手處于待料狀態，獲取取料信號，機械手開始運作，從原點出發按工序自動循環工作，直到接受停止信號，機械手在完成最后一個周期的工作后返回原點，自動停機。

最后，要求學生對實驗的結果進行說明和填寫相關的資料，而對實驗進行答辯和總結，有助于學生養成科學謹慎的精神，也有助于提高學生的創新思維和學科綜合能力。

2 實驗的效果分析

對實驗的效果和結果而言，創新實驗還是有著很大的優點的。

首先，創新實驗需要學生自主的進行實驗的準備和實驗的設計。學生不再單純的依賴書本上所設定的實驗項目，而是首先必須要了解到相關的知識和內容，然后才能設計出試驗的主題，并且這個主題還要求有實踐上的價值和意義。為了讓更好的進行和完成實驗，學生必須要進行資料的查閱，并將知識結合起來，而不是僅僅停留在課堂上和書本上，才能設計出實驗的項目和主題。在這項實驗中，學生的主動學習能力和查閱自己所需要的資料的能力都有了明顯的提高，學生的創新能力和資料運用能力都有著很大的提高。

其次，學生在實驗前要確定實驗方案，并且自行設計實驗內容。在這種情況下，學生可以根據自己的情況選擇自己感興趣的事物。在進行大膽的想象和構思之后，要有勇氣和能力將自己的構思變成現實的具有可行性的實驗方案，這對于調動學生的創新興趣和能力而言，都有著很大的作用。而且，學生要對實驗的方案進行反復的推敲和設定，有助于強化學生的自主性和動手實驗能力。而同時，創新實驗要求學生自己動手完成實驗中各個環節，包括最后調試，對實驗中出現得各種現象進行分析，學生的觀察力、想象力、應用能力、獨立思考能力、邏輯判斷能力、創新能力得到了較好地展現和培養，而這些能力恰恰是創新人才所應具備的素質，是適應當今社會發展的必備條件。

第三，在傳統的教學方式和教學過程中，教師都是按照事先計劃好的教學內容和教學方式來進行授課和教導學生的，而學生也按照教師的設定一步一步的前進，這種方式雖然有助于學生謹慎行事和養成規矩的習慣，但是卻使學生缺乏自我探索的能力和機會。學生缺乏創新的思想，不愿意對問題進行深層次的探索和思考，在這種情況下，學生的科學精神和創新思維很難養成。而在創新的實驗中，學生根據自己的興趣愛好進行實驗項目的設定，實驗的程序的編寫和實驗內容的模擬，并在出現問題和狀況的時候，主動的去探尋問題的原因，并尋找出解決的方式和途徑。在這種情況下，學生由原來的被動學習變成主動的學習，并且，學生在這種探索精神和探索行動的熏陶之下，其創新思維和意識也會有很大的提高。

3 結論

基于 PLC 的液壓系統自動控制創新實驗有別于傳統的實驗項目和實驗方式，對于學生的求知欲和探索精神的培養，都是極為有效的。教師在學生學習專業知識的基礎上，要求學生綜合自己的能力和知識，結合學科之間的特點，要求學生進行創新性的實驗的設計和操作，對于學生的綜合能力的培養，都是極為有益的。同時，創新實驗將PLC技術和液壓知識結合起來，有助于學生將書本上的知識轉化為實際運用的能力，還可以提高學生在遇到實際問題時候的求知精神和解決問題的能力。創新實驗，不僅有助于培養出機電一體化的復合型人才，滿足學生的發展的需求，也有助于滿足社會的發展的需求。

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