基于PLC仿真學(xué)習(xí)軟件平臺(tái)激發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)潛力

孫石

摘 要：在PLC的理論教學(xué)及編程設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中，通過(guò)借助PLC仿真學(xué)習(xí)軟件，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步理解教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力，顯著提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：控制； PLC仿真學(xué)習(xí)軟件； 編程設(shè)計(jì)； 學(xué)習(xí)潛力

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2015）02-131-001

可編程邏輯控制器（programmable logic controller）簡(jiǎn)稱PLC，通過(guò)改變程序達(dá)到控制功能，可與其他計(jì)算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。因其可以根據(jù)需要，更改程序，實(shí)現(xiàn)控制功能，且編程簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，故目前已廣泛應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的電氣控制裝置中。隨著社會(huì)的發(fā)展，行業(yè)的需求，了解PLC工作原理，具備簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)PLC控制系統(tǒng)的能力，已成為職業(yè)學(xué)校加工制造類學(xué)生學(xué)習(xí)本門(mén)課程的基本要求。

一、問(wèn)題提出

在PLC理論教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生有一定的求知欲，能模仿，但看不到實(shí)際操作效果（根據(jù)學(xué)校統(tǒng)一安排，課程實(shí)踐集中在幾個(gè)星期，平時(shí)實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有空余的設(shè)備讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，也不能學(xué)一兩個(gè)指令就到設(shè)備上調(diào)試），理解能力不佳，以往講、練的方式，每次教學(xué)過(guò)程中，會(huì)有學(xué)生因遺忘而漸漸放棄，越到后面復(fù)雜的指令，越難以編寫(xiě)程序，最終會(huì)有大批學(xué)生不愿意學(xué)習(xí)。

平時(shí)與學(xué)生的交流，發(fā)現(xiàn)大家不愿意繼續(xù)認(rèn)真聽(tīng)講，存在兩種現(xiàn)象。一種是部分學(xué)生對(duì)本門(mén)課感興趣，也有較多創(chuàng)意的設(shè)想，自己也嘗試編寫(xiě)出相應(yīng)的程序，但苦于無(wú)法驗(yàn)證（老師要給后進(jìn)生講解知識(shí)點(diǎn)，沒(méi)有時(shí)間逐一查看；書(shū)本中習(xí)題答案編程方式只有一種，不像其他理論課，標(biāo)準(zhǔn)答案只有一種；每個(gè)同學(xué)的編程思想又不相同），頓失學(xué)習(xí)的熱情；另一種是部分學(xué)生根本就不能理解梯形圖表達(dá)的含義，因基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)能力不好，常規(guī)線路圖沒(méi)有學(xué)好，日積月累，逐漸學(xué)不下去。

二、分析問(wèn)題

本門(mén)編程理論基礎(chǔ)課與其他類型的編程理論基礎(chǔ)課有本質(zhì)的區(qū)別，如數(shù)控車編程理論基礎(chǔ)課，后者格式統(tǒng)一，指令規(guī)范，程序簡(jiǎn)潔，具有條理，易于查看，根據(jù)學(xué)生的工藝安排，相應(yīng)的程序號(hào)及關(guān)鍵指令和數(shù)據(jù)（編程中自由發(fā)揮的余地不多），便于檢查者判斷程序主體是否正確。而前者程序依次編制，沒(méi)有設(shè)單獨(dú)的程序號(hào)，不能逐個(gè)查看，且要識(shí)記的變量較多，易于搞混，每個(gè)人的編程思想又不同，給檢查者帶來(lái)一定難度，判別程序是否正確，只有通過(guò)上機(jī)調(diào)試，才能有效證明。

三、解決設(shè)想

每周學(xué)習(xí)的指令及編程設(shè)計(jì)，直接通過(guò)設(shè)備調(diào)試來(lái)現(xiàn)實(shí)。一方面，是實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所不允許；另一方面，學(xué)生很多接線方面的知識(shí)還沒(méi)有學(xué)，現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用基本不可能，更何況學(xué)生在編程中還會(huì)出現(xiàn)很多無(wú)法預(yù)估的問(wèn)題，無(wú)法控制整體教學(xué)進(jìn)度。

通過(guò)仿真學(xué)習(xí)軟件模擬調(diào)試，可以解決上述問(wèn)題。首先，仿真學(xué)習(xí)軟件中模擬仿真功能做的比較逼真，可以借助軟件中的硬件，間接實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思想。其次，仿真學(xué)習(xí)軟件編程與現(xiàn)實(shí)中使用的編程軟件操作方式基本相符，即可以調(diào)試程序，還便于練習(xí)輸入程序。最后，運(yùn)用仿真學(xué)習(xí)軟件練習(xí)編程設(shè)計(jì)，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力，根據(jù)學(xué)生的差異，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的難度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛力。

四、具體實(shí)施

本文以燈光控制梯形圖設(shè)計(jì)為例，運(yùn)用仿真軟件中有燈光硬件設(shè)施的一個(gè)界面，描述具體實(shí)施過(guò)程（學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)的梯形圖輸入、輸出、轉(zhuǎn)換指令，熟練運(yùn)用仿真學(xué)習(xí)軟件）。第一步，編程設(shè)計(jì)控制一個(gè)按鈕兩個(gè)燈，要求按鈕按下，燈全亮，按鈕松開(kāi)，燈全滅（考察學(xué)生對(duì)啟動(dòng)、停止梯形圖編程設(shè)計(jì)）；第二步，編程設(shè)計(jì)控制一個(gè)按鈕控制兩個(gè)燈，要求按鈕按下，燈全亮，按鈕松開(kāi)，燈仍亮。當(dāng)按下另外一個(gè)按鈕時(shí)，燈全滅（考察學(xué)生對(duì)啟動(dòng)、保持、停止梯形圖編程設(shè)計(jì)）；第三步，編程設(shè)計(jì)控制按鈕按下后，兩盞燈延時(shí)點(diǎn)亮。（考察學(xué)生對(duì)定時(shí)電路梯形圖編程設(shè)計(jì)）；第四步，編程設(shè)計(jì)控制按鈕按下后，兩盞燈閃爍點(diǎn)亮（考察學(xué)生對(duì)交通燈類型梯形圖編程設(shè)計(jì)）。只要學(xué)生認(rèn)真完成以上四步，同學(xué)間相互交流，基本上對(duì)PLC梯形圖運(yùn)行的工作方式，程序的調(diào)試，梯形圖編程設(shè)計(jì)都有一定的了解。

接下來(lái)，按照上述步驟，根據(jù)具體需要，編程設(shè)計(jì)多盞燈控制程序。這個(gè)環(huán)節(jié)以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式，基本能體現(xiàn)學(xué)生間學(xué)習(xí)的差異，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛力。學(xué)生間互幫互助，促進(jìn)學(xué)生互相學(xué)習(xí)。

五、不足之處

首先，少數(shù)領(lǐng)悟能力強(qiáng)的學(xué)生，更愿意自己編程設(shè)計(jì)控制程序，而不愿意幫助他人。這類學(xué)生除了給他更充足的個(gè)人時(shí)間之外，還需引導(dǎo)他多幫助他人。

其次，少數(shù)不愿意學(xué)習(xí)的學(xué)生，更愿意運(yùn)用電腦玩游戲，常借口不懂，教他也不認(rèn)真學(xué)習(xí)，甚至直接出現(xiàn)趴在那睡覺(jué)，他對(duì)學(xué)習(xí)不感興趣，這類學(xué)生目前比較頭疼。

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