虛擬仿真技術在PLC應用教學中的探討

周英華

◆摘 要：隨著新型工業化戰略指導的不斷深入，虛擬仿真技術的重要性逐漸得到人們的關注，其應用也越來越普遍，將虛擬仿真技術用于PLC教學之中也是必然趨勢。因此，本文對虛擬仿真技術在PLC教學中的應用意義進行分析，并對虛擬仿真技術在教學中實際應用策略提出了建議。

◆關鍵詞：虛擬仿真技術；PLC教學；應用

一、引言

虛擬仿真技術直觀來講就是通過構建一個虛擬的環境來對真實的運行環境進行模擬。通過對真實環境的模擬，可以將PLC現實之中的各種真實過程直觀形象的長展示出來。另外，虛擬仿真技術能夠給予學生更多實踐機會，而且是不受限制的自由操作。因此，在PLC教學中應用虛擬仿真技術，具有一定的交換性，能夠讓學生獲得更多的體驗，能夠有效突破時間以及空間方面的限制，一定程度上可以解決因為教學資源有限而導致教學效率較低的問題。因此，虛擬仿真技術在PLC應用教學中的探討具有非常重要的現實意義。

二、虛擬仿真技術在PLC教學中應用的現實意義

（一）有利于明確教學目標，并有針對性的進行改進

在PLC教學中應用虛擬仿真技術，其編寫的程序以及程序的運行結果都可以被直觀演示出來，從而讓學生能夠直觀感受到PLC的應用過程。例如，在教學中倘若是以某一個工程項目來進行教學，那么教學目標是要讓學生能夠知曉自身在職業發展道路上應當具備什么能力，即怎樣在具體的時間之中對PLC這項技術進行充分應用。因此，通過仿真技術可以直觀演示這些過程中，從而引導學生了解自己的當前的優勢與不足，從而有針對性的進行改進，這樣有利于解決理論與實踐脫節的問題。

（二）有利于調動學生學習積極性

以往PLC教學以灌輸式教學為主，學生處于被動學習狀態，而虛擬仿真技術的應用可改變這種枯燥的樁狀態，使得學習要求變得可視化、可具體進行操作。在虛擬仿真軟件的支持下，學生可以對編寫程序進行設計、對程序進行運行并調試，從而發現當中存在的漏洞，而進行針對性的改善，從而讓程序達到預期的要求。可以看出，整個過程是由學生自由操作，限制因素很少，教師主要扮演主導者的角色，給予一定的指導。而這樣的模式能夠對學生產生巨大的吸引力，從而調動學生的學習積極性，獲得更好的學習效果。

（三）有利于提升學生變成解決實際問題的能力

虛擬仿真技術的應用，實現了學生獨自編寫程序以及師生討論程序修改方案的目標。因為整個過程中以學生實踐為主，而且可以將程序可能遇到的問題進行模擬，通過對設計的不斷完善，最終讓設計出來的程序能夠解決相關實際問題，一方面能夠深化理論認知，另外一方面是能夠幫助學生增加技能的實際應用能力。

（四）有效降低職業操作過程中的安全風險

PLC通常用于各種機電類設備之中，雖然為自動化控制技術，但是人為操作的環節依然有很多，會對操作人員的安全造成一定的威脅。因此，就非常需要在軟件開發以及設計階段做好安全操作方面的試行與調試，修正程序。而虛擬仿真技術則可以幫助學生在設計過程中將各種安全風險因素融入進去，并提出解決措施，從而降低實際生產過程中的安全問題。

三、虛擬仿真技術在教學中的具體應用策略建議

（一）對教學內容進行重組，設計適合虛擬仿真技術進行教學的內容

虛擬仿真技術倘若要在PLC教學中得以有效應用，則需要對傳統的教學形式進行改變，重點對教學內容進行適當的重組，這樣能夠確保虛擬仿真實驗能夠有效融入實際教學之中。具體來講，可以將工程項目教學作為核心，然后緊緊圍繞一個項目，然后拆分、研究可編程控制，具體包括人員設計、安裝、調試、維護等等環節。對此，還可以創設對應的教學情境，例如，機械手控制系統設計、電動機正反轉PLC控制、運料小車不同運行方式的控制、霓虹燈廣告牌程序設計、兩臺電機多種PLC控制方式、停車場數碼顯示編程、N：N網絡通信的實現與編程等等。通過情境設計，能夠為學生提供更多的選擇，他們可以根據自己的實際需求而開展某一類操作。

（二）注重隨堂編寫程序，解決實際問題的能力

PLC教學目標是讓學生能夠掌握相關知識與技能，最為重要的是解決一些實際的生產性問題。可見，PLC教學更傾向于實踐能力，但是從現有的教學來看，理論與實踐往往容易脫節，最終導致部分學生雖然成績優異，但實際能力較差。對此，筆者認為在實際教學中可以不完全依照教材設計來進行教學，應當緊緊圍繞實際問題進行教學設計。例如，圍繞工程項目設計教學活動，以虛擬仿真技術引導學生對某一個項目的步驟進行分析，從而明確一個項目之中不同環節的不同特點，并逐步理解到現實情況中PLC是如何可以解決這些問題的。因此，教師可以提出一些實際的問題，然后讓學生借助虛擬仿真技術編寫可以解決問題的程序或者找到解決辦法，并對照實際結果進行分析，可以讓學生能夠根據結果對程序進行調整，最終達到解決問題的目標。

（三）加強學生創新能力的培養

在PLC教學過程中，不僅能要注重基礎知識要點的講解，而且還要引導學生善于自主學習與探索，從而提升其自主編程的能力。教師可以為學生創造一個學習情境，并要求學生結合實際要求設計編寫完成情境要求的程序，整個過程要鼓勵學生能夠善于利用自己的認知去實踐，也可以通過小組合作的方式，以小組為單位對一個情境進行探索，完成之后，教師還可以在此基礎上提出更多的要求，然后再由學生去完成。該過程有利于學生對原有的思路以及相關知識進行梳理，再結合新的要求對原有的思路進行優化，培養學生的創新能力。

四、結語

綜上所述，在PLC教學中圍繞工程項目對虛擬仿真技術進行應用，有利于深化學生對PLC技術的掌握，加強理論與實踐的結合，更加有利于學生創新能力以及職業素養的發展。因此，應當加強虛擬仿真技術在PLC教學應用中的研究，從而培養出更多高素質的人才。

參考文獻

[1]方利民.虛擬仿真技術在中職電子教學中的應用分析[J].中國管理信息化，2019，22（11）：215-216.

[2]曹嘉佳.基于PLC控制的電鍍生產線實驗教學應用[J].山東工業技術，2019（15）：236+221.