S7—200仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

張云鴿 程珍珍

摘 要：介紹了S7-200仿真軟件的功能和使用方法，列舉了S7-200仿真軟件在教學(xué)中的幾種典型應(yīng)用，肯定了S7-200仿真軟件應(yīng)用在Programmable Logic Controller教學(xué)中取得的效果。

關(guān)鍵詞：Programmable Logic Controller；S7-200仿真軟件；教學(xué)；應(yīng)用；效果

Programmable Logic Controller自誕生之后因其使用靈活方便、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)快速成為工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的工業(yè)控制裝置，并已躍居工業(yè)生產(chǎn)自動化三大支柱（即Programmable Logic Controller、機(jī)器人和CAD/CAM）的首位。對于廣大學(xué)生來說，它已不僅僅是一門課程，而是一項(xiàng)實(shí)用性較強(qiáng)的技術(shù)，掌握了這門技術(shù)，畢業(yè)后可直接應(yīng)用于工作實(shí)踐。如何讓學(xué)生理解、掌握并能熟練應(yīng)用這門技術(shù)，筆者發(fā)現(xiàn)在教學(xué)中應(yīng)用仿真軟件輔助教學(xué)效果極好。本文介紹Siemens S7-200仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用。

一、Siemens S7-200仿真軟件

S7-200仿真V4.0漢化v2是一款免安裝仿真軟件，解壓縮后雙擊“S7-200漢化版”即可。

仿真前先用STEP7-MicroWIN編寫程序，編寫完成后在菜單欄“文件”里點(diǎn)擊“導(dǎo)出”，彈出一個“導(dǎo)出程序塊”的對話框，選擇存儲路徑，填寫文件名，保存類型的擴(kuò)展名為awl，之后點(diǎn)保存。

打開仿真軟件，輸入密碼“6596”；雙擊Programmable Logic Controller面板選擇CPU型號，點(diǎn)擊菜單欄的“程序”，點(diǎn)“裝載程序”，在彈出的對話框中選擇要裝載的程序部分和STEP 7-MicroWIN的版本號，一般情況下選“全部”就行了，之后“確定”，找到awl文件的路徑“打開”導(dǎo)出的程序，在彈出的對話框點(diǎn)擊“確定”；再點(diǎn)那個綠色的三角運(yùn)行按鈕讓Programmable Logic Controller進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，點(diǎn)擊下面那一排輸入的小開關(guān)給Programmable Logic Controller輸入信號就可以進(jìn)行仿真了。

該軟件可以模擬S7-200系列的真實(shí)硬件圖，通過輸入點(diǎn)的通斷模擬輸出量變化，具有很好的直觀性，并且支持?jǐn)U展模塊，同時可以監(jiān)控Programmable Logic Controller相關(guān)的內(nèi)部變量。

二、S7-200仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的一本書、一支粉筆、一張嘴的教學(xué)手段不利于學(xué)生對Programmable Logic Controller知識的快速理解和掌握。引入仿真軟件后，無論是教師的教還是學(xué)生的學(xué)都輕松很多，收到事半功倍的效果。S7-200仿真軟件在教學(xué)中的典型應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.基本指令的講解

Programmable Logic Controller的程序由一條條指令組成，所以Programmable Logic Controller入門的第一步就是要理解Programmable Logic Controller指令的功能。如果只憑老師靜態(tài)地講解，絕大部分的學(xué)生覺得單調(diào)、生澀，理解不了，從而失去進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣；即使個別學(xué)生當(dāng)堂理解了，也印象不深刻會很快忘記。而用仿真軟件動態(tài)呈現(xiàn)，老師講起來、學(xué)生學(xué)起來都會生動很多，省時省力且過目不忘。舉例如下：

示例1：置位/復(fù)位指令

改變“N”的值（可以是1、2、3、……、255，不能超過255），通過仿真軟件觀察仿真結(jié)果，從而快速并深刻理解置位/復(fù)位指令（S/R）。

③使能端信號I0.0每接通一次 ④使能端信號I0.0

減計數(shù)器當(dāng)前值減1 接通4次時

圖5 圖4所示程序的仿真界面截圖

結(jié)論：傳統(tǒng)的波形圖方法令學(xué)生費(fèi)解，而借助仿真軟件則形象生動易掌握。

2.實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)程序調(diào)試

因?yàn)镻rogrammable Logic Controller是門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，所以大量的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)是必須的。Programmable Logic Controller課程的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)居多。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置一般比較昂貴，為了避免不必要的損耗和縮短設(shè)計周期，先利用仿真軟件反復(fù)地查找程序漏洞、反復(fù)修改、優(yōu)化程序，直至仿真結(jié)果達(dá)到預(yù)期的任務(wù)目標(biāo)很有必要。

3.學(xué)生課后作業(yè)的完成和自學(xué)

所謂“勤能補(bǔ)拙”，要想熟練掌握Programmable Logic Controller技術(shù)，除了跟著老師學(xué)，最重要的還得學(xué)生自己勤學(xué)多練?？呻S時進(jìn)實(shí)驗(yàn)室去驗(yàn)證程序是不現(xiàn)實(shí)的，而現(xiàn)在許多學(xué)生都有筆記本電腦，Programmable Logic Controller編程軟件、仿真軟件又易于安裝和使用，對廣大學(xué)者可謂是無言的老師。

4.一體化教學(xué)更是離不開仿真軟件

一體化教學(xué)提倡學(xué)生為主，教師為輔。有了仿真軟件，學(xué)生不再過分依賴教師，教師主要起點(diǎn)撥、答疑的作用。當(dāng)遇到不熟悉的指令，學(xué)生可以通過仿真軟件深刻理解指令功能；針對具體任務(wù)，學(xué)生完全可以按照自己的思路進(jìn)行編程，然后驗(yàn)證和修改，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

三、S7-200仿真軟件應(yīng)用在Programmable Logic Controller教學(xué)中取得的效果

將S7-200仿真軟件應(yīng)用在Programmable Logic Controller教學(xué)中，教師感覺教學(xué)工作輕松了很多，但最大的受益者還是學(xué)生。

1.學(xué)生的畏難意識減弱了，學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)了

學(xué)生厭學(xué)的很大一部分原因是因?yàn)槁牪欢畬W(xué)不會。而S7-200仿真軟件可以直觀生動地顯示執(zhí)行程序結(jié)果，學(xué)生可以借助該軟件理解難點(diǎn)，練習(xí)編程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這一切都使得學(xué)生很有成就感，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動參與意識。比如，學(xué)生的到課率、抬頭率提高了。

2.學(xué)生的創(chuàng)新意識得到了培養(yǎng)

因?yàn)榉抡孳浖恍枰鎸?shí)的硬件支撐，程序改變后可以通過仿真軟件預(yù)知控制結(jié)果，這樣學(xué)生就可以大膽地想，大膽地驗(yàn)證自己的思路，從而創(chuàng)新意識慢慢得到了培養(yǎng)。比如，課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)程序的雷同率降低了。

3.學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力得到了鍛煉

有了仿真軟件的協(xié)助，學(xué)生不再需要過分依賴教師對控制程序正確與否的判斷。面對控制任務(wù)學(xué)生可以嘗試自己分析、自己編程、自己調(diào)試糾錯。在這個過程中，學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力得到了很好的鍛煉與提高。

將S7-200仿真軟件應(yīng)用到Programmable Logic Controller的課程教學(xué)中，緩解了教師的教與學(xué)生的學(xué)之間的矛盾，使得學(xué)生可以快而好地掌握Programmable Logic Controller技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]孫移.Siemens200仿真軟件在Programmable Logic Controller控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用[J].寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008（5）.

作者簡介：張云鴿（1980— ）女，陜西武功，寶雞文理學(xué)院，電氣工程及其自動化專業(yè)，助教/助理工程師。主要研究方向：電氣控制與Programmable Logic Controller。

程珍珍（1984— ）女，河南周口，碩士研究生，太原理工大學(xué)，檢測技術(shù)與自動化裝置，中級工程師，主要研究方向：傳感技術(shù)的應(yīng)用與研究。