借虛擬仿真軟件改善PLC理實一體化教學

張喜

摘要：PLC課程是工科院校機電類專業學生的一門必修專業課。但實際教學中，PLC理實一體化教學存在一定的阻礙和缺陷。本文重點分析了中職學校一體化教學實訓裝置的限制問題，深入介紹了如何借助LOGO！soft com fort虛擬仿真軟件改善PLC理實一體化教學，讓抽象的知識形象具體化，提高學生學習的主動性，改善教學效果，提高教學效率。

關鍵詞：PLC理實一體化 LOGO！虛擬仿真軟件

一、PLC理實一體化教學存在的弊端

PLC是專門為工業自動化生產控制設計的一種微型電腦，一般普通計算機在信息處理與控制方面能實現的功能，它幾乎都能實現。憑借其既能控制開關量，又能控制模擬量的優越性能，在工業自動化控制中占有不可估量的地位。

在中職學校的教學活動中，通常將理論和實踐結合起來，實行理實一體化教學。理實一體化教學將理論知識直觀化，增加了同學們對理論知識的理解能力，為后續的教學活動奠定了良好的基礎。但是，在實際的教學過程中還存在一些弊端，影響了教學效果。

1.實訓設備不足引起的負面影響

理論和實踐相結合的教學方式可使同學們達到動手動腦全面發展的目的。但由于實訓設備不足，因此導致一臺設備同學們需要以小組合作的方式共同使用，小組合作雖增強了同學們的團隊協作意識，但也使每位同學的練習量大大減少，對簡單的知識還能很好地理解和掌握，但是對于有一定難度的知識點，則需要同學們進一步地練習加以鞏固和提升。

2.實訓設備模塊種類受到限制

實訓設備模塊種類有限，甚至有些模塊過于陳舊己無法正常使用，同學們無法驗證自己的想法，導致學習的積極性和主動性不高。同時，一些比較先進的理念無法通過實訓設備來進行驗證，不利于同學們理論知識和技能的學習，教學效果受到影響。

3。排錯花費時間太長，教學受到影響

要想驗證所編寫程序的正確性，必須先進行硬件電路的連接，然后再將所編寫的程序寫入PLC，通過硬件電路的顯示來判別程序是否正確。如若發現故障，則需先確定硬件有無故障，若有，則排除；若硬件無故障，方可對程序進行排錯。對于簡單的程序同學們可很快地進行排除，如若遇到復雜且邏輯性較強的程序，同學們需要花費大量的時間進行排除。由于每位同學的編程思路不盡相同，因此，同學們互相幫助進行排錯的成功率也大大下降。時間花費較長，成功的概率較小，不但影響了同學們的自信心，也使教學進度和效果受到了限制。

二、LOGO！Soft Comfort虛擬仿真軟件在PLC理實一體化教學中的應用

1.軟硬件故障明確

LOGOlSoft Comfort虛擬仿真軟件在進行程序編寫后，可在軟件中對按鈕、旋鈕、傳感器等的性質進行設置，然后直接進行仿真，在軟件的下方會出現所用到的相關元器件，無需外圍電路的輔助。因此，在驗證所編程序的正確與否時，可通過軟件的仿真效果進行判別，如果程序正確無誤，可將其通過專用的PLC軟件傳入PLC，連接硬件電路，進行實踐操作。由于小組每位成員的編程速度互不相同，因此錯開了對同一臺設備的使用時間，同時，硬件故障還使軟件編程錯誤也一目了然，無需依次進行排故。

2.互幫互助，改善課堂教學效果

在利用軟件進行仿真時，不但可以觀察到效果，還可以在程序中對其正在執行的步進行觀察，紅色的線表示接通，藍色的線表示斷開。如果效果出現錯誤，可直接找出運行到哪一步、哪個元器件的接通或斷開而導致的錯誤，程序排錯更加清晰，同學們的自信心也明顯增強。在遇到較復雜的編程故障時，如若自己無法進行排除，可請其他的同學幫忙。通過仿真演示可使同學們明確自己的編程思路，共同排錯，既活躍了課堂氣氛，也為同學們提供了更多的編程思路。互幫互助，共同提高，課堂教學效果得到了良好的改善。

3。思維拓展，自由創作

要使同學們靈活掌握所學知識點，還需增加一定的練習。通過小組互相出題的方式進行編程比賽，當然，各組所出的題目必須是在對方無法進行解答時能夠給出正確的答案。通過競賽的方式拓展同學們的思維、增強對所學知識的理解能力，為日后的工作生活奠定良好的基礎。

三、LOGO！Soft Comfort虛擬仿真軟件在PLC理實一體化教學中的實例設計

一體化教學模式中，項目式教學作為重要的教學形式之一，是通過共同實施一個完整項目而進行的教學活動，能夠充分調動學生學習積極性，使“教、學、做”融為一體。筆者在此分享LOGO！Soft Comfort虛擬仿真軟件在PLC理實一體化教學中的實例設計。

1.目標任務

十字路口交通燈的自動控制（以60s作為一個時間單位）。按下啟動按鈕：南北方向紅黃綠三燈的工作程序分別是紅燈先亮30s，然后綠燈亮25s，再綠燈閃亮3s（每秒1次），最后黃燈亮2s。此時，東西方向紅黃綠三燈的工作順序相應為：綠燈亮25s，綠燈閃亮3s（每秒1次），黃燈亮2s，最后紅燈亮30s。此后以60s作為時間單位進行上述的反復循環。按下停止按鈕：所有信號燈都熄滅。

確定輸入：

啟動按鈕——11 停止按鈕——12

確定輸出：

南北方向：紅燈——Q1綠燈——Q2黃燈——Q3

東西方向：紅燈——Q4綠燈——Q5黃燈——Q6

程序編寫見下圖：

2.軟件仿真（見下圖）

四、LOGO！Soft Comfort虛擬仿真教學反思

上述教學實踐證明，通過LOGO！Soft Comfort軟件構件的虛擬平臺，有效地解決了因實訓設備不足而引起的弊端。對遇到的問題進行分析、解決的能力有了明顯的提升，同時增加了同學們空間思維的活躍性。對較復雜教學內容的學習與探討也更加深入，拓展了空間想象力，將抽象知識形象化并得以驗證，有效地提高了同學們學習的積極性和主動性，課堂教學效果有了很大的改善。

但是值得注意的是：不能過度依賴仿真軟件，甚至用仿真軟件替代實際PLC教學，一則是因為仿真軟件畢竟是在虛擬環境中進行的，不能夠體現出實際應用中的全部可能性，與真實設備的調試過程存在差異；二則是仿真軟件只能模擬PLC教學中的調試、編程等一部分環節，在安裝、接線等方面還不能體現出來。所以，仿真軟件也只能作為PLC教學的一種輔助工具，引導學生更好地掌握PLC的知識要點，促進一體化課堂的建設。

（作者單位：嘉興技師學院）