基于PLC仿真学习软件平台激发学生设计潜力

孙石

摘 要：在PLC的理论教学及编程设计实践过程中，通过借助PLC仿真学习软件，促进学生进一步理解教学内容，激发学生学习兴趣，巩固学生学习效果，提高学生学习能力，显著提升教学效果。

关键词：控制； PLC仿真学习软件； 编程设计； 学习潜力

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2015）02-131-001

可编程逻辑控制器（programmable logic controller）简称PLC，通过改变程序达到控制功能，可与其他计算机通信联网的工业控制计算机。因其可以根据需要，更改程序，实现控制功能，且编程简单，性能稳定，故目前已广泛应用在各种机械设备和生产过程的电气控制装置中。随着社会的发展，行业的需求，了解PLC工作原理，具备简易设计、调试和维护PLC控制系统的能力，已成为职业学校加工制造类学生学习本门课程的基本要求。

一、问题提出

在PLC理论教学过程中，学生有一定的求知欲，能模仿，但看不到实际操作效果（根据学校统一安排，课程实践集中在几个星期，平時实验室没有空余的设备让学生动手实践，也不能学一两个指令就到设备上调试），理解能力不佳，以往讲、练的方式，每次教学过程中，会有学生因遗忘而渐渐放弃，越到后面复杂的指令，越难以编写程序，最终会有大批学生不愿意学习。

平时与学生的交流，发现大家不愿意继续认真听讲，存在两种现象。一种是部分学生对本门课感兴趣，也有较多创意的设想，自己也尝试编写出相应的程序，但苦于无法验证（老师要给后进生讲解知识点，没有时间逐一查看；书本中习题答案编程方式只有一种，不像其他理论课，标准答案只有一种；每个同学的编程思想又不相同），顿失学习的热情；另一种是部分学生根本就不能理解梯形图表达的含义，因基础较差，学习能力不好，常规线路图没有学好，日积月累，逐渐学不下去。

二、分析问题

本门编程理论基础课与其他类型的编程理论基础课有本质的区别，如数控车编程理论基础课，后者格式统一，指令规范，程序简洁，具有条理，易于查看，根据学生的工艺安排，相应的程序号及关键指令和数据（编程中自由发挥的余地不多），便于检查者判断程序主体是否正确。而前者程序依次编制，没有设单独的程序号，不能逐个查看，且要识记的变量较多，易于搞混，每个人的编程思想又不同，给检查者带来一定难度，判别程序是否正确，只有通过上机调试，才能有效证明。

三、解决设想

每周学习的指令及编程设计，直接通过设备调试来现实。一方面，是实训场所不允许；另一方面，学生很多接线方面的知识还没有学，现学现用基本不可能，更何况学生在编程中还会出现很多无法预估的问题，无法控制整体教学进度。

通过仿真学习软件模拟调试，可以解决上述问题。首先，仿真学习软件中模拟仿真功能做的比较逼真，可以借助软件中的硬件，间接实现设计思想。其次，仿真学习软件编程与现实中使用的编程软件操作方式基本相符，即可以调试程序，还便于练习输入程序。最后，运用仿真学习软件练习编程设计，增加学生学习兴趣，促进学生自学能力，根据学生的差异，设计学习的难度，激发学生学习潜力。

四、具体实施

本文以灯光控制梯形图设计为例，运用仿真软件中有灯光硬件设施的一个界面，描述具体实施过程（学习了基础的梯形图输入、输出、转换指令，熟练运用仿真学习软件）。第一步，编程设计控制一个按钮两个灯，要求按钮按下，灯全亮，按钮松开，灯全灭（考察学生对启动、停止梯形图编程设计）；第二步，编程设计控制一个按钮控制两个灯，要求按钮按下，灯全亮，按钮松开，灯仍亮。当按下另外一个按钮时，灯全灭（考察学生对启动、保持、停止梯形图编程设计）；第三步，编程设计控制按钮按下后，两盏灯延时点亮。（考察学生对定时电路梯形图编程设计）；第四步，编程设计控制按钮按下后，两盏灯闪烁点亮（考察学生对交通灯类型梯形图编程设计）。只要学生认真完成以上四步，同学间相互交流，基本上对PLC梯形图运行的工作方式，程序的调试，梯形图编程设计都有一定的了解。

接下来，按照上述步骤，根据具体需要，编程设计多盏灯控制程序。这个环节以任务驱动的形式，基本能体现学生间学习的差异，激发学生学习的潜力。学生间互帮互助，促进学生互相学习。

五、不足之处

首先，少数领悟能力强的学生，更愿意自己编程设计控制程序，而不愿意帮助他人。这类学生除了给他更充足的个人时间之外，还需引导他多帮助他人。

其次，少数不愿意学习的学生，更愿意运用电脑玩游戏，常借口不懂，教他也不认真学习，甚至直接出现趴在那睡觉，他对学习不感兴趣，这类学生目前比较头疼。

参考文献：

[1]庞广信.可编程控制器技术应用[M]北京：化学工业出版社，2006

[2]李俊秀，赵黎明.可编程控制器技术应用实训指导[M]北京：化学工业出版社，2006

[3]廖常初.PLC基础及应用[M]北京：机械工业出版社，2010