摘要：本文介绍了组态软件在液压综合实践教学的运用，利用组态软件实时监控功能，检验学生训练结果和过程，对于提高学生的实际动手能力和知识综合利用的能力具有积极的作用。
关键词：组态 液压 训练 能力
1 概述
液压工程实践是高等院校及职业院校培养应用型技术人才必不可少的实践教学活动，是机械专业，特别是工程机械方向重要的实践课，对于培养学生的实践能力和创新能力起着十分重要的作用。但学生在学习液压传动理论知识时由于缺乏具体实践和实际经验而感到内容生涩、枯燥，比较难学，主要原因是由于学校试验条件的限制以及理论和实际严重脱节。液压工程训练是辅助学生有效掌握液压传动理论的实践环节，对学生的动手能力和实践接触起到重要的作用。由于液压传动中流体介质在封闭的管路中循环，很难观测到流体的流动状态，增加了学生对液压元件及系统的理解难度。随着虚拟技术的推广，我们学院老师就利用组态软件建立虚拟液压元件模型库和液压系统并运用于实践及教学环节，开设接近工程实际的综合训练实验内容，对开创了学生的思维、提高教学质量将起到很大的帮助，是提高学生应用和实践能力有效的办法。
2 基于虚拟技术的工程机械液压仿真系统开发应用
传统的液压实践教学一般是通过学生对液压元件及回路的理解进行验证性的试验，不利于拓展学生的思维。现在市场出现许多上基于虚拟技术的软件产品，如组态产品都可对工程实践类的教学提供帮助。就目前的组态产品而言，兼容性较好，可运行于Windows 98/NT/2000/XP操作系统之上，并且可以同国内外知名工控产品，工控机和网络系统进行通信、结合，从而构造出功能不同的的数据采集与监控系统。我机电学院液压实验室老师运用这些基本组件开发出了基于工程机械液压工程训练的教学系统，该教学系统具备以下的具体功能：①虚拟试验台演示功能。图形是最好的表达方式，有了图形及对应流体的运动及相应液压元件的动作流程，学生对所设计的液压系统可以进行状态实时监测，并实时显示相应的数据，通过数据的分析，反应系统的压力、流量等的变化。②数据储存及分析功能，建立实时数据库，对整个系统的数据进行处理，监控整个过程，以数据链路树方式组成网状数据关系，分别以根数据链路树与顶数据链路树实现数据激励与数据功能。③设备监控和操作功能，把各图元的动画连接组态，应用周期扫描方式，按一定周期扫描当前画面窗口动画连接对象链表，由各动画连接对象通过脚本表达式解释模块从画面数据表中读取相应数据，实现动画连接处理，并调用对应图元进行画面刷新，实现实时数据的监控。
3 组态软件在液压工程训练中的应用
传统的液压工程训练项目基本只是让学生在现有的设备上对液压系统拆装，然后在实验台上验证回路及记录有关数据并加以分析，最后总结该回路或液压元件的性能等。但现在市场上存在的工程机械大多是机电液一体化设备，要求设计或开发人员具有多方面知识综合运用的能力。这就对高等教育提出更高的要求，于是许多教研单位力图应用和实践接轨，把许多先进的教学设备引进到实际教学中。我们依靠力控软件开发的液压工程训练仿真教学平台，界面和接口开发周期比较短，代码调试简单，可以让试验和控制人员直接参与仿真系统的改写和简单的编程，让学生在较短的时间内运用所学的知识建立组态界面，又可以通过虚拟界面和实际运行状况检验自己搭建的液压回路及系统控制性能。
4 液压仿真实验培训学生的综合能力
4.1 液压仿真实验为学生提供综合知识利用的平台 学生在液压工程训练教学开设之前已进行PLC电气控制，微机原理，电工电子技术等专业课的学习，为机电液一体化学习和研究提供了专业基础。基于虚拟技术的试验台软件系统的具有丰富的功能，能同时和多种软件进行对接，使得学习者可以利用C语言等开发工具开发通信程序，进行数据采集，再利用软件提供的接口控件将通信程序与虚拟试验台连接，实现数据共享。学生在进行创新性设计的过程中科院利用虚拟试验台软件系统快速的开发出各种PLC仿真驱动，能方便、快捷地为PLC控制系统建立一个仿真模型，以验证、调试所开发的程序。一个基本的液压控制系统就需要试验者把所学的液压、电气、PLC等知识综合利用起来，极大限度的巩固所学知识和加强实际动手能力。在进行常规的工程训练之外，我们把液压工程训练活动当作一种创新性的实践活动，鼓励学生创新地选择、设计液压控制回路，自主地进行综合性、设计性、研究型训练。经过几个学期的设备使用记录证明，此举明显提高了设备资源的利用率，有利于调动学生积极参与实践活动，让学生在实践活动中充分发挥主观能动性，加强巩固学习的知识，提高实践动手能力。这种综合性的训练模式促使学生学习方式发生改变，从被动学习转为主动学习，有利于提高学生独立思考能力和操作技能，并且能提高学生的择业能力，使学生可以根据自己的兴趣相对自主地设计液压仿真系统。例如，我们通过组态软件编写了二十多个工程机械液压系统回路，对促进和激发学生的学习热情起到了很大的作用。
4.2 利用组态开发的仿真系统可开设多种综合性实践训练活动 液压仿真系统属于含纳多门课知识的综合性实验，对培养学生综合应用、工程实践能力是非常有益的。目前我校工程训练中心开设的实训项目可以分为综合型和设计型项目，综合型项目的实践内容容纳了多个专业或多个方向以及多门课程的综合性知识。通过自主设计实验或实践内容，使学生的尽可能的对多门知识进行融合，增强实践技能，我们的学生经过这种开放性的实践活动，分析问题的能力，解决问题的能力明显有了很大的进步，两年一度的全国大学生机械创新大赛以及每年的飞思卡尔杯竞赛我们的学生都取得了较好的成绩，说明这种培养模式在现代的教学环境中是完全符合社会需要的。设计型项目是一种探索式训练教学，对学生的能力要求进一步提升，要求学生综合多学科知识开发和设计实践方案，同时又要有一定的软件开发经验，这种实践活动往往需要一定的实践经验和经济的支持。无论从学校层面或学院层面，领导和老师都给予了较大的支持，每年都有一批学生获得大学生创新基金去研究和探索。例如我们开设的挖掘机动臂调速综合实训，要求能测试调速回路的速度—负载特性，这项实验的完成需要对节流调速特性、以及信号处理与监控等内容非常熟悉，又要掌握系统功能设定和硬件设计、软件结构设计、编程实现、系统调试。通过实训将知识内容贯穿起来，有了整体的认识，知道怎样用学过的知识实现一个控制系统，因此清晰了课程知识要点以及相关学科的内容，像这样综合性实训在知识综合运用过程中，增强学生兴趣，启发思维，提高动手能力与实际操作能力。
5 结束语
把虚拟软件用于的液压工程训练教学之中，增加人机交互功能；利用虚拟软件实时数据库提供的多种PLC接口，将虚拟软件的多功能性与程序开发的灵活性有机结合起来，更好的满足了工程训练教学的需要。根据几年实训的结果反馈，这种新型的工程训练模式极大的激发了学生的创新和动手能力。
参考文献：
[1]吉涛.综合性实验教学研究与实践，科技咨询，2009 NO.10.
[2]杨书仪，赵继云，胡燕平.基于PLC和力控组态软件的液压试验台控制系统，工矿自动化，2006(6).
[3]李鸣华.高校实验教学的现状与改进策略研究[J]，实验室科学，2008(3).
[4]李杰，黄健，张锟.提高工科研究生创新能力的探索与实践，高等教育研究学报，2009.09.
[5]王晓云，樊东.高校本科开放实验室建设和管理模式的研究与实践，实验室科学，2009.04.
作者简介：黄磊（1975-）男，山东菏泽人，讲师，研究方向为液压传动控制。
项目：安徽省第一批高等学校省级示范实验实训中心建设项目、安徽建筑工业学院教研项目和安徽建筑工业学院青年基金支持（资助号：200817，2008JX23）。