PLC仿真軟件在PLC教學中的應用探討

文/覃麗萍

PLC仿真軟件在PLC教學中的應用探討

文/覃麗萍

就PLC教學現狀來看，其與其他課程存在明顯的區(qū)別，對學生以及教師的要求更為嚴格，通過調查專業(yè)學生普遍認為課程學習難度大，需要對教學方式進行適當的調整。PLC教學要求學生可以將通信技術、計算機技術以及自動化控制技術融入到工業(yè)自動化控制中，在根本上要求學生從電子、電工以及實操等課程打好基礎，對學生的要求十分嚴格。將PLC仿真軟件應用到教學中，可以就傳統教學中存在的問題進行優(yōu)化，本文對此方面內容進行了分析。

PLC仿真軟件；PLC教學；編程

為提高PLC教學質量，降低其教學難度，使學生更高效率的接受，必須要明確教學過程中存在的問題，并分析產生問題的原因。PLC教學過程引入PLC仿真軟件的應用，改變傳統嚴肅認真的教學模式，以生動形象的方式來引導學生學習PLC，極大地激發(fā)學生學習熱情和興趣，在保證教學核心不變的情況下，將教學過程簡化，降低了學生學習難度，這樣學生就可以利用同樣的精力來掌握更多的知識。

一、PLC教學特點

PLC即可編程控制器，是一種通用型工業(yè)自動控制裝置，繼電控制系統為其前身，主要包含了計算機技術、自動化技術以及通信技術等[1]。PLC在實際應用上具有編程簡單、功能強大、操作簡單以及可靠性高等特點，現在已經被廣泛的應用于工業(yè)自動化生產中。現在PLC課程主要應用在機電一體化、數控技術以及自動化專業(yè)中，從實際情況來看教學效果并不理想，經過調查專業(yè)學生普遍反映學習難度大。這是因為PLC課程對實踐操作能力要求比較高，而且要求學生熟練掌握電工、電子等課程內容，為理論與實踐的有效融合提供依據。但是PLC實訓設備價格較高，很多學校受資金因素制約，配置的數量有限，無法完全滿足專業(yè)學生學習需求，這在很大程度上影響了教學效果。

二、PLC教學中所存問題分析

1.教學難度大

目前，PLC教學已經成為自動化專業(yè)教學的重點，與其他專業(yè)課程相比，其所具有的信息量更大，并且整個編程過程是十分枯燥，再加上學習難度大，很難激發(fā)學生的學習興趣。教師在教學過程中，要求學生能夠根據任務控制要求進行PLC編程，并確定控制方案，但是由于PLC涉及到電工電子、通信以及信息技術等專業(yè)知識，學生能夠順利完成教學任務的比例比較低，一般在編程階段就會出現問題，很難有效順利完成課程的教學。

2.配套設備不足

PLC課程專業(yè)性非常強，如果只是選擇理論教學根本不能滿足對學生實踐操作能力的要求，但是專業(yè)配套的PLC實訓設備價格較高，學校很難保證每個學生一臺設備進行實操訓練。尤其是近年來電氣技術、機電技術、化工儀表自動化等專業(yè)學生數量不斷增加，學校原有的實訓設備根本不能滿足實際教學需求[2]。PLC現在已經被廣泛的應用到工業(yè)自動化生產中，這就決定了PLC教學的必要性，而想要提高課程教學效果，就必須要針對實際教學中存在的實操問題進行分析，對原有的教學模式進行改善，爭取在有限的教學資源中來取得更好的教學效果，提高每位學生的實踐操作能力。

3.教學方式不合理

近年來PLC在工業(yè)生產中的廣泛應用，決定了PLC課程教學的地位，為此各級學校加大了教學資源的投入，尤其是PLC教學設備的投入。從實際教學情況分析，盡管教學理念已經得到了進一步的更新，但創(chuàng)新性的教學方式還沒有得到較好的落實，大多數教師仍是選擇先理論后實訓的方式教學。即教師以教科書為主對每一步編程內容進行講解，待全部指令講解完成后，接著傳授PLC具體編程方式，末了讓學生去實訓操作，教學效果其實并不佳。從教學實際現狀看，即便是學生完全掌握PLC編程的內容與過程，但是實操遠遠跟不上，會學不會做的現象較普遍。

三、PLC仿真軟件在教學應用中的效果

PLC仿真軟件在教學中的應用，可以通過計算機更直觀的顯示出執(zhí)行程序結果，將抽象的編程與梯形圖繪制過程更形象化演示出來，幫助學生更全面客觀的了解整個PLC技術的應用過程。另外，仿真軟件應用過程中具有驗證程序，學生可以最大程度上脫離教師的判定，只有在編程與繪制梯形圖過程中存在問題時向教師咨詢求解。這樣在沒有教師框架限制的情況下，學生可以最大程度地按照自己的思路進行編程，并經過驗證確定是否正確，整個過程可以更好的鍛煉學生創(chuàng)造性思維能力。

四、PLC仿真軟件在PLC教學中應用分析

1.營造真實場景

PLC學習過程一大特點就是單調、枯燥，激不起學生的學習興趣，提高教學水平，必須依靠對學習過程進行優(yōu)化。將PLC仿真軟件應用到PLC課程教學中，利用豐富的圖片來提高教學內容的趣味性，激發(fā)學生的求知欲，使其能夠自主自發(fā)的進行學習。教學軟件內單元可以分為A～F六個單元，其中A單元為PLC簡介，主要就是通過多種圖片來對工廠中實際應用的PLC技術進行介紹，并提供了大量應用實例，與傳統教材上PLC技術的介紹相比能夠更好的激發(fā)學生學習興趣，主動去加深對PLC技術的了解，更全面的了解其應用的廣泛性[3]?，F在PLC技術已經被廣泛的應用到自動化生產中，并且逐步滲透入到日常生活中，對提高生活質量具有重要意義。通過PLC仿真軟件教學，可以幫助學生從多個角度了解和認識PLC技術，并且通過豐富的實例，使學生認識到其與生活工作之間密切的聯系，進而可以將其作為日后生活工作的輔助條件去學習，并且與傳統教學的枯燥相比，此種教學中的趣味性更能得到學生的認同和接受。

2.解決教學難點

學生普遍反映PLC課程學習難度大，其中編程學習和繪制梯形圖既是學習重點，也是學習難點，同時也是教學重點和難點，如果只是依靠教師對教材的講解，學生難以理解掌握，且后期實訓中能夠成功完成實訓任務的非常少。而通過PLC仿真軟件在教學中的應用，可以通過專家指導式的編程提示降低編程與繪制梯形圖的難度，讓學生更容易的掌握并突破難點。軟件中B單元為基本程度的學習模塊，主要包括基本輸入輸出程序、標準程序、控制優(yōu)化程序以及輸入狀態(tài)讀取程序等，并且對每個程序進行了詳細步驟的講解，為學生提供一個逐步前進的環(huán)境，這樣教學在授課時就可以針對學生學習掌握的實際情況來確定重點講解內容，逐步引導學生掌握編制簡單梯形圖的方法，并在學習完成后可以獨立完成仿真運行，掌握基本程序的編程思路和方法。

以數碼管將從0、1、2……依次循環(huán)顯示控制系統為例，要求控制系統有啟動與停止按鈕，用來控制數碼管啟動與停止。并且要求程序開始后顯示0，延時1s，顯示1，延時1s顯示2……顯示9，延時1，顯示0，循環(huán)往復[4]。為滿足控制要求，I/O分配為：XO：啟動按鈕，X1：停止按鈕，YO～Y6：數碼管adcdefg段。梯形圖編制時教師打開PLC仿真軟件，由專家指導所有編程過程，即：

LDX001

RSTD0

LDX000

ANIT0

OUTT0K10

LDT0

INCPD0

LDM8002

ORX1

MOVK0D0

LDM8000

CMPD0K10M0

SEGDD0K2Y000

END

3.模擬仿真場景

將PLC仿真軟件應用到實際課程教學中，可以結合學生學習需求，模擬一個仿真場景，做好各種設定與仿真運行，讓學生更直觀的認識到PLC技術的工作原理。對于PLC的學習，要求學生能夠掌握一定的編程能力，并且可以熟練應用基本的編程技巧，另外為保證學生能夠將學習到的各種專業(yè)理論知識與實際操作要求聯系，并完成編程與繪制梯形圖，還要求學生在日常學習中能夠按照實際控制要求進行仿真運行、調試。利用PLC仿真軟件來營造逼真的環(huán)境，為學生提供一個實際操作的平臺，可以查找出程序中存在的漏洞，并自行去修改，在對程序進行優(yōu)化的整個過程中，即可以達到掌握編程技巧的目的。

例如FX-TRN-BEG-C軟件，為PLC教學提供一個學生實際操作的平臺，其所具有的各種控制要求，可以更全面的為學生提供仿真運行控制程序。并且所有程序的控制操作都比較將簡單，可以滿足不同階段學生學習的需求，利用軟件提供的3D虛擬空間來對模擬出來真實場景進行操作，實現理論與實踐的有機結合。另外，PLC仿真軟件中提供的所有場景都圖文并茂，可以更好的激發(fā)學生學習興趣，學生完全可以根據自己的學習進度與自身能力來選擇相應的仿真模塊。例如，舞臺裝置控制以及分配線控制，自動門控制部件的分配分揀等，學生都可以在場景中完成編程訓練，并繪制出梯形圖，完成PLC仿真運行操作，從根本上提高學生理論與實踐相結合的能力。

結束語：

PLC仿真軟件在教學中的應用，與傳統教學模式相比，可以更好激發(fā)學生對PLC技術的興趣，縮短教與學的時空距離，降低教學與學習的難度，讓學生更主動的去研究學習課程，掌握基本編程技能，能夠獨立繪制梯形圖，不斷提高教學效果和質量。

[1]拾以超.仿真軟件在PLC教學中的應用[J].機電技術,2011,05:149-151.

[2]姜坤.淺談PLC仿真軟件在PLC教學中的應用[J].電子世界,2012,07:167-169.

[3]葉堅.PLC仿真軟件在PLC教學中的應用探討[J].無線互聯科技,2013,06:238.

[4]潘春玲.仿真軟件在PLC教學中的應用[J].佳木斯教育學院學報,2014,02:265-269.

覃麗萍(1981.8-)，女，助理講師，廣西石化高級技工學校，研究方向：電氣與儀表自動化。

TP

A

2095-9214(2015)02-0177-02

廣西石化高級技工學校)