借虚拟仿真软件改善PLC理实一体化教学

张喜

摘要：PLC课程是工科院校机电类专业学生的一门必修专业课。但实际教学中，PLC理实一体化教学存在一定的阻碍和缺陷。本文重点分析了中职学校一体化教学实训装置的限制问题，深入介绍了如何借助LOGO！soft com fort虚拟仿真软件改善PLC理实一体化教学，让抽象的知识形象具体化，提高学生学习的主动性，改善教学效果，提高教学效率。

关键词：PLC理实一体化 LOGO！虚拟仿真软件

一、PLC理实一体化教学存在的弊端

PLC是专门为工业自动化生产控制设计的一种微型电脑，一般普通计算机在信息处理与控制方面能实现的功能，它几乎都能实现。凭借其既能控制开关量，又能控制模拟量的优越性能，在工业自动化控制中占有不可估量的地位。

在中职学校的教学活动中，通常将理论和实践结合起来，实行理实一体化教学。理实一体化教学将理论知识直观化，增加了同学们对理论知识的理解能力，为后续的教学活动奠定了良好的基础。但是，在实际的教学过程中还存在一些弊端，影响了教学效果。

1.实训设备不足引起的负面影响

理论和实践相结合的教学方式可使同学们达到动手动脑全面发展的目的。但由于实训设备不足，因此导致一台设备同学们需要以小组合作的方式共同使用，小组合作虽增强了同学们的团队协作意识，但也使每位同学的练习量大大减少，对简单的知识还能很好地理解和掌握，但是对于有一定难度的知识点，则需要同学们进一步地练习加以巩固和提升。

2.实训设备模块种类受到限制

实训设备模块种类有限，甚至有些模块过于陈旧己无法正常使用，同学们无法验证自己的想法，导致学习的积极性和主动性不高。同时，一些比较先进的理念无法通过实训设备来进行验证，不利于同学们理论知识和技能的学习，教学效果受到影响。

3。排错花费时间太长，教学受到影响

要想验证所编写程序的正确性，必须先进行硬件电路的连接，然后再将所编写的程序写入PLC，通过硬件电路的显示来判别程序是否正确。如若发现故障，则需先确定硬件有无故障，若有，则排除；若硬件无故障，方可对程序进行排错。对于简单的程序同学们可很快地进行排除，如若遇到复杂且逻辑性较强的程序，同学们需要花费大量的时间进行排除。由于每位同学的编程思路不尽相同，因此，同学们互相帮助进行排错的成功率也大大下降。时间花费较长，成功的概率较小，不但影响了同学们的自信心，也使教学进度和效果受到了限制。

二、LOGO！Soft Comfort虚拟仿真软件在PLC理实一体化教学中的应用

1.软硬件故障明确

LOGOlSoft Comfort虚拟仿真软件在进行程序编写后，可在软件中对按钮、旋钮、传感器等的性质进行设置，然后直接进行仿真，在软件的下方会出现所用到的相关元器件，无需外围电路的辅助。因此，在验证所编程序的正确与否时，可通过软件的仿真效果进行判别，如果程序正确无误，可将其通过专用的PLC软件传入PLC，连接硬件电路，进行实践操作。由于小组每位成员的编程速度互不相同，因此错开了对同一台设备的使用时间，同时，硬件故障还使软件编程错误也一目了然，无需依次进行排故。

2.互帮互助，改善课堂教学效果

在利用软件进行仿真时，不但可以观察到效果，还可以在程序中对其正在执行的步进行观察，红色的线表示接通，蓝色的线表示断开。如果效果出现错误，可直接找出运行到哪一步、哪个元器件的接通或断开而导致的错误，程序排错更加清晰，同学们的自信心也明显增强。在遇到较复杂的编程故障时，如若自己无法进行排除，可请其他的同学帮忙。通过仿真演示可使同学们明确自己的编程思路，共同排错，既活跃了课堂气氛，也为同学们提供了更多的编程思路。互帮互助，共同提高，课堂教学效果得到了良好的改善。

3。思维拓展，自由创作

要使同学们灵活掌握所学知识点，还需增加一定的练习。通过小组互相出题的方式进行编程比赛，当然，各组所出的题目必须是在对方无法进行解答时能够给出正确的答案。通过竞赛的方式拓展同学们的思维、增强对所学知识的理解能力，为日后的工作生活奠定良好的基础。

三、LOGO！Soft Comfort虚拟仿真软件在PLC理实一体化教学中的实例设计

一体化教学模式中，项目式教学作为重要的教学形式之一，是通过共同实施一个完整项目而进行的教学活动，能够充分调动学生学习积极性，使“教、学、做”融为一体。笔者在此分享LOGO！Soft Comfort虚拟仿真软件在PLC理实一体化教学中的实例设计。

1.目标任务

十字路口交通灯的自动控制（以60s作为一个时间单位）。按下启动按钮：南北方向红黄绿三灯的工作程序分别是红灯先亮30s，然后绿灯亮25s，再绿灯闪亮3s（每秒1次），最后黄灯亮2s。此时，东西方向红黄绿三灯的工作顺序相应为：绿灯亮25s，绿灯闪亮3s（每秒1次），黄灯亮2s，最后红灯亮30s。此后以60s作为时间单位进行上述的反复循环。按下停止按钮：所有信号灯都熄灭。

确定输入：

启动按钮——11 停止按钮——12

确定输出：

南北方向：红灯——Q1绿灯——Q2黄灯——Q3

东西方向：红灯——Q4绿灯——Q5黄灯——Q6

程序编写见下图：

2.软件仿真（见下图）

四、LOGO！Soft Comfort虚拟仿真教学反思

上述教学实践证明，通过LOGO！Soft Comfort软件构件的虚拟平台，有效地解决了因实训设备不足而引起的弊端。对遇到的问题进行分析、解决的能力有了明显的提升，同时增加了同学们空间思维的活跃性。对较复杂教学内容的学习与探讨也更加深入，拓展了空间想象力，将抽象知识形象化并得以验证，有效地提高了同学们学习的积极性和主动性，课堂教学效果有了很大的改善。

但是值得注意的是：不能过度依赖仿真软件，甚至用仿真软件替代实际PLC教学，一则是因为仿真软件毕竟是在虚拟环境中进行的，不能够体现出实际应用中的全部可能性，与真实设备的调试过程存在差异；二则是仿真软件只能模拟PLC教学中的调试、编程等一部分环节，在安装、接线等方面还不能体现出来。所以，仿真软件也只能作为PLC教学的一种辅助工具，引导学生更好地掌握PLC的知识要点，促进一体化课堂的建设。

（作者单位：嘉兴技师学院）