基于PLC仿真學習軟件平臺激發學生設計潛力

孫石

摘 要：在PLC的理論教學及編程設計實踐過程中，通過借助PLC仿真學習軟件，促進學生進一步理解教學內容，激發學生學習興趣，鞏固學生學習效果，提高學生學習能力，顯著提升教學效果。

關鍵詞：控制； PLC仿真學習軟件； 編程設計； 學習潛力

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）02-131-001

可編程邏輯控制器（programmable logic controller）簡稱PLC，通過改變程序達到控制功能，可與其他計算機通信聯網的工業控制計算機。因其可以根據需要，更改程序，實現控制功能，且編程簡單，性能穩定，故目前已廣泛應用在各種機械設備和生產過程的電氣控制裝置中。隨著社會的發展，行業的需求，了解PLC工作原理，具備簡易設計、調試和維護PLC控制系統的能力，已成為職業學校加工制造類學生學習本門課程的基本要求。

一、問題提出

在PLC理論教學過程中，學生有一定的求知欲，能模仿，但看不到實際操作效果（根據學校統一安排，課程實踐集中在幾個星期，平時實驗室沒有空余的設備讓學生動手實踐，也不能學一兩個指令就到設備上調試），理解能力不佳，以往講、練的方式，每次教學過程中，會有學生因遺忘而漸漸放棄，越到后面復雜的指令，越難以編寫程序，最終會有大批學生不愿意學習。

平時與學生的交流，發現大家不愿意繼續認真聽講，存在兩種現象。一種是部分學生對本門課感興趣，也有較多創意的設想，自己也嘗試編寫出相應的程序，但苦于無法驗證（老師要給后進生講解知識點，沒有時間逐一查看；書本中習題答案編程方式只有一種，不像其他理論課，標準答案只有一種；每個同學的編程思想又不相同），頓失學習的熱情；另一種是部分學生根本就不能理解梯形圖表達的含義，因基礎較差，學習能力不好，常規線路圖沒有學好，日積月累，逐漸學不下去。

二、分析問題

本門編程理論基礎課與其他類型的編程理論基礎課有本質的區別，如數控車編程理論基礎課，后者格式統一，指令規范，程序簡潔，具有條理，易于查看，根據學生的工藝安排，相應的程序號及關鍵指令和數據（編程中自由發揮的余地不多），便于檢查者判斷程序主體是否正確。而前者程序依次編制，沒有設單獨的程序號，不能逐個查看，且要識記的變量較多，易于搞混，每個人的編程思想又不同，給檢查者帶來一定難度，判別程序是否正確，只有通過上機調試，才能有效證明。

三、解決設想

每周學習的指令及編程設計，直接通過設備調試來現實。一方面，是實訓場所不允許；另一方面，學生很多接線方面的知識還沒有學，現學現用基本不可能，更何況學生在編程中還會出現很多無法預估的問題，無法控制整體教學進度。

通過仿真學習軟件模擬調試，可以解決上述問題。首先，仿真學習軟件中模擬仿真功能做的比較逼真，可以借助軟件中的硬件，間接實現設計思想。其次，仿真學習軟件編程與現實中使用的編程軟件操作方式基本相符，即可以調試程序，還便于練習輸入程序。最后，運用仿真學習軟件練習編程設計，增加學生學習興趣，促進學生自學能力，根據學生的差異，設計學習的難度，激發學生學習潛力。

四、具體實施

本文以燈光控制梯形圖設計為例，運用仿真軟件中有燈光硬件設施的一個界面，描述具體實施過程（學習了基礎的梯形圖輸入、輸出、轉換指令，熟練運用仿真學習軟件）。第一步，編程設計控制一個按鈕兩個燈，要求按鈕按下，燈全亮，按鈕松開，燈全滅（考察學生對啟動、停止梯形圖編程設計）；第二步，編程設計控制一個按鈕控制兩個燈，要求按鈕按下，燈全亮，按鈕松開，燈仍亮。當按下另外一個按鈕時，燈全滅（考察學生對啟動、保持、停止梯形圖編程設計）；第三步，編程設計控制按鈕按下后，兩盞燈延時點亮。（考察學生對定時電路梯形圖編程設計）；第四步，編程設計控制按鈕按下后，兩盞燈閃爍點亮（考察學生對交通燈類型梯形圖編程設計）。只要學生認真完成以上四步，同學間相互交流，基本上對PLC梯形圖運行的工作方式，程序的調試，梯形圖編程設計都有一定的了解。

接下來，按照上述步驟，根據具體需要，編程設計多盞燈控制程序。這個環節以任務驅動的形式，基本能體現學生間學習的差異，激發學生學習的潛力。學生間互幫互助，促進學生互相學習。

五、不足之處

首先，少數領悟能力強的學生，更愿意自己編程設計控制程序，而不愿意幫助他人。這類學生除了給他更充足的個人時間之外，還需引導他多幫助他人。

其次，少數不愿意學習的學生，更愿意運用電腦玩游戲，常借口不懂，教他也不認真學習，甚至直接出現趴在那睡覺，他對學習不感興趣，這類學生目前比較頭疼。

參考文獻：

[1]龐廣信.可編程控制器技術應用[M]北京：化學工業出版社，2006

[2]李俊秀，趙黎明.可編程控制器技術應用實訓指導[M]北京：化學工業出版社，2006

[3]廖常初.PLC基礎及應用[M]北京：機械工業出版社，2010