可编程控制仿真软件FX-TRN在中职PLC教学中的应用

文/陈艳玲

《可编程控制器》（即PLC）这门课程是中职校机电专业的主要课程，该课程实践性强，理论水平高。学生在学习PLC时需要通过编程，调试程序。为使程序符合要求，需在调试中发现问题、解决问题。如果程序不经过调试，很多中职学生上完理论课后，仍对所学知识不理解。借助仿真软件进行专业课的教学，不仅能提高教学效率，且学生对专业知识的掌握程度和动手实践能力也显著提高。

1 中职《可编程控制器应用基础》课程的现状分析

（1）可编程控制器的应用广泛，但理论抽象、实验操作难度大，加上中职学生都普遍存在着基础差，理论水平不高的情况，有畏难情绪，导致教学困难。

（2）可编程控制器课程理论和实际联系紧密。学生在上完理论课后，仍对该课程的知识不清楚，没有理论的支持，实验效果非常差，常常出现学生不知老师所云，不知实验怎么做的现象。

（3）由于各中职学校发展的不平衡，受经费和师资等因素的限制，有些学校无法为学生提供合适的场地和实验设备，致使对该课程的教学只停留在理论上，也影响了学生的学习兴趣和教学质量。

2 三菱虚拟仿真软件FX-TRN-BEG的特点

三菱FX-TRN-BEG是三菱FX系列PLC仿真教学软件，该软件界面直观，分理论介绍部分、应用范例部分和挑战练习部分，为初学者提供了多样化、多层次的模拟实验。在教学理论方面，教师可以通过仿真对所教知识进行清晰具象化的验证，帮助学生理解并应用所学知识。学生在学习过程中，通过控制要求编写程序，仿真调试可以主动思考问题，解决问题，使程序符合控制要求。每完成一次进阶练习挑战，自信心就增强一次，对促进学生自主学习，提高专业知识的兴趣有很大的帮助。

3 仿真教学应用

以PLC中自动门操作为例，利用仿真软件F-1单元模块，实现控制要求。

3.1 提出控制要求，仿真分析

该实验的控制对象是一扇在检测到汽车后可以打开和关闭的自动门。如图1所示，要求：

（1）当汽车开到门前时，自动门上升打开；

（2）当汽车经过门后，自动门下降关闭；

（3）在上限（X1）为ON时，门不再打开；

（4）在下限（X0）为ON时，门不再关闭；

（5）当汽车还处于检测范围入口传感器（X2）和出口传感器（X3）时，门不再关闭；

（6）蜂鸣器（Y7）在自动门动作时拉响；

（7）当汽车还处于检测范围即入口传感器（X2）和出口传感器（X3）中的时候，灯（Y6）点亮。

如此多的控制要求，通过仿真界面变得直观易懂。

表1：输入/输出地址表

图1

图2：自动门控制程序

3.2 分析控制要求，分配输入点和输出点

通过上述仿真界面可知，PLC的输入信号有四个，分别是门上限（X0）、门下限（X1）、入口传感器（X2）和出口传感器（X3）。输出信号有两个，即自动门开和自动门关，为此分配输入和输出地址如表1所示。

3.3 编写控制程序，仿真调试

在梯形图程序区域输入控制程序（参照图2所示），在线仿真；观察模拟工作图的状态，并进行调试至符合控制要求。

4 仿真教学在实践中的效果及应用体会

通过在《可编程控制器应用基础》教学中采用仿真软件FX-TRN-BEG，可以发现理论应用变得更直观，使教和学有效的结合起来。结合16机电班和17机电班的教学情况，证明教师用软件对专业知识的讲解、仿真调试运行后，使得枯燥的理论变得生动有趣，也极大地提高了学生的参与度。仿真教学法既方便了学生更改程序，不断地验证更改后的结果满足控制要求，同时也方便学生自我提高，向更难的进阶练习挑战。

（1）仿真教学让学生对所教授的内容有更感性和直观的认识。该软件提供要实现的模拟情境，使学生能理解所设计的程序要完成实现的功能。教师用软件对专业知识的讲解、仿真运行，再不断地修改程序，不但使枯燥的理论教学变得生动有趣，而且增加了学生动手操作能力，极大地提高了学生的参与度，也使教学收到了很好的效果。

（2）把学生学习的外在动力化为内在动力。教学仿真有利于教师论证专业知识，增强学生学习的兴趣，把之前单方面的学生被动接受教师所教内容转化为学生自主动手学习实践。同时，仿真实验方便了学生更改修正参数设置及程序，不断地在实验中验证更改后的结果，也方便了学生施展自己的创新能力，学生从实验中体验到了编程成功的喜悦和自信，有利于他们后续的学习和提高。

（3）仿真教学利于模拟各种条件情境，提高学生的动手能力。受场地和条件的限制，传统教学无法使学生对所学内容进行实验性的操作练习，而仿真教学大大的降低了教学成本，也给学生提供了反复练习的条件，使学生可以随时学习随时更正随时讨论，提高了动手能力。

（4）有利于提高学生的综合素质。教师利用仿真软件授课时，学生可以同时对实验进行论证，让学生在直观上有了更感性的认识，真正做到了理论联系实际，提高了学习的效率。当学生通过实验明白了理论知识后，更加深了他们对理论知识的理解，通过对自己所设计的程序进行仿真验证，拓展了他们的创新思维。

5 结束语

在PLC专业课程教学中采用仿真软件FX-TRN-BEG，使抽象的理论知识变得直观形象，教学质量得到了很大的提高。同时，仿真教学降低了教学成本，克服了实验场地和设备缺少的问题，让学生在仿真中提高了动手能力和思考能力，但也要重视PLC接线的实训，培养学生看图和设计布局的能力，只有仿真教学和实验相结合，才能收到更好的教学效果。