可編程控制仿真軟件FX-TRN在中職PLC教學中的應用

文/陳艷玲

《可編程控制器》（即PLC）這門課程是中職校機電專業的主要課程，該課程實踐性強，理論水平高。學生在學習PLC時需要通過編程，調試程序。為使程序符合要求，需在調試中發現問題、解決問題。如果程序不經過調試，很多中職學生上完理論課后，仍對所學知識不理解。借助仿真軟件進行專業課的教學，不僅能提高教學效率，且學生對專業知識的掌握程度和動手實踐能力也顯著提高。

1 中職《可編程控制器應用基礎》課程的現狀分析

（1）可編程控制器的應用廣泛，但理論抽象、實驗操作難度大，加上中職學生都普遍存在著基礎差，理論水平不高的情況，有畏難情緒，導致教學困難。

（2）可編程控制器課程理論和實際聯系緊密。學生在上完理論課后，仍對該課程的知識不清楚，沒有理論的支持，實驗效果非常差，常常出現學生不知老師所云，不知實驗怎么做的現象。

（3）由于各中職學校發展的不平衡，受經費和師資等因素的限制，有些學校無法為學生提供合適的場地和實驗設備，致使對該課程的教學只停留在理論上，也影響了學生的學習興趣和教學質量。

2 三菱虛擬仿真軟件FX-TRN-BEG的特點

三菱FX-TRN-BEG是三菱FX系列PLC仿真教學軟件，該軟件界面直觀，分理論介紹部分、應用范例部分和挑戰練習部分，為初學者提供了多樣化、多層次的模擬實驗。在教學理論方面，教師可以通過仿真對所教知識進行清晰具象化的驗證，幫助學生理解并應用所學知識。學生在學習過程中，通過控制要求編寫程序，仿真調試可以主動思考問題，解決問題，使程序符合控制要求。每完成一次進階練習挑戰，自信心就增強一次，對促進學生自主學習，提高專業知識的興趣有很大的幫助。

3 仿真教學應用

以PLC中自動門操作為例，利用仿真軟件F-1單元模塊，實現控制要求。

3.1 提出控制要求，仿真分析

該實驗的控制對象是一扇在檢測到汽車后可以打開和關閉的自動門。如圖1所示，要求：

（1）當汽車開到門前時，自動門上升打開；

（2）當汽車經過門后，自動門下降關閉；

（3）在上限（X1）為ON時，門不再打開；

（4）在下限（X0）為ON時，門不再關閉；

（5）當汽車還處于檢測范圍入口傳感器（X2）和出口傳感器（X3）時，門不再關閉；

（6）蜂鳴器（Y7）在自動門動作時拉響；

（7）當汽車還處于檢測范圍即入口傳感器（X2）和出口傳感器（X3）中的時候，燈（Y6）點亮。

如此多的控制要求，通過仿真界面變得直觀易懂。

表1：輸入/輸出地址表

圖1

圖2：自動門控制程序

3.2 分析控制要求，分配輸入點和輸出點

通過上述仿真界面可知，PLC的輸入信號有四個，分別是門上限（X0）、門下限（X1）、入口傳感器（X2）和出口傳感器（X3）。輸出信號有兩個，即自動門開和自動門關，為此分配輸入和輸出地址如表1所示。

3.3 編寫控制程序，仿真調試

在梯形圖程序區域輸入控制程序（參照圖2所示），在線仿真；觀察模擬工作圖的狀態，并進行調試至符合控制要求。

4 仿真教學在實踐中的效果及應用體會

通過在《可編程控制器應用基礎》教學中采用仿真軟件FX-TRN-BEG，可以發現理論應用變得更直觀，使教和學有效的結合起來。結合16機電班和17機電班的教學情況，證明教師用軟件對專業知識的講解、仿真調試運行后，使得枯燥的理論變得生動有趣，也極大地提高了學生的參與度。仿真教學法既方便了學生更改程序，不斷地驗證更改后的結果滿足控制要求，同時也方便學生自我提高，向更難的進階練習挑戰。

（1）仿真教學讓學生對所教授的內容有更感性和直觀的認識。該軟件提供要實現的模擬情境，使學生能理解所設計的程序要完成實現的功能。教師用軟件對專業知識的講解、仿真運行，再不斷地修改程序，不但使枯燥的理論教學變得生動有趣，而且增加了學生動手操作能力，極大地提高了學生的參與度，也使教學收到了很好的效果。

（2）把學生學習的外在動力化為內在動力。教學仿真有利于教師論證專業知識，增強學生學習的興趣，把之前單方面的學生被動接受教師所教內容轉化為學生自主動手學習實踐。同時，仿真實驗方便了學生更改修正參數設置及程序，不斷地在實驗中驗證更改后的結果，也方便了學生施展自己的創新能力，學生從實驗中體驗到了編程成功的喜悅和自信，有利于他們后續的學習和提高。

（3）仿真教學利于模擬各種條件情境，提高學生的動手能力。受場地和條件的限制，傳統教學無法使學生對所學內容進行實驗性的操作練習，而仿真教學大大的降低了教學成本，也給學生提供了反復練習的條件，使學生可以隨時學習隨時更正隨時討論，提高了動手能力。

（4）有利于提高學生的綜合素質。教師利用仿真軟件授課時，學生可以同時對實驗進行論證，讓學生在直觀上有了更感性的認識，真正做到了理論聯系實際，提高了學習的效率。當學生通過實驗明白了理論知識后，更加深了他們對理論知識的理解，通過對自己所設計的程序進行仿真驗證，拓展了他們的創新思維。

5 結束語

在PLC專業課程教學中采用仿真軟件FX-TRN-BEG，使抽象的理論知識變得直觀形象，教學質量得到了很大的提高。同時，仿真教學降低了教學成本，克服了實驗場地和設備缺少的問題，讓學生在仿真中提高了動手能力和思考能力，但也要重視PLC接線的實訓，培養學生看圖和設計布局的能力，只有仿真教學和實驗相結合，才能收到更好的教學效果。