在工业自动化的控制中，气动技术的应用越来越多。相对于机械传动、液压传动等其他形式的传动，气压传动的动力源来自取自不尽的空气，用于传动的气动装置的结构相对简单，气动系统可靠性较高，而且使用空气比较安全，可以防爆、防火[2]。基于这些优点，气动技术常用于工业过程中实现机械自动化。

气动实验台是一个提供学生设计、安装和调试气动系统的平台，按照对气动回路的控制方式的不同，可以分为手控式、机控式、全气控式和电控式。计算机技术在实验台中的运用越来越广泛，应用较多的有单片机技术和PLC技术。目前实验台大都采用PLC控制，将微电子技术直接用于自动控制[3]。气动技术和计算机技术的优点在实验台结合，使实验台可靠性提高，抗干扰性强，功能更加齐全。

不同实验台的构建原理不同，其在结构组成上也各有差异， 最初的实验台仅仅是多个实验元件的简单组合，随着计算机技术越来越多地应用于实验台中，实验台的功能得到提高。目前先进的实验台大都由计算机模块、软件模块、实验元件模块组成，网络技术和实验仿真技术的运用使实验台的功能进一步变得强大。 

1.2  气动实验平台发展现状

1.2.1  国外气动实验台的发展状况

 1.2.2  国内气动实验台的发展状况

1.3  本课题研究的内容

随着工业自动化发展进程的加快，对气动技术领域发展的要求也越来越高。气动控制技术广泛应用于工业自动化中，机械类本科课程《液压与气动技术》是一门实践性要求很强的专业必修基础课程，为了提高教学效果，培养具有创新能力的人才，必须加强实践教学[8]。有必要设计一种气动实验台，可以让学生动手对气动回路设计并连接实际气动系统，操作并调试气动回路，提高学生的学习积极性，培养学生综合的能力。

课题研究的目的在于针对传统的气动教学实验台功能单一、学生不能对气动回路自由设计并连接实际气动实验系统的问题，研制一种新型的开放式气动实验教学平台。在开放式气动教学实验平台上，可以完成液压与气动课程要求的实验项目。而且由于其所具有的强大灵活的开放性，学生将可以自由设计组合，在一个实验台上完成方向控制、压力控制、速度控制、位置控制、同步控制、缓冲控制等多种气动控制实验。学生可以亲自动手在实验台上对气动回路自由设计，自由布置与连接气动元件，利用最少的元件，在一个实验平台上可以完成多种气动控制实验；采用全气控、手控和PLC 控制方式，将可编程控制技术与气动控制技术结合，在实验中直观地认识机、电、气一体化。

为了达到新时期下的创新型人才的要求，机械专业学生对气动技术知识的掌握已经非常必要。气动实验台的不断发展有助于提高学生的实验操作能力和创新能力，使学生将理论与实践结合，更全面深入地理解气动技术。随着计算机技术的发展与应用，功能完善的新型气动实验台将陆续出现，在气动教学中发挥重要作用[9]。

 2  开放式实验教学平台的总体方案设计

在开放式气动教学实验平台上，可以完成液压与气动课程要求的实验项目。而且由于其所具有的强大灵活的开放性，学生将可以自由设计组合，在一个实验台上完成方向控制、压力控制、速度控制、位置控制、同步控制、缓冲控制等多种气动控制实验。可以在该实验平台上设计成手控、气控和 PLC 控制，充分发挥学生的创造力。

2.1  实验平台设计任务

气动控制技术开放式实验教学平台的设计任务具体如下：