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主题:教学实践 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-01-21

教学实践论文范文

论文

目录

  1. 一、矿井排水简介及现有教学系统的不足
  2. 二、矿井排水模拟教学演示系统
  3. 三、基于Automation Studio虚拟仿真教学系统
  4. 四、结语

《矿井排水虚拟实验系统在教学实践中的应用》

该文是教学实践相关论文范文文献跟矿井和排水和实践方面专升本论文范文.

摘 要:根据教学实验的需求,课题组对矿井排水虚拟仿真实验教学系统进行了设计与开发.对现有实验设备进行模拟虚拟仿真的开发研究,通过对排水系统的混合仿真模拟实现科研成果回馈教学和理论密切联系实际的效果,有利于提高学习效率,培养复合型卓越人才.实践表明,对机械工程专业的学生培养具有十分重要的意义.

关键词:矿井排水;混合仿真;实践教学;虚拟现实

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2019)02-0273-02

一、矿井排水简介及现有教学系统的不足

随着社会的进步与科技的飞速发展,知识的更新周期在逐渐的缩短,在这个时代的背景下,许多教育学领域的专家对传统的教学模式提出了改革,提倡使用现代教学方式来培养新世纪的接班人,这对高校人才的培养提出了新的挑战.

矿井排水系统的教学还停留在传统的教学方法上,其演示方式大多是利用视频、图片或者口述等方式完成,在教学过程中无法深入的展示排水过程,实际排水系统战线长、环境恶劣、安全性低,学生难以在现场进行观察学习,由此导致学生难以理解矿井排水系统的实际运行方式,并且学生在学习过程中难以接收课堂所授内容,考试结束后容易忘记,在实际工作中再次遇到同样的问题需要重新学习,给学生的学习和老师的传授带来了许多的不便.

二、矿井排水模拟教学演示系统

矿井自动排水教学实验系统是在实际排水系统的基础上进行简化,便于学生能够快速了解系统的核心结构和核心技术.我们将原先的多泵、多回路系统简化为单泵、单回路教学实验系统,搭建了完整的实验系统.

矿井自动排水实验系统的外部结构主要由离心泵、管道泵、射流泵、机电联动液控闸阀、球阀、压力表、真空表、传感器、水箱、管路等部件组成.本系统装置的PLC排水泵控制装置控制2台排水泵和2台出口闸阀,其中一台是通过灌泵的形式抽水,另一台通过射流泵以抽真空形成负压,保证离心水泵能正常排水.两台水泵形成对比,能够模拟井底水仓、地面水仓、主排水泵、控制箱等,形成矿井自动排水的主要组成结构,并有控制和显示装置.本系统的运行设计有多种方式,主要有就地远程控制(电脑),就地按钮(检修)控制两个层次的运行方式.就地远程控制有自动、半自动、手动三种操作方式.

通过远程操作界面(如图1)来控制矿井自动排水实验系统,让学生实际操作矿井排水系统,体验真实的矿井排水过程,对于搭建创新实验平台有着重大的帮助.学生在实际操作过程中,可以随时发现问题,解决问题,调动学生的学习积极性,走向理论教学到实践教学一体化,重构教学体系,达到教学与综合知识的综合培养.

三、基于Automation Studio虚拟仿真教学系统

本虛拟系统是由PLC排水泵控制装置控制2台排水泵和2台出口闸阀,其中一台是通过灌泵的形式抽水,另一台是以抽真空形成负压,保证离心水泵能正常排水.虚拟实验系统是使学生深入理解矿井排水系统,培养学生观察问题、深层次理解问题能力的一个重要方面.通过本次虚拟实验的学习,主要达到以下几个教学目的:(1)计算机虚拟操作掌握矿井排水的工艺流程.(2)排水系统核心部件电液闸阀的工作原理.

学生在了解矿井排水的理论知识的基础上,亲自操作Automation Studio虚拟教学模拟系统,操作电液闸阀的机电液联合模拟系统,掌握排水的工艺流程,掌握电液闸阀的结构组成、液压控制原理和电控原理,掌握各参数对闸阀启闭性能的影响.

矿井排水虚拟实验系统的实验步骤如下:(1)PLC自动控制系统操作:打开Automation Studio软件,选中PLC程序图和动画原理图,然后点击菜单上面的模拟.进入模拟状态后,只需要点击绿色的启动按钮,右侧动画图就会与左侧PLC程序图同步运行,学生可以看到基于PLC控制的排水动态运行过程.操作画面如图2所示.(2)手动操作模拟:打开Automation Studio软件的手动操作系统,进入动画画面后,按照排水工艺流程依次点击右下方的启动射流泵,启动离心泵,启动电液闸阀按钮,实现各排水管路的启闭控制.关闭系统时,应该先关闭闸阀,最后关闭离心泵.如图3所示.(3)打开Automation Studio软件的闸阀模拟系统,分别将闸阀3D图,液压原理图和电气控制图放在中间界面中,然后点击菜单上面的模拟键进入动态模拟画面,可以得出虚拟实验结果.

四、结语

课题组对矿井排水虚拟仿真教学系统的研究与开发,建设了模块化、层次化、多元化的虚拟仿真实验教学体系和实验教学资源,对机械领域的人才培养起到了示范性作用.学生在虚拟平台上自主、直观、交互、可重复的学习相关知识,实现科研成果回馈教学和理论密切联系实际的效果,解决了现有教材很难反映近几年的新技术和新装备、学习中很难想象的动态响应过程和复杂作业流程中的性能参数的变化规律的问题.特别是学生可以在虚拟平台上亲自动手,模拟各种工况,实施人机交互.这对提高学习效率,培养复合型卓越人才具有十分重要的意义.

参考文献:

[1]李平,毛昌杰,徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索,2013,32(11):5-8.

[2]沈毅,王增长,王强,等.煤矿矿井排水的处理和综合利用[J].科技情报开发与经济,2008,(4):160-161.

[3]臧其亮,马勇.节能型矿井排水泵控制系统[J].矿山机械,2010,(5):120-122.

[4]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社,2008.

Abstract:According to the needs of teaching experiment,the project group has designed and developed the virtual simulation experiment teaching system for mine drainage.The simulation virtual simulation of the existing experimental equipment is developed.Through the simulation of the mixed simulation of the drainage system,the effect of the scientific research results to the teaching and the theory is closely related to the actual effect.It is beneficial to improve the learning efficiency and cultivate the complex talents.Practice shows that it is very important for the training of students in mechanical engineering.

Key words:mine drainage;mixed simulation;practice teaching;virtual reality

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教学实践引用文献:

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