0 引言

“液压与气动”课程主要包括液压和气动两部分内容，每部分又可以细分为基本元件、功能回路设计、组建、调速及故障诊断与排除。[1]为了调动学生的积极性，提高课程教学效果，常规的解决方案是选用项目化课程教材，并配合液压与气动综合实训平台，开展理实一体化教学。但是，由于学生不能将电气、传感技术和自动控制技术等学科相关知识与“液压与气动”课程有效结合起来，实践教学过程中仍然会出现学生不知所措、搭建的液压或气动控制回路出错率高、电气回路与液压或气动回路不能协同工作等现象。[2-3]

一位在大学期间经历同学相恋的被访者这样叙述：“现在她父母还没有反对我们，但是我也不知道毕业后面临我的工作性质，面临异地恋的问题，还能坚持多久。”

基于FLUIDSIM流体仿真软件，可以在虚拟平台上搭建课程系列液压或气动控制回路，使课本上的平面图以动态的形式展现在学生面前，加深对控制系统动态特性的理解。[4-5]基于FLUIDSIM的仿真控制回路具有虚拟交互功能，极大地调动了学生参与课堂教学的积极性。通过搭建典型液压或气动控制回路，提升了学生的实践动手能力。利用虚拟仿真技术再现各种故障现象，能够加深学生对液压或气动元件故障现象的认识，提升学生工程实践中液压或气动系统故障诊断与排除的能力。

1 FLUIDSIM软件简介

FLUIDSIM软件分为液压仿真软件和气动仿真软件，其中FLUIDSIM液压仿真软件包含的功能模块为液压模块、电气控制模块、数字技术模块、简易通讯端口模块、顺序功能图表模块等；FLUIDSIM气动仿真软件包含的功能模块为气动模块、电气控制模块、数字技术模块、简易通讯端口模块、顺序功能图表模块。

根据高职大学生“液压与气动”课程标准能力目标要求，课程教学主要使用FLUIDSIM软件的液压/气动模块和电气控制模块。液压功能模块包括液压动力元件、液压执行元件、液压阀件和液压测量传感元件四个子模块。气动功能模块包含气动动力元件、气动执行元件、气动阀件、气动阀组和气动测量传感元件五个子模块。液压和气动软件的电气控制模块包含执行元件、动力元件、测量传感元件、继电器元件、接触器元件、控制器元件等七个子模块。

1.1 液压软件

高职“液压与气动”课程液压部分主要讲述的内容包括液压动力元件、液压执行元件和液压控制元件及典型液压回路等。

FLUIDSIM液压软件的动力元件子模块主要包括定量泵、变量泵、比例控制泵、组合油源、蓄能器、滤器、冷凝器、加热器和油管等功能模型。执行元件子模块主要包括单作用单出杆液压缸、双作用单出杆液压缸、双作用双出杆液压缸、单向液压马达和双向液压马达等功能模型。液压控制元件子模块主要包括方向控制阀子模块、流量控制阀子模块、压力控制阀子模块和比例阀子模块，其中方向控制阀子模块又包括可配置换向阀、机控换向阀和电磁换向阀。通过方向控制阀各功能模块属性界面，可以设置主阀体“通”、“位”逻辑功能，“手控”、“电控”、“电液控”控制模式等参数。流量控制阀子模块包括节流阀、单向节流阀、液控单向阀、调速阀、与门型梭阀、或门型梭阀和分流阀等功能模型，在功能区可以编辑各模型属性，设置阀口开度、液阻等参数。压力控制阀子模块包括溢流阀、顺序阀、减压阀和插装阀等功能模型，在功能区可以编辑各模型属性，设置阀的公称压力等参数。压力控制阀子模块包括比例方向控制阀、比例压力控制阀和比例电磁铁等功能模型。测量传感元件子模块包括压力表、流量计和压力传感器等功能模块。

1.2 气动软件

有一种有趣的自然现象叫飞蛾扑火。事实上，科学家制造的帕克太阳探测器，就是一只宇宙飞蛾，但它飞向太阳的扑火行动，却不是要去自取灭亡，而是带着科学使命，去研究太阳的深层秘密……

2 液压仿真回路构建

液压控制回路主要包括液压基本控制回路和多缸动作控制回路，是课程教学的重点与难点。教学实践表明，通过构建FLUIDSIM仿真液压控制回路，学生可以厘清液压控制回路与电气控制回路的工作原理及二者之间的联系，能够有效提升实践操作的正确率。

2.1 液压基本控制回路

液压仿真基本控制回路包括方向仿真控制回路、压力仿真控制回路和速度仿真控制回路。[6]

（3）互不干扰控制回路。图16是两个液压缸快慢互不干扰控制回路，当线圈Y3、Y4得电，液压缸7、8差动连接，即液压缸7、8有杆腔液压油分别经电磁换向阀6、9进入无杆腔，二者的活塞杆同步伸出。液压缸7活塞杆首先触及行程开关SQ1，线圈Y1得电，线圈Y3失电，大排量泵2停止对液压缸7供油，小排量泵1经调速阀3、电磁换向阀4、液控单向阀5、电磁换向阀6向液压缸7无杆腔供油，其有杆腔液压油经电磁换向阀6、4回油箱，此时液压缸7的活塞杆低速外伸运动，而液压缸8仍然由大排量泵2供油，其活塞杆仍然高速外伸运动。当液压缸8活塞杆触及行程开关SQ2时，线圈Y4失电、线圈Y2得电，大排量泵2停止对液压缸8供油，小排量泵1经调速阀12、电磁换向阀11、液控单向阀10、电磁换向阀9向液压缸8无杆腔供油，其有杆腔液压油经电磁换向阀9、11回油箱，此时液压缸8的活塞杆低速外伸运动，而液压缸7仍然由大排量泵2供油，其活塞杆仍然低速外伸运动。

图1中电磁换向阀3的控制电路见图2，继电器KM1点4处的常开触点与继电器KM2点4处的常闭触点构成互锁、自保电路，继电器KM1点7处的常开触点控制电磁换向阀的线圈Y11，当继电器线圈KM1得电时，点4、7处的常开触点闭合，线圈KM1、线圈Y11得电；点6处的常闭触点断开，继电器线圈KM2断电。同理，继电器线圈KM2得电，点6、8处常开触点KM2闭合，线圈KM2、线圈Y12得电；点4处常闭触点KM2断开，继电器线圈KM1断电。

当系统断电时，小排量泵1从系统中切除，大排量泵经电磁换向阀4、6和11、9分别对液压缸7、8的有杆腔供油，其无杆腔油液分别经电磁换向阀6、液控单向阀5、电磁换向阀4和电磁换向阀9、液控单向阀10、电磁换向阀11回油箱，活塞杆快速缩进。可见，两个液压缸的活塞杆在运动过程中没有相互干扰。

  

图1 方向仿真控制回路图

 

1-油箱；2-油泵；3-电磁换向阀；4-液压缸；5-溢流阀。

  

图2 方向回路控制电路图

图3揭示了方向控制回路的工作原理。活塞杆位移曲线斜率大，表明液压缸有杆腔进油时活塞杆缩进速度较伸出速度快。通过仿真实验，学生明晰了方向控制回路的工作原理，对搭建方向控制回路的液压回路和电气回路具有较大的指导意义。

穆尔的动物诗歌承载着“文以载道”的文学伦理观念。她认为生活是一个创造性过程，诗人有能力给这个世上发生的每一件事赋予一种意义。艾略特曾说：“穆尔用动物诗来伪装自己，表达她的现代主义愿望，动物诗歌是她间接表达她的个人思想有效途径。”［5］11这一观点值得赞同。

（2）压力控制回路。构建图4溢流阀单级调压压力控制回路，二位四通电磁换向阀5线圈Y1失电，双出杆液压缸6左腔进油、右腔回油，活塞杆向右运动，溢流阀3关闭；当活塞杆停止运动时，系统压力升高至设定压力溢流阀3开启，系统卸荷；同理，电磁换向阀5线圈Y1得电，液压缸6左腔回油、右腔进油，活塞杆向左运动，活塞杆停止运动时，系统压力升高至设定压力溢流阀3开启，系统卸荷。

  

图3 活塞杆位移曲线无量纲图

图12揭示了两个液压缸活塞杆顺序动作的工作原理。液压缸3活塞杆冲程运动（a段），触及SQ1后液压缸4活塞杆冲程运动（b段），触及SQ2后液压缸3活塞杆缩进运动（c段），触及SQ3后液压缸4活塞杆缩进运动（d段）。通过构建多缸顺序动作控制回路，使学生明白了行程开关与电磁换向阀之间的联控原理。实际操作中，学生常犯的错误是将活塞杆停滞在两个行程开关中间，使得液压系统无法正常启动。

  

图4 压力仿真控制回路图

 

1-油箱；2-油泵；3-溢流阀；4-压力表；5-电磁换向阀；6-液压缸。

  

图5 压力回路仿真控制电路

图6揭示了压力控制回路的工作原理。活塞杆运动过程中系统压力较低，活塞杆停止运动时系统压力迅速上升，达到设定压力时溢流阀开启，系统卸荷。

  

图6 系统压力曲线无量纲图

（3）速度控制回路。构建图7二级调速速度控制回路，如果二位三通电磁换向阀7线圈Y3失电，单向节流阀8被旁通，如果线圈Y3得电，单向节流阀8接入回路，起到单向节流作用。三位四通电磁换向阀4线圈Y1得电，液压缸5无杆腔进油、有杆腔回油，此时如果线圈Y3失电，液压缸5有杆腔快速回油，活塞杆快进；如果圈Y3得电，液压缸5有杆腔回油经单向节流阀8，活塞杆工进。线圈Y2得电，液压油经过单向节流阀8或电磁换向阀7进入液压缸5有杆腔，活塞杆快速缩进。

图7电磁换向阀4和7的控制电路如图8，继电器KM1、KM2控制线圈Y1、Y2，继电器KM3控制线圈Y3。三个行程开关SQ1、SQ2和SQ3常开触点分别控制三个继电器KM1、KM3和KM2线圈通断电情况。

图9揭示了活塞杆运动速度控制回路工作原理。活塞杆在a处，行程开关SQ1常开触点闭合，继电器KM1线圈得电，则电线圈Y1得电，液压缸5无杆腔进油、有杆腔经电磁换向阀7回油，活塞杆快进，触点SQ1断开；活塞杆到达b处，行程开关SQ2常开触点闭合，继电器KM3线圈得电，则线圈Y3得电，液压缸5有杆腔回油经单向节流阀8回油箱，活塞杆工进，触点SQ2保持闭合；活塞杆在位置c处行程开关SQ3常开触点闭合，继电器KM2线圈得电、KM1线圈失电，则线圈Y1断电、线圈Y2得电，液压油经液压缸5、单向节流阀8进入液压缸5有杆腔，活塞杆快速缩进，触点SQ3断开；活塞杆到达位置d处触点SQ2断开，则线圈Y3失电，液压油经电磁换向阀7、单向节流阀8进入液压缸有杆腔，活塞杆继续快速缩进。传统实践教学中，速度控制回路电路连接是一个难点，学生操作错误率较高。通过借助FLUIDSIM软件，学生自主构建仿真回路，加深了对速度控制回路液压部分与电气部分的理解，有效提升了速度控制回路实际操作的正确率。

  

图7 速度仿真控制回路图

 

1-油源；2-油箱；3-溢流阀；4-电磁换向阀；5-液压缸；6-行程开关；7-电磁换向阀；8-单向节流阀。

  

图8 速度回路控制电路图

  

图9 活塞杆速度曲线无量纲图

2.2 多缸动作控制回路

多缸动作仿真控制回路主要包括顺序动作仿真控制回路、同步仿真控制回路和多缸快慢速仿真控制回路等。

1904年前后，学生演剧活动方兴未艾。然此时的学生演剧皆在学校内部进行，并没有展开大规模的社会公演，也没有产生足够强大的社会效应，属于自娱自乐性质的话剧演出活动。直到学生演剧活动走向社会，特别是学生演剧的目的是向社会“募捐筹款”开始，学生演剧才正式产生强大的社会效应，逐渐成为中国话剧职业演出的雏形。

（1）顺序动作控制回路。构建图10双液压缸顺序动作控制回路，如果电磁换向阀2线圈Y1得电，液压缸3无杆腔进油，活塞杆伸出，行程开关SQ3常闭触点闭合；当液压缸3活塞杆碰触行程开关SQ1时，SQ1常开触点闭合，线圈Y2得电，液压缸4无杆腔进油，活塞杆冲程，行程开关SQ4常闭触点闭合；当液压缸4活塞杆碰触行程开关SQ2时，SQ2常闭触点断开，线圈Y1失电，液压缸3有杆腔进油，活塞杆缩进，行程开关SQ1常开触点断开；当液压缸3活塞杆碰触行程开关SQ3时，SQ3常闭触点断开，继电器KM2线圈断电，线圈Y2失电，液压缸4有杆腔进油，活塞杆缩进。

图10电磁换向阀2和5的控制电路如图11，继电器KM1控制线圈Y1，继电器KM2控制电磁换向阀5的线圈Y2。行程开关SQ2常闭触点与继电器KM1点4处常开触点形成继电器KM1线圈的自保回路；行程开关SQ1常开触点、行程开关SQ3常闭触点和行程开关SQ4常闭触点与继电器KM2点7处常开触点组成一个电路。

图4电磁换向阀5的控制电路如图5，继电器KM1点4处的常开触点起到自保功能，点5处的常开触点控制线圈Y1通断电情况。

互联网时代为人类提供了许多的可能，企业也可以搭上这趟便车(顺势利用互联网的及时性)为会计职业风险的防范提供良好的保障，即利用互联网对企业财务工作进行实时监督。

  

图10 顺序动作仿真回路

 

1-油源；2，5-电磁换向阀；3，4-液压缸。

  

图11 顺序动作回路控制电路图

  

图12 活塞杆位移曲线无量纲图

（2）同步控制回路。构建同步控制回路，如图13所示。若电磁换向阀1线圈Y1得电，液压缸3、4无杆腔进油、有杆腔液压油经单向节流阀2、5回油箱，活塞杆同步向下运动，行程开关SQ1常开触点断开。当液压缸4活塞杆碰触行程开关SQ2时，SQ2常开触点闭合，继电器KM1线圈断电，继电器KM2线圈得电，线圈Y1失电，线圈Y2得电，液压油经单向节流阀2、5进入液压缸3、4有杆腔，活塞杆同步缩进运动。

液压缸活塞杆位移曲线无量纲图如图15所示。从图15中可以看出同步控制的工作原理，当线圈Y1得电，活塞杆同步伸出；当线圈Y2得电，活塞杆同步缩进。这个仿真控制回路可以演示出单项节流阀或液压缸结构尺寸差异引发的不同步现象。

电磁换向阀1的控制电路如图14，行程开关SQ1常开触点闭合，则继电器KM1线圈得电，点5处常开触点KM1闭合，线圈Y1得电，液压缸3、4活塞杆冲程运动，SQ1常开触点断开。当行程开关SQ2常开触点闭合时，继电器KM2线圈得电，点6处常开触点KM2闭合，线圈Y2得电，同时点2处KM2常闭触点断开，继电器KM1线圈失电，点5处KM1常开触点断开，线圈Y1失电，点4处KM1常闭触点闭合，与点4处KM2常开触点组成自保电路。

高职“液压与气动”课程气动部分主要讲述气源、气动执行元件和气动控制元件及典型气动回路。FLUIDSIM气动软件气动功能模块较液压软件液压功能模块多出一个气动阀组子模块，其他与功能子模块类似。本文以液压部分内容为例，阐述课堂教学模式改革的实践探索。

  

图13 同步仿真控制回路

 

1-电磁换向阀；2，5-单向节流阀；3，4-液压缸。

  

图14 同步控制回路控制电路图

2.1 不同恶性肿瘤疾病组血浆Hsp90α表达水平比较 各恶性肿瘤疾病组血浆Hsp90α表达水平均明显高于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见图1。

同时，我国应用型本科院校教育也存在一些问题。首先是教学体系不成熟，教学目标不明确，人才培养模式单一，导致毕业生难以对口输出，教育产出和实际成效不高。其次是教学中缺乏实践环节，导致课程脱离实际，课堂脱离工作环节，工程教育教师的授课方式更看重掌握理论知识的程度，依靠教材进行授课，教学和考试环节主要围绕教材进行，导致学生创新能力严重不足。最后是教师欠缺对学生的引导，仅仅是教师讲什么，学生记什么，这样严重禁锢了学生的思维，也降低了学生的自学能力。

  

图15 液压缸活塞杆位移曲线无量纲图

（1）方向控制回路。构建如图1所示的典型阀控缸方向控制回路，三位四通电磁换向阀3线圈Y11得电，单出杆液压缸4无杆腔进油、有杆腔回油，活塞杆伸出；线圈Y12得电，单出杆液压缸4无杆腔回油、有杆腔进油，活塞杆缩进。

综上所述，早期护理干预在老年非小细胞肺癌护理中的干预效果确切，可减少患者焦虑情绪，有效提高其治疗依从性和改善血气分析指标，减少并发症的发生，促进患者早期康复和出院，患者满意水平高。

今年60岁的王后生是一个种了一辈子地的老农民，具有丰富的种植经验。据他介绍，在没有配肥站之前，老百姓种地的施肥模式是前期播种的时候下底肥，每亩50-60斤，后期用滴灌浇水的时候施化肥，每亩60-100斤。“你们都知道施化肥是一个体力活，非常辛苦！老百姓不知道辛苦了多少年！”王后生激动地说，“有了精准配肥站，种地的时候就不用下底肥了！用上液体自动施肥机，浇地的时候也不用倒化肥了！”

图17是图16电磁换向阀4、6、9和11的控制电路图，行程开关SQ1常开触点和常闭触点分别控制电磁换向阀4、6的线圈Y1、Y3，行程开关SQ2常开触点和常闭触点分别控制电磁换向阀11、9的线圈Y2、Y4。

  

图16 互不干扰仿真控制回路

 

1-小排量泵；2-大排量泵；3，12-调速阀；4，6，9，11-电磁换向阀；5，10-液控单向阀；7，8-液压缸。

  

图17 互不干扰回路控制电路图

图18是揭示了两个液压缸互不干扰控制回路工作原理。液压缸7活塞杆运动到a处速度陡然下降，而液压缸8活塞杆运动没有受到影响；液压缸8活塞杆运动到b处速度陡然下降，液压缸7活塞杆运动速度保持不变；液压缸8活塞杆运动到c处停止运动，液压缸7活塞杆运动速度保持不变。

  

图18 活塞杆位移和速度曲线无量纲图

3 结束语

基于FLUIDSIM软件实施“液压与气动”课堂教学模式改革，通过仿真设计液压/气动控制回路与实际搭建液压/气动控制回路相结合，能够提升学生参与课堂教学的积极性，有效提高了学生搭建液压/气动控制回路实际操作的正确率。学生能够搭建各种典型液压或气动控制回路，有效解决了实训室液压或气动元件品类少的限制；基于FLUIDSIM软件搭建的仿真回路具有良好的交互性，而且能够直观表现执行元件的动态特性；仿真过程中可以随时使系统处于“暂停”状态，便于学生研究系统的动态特性、各元件的工作状态，加深课堂教学内容的理解；通过自主设计，搭建典型液压或气动控制回路，能够培养学生设计液压或气动系统的能力。在典型液压或气动控制回路中预设故障点，能够提升学生工程实践中液压或气动系统故障诊断与排除的能力。通过课堂仿真教学任务训练，学生能够将所学的电气和传感技术等相关学科知识与“液压与气动”相关知识融会贯通，提升学生专业知识的综合应用能力和工程实践动手能力。

参考文献：

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[2]贾光政,王金东,杨松山,等.“液压与气动”实验教学模式的探讨[J].机床与液压,2007,(2):151-152.

干预前,两组患者面神经功能评分无明显差异,P>0.05;干预后,两组患者面神经功能均有明显改善,且观察组评分显著高于对照组,P<0.05,见表1。

[3]孟庆云.液压与气动实验教学改革与实践[J].液压与气动,2011,(3):17-19.

[4]毕长飞.FluidSIM 3.6仿真软件在“液压与气动技术”中的应用[J].液压与气动,2011,(8):111-114.

[5]郭联金,潘斌.FluidSIM在液压与气动控制仿真实验中的应用[J].实验技术与管理,2015,(8):121-126.

[6]李生山.基于PLC和FluidSIM软件的液压传动控制的设计[J].机械管理开发,2014,(4):42-44.