S7—200仿真軟件在教學中的應用

張云鴿 程珍珍

摘 要：介紹了S7-200仿真軟件的功能和使用方法，列舉了S7-200仿真軟件在教學中的幾種典型應用，肯定了S7-200仿真軟件應用在Programmable Logic Controller教學中取得的效果。

關鍵詞：Programmable Logic Controller；S7-200仿真軟件；教學；應用；效果

Programmable Logic Controller自誕生之后因其使用靈活方便、可靠性高、功能強等優點快速成為工業及相關領域中最重要、應用最多的工業控制裝置，并已躍居工業生產自動化三大支柱（即Programmable Logic Controller、機器人和CAD/CAM）的首位。對于廣大學生來說，它已不僅僅是一門課程，而是一項實用性較強的技術，掌握了這門技術，畢業后可直接應用于工作實踐。如何讓學生理解、掌握并能熟練應用這門技術，筆者發現在教學中應用仿真軟件輔助教學效果極好。本文介紹Siemens S7-200仿真軟件在教學中的應用。

一、Siemens S7-200仿真軟件

S7-200仿真V4.0漢化v2是一款免安裝仿真軟件，解壓縮后雙擊“S7-200漢化版”即可。

仿真前先用STEP7-MicroWIN編寫程序，編寫完成后在菜單欄“文件”里點擊“導出”，彈出一個“導出程序塊”的對話框，選擇存儲路徑，填寫文件名，保存類型的擴展名為awl，之后點保存。

打開仿真軟件，輸入密碼“6596”；雙擊Programmable Logic Controller面板選擇CPU型號，點擊菜單欄的“程序”，點“裝載程序”，在彈出的對話框中選擇要裝載的程序部分和STEP 7-MicroWIN的版本號，一般情況下選“全部”就行了，之后“確定”，找到awl文件的路徑“打開”導出的程序，在彈出的對話框點擊“確定”；再點那個綠色的三角運行按鈕讓Programmable Logic Controller進入運行狀態，點擊下面那一排輸入的小開關給Programmable Logic Controller輸入信號就可以進行仿真了。

該軟件可以模擬S7-200系列的真實硬件圖，通過輸入點的通斷模擬輸出量變化，具有很好的直觀性，并且支持擴展模塊，同時可以監控Programmable Logic Controller相關的內部變量。

二、S7-200仿真軟件在教學中的應用

傳統的一本書、一支粉筆、一張嘴的教學手段不利于學生對Programmable Logic Controller知識的快速理解和掌握。引入仿真軟件后，無論是教師的教還是學生的學都輕松很多，收到事半功倍的效果。S7-200仿真軟件在教學中的典型應用體現在以下幾個方面：

1.基本指令的講解

Programmable Logic Controller的程序由一條條指令組成，所以Programmable Logic Controller入門的第一步就是要理解Programmable Logic Controller指令的功能。如果只憑老師靜態地講解，絕大部分的學生覺得單調、生澀，理解不了，從而失去進一步學習的興趣；即使個別學生當堂理解了，也印象不深刻會很快忘記。而用仿真軟件動態呈現，老師講起來、學生學起來都會生動很多，省時省力且過目不忘。舉例如下：

示例1：置位/復位指令

改變“N”的值（可以是1、2、3、……、255，不能超過255），通過仿真軟件觀察仿真結果，從而快速并深刻理解置位/復位指令（S/R）。

③使能端信號I0.0每接通一次 ④使能端信號I0.0

減計數器當前值減1 接通4次時

圖5 圖4所示程序的仿真界面截圖

結論：傳統的波形圖方法令學生費解，而借助仿真軟件則形象生動易掌握。

2.實驗實訓程序調試

因為Programmable Logic Controller是門實踐性很強的課程，所以大量的實驗實訓是必須的。Programmable Logic Controller課程的實驗驗證性實驗、設計性實驗居多。實驗實訓裝置一般比較昂貴，為了避免不必要的損耗和縮短設計周期，先利用仿真軟件反復地查找程序漏洞、反復修改、優化程序，直至仿真結果達到預期的任務目標很有必要。

3.學生課后作業的完成和自學

所謂“勤能補拙”，要想熟練掌握Programmable Logic Controller技術，除了跟著老師學，最重要的還得學生自己勤學多練。可隨時進實驗室去驗證程序是不現實的，而現在許多學生都有筆記本電腦，Programmable Logic Controller編程軟件、仿真軟件又易于安裝和使用，對廣大學者可謂是無言的老師。

4.一體化教學更是離不開仿真軟件

一體化教學提倡學生為主，教師為輔。有了仿真軟件，學生不再過分依賴教師，教師主要起點撥、答疑的作用。當遇到不熟悉的指令，學生可以通過仿真軟件深刻理解指令功能；針對具體任務，學生完全可以按照自己的思路進行編程，然后驗證和修改，總結經驗。

三、S7-200仿真軟件應用在Programmable Logic Controller教學中取得的效果

將S7-200仿真軟件應用在Programmable Logic Controller教學中，教師感覺教學工作輕松了很多，但最大的受益者還是學生。

1.學生的畏難意識減弱了，學習興趣增強了

學生厭學的很大一部分原因是因為聽不懂學不會。而S7-200仿真軟件可以直觀生動地顯示執行程序結果，學生可以借助該軟件理解難點，練習編程，總結經驗，這一切都使得學生很有成就感，從而激發了學生的學習興趣，調動了學生學習的積極性和主動參與意識。比如，學生的到課率、抬頭率提高了。

2.學生的創新意識得到了培養

因為仿真軟件不需要真實的硬件支撐，程序改變后可以通過仿真軟件預知控制結果，這樣學生就可以大膽地想，大膽地驗證自己的思路，從而創新意識慢慢得到了培養。比如，課后作業、實驗程序的雷同率降低了。

3.學生獨立分析問題、解決問題的能力得到了鍛煉

有了仿真軟件的協助，學生不再需要過分依賴教師對控制程序正確與否的判斷。面對控制任務學生可以嘗試自己分析、自己編程、自己調試糾錯。在這個過程中，學生獨立分析問題、解決問題的能力得到了很好的鍛煉與提高。

將S7-200仿真軟件應用到Programmable Logic Controller的課程教學中，緩解了教師的教與學生的學之間的矛盾，使得學生可以快而好地掌握Programmable Logic Controller技術。

參考文獻：

[1]劉宇.提高Programmable Logic Controller教學效果之方法的探索[J].大慶高等專科學校學報，2004（24）.

[2]孫移.Siemens200仿真軟件在Programmable Logic Controller控制系統設計中的應用[J].寧波職業技術學院學報，2008（5）.

作者簡介：張云鴿（1980— ）女，陜西武功，寶雞文理學院，電氣工程及其自動化專業，助教/助理工程師。主要研究方向：電氣控制與Programmable Logic Controller。

程珍珍（1984— ）女，河南周口，碩士研究生，太原理工大學，檢測技術與自動化裝置，中級工程師，主要研究方向：傳感技術的應用與研究。