談ＰＬＣ仿真學(xué)習(xí)軟件在ＰＬＣ教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：在PLC的教學(xué)過程中，要尋找到突破口，提高教學(xué)質(zhì)量，可以利用PLC仿真學(xué)習(xí)軟件，輕松有趣地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)PLC，取得事半功倍的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞 PLC仿真學(xué)習(xí)軟件；PLC編程；教學(xué)效果
PLC是可編程控制器的簡稱，PLC技術(shù)是在繼電接觸器控制和 計(jì)算 機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)的 工業(yè) 自動(dòng)控制裝置。由于它可以通過軟件來改變控制過程，且編程較為簡單，所以目前PLC在工業(yè)控制中占據(jù)了主導(dǎo)地位，得到了非常廣泛的應(yīng)用。為適應(yīng)這種形勢需求，PLC技術(shù)已成為各類職業(yè)技術(shù)學(xué)校 電子 電氣專業(yè)的一門專業(yè)課，我校也不例外。PLC是我校電子信息與應(yīng)用專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課之一，教材版本以學(xué)習(xí)三菱FX2N系列PLC的基本指令和應(yīng)用為主。
　　在PLC教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)PLC普遍感到比較困難。一方面是因?yàn)镻LC是以微處理器為核心，將自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。要學(xué)好這門課程，對學(xué)生在電力拖動(dòng)、工業(yè)電子學(xué)等課程的理論、實(shí)操能力有一定的要求，而職校學(xué)生的基礎(chǔ)普遍較差，學(xué)習(xí)起來比較吃力。另一方面，學(xué)校缺乏相應(yīng)的PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生沒有動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。在這種情況下，如何尋找到PLC教學(xué)的突破口，提高教學(xué)質(zhì)量呢？通過教學(xué)實(shí)踐和探索，筆者認(rèn)為利用PLC仿真學(xué)習(xí)軟件（該軟件名稱為FX-TRN-BEG-C），可以輕松有趣地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)PLC，取得事半功倍的教學(xué)效果。
　　FX-TRN-BEG-C是三菱電機(jī)最新推出的中文版教學(xué)軟件，它將虛擬舞臺(tái)和專家操作指導(dǎo)合成在一起，學(xué)習(xí)通用梯形
　　圖邏輯編程。將該軟件安裝在學(xué)校多媒體教室的電腦上，學(xué)生上PLC實(shí)訓(xùn)課時(shí)只要到多媒體教室上機(jī)，就可以身臨
　　其境地感受到PLC的無窮魅力了。
　　該軟件在教學(xué)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面。
　　大量生動(dòng)的圖片，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)PLC的興趣和熱情 教育 心 理學(xué) 認(rèn)為，學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，是推動(dòng)學(xué)生努力學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動(dòng)力。學(xué)生只有對PLC學(xué)習(xí)有了濃厚的興趣，才會(huì)有求知的欲望，才能勤于思考。該教學(xué)軟件一共分六個(gè)單元，分別是A～F。A是PLC簡介單元，它用大量的圖片介紹了在工廠自動(dòng)化領(lǐng)域以及日常生活中應(yīng)用PLC技術(shù)的許多實(shí)例，通過A單元的入門學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到PLC技術(shù)的實(shí)用性。PLC已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€(gè)角落，在提高我們的生活質(zhì)量方面扮演著很重要的角色，以此來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)PLC的興趣和熱情。這些生動(dòng)的圖片演示，比在教室里枯燥的講述有趣，學(xué)生更樂于接受。
　　專家指導(dǎo)式的編程提示，可突破學(xué)生學(xué)習(xí)PLC的難點(diǎn)在PLC學(xué)習(xí)中，學(xué)會(huì)編程是重點(diǎn)，如何繪制梯形圖是難點(diǎn)。利用該軟件可以較容易突破難點(diǎn)，掌握重點(diǎn)。因?yàn)樵撥浖腂單元就是基本程序的學(xué)習(xí)單元，它主要介紹了基本輸入輸出程序、標(biāo)準(zhǔn)程序、控制優(yōu)化程序、輸入狀態(tài)讀取程序等等。在每一個(gè)程序的學(xué)習(xí)單元中，它都列出了詳細(xì)明了的操作步驟，一步一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)編制簡單的梯形圖，以及進(jìn)行仿真運(yùn)行，使學(xué)生對基本程序的編程有初步的認(rèn)識(shí)。該軟件的C單元是輕松的練習(xí)單元，它詳細(xì)介紹了基本定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的編程要領(lǐng)，并介紹了應(yīng)用定時(shí)器和基本計(jì)數(shù)器來編程的兩個(gè)典型實(shí)例。通過這個(gè)單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生對常用的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的編程有了基本的了解。在B、C兩個(gè)單元的基本編程訓(xùn)練中，它都采用了專家指導(dǎo)式的編程提示，為基礎(chǔ)較差的學(xué)生學(xué)習(xí)PLC提供了非常有用的幫助。通過這兩個(gè)單元基本編程的訓(xùn)練，學(xué)生能基本了解PLC編程的特點(diǎn)，對PLC的基本編程方法有了一定的認(rèn)識(shí)，突破了學(xué)習(xí)PLC的難點(diǎn)，為后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用題的編程學(xué)習(xí)打下較扎實(shí)的基礎(chǔ)。
　　模擬場景中的仿真運(yùn)行，可幫助學(xué)生更好地理解PLC的工作原理要讓學(xué)生對PLC的工作過程有全面的認(rèn)識(shí)和了解，除具備一定的編程能力，掌握基本的編程技巧外，還要讓學(xué)生按照實(shí)際的控制要求進(jìn)行仿真運(yùn)行和調(diào)試，從而找到程序中的不足和漏洞，進(jìn)行反復(fù)修改，達(dá)到優(yōu)化程序、熟悉編程的目的。而FX-TRN-BEG-C教學(xué)軟件就是這樣一個(gè)能提供各種控制要求、仿真運(yùn)行各種控制程序的教學(xué)平臺(tái)。它操作簡單，利用3D虛擬空間設(shè)計(jì)，模擬出各種真實(shí)場景。例如， 交通 信號(hào)燈控制、正反轉(zhuǎn)控制、分揀和分配線控制、舞臺(tái)裝置控制、升降機(jī)控制等等，每一個(gè)場景都惟妙惟肖，圖文并茂。學(xué)生可以在任意一個(gè)場景中按照控制要求進(jìn)行編程，繪出梯形圖，并對PLC進(jìn)行仿真運(yùn)行操作，在仿真運(yùn)行中可以觀察運(yùn)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，在運(yùn)行中還可以確認(rèn)各個(gè)元件與程序的狀態(tài)，適時(shí)監(jiān)控各個(gè)元件的工作過程。通過運(yùn)行監(jiān)控，學(xué)生更好地理解和掌握PLC各個(gè)元件的作用，鞏固課堂上所學(xué)的理論知識(shí)。

　　循序漸進(jìn)式的課程設(shè)置， 科學(xué) 合理，可以照顧到全體學(xué)生教學(xué)是面向全體學(xué)生的。從心 理學(xué) 的角度來講，人的個(gè)性特征及心理傾向不盡相同，學(xué)生在智力上有差異，在觀察力、理解力、想象力、記憶力、模仿力、表達(dá)及思維能力方面有所不同。因此，在PLC教學(xué)中，筆者采用了“因人施教”的分層教學(xué)法。而PLC教學(xué)軟件就提供了一個(gè)分層教學(xué)的良好平臺(tái)。因?yàn)樵撥浖腄、E、F單元分別是初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)挑戰(zhàn)單元，每一單元均有6道設(shè)計(jì)題，難度不等，其中初級(jí)挑戰(zhàn)題難度較低，難度系數(shù)為1～2顆星；中級(jí)挑戰(zhàn)題的難度稍大，難度系數(shù)為2～3顆星；高級(jí)挑戰(zhàn)題的難度最大，難度系數(shù)為3～4顆星。在具體教學(xué)過程中，對程度較低的學(xué)生，采用“初級(jí)挑戰(zhàn)單元”中的部分內(nèi)容進(jìn)行訓(xùn)練。對程度較好的學(xué)生采用“中級(jí)挑戰(zhàn)單元”或“高級(jí)挑戰(zhàn)單元”中的部分內(nèi)容進(jìn)行訓(xùn)練。學(xué)生各取所需，各有所獲，這樣既提升了學(xué)生的自信心，又拓展了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。另外，對于較復(fù)雜的設(shè)計(jì)題，如自動(dòng)門操作控制、輸送帶控制等等，還可以采用讓學(xué)生分工合作的教學(xué)形式，將全班學(xué)生分成不同的小組，明確各小組的設(shè)計(jì)任務(wù)和目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。
　　總之，通過教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為用PLC仿真學(xué)習(xí)軟件進(jìn)行PLC輔助教學(xué)是可行的，能收到較好的教學(xué)效果。學(xué)生通過電腦上機(jī)，仿真實(shí)踐，可以更好地觀察和消化所學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)通過PLC仿真學(xué)習(xí)軟件實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，可以嘗試改變某些指令、程序，再觀察試驗(yàn)結(jié)果，立竿見影，能極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生體會(huì)到成功的快樂，有成就感，學(xué)習(xí)時(shí)興趣盎然，產(chǎn)生不斷深入學(xué)習(xí)PLC的動(dòng)力。在筆者所教授的學(xué)生當(dāng)中，就涌現(xiàn)了不少學(xué)習(xí)積極性高、編程能力強(qiáng)的尖子生，通過這些尖子生可帶動(dòng)班級(jí)同學(xué)共同學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步。筆者所教授班級(jí)的大部分學(xué)生都具備了初步的編程能力，掌握了一定的編程技巧，取得了較為顯著的教學(xué)效果。
　　
　　 參考 文獻(xiàn)[中華論文網(wǎng)(www.zclw.net)歡迎您！] ：
　　[1]龐廣信.可編程控制器技術(shù)應(yīng)用[M].北京：化學(xué) 工業(yè) 出版社，2006.
　　[2]李俊秀，趙黎明.可編程控制器技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.