借虛擬仿真軟件改善PLC理實(shí)一體化教學(xué)

張喜

摘要：PLC課程是工科院校機(jī)電類專業(yè)學(xué)生的一門必修專業(yè)課。但實(shí)際教學(xué)中，PLC理實(shí)一體化教學(xué)存在一定的阻礙和缺陷。本文重點(diǎn)分析了中職學(xué)校一體化教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置的限制問題，深入介紹了如何借助LOGO！soft com fort虛擬仿真軟件改善PLC理實(shí)一體化教學(xué)，讓抽象的知識形象具體化，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，改善教學(xué)效果，提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：PLC理實(shí)一體化 LOGO！虛擬仿真軟件

一、PLC理實(shí)一體化教學(xué)存在的弊端

PLC是專門為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制設(shè)計(jì)的一種微型電腦，一般普通計(jì)算機(jī)在信息處理與控制方面能實(shí)現(xiàn)的功能，它幾乎都能實(shí)現(xiàn)。憑借其既能控制開關(guān)量，又能控制模擬量的優(yōu)越性能，在工業(yè)自動(dòng)化控制中占有不可估量的地位。

在中職學(xué)校的教學(xué)活動(dòng)中，通常將理論和實(shí)踐結(jié)合起來，實(shí)行理實(shí)一體化教學(xué)。理實(shí)一體化教學(xué)將理論知識直觀化，增加了同學(xué)們對理論知識的理解能力，為后續(xù)的教學(xué)活動(dòng)奠定了良好的基礎(chǔ)。但是，在實(shí)際的教學(xué)過程中還存在一些弊端，影響了教學(xué)效果。

1.實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足引起的負(fù)面影響

理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式可使同學(xué)們達(dá)到動(dòng)手動(dòng)腦全面發(fā)展的目的。但由于實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足，因此導(dǎo)致一臺(tái)設(shè)備同學(xué)們需要以小組合作的方式共同使用，小組合作雖增強(qiáng)了同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識，但也使每位同學(xué)的練習(xí)量大大減少，對簡單的知識還能很好地理解和掌握，但是對于有一定難度的知識點(diǎn)，則需要同學(xué)們進(jìn)一步地練習(xí)加以鞏固和提升。

2.實(shí)訓(xùn)設(shè)備模塊種類受到限制

實(shí)訓(xùn)設(shè)備模塊種類有限，甚至有些模塊過于陳舊己無法正常使用，同學(xué)們無法驗(yàn)證自己的想法，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不高。同時(shí)，一些比較先進(jìn)的理念無法通過實(shí)訓(xùn)設(shè)備來進(jìn)行驗(yàn)證，不利于同學(xué)們理論知識和技能的學(xué)習(xí)，教學(xué)效果受到影響。

3。排錯(cuò)花費(fèi)時(shí)間太長，教學(xué)受到影響

要想驗(yàn)證所編寫程序的正確性，必須先進(jìn)行硬件電路的連接，然后再將所編寫的程序?qū)懭隤LC，通過硬件電路的顯示來判別程序是否正確。如若發(fā)現(xiàn)故障，則需先確定硬件有無故障，若有，則排除；若硬件無故障，方可對程序進(jìn)行排錯(cuò)。對于簡單的程序同學(xué)們可很快地進(jìn)行排除，如若遇到復(fù)雜且邏輯性較強(qiáng)的程序，同學(xué)們需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行排除。由于每位同學(xué)的編程思路不盡相同，因此，同學(xué)們互相幫助進(jìn)行排錯(cuò)的成功率也大大下降。時(shí)間花費(fèi)較長，成功的概率較小，不但影響了同學(xué)們的自信心，也使教學(xué)進(jìn)度和效果受到了限制。

二、LOGO！Soft Comfort虛擬仿真軟件在PLC理實(shí)一體化教學(xué)中的應(yīng)用

1.軟硬件故障明確

LOGOlSoft Comfort虛擬仿真軟件在進(jìn)行程序編寫后，可在軟件中對按鈕、旋鈕、傳感器等的性質(zhì)進(jìn)行設(shè)置，然后直接進(jìn)行仿真，在軟件的下方會(huì)出現(xiàn)所用到的相關(guān)元器件，無需外圍電路的輔助。因此，在驗(yàn)證所編程序的正確與否時(shí)，可通過軟件的仿真效果進(jìn)行判別，如果程序正確無誤，可將其通過專用的PLC軟件傳入PLC，連接硬件電路，進(jìn)行實(shí)踐操作。由于小組每位成員的編程速度互不相同，因此錯(cuò)開了對同一臺(tái)設(shè)備的使用時(shí)間，同時(shí)，硬件故障還使軟件編程錯(cuò)誤也一目了然，無需依次進(jìn)行排故。

2.互幫互助，改善課堂教學(xué)效果

在利用軟件進(jìn)行仿真時(shí)，不但可以觀察到效果，還可以在程序中對其正在執(zhí)行的步進(jìn)行觀察，紅色的線表示接通，藍(lán)色的線表示斷開。如果效果出現(xiàn)錯(cuò)誤，可直接找出運(yùn)行到哪一步、哪個(gè)元器件的接通或斷開而導(dǎo)致的錯(cuò)誤，程序排錯(cuò)更加清晰，同學(xué)們的自信心也明顯增強(qiáng)。在遇到較復(fù)雜的編程故障時(shí)，如若自己無法進(jìn)行排除，可請其他的同學(xué)幫忙。通過仿真演示可使同學(xué)們明確自己的編程思路，共同排錯(cuò)，既活躍了課堂氣氛，也為同學(xué)們提供了更多的編程思路?；突ブ餐岣?，課堂教學(xué)效果得到了良好的改善。

3。思維拓展，自由創(chuàng)作

要使同學(xué)們靈活掌握所學(xué)知識點(diǎn)，還需增加一定的練習(xí)。通過小組互相出題的方式進(jìn)行編程比賽，當(dāng)然，各組所出的題目必須是在對方無法進(jìn)行解答時(shí)能夠給出正確的答案。通過競賽的方式拓展同學(xué)們的思維、增強(qiáng)對所學(xué)知識的理解能力，為日后的工作生活奠定良好的基礎(chǔ)。

三、LOGO！Soft Comfort虛擬仿真軟件在PLC理實(shí)一體化教學(xué)中的實(shí)例設(shè)計(jì)

一體化教學(xué)模式中，項(xiàng)目式教學(xué)作為重要的教學(xué)形式之一，是通過共同實(shí)施一個(gè)完整項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使“教、學(xué)、做”融為一體。筆者在此分享LOGO！Soft Comfort虛擬仿真軟件在PLC理實(shí)一體化教學(xué)中的實(shí)例設(shè)計(jì)。

1.目標(biāo)任務(wù)

十字路口交通燈的自動(dòng)控制（以60s作為一個(gè)時(shí)間單位）。按下啟動(dòng)按鈕：南北方向紅黃綠三燈的工作程序分別是紅燈先亮30s，然后綠燈亮25s，再綠燈閃亮3s（每秒1次），最后黃燈亮2s。此時(shí)，東西方向紅黃綠三燈的工作順序相應(yīng)為：綠燈亮25s，綠燈閃亮3s（每秒1次），黃燈亮2s，最后紅燈亮30s。此后以60s作為時(shí)間單位進(jìn)行上述的反復(fù)循環(huán)。按下停止按鈕：所有信號燈都熄滅。

確定輸入：

啟動(dòng)按鈕——11 停止按鈕——12

確定輸出：

南北方向：紅燈——Q1綠燈——Q2黃燈——Q3

東西方向：紅燈——Q4綠燈——Q5黃燈——Q6

程序編寫見下圖：

2.軟件仿真（見下圖）

四、LOGO！Soft Comfort虛擬仿真教學(xué)反思

上述教學(xué)實(shí)踐證明，通過LOGO！Soft Comfort軟件構(gòu)件的虛擬平臺(tái)，有效地解決了因?qū)嵱?xùn)設(shè)備不足而引起的弊端。對遇到的問題進(jìn)行分析、解決的能力有了明顯的提升，同時(shí)增加了同學(xué)們空間思維的活躍性。對較復(fù)雜教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)與探討也更加深入，拓展了空間想象力，將抽象知識形象化并得以驗(yàn)證，有效地提高了同學(xué)們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，課堂教學(xué)效果有了很大的改善。

但是值得注意的是：不能過度依賴仿真軟件，甚至用仿真軟件替代實(shí)際PLC教學(xué)，一則是因?yàn)榉抡孳浖吘故窃谔摂M環(huán)境中進(jìn)行的，不能夠體現(xiàn)出實(shí)際應(yīng)用中的全部可能性，與真實(shí)設(shè)備的調(diào)試過程存在差異；二則是仿真軟件只能模擬PLC教學(xué)中的調(diào)試、編程等一部分環(huán)節(jié)，在安裝、接線等方面還不能體現(xiàn)出來。所以，仿真軟件也只能作為PLC教學(xué)的一種輔助工具，引導(dǎo)學(xué)生更好地掌握PLC的知識要點(diǎn)，促進(jìn)一體化課堂的建設(shè)。

（作者單位：嘉興技師學(xué)院）