plc教学例1

现在招聘维修电工不但基本技术要扎实，还要懂得PLC技术、变频技术及微机技术的原理和故障鉴别等。而对于在生产线上的普通操作工也应该懂得一些关于PLC、变频器等方面的基本知识，这样既可便于生产操作，又可以对生产和维修提供很大的帮助。

目前，世界上PLC产品按地域可分为三大类：美国、欧洲和日本产品。欧美以中大型PLC为主，日本的小型PLC更具特色。某些需要用欧美的中大型才能实现的控制，日本的小型机就可以解决，在开发复杂的控制方面明显优于欧美。日本三菱公司的FX系列的PLC以其极高的性能价格比，在国内占有很大的市场份额。FX系列的功能强、应用范围广，可以满足大多数用户的需要。我们以三菱公司的FX2N小型PLC为讲授对象，通过教学向学员们传授PLC的基础知识，带领学员在学校的实习工厂进行实际操作，加深学员对PLC的认识。如何引导学员根据实际控制需要进行PLC的外部接线和梯形图的编制是教学的要点。我们以电机自动往返控制电路为例来讲述如何根据继电器电路图设计PLC梯形图。

一、用继电器控制的工作台的自动往返控制

图1：电机自动往返控制电路

电动机自动往返控制电路是继电器控制电路中很常见的电路。这一电路包含了控制电路中的自锁控制、联锁控制、正反转控制、限位控制和自动往返控制。下面我们分析一下用继电器控制的基本原理。

工作原理：按下SB2，接触器KM1线圈得电，KM1触头动作，电动机起动正转，通过机械传动装置拖动工作台向左运动；当工作台上的挡铁碰撞行程开关SQ1（固定在床身上）时，其常闭触头断开，接触器KM1线圈断电释放，电动机断电停转；与此同时SQ1的常开触头闭合，接触器KM2线圈获电动作并自锁，电动机反转，拖动工作台向右运动；这时行程开关SQ1复原。当工作台向右运动行至工定位置时，挡铁碰撞行程开关SQ2，使常闭触头断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机断电停转；同时SQ2常开触头闭合，接通KM1线圈电路，电动机又开始正转。这样往复循环直到工作完毕，按下停止按钮SB1，电动机停转，工作台停止运动。另外，还有两个行程开关SQ3、SQ4安装在工作台往返运动的方向上，它们处于工作台正常的往返行程之外，起终端保护作用，当行程开关SQ1、SQ2失效，工作台继续运行就会撞击行程开关SQ3或SQ4，SQ3或SQ4的常闭触点断开，切断控制电路，电动机停车，防止事故的发生。

继电器控制系统虽然比较直观，但控制系统中的每一次控制功能的更改必须改变接线才能实现，且继电器的触电或机械传动系统的故障都会影响工作台的运行。而采用PLC控制系统后，控制功能的更改只要改变程序而不必改变导线的连接就能实现，下面我们就将工作台的控制该为PLC控制

二、PLC控制的工作台自动往返系统的优化设计

【方案一】PLC控制系统中的开关电器的所用输入触点全部采用常开

1.确定PLC的输入信号和输出负载。

2.根据PLC的I/O点分配表画出PLC的外部接线图（如左下图）。

分配PLC的I/O点遵循的原则：继电器电路中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC的输出继电器来控制，它们的线圈接在PLC的输出端。按钮、控制开关、限位开关、接近开关等用来给PLC提供控制命令和反馈信号，它们的触点接在PLC的输入端。继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的辅助继电器和定时器来完成，不占用PLC的I/O点。

3.根据继电器电路与PLC各元件的对应关系画出梯形图（如右图所示）。

注意事项：（1）KM1和KM2之间，除了在梯形图中设置对应的软件互锁外，还必须在PLC的输出回路设置硬件互锁。（2）热继电器FR的常闭触点接在输入端子X7上，在梯形图中，应该用X7的常开触点与Y0和Y1的线圈串联。这是因为在没有过载的正常情况下，FR的常闭触点闭合，X7一直为ON，X7的常开触点闭合，不会影响Y0和Y1的正常工作。过载时FR的常闭触点断开，X7变为OFF，X7的常开触点断开，切断正在运行的Y0或Y1线圈，起到了保护作用。如果热继电器FR的常开触点接在输入端子X7上，那么在梯形图中，应该用X7的常闭触点与Y0和Y1的线圈串联。建议能用常开闭触点作为输入信号时尽量用常开闭触点，这样避免PLC的输入点长时间处于通电状态。

【方案二】从方案一可以看出，输入信号占用了PLC的8个输入点，因为PLC的价格与I/O点数有关，减少输入/输出信号的点数是降低硬件费用的主要措施。

那么如何减少输入/输出点数而又能达到需要的控制效果呢？

我们分析一下图1的继电器控制电路，如果热继电器是采用手动复位的，可以像右图那样把热继电器的常闭触点接在PLC的输出回路，这样就可以节省PLC的一个输入点。如果热继电器是采用自动复位的，可以把热继电器的常开触点与SB1并联，同样也可以节省PLC的一个输入点。起终端保护作用的两个行程开关SQ3、SQ4，只要有任何一个动作，Y0和Y1两个线圈均断电，所起的作用和停止按钮SB1相同，我们可以采用左图那样改变一下继电器控制电路的接线，并把SB1、SQ3、SQ4并联作为一个输入点接入PLC的X0，如右图所示，这样又可以节省PLC的两个输入点。最后画出方案二的梯形图（如下图）。（方案二控制原理图如左图，主电路与图1一样。）

【方案三】我们再进一步分析图1继电器控制电路，可以得出只要行程开关SQ1动作，Y0线圈断电，同时Y1线圈得电；同样，只要行程开关SQ2动作，Y1线圈断电，同时Y0线圈得电，我们可以把SQ2常开触点与SB2并联作为一个输入点接入PLC的X1，把SQ1常开触点与SB3并联作为一个输入点接入PLC的X2，如左下图（方案三PLC外部接线图）所示，这样又可以节省PLC的两个输入点，在梯形图中应设置X1与X2的连锁，如右下图（方案三梯形图）所示。这样从最初的8个输入点节省到只用3个输入点。（注：方案三的继电器控制电路与方案二相同。）

通过上述分析，采用不同的方案，都能够达到相同的控制目的，从方案一到方案三，使学员在对比中不断地分析总结，掌握采用不同的开关节点与软继电器的触点相配合，熟练地绘制T型图，不断地进行优化，特别是对调试有问题的程序一起探讨，极大地激发了学员的学习热情，掌握了使用PLC控制系统的基本分析方法，为进一步深入掌握PLC的应用打下了良好的基础。

[参考文献]

plc教学例2

PLC程序在其自动控制专业课程中难度应算比较容易的，但社会实践反馈相关技能人员仍短缺，原因在于在校学生对其学习积极性欠缺，对编程类课程有抵触心理，所以PLC教学应从提高学生兴趣、采用从简到难的教学方法。

1 如何提高学生学习兴趣

PLC教学第一步，让学生明确PLC在工业生产中的作用，除文字介绍外，最好配以多媒体视频，将工业生产中PLC不同控制实例系统的展现出来，学校若配有自动化生产线实验室，在PLC开课之前可以先设置一次自动化生产线观摩课程，将PLC控制自动化生产线的供料、加工、分拣、输送、入库等环节一一展示一遍，让学生认识PLC的重要性与提高学习积极性有很大帮助。

2 实践内容从简到难

学校在开设PLC教学之前应已开设电气控制相关课程，对于电机的各种控制线路都已比较熟悉，PLC编程学习的前驱内容可设置为由简单的电机控制控制线路转换成PLC梯形图，比如电机的连续运转、正反转等，每条新指令的学习要配有相关的控制事例，最好可以通过实验箱或者实验台将功能实现出来；系统编程实践也要采用从简到难的顺序进行，可进行：（1）艺术灯的控制（可设2～3个小项目）；（2）电机星三角降压运行控制；（3）通风机的监视控制；（4）四路抢答器控制；（5）定时搅拌机控制；（6）水塔水位的控制；（7）十字路口交通灯的控制；（8）机械手的控制；（9）邮件分拣控制（大小球分拣控制）；（10）刀库捷径方向选择控制；（11）物料混合控制；（12）四层电梯的控制；（13）四级传送带的控制；（14）装配流水线的控制；（15）化学反应过程控制。

实践项目编程方法可分为：（1）低压电器电气控制原理图转换梯形图设计：学生在接触PLC之前，一般都已开设过电机控制课程，可以将电机控制线路中的开关触点转换为输入触点，将负载线圈作为输出点进行转换，比如电机正反转、电机星三角降压启动等；（2）时序图设计：多个输出信号受不同时间段控制（十字路口交通灯）；（3）顺序控制设计：输出模块动作按照一定的顺序规律动作（物料混合）；（4）逻辑分析设计主要用于组合逻辑问题的程序设计：对控制任务进行逻辑和综合，将控制电路中的元器件的通断状态作为输入信号进行逻辑组合（通风机监控系统）；（5）经验设计：对可以凭借各种典型控制环节和基本单元电路的设计经验进行编程（电机顺序启停）等方法，项目可根据学校课时安排选择，项目实践包含线路安装调试和程序编写两大部分。

3 教学方法

plc教学例3

近年来PLC在我国已经得到了广泛应用和发展，各行业中采用PLC控制系统的生产设备不胜枚举，不但中职院校普遍开设了PLC课程，技师考证和各类培训学校也都纷纷开设了此课程及相关内容。在教学过程中，如何让学生更好地理解和掌握PLC技术，也成为近年来一个重要的课题。

德国“双元制”教学以职业能力为本位．体现了以实践为主的原则，项目教学又是“双元制”的主要手段，与传统的课堂型职业教育形式相比存在明显优势。项目教学建立了开放式环境，把传统的“实验”变为“任务”．教师从“我要在这课堂上讲什么?”变为“学生在上课时能做什么?”学生是中心，教师是任务制定者、设备提供者、问题咨询者和学习过程的检查者。这样才能有效提高PLC教学的效率和质量。笔者按照项目教学的要求，建立了“上料装置模拟系统”的项目方案。

一、上料装置模拟系统的电气控制系统简介

以PLC为控制中心，以电磁阀的控制线圈为PLC的输出执行元件，再由电磁阀控制气缸最终执行元件，以及灯光报警器形成了整个按PLC程序去执行相应动作的机构系统，以达到生产控制要求，并最终完成生产任务。

电气部件的组成包括三部分：检测部件、控制部件、执行部件。（如图1）

检测部分：光电开关、四个磁性开关

控制部分：电磁阀、节流阀

执行部分：汽缸

上料装置具有如下模式：

1、工件检测：

①开机后，机器首先检测汽缸Q1、Q2是否处于初始状态（即都要处于下限位），否则汽缸Q1、Q2要自动复位。

②按动启动按钮SB1，然后光电开关R1检测料架上是否有工件，没有则等待加料，7秒钟内都不能完成加料，报警器启动，当R1检测到工件加入到位后，报警器关闭，1秒后系统工作。

2、工作情况：

小汽缸Q2提升，到位后一直保持，接着大汽缸Q1载着工件提升，到位后一直保持。当下站的机械手（这里用人手代替）取走工件后（通过R1检测），汽缸Q1下降，到位后则汽缸Q2下降，到位后等待加料，即机器重新处于初始状态。5秒内没有取走工件，报警器以亮1秒灭1秒的方式闪烁报警，取走工件后，报警器灭。其工作过程是不断的重复，其关键是光电开关R1检测工件，从而决定机器的动作。

3、系统要求：汽缸Q1、Q2只有自动工作方式，但要分为两种工作状态，通过模式转换开关SA1可选择连续循环工作和单次循环工作。

①单次循环：当模式转换开关SA1处于断开位置时，是单次循环，汽缸Q1、Q2完成一个工作循环后，蜂鸣器要鸣0.5秒静3秒的方式重复3次提示单次工作循环已结束，系统停止工作。

②连续循环：当模式转换开关SA1处于闭合位置时，是连续循环，汽缸Q1、Q2完成一个工作循环后，蜂鸣器要长鸣1.5秒的方式提示连续工作的一个工作循环已结束，蜂鸣器长鸣1.5秒后立即进入下一个工作循环。

③正常停止：在连续循环运行过程中，按下停止按钮SB2，汽缸Q1、Q2要完成一次循环后才停止工作，按动启动按钮SB1又可开始工作。

4、系统设置的保护：

① 汽缸Q1、Q2的防卡死保护。当汽缸Q1、2在上升或下降的过程中，如果由于某些原因卡死不动，超过5秒后都不能到达预定位置，为了避免电磁阀损坏，系统自动复位，并启动报警器报警，只有连续按下停止按钮3秒后才可解除此故障，系统才可以重新启动。

② 紧急停止保护。系统无论在连续循环工作或单次循环工作的状态下，只要按下紧急停止按钮SA2，系统马上停止工作，报警器以亮3秒灭5秒的方式报警。再次启动前要使汽缸Q1、Q2处于初始位置。

二、上料装置的PLC控制

1.PLC的I/O 分配表：

2.输入、输出分配图（如图2）

根据生产流程的控制要求，可编程控制器的输入、输出分配图如下图所示，本系统的控制选用了FX1N-40MR可编程控制器，其特点是体积小，运行性能稳定，价格便宜，又能满足本系统的使用要求，而且不会造成资源浪费，又能留下改进空间。图中设置启动按钮SB1，它是自动加工时的启动按钮，也是再次启动工作的启动按钮。停止按钮SB2是自动停止按钮，工件处于上料过程中按下它，机器则必须完成本次上料后才可停止。事故紧急停止自锁按钮SB3也接到PLC处，SB3的目的是要把运行的程序停止，重新回到原点位置，SA转换开关只是选择连续循环工作和单次循环工作。从分配图可知，X3～X10检测位处的传感器,接在Y1的是220V红色灯光报警器，接在Y0蜂鸣器及Y2～Y3电磁阀的控制线圈YA1～YA2均使用24V直流电。

三、项目评价与考核

在项目教学中，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的是完成项目的过程。学生在实践过程中理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。因此，项目教学所采用的评价和考核标准也与常规教学不同，主要是过程性的评价和终结性的评价。

1.学生在参与工作的过程中，工作态度是否认真、工作过程步骤与方法是否规范。项目工作中难免会出现意想不到的问题，这时学生是否采取了有效和安全的应对措施来解决问题也是一个重要的评价内容。

因为学生的个性导致的学习行动的不同特征也应列入评价范围，学习行动的特征往往反映了学生的思考能力和应变能力，这些能力往往是有项目实践的关键能力。这一评价有利于培养学生良好的学习和行为习惯。

2.知识的应用评价仍然是基础。学生在项目学习的过程中能否按照设计规程操作，首先以知识的掌握为基础，对应知、应会的知识的评价是保证学生在操作中严格执行操作规范，以及准确利用知识解决问题的基础。

四、结语

项目教学法对PLC教学起到了很大促进作用，这与学科的实用性有密切关系。在教学中设计项目方案，指导学生完成项目任务，不仅能保证学生在兴趣下更好地记忆和使用知识，并可以提高学生的应用能力，培养良好的操作行为。

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一是，中职学生学习基础较差，在校的理论课学习中能容易形成抵触情绪，造成理论知识贫乏的恶性循环。

二是，中职学生自我约束能力较差，学习的积极性不高。

三是，在整个中职教学阶段，学生不仅要掌握相应的电子技术和机床继电器控制知识，还需要掌握电工基本操作技能，照明、电动机、电力拖动及机床维修、电子技术的课题，需要引导学生从入门到具备中技技能，时间比较紧张，更逞论熟练掌握综上所述PLC等课程在中技教学中实施比较困难，但PLC等先进技术在社会中已得到广泛应用，社会需要具备此项技术的人才。那么，究竟如何才能真正有效地提高PLC的教育、教学质量，从而学以致用？在多年教学实践和探索中，笔者对教学方法进行了大胆改进和创新，并取得了一定的教学效果。

一、正确导入，合理选择课题

笔者认为，在开展PLC课程之初，学生已经具备了基本的电气控制的基本知识，根据学生的基础掌握情况，着重引入基本电气控制线路图的分析以及电气控制的原理，为下一步PLC教学提供有力的理论基础。

在学生认识了PLC的基本结构后，首先以电动机正反转控制为例，引入电动机正转、反转、停止等电气控制的基本过程，同时提出了以PLC实现的电动机控制，通过两方面对比学习，学生可以找出电气控制与PLC控制的不同之处，从而揭开了所谓PLC控制的神秘面纱，使学生意识到PLC控制不过如此，原来也不是那么困难，树立学生学习PLC的信心和兴趣。

事实验证，在讲授如何根据控制要求编写梯形图时，往往讲清继电器控制与梯形图相似之处，更容易让学生掌握编程的技巧。

二、改革教材，分组教学

大家知道，PLC教学教材，在编写时按照原理、指令、应用、操作等分成几个独立的章节。如果按照教材的顺序进行教学，则要等基本指令、基本应用学习完毕后，再进行基本操作的学习，这样在此期间学生所学习的知识点得不到巩固应用，容易混淆且效率不高。

教师教学时，则要考虑有利于学生学习的动态过程而开展。为此，笔者在教学中打乱了固定的教学模式，采用课题教学的方式，重组教学章节。

笔者多方面搜集了若干PLC应用实例，整合成五个教学章节：PLC基本原理、顺序控制、时序与计数控制、位置控制和特殊功能综合应用。每个课题以一个应用为主，介绍应用实例的生产应用、用PLC实现的控制线路、应用的基本指令和编程调试。各章节以难易结合的方式，依次展开电动机的正反转双重连锁控制，多台电动机的顺序控制、电动机的Y-Δ控制、信号灯的闪烁控制、多个信号灯用特殊指令实现的亮灭控制等。这样，每个课题以教学单元为核心科学连贯，能有效地服务于教学。

三、因材施教，直观教学

PLC课程是理论性和实践性紧密联系的课程。单纯依靠教师在黑板上画图讲解程序或分析控制动作过程，学生常常感到枯燥无味，难于理解，而且由于受板书的限制，所讲内容不够直观。

直观教学可以激发学生的兴趣，同时还培养了学生的观察能力，增强感性认识，开阔学生的想像力，利于知识的理解。例如，在讲解PLC的结构时，教师带学生到实验室观看PLC实验板，了解PLC的外部结构及外部设备等，这样与老师在黑板上详细地讲解这些理论知识比较起来，学生更倾向于前者。在讲解机械手操作控制步骤时，学生对机械手的操作步骤在空间、时序上都缺乏思维的逻辑性，很难把一个复杂的控制系统分解为若干个独立的控制过程。通过多媒体，教师可以把机械手控制步骤以动画的形式形象地展示给学生。这样的教学环境更能激发学生的思维，强化学生对整个系统的印象。

在整个课堂教学过程中，教师和学生处于一种互动的状态，更易引起学生的注意力，激发学生的学习兴趣，使学生的认知过程更为生动和深刻，增强课堂教学的感染力，提高教学水平。

四、综合实训，一体化教学

实验教学是学生乐于接受的学习方式，满足学生的好奇心，激发学生学习的兴趣。实验主要要求学生通过动手、观察、掌握现象和结论，进一步加深理解所学理论知识，同时可以调试自己编制的程序，进行实验。

例如，在学习PLC控制电动机正反转时，师生共同分析双重连锁电动机正反转的电气原理图，通过经验设计法，把它变成由PLC实现控制的梯形图。接着由学生自己动手把

I／O接线图接好，再运行编制的程序。当电动机按照预定的要求运转时，学生会产生很浓厚的成功意识：原来PLC控制也不是想象的那么困难，难以克服。

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1 采用直接转换法引导学生入门

在PLC教学过程中，梯形图是一种最简单易学的编写语言。它是在传统教学中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的，它与电气控制线路图相似，继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构，逻辑运算方式和输入输出形式，具有形象、直观、实用的特点。它使用内部的继电器、定时器、计数器等，构成与继电器控制类似的逻辑控制电路，从而使学生很容易接受。

例如，笔者要求设计两台电动机顺序启动，同时停止的梯形图。经过两个学期电力拖动技能的实习，学生对这个电路已经非常熟悉了，而采取直接转换法完成梯形图的设计，实现设计要求。这样学生不再对陌生的梯形图束手无策，而且可以一目了然地理解PLC的工作原理及与继电器控制的不同之处和PLC控制的优越性。

2 采用一题多解法拓展学生思维

PLC教学中的“一题多解”是指灵活运用所学指令知识，考虑不同指令，根据指令的特点，从各种不同角度，运用不同的思维方法去解决同一课题。“一题多解”涉及的知识、方法较广，能使学生加深对各种指令及编程元件的理解，拓展学生思维。

例如在讲授新课时，学生普遍反映定时器类似于电气控制线路中的时间继电器，运用的得心应手，对于计数器则比较陌生，学习起来有点费力。针对这种现象，笔者设计了三台电动机循环启停运转的课题，要求三台电动机Y1、Y2、Y3，要求它们相隔5s启动，各运行10s停止，并循环进行。通过定时器和计数器分别设计程序，加深学生对这两种编程元件的认识，并能熟练运用，设计能力也得到了相应的提高。

3 采用贴近生活法激发学生兴趣

兴趣是最好的老师，兴趣是学生主动学习的动力源泉。对有兴趣的东西，就容易激发学生的学习热情，引起学生的思考。因此在PLC教学中，笔者结合教材特点，把生活中的实例引入课堂。这些实例都来自我们身边的事物，学生对教学课题感兴趣，认识到所学的东西有用，能解决现实问题，学习热情也自然高涨起来。教师积极利用这一点，引导学生主动思考，分析解决问题。

电视中常常播放智力竞赛，笔者也设计了智力抢答装置课题。在教学中，笔者先演示了这个程序的效果，这时学生对此产生了浓厚兴趣，这时再要求学生去设计程序，教师在适当地给予提示和指导。程序设计完毕后，直接在课堂上开展一场有关PLC知识的智力抢答，让学生轮流去按抢答按钮，学生对PLC编程有了浓厚的兴趣，整个课堂气氛都活跃起来，学生在轻松、愉快的气氛中学到知识。

另外，教师对学生的积极学习行为应该给予及时的肯定，以鼓励学生敢于想问题，提问题，不怕犯错误，充分利用他们的兴趣来增强学生的内在学习动机。

参考文献：

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引言

PLC是可编程控制器的简称，PLC技术是在继电接触器控制和计算机基础上开发的工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程，且编程较为简单，所以目前PLC在工业控制中占据了主导地位，得到了非常广泛的应用。为适应这种形势需求，PLC技术已成为各类职业技术院校电子电气专业的一门专业课，我院也不例外。PLC是我院电气自动化专业开设的专业课之一，教材版本以学习三菱FX2N系列PLC的基本指令和应用为主。

一、PLC课程教学中存在的问题

1.课程要求高，学生学习有困难。PLC课程具有信息量大、编程枯燥的特点。在PLC编程过程中学生要根据控制要求来确定控制方案，这就要求学生有一定的理论基础和自主学习意识，因此导致学生学习这门课有困难。

2.配套实训设备不足，学生实践不够。一套PLC实训设备价格较高，而很多高职院校的资金又相对紧张，因此购买的PLC实训设备数量有限，而且近年来相关专业招生人数激增，根本无法保证学生一人一套。其次只要是做硬件实训，肯定存在设备的故障损坏和材料的损耗，这一方面增加了维修维护成本，另一方面也降低了实训的开出率。

3.实践远远落后于理论学习，抑制学生的创新思维能力。按照通常的教学过程，一般是任课教师按照教材的顺序进行教学，就是先将全部基本指令讲解完毕，再讲解PLC的编程方法，然后再让学生去做实训，实践远远落后于理论。以上问题在现在的高职院校PLC教学中还是比较多见，针对这些问题，笔者经过教学实践和探索，认为将PLC的仿真软件应用于PLC教学中是解决这些问题的理想方案。

在这种情况下，如何寻找到PLC教学的突破口，提高教学质量呢？通过教学实践和探索，笔者认为利用PLC仿真学习软件(该软件名称为FX-TRN-BEG-C)，可以轻松有趣地引导学生学习PLC，取得事半功倍的教学效果。FX-TRN-BEG-C是三菱电机最新推出的中文版教学软件，它将虚拟舞台和专家操作指导合成在一起，学习通用梯形图逻辑编程。将该软件安装在学校多媒体教室的电脑上，学生上PLC实训课时只要到多媒体教室上机，就可以身临其境地感受到PLC的无穷魅力了。

二、仿真软件的作用

该软件在教学中的应用主要体现在以下几方面。

1.大量生动的图片，可激发学生学习PLC的兴趣和热情

教育心理学认为，学习兴趣是学习动机的重要组成部分，是推动学生努力学习的强大动力。学生只有对PLC学习有了浓厚的兴趣，才会有求知的欲望，才能勤于思考。该教学软件一共分六个单元，分别是A～F。A是PLC简介单元，它用大量的图片介绍了在工厂自动化领域以及日常生活中应用PLC技术的许多实例，通过A单元的入门学习，可以让学生充分认识到PLC技术的实用性。PLC已经渗透到我们日常生活中的各个角落，在提高我们的生活质量方面扮演着很重要的角色，以此来激发学生学习PLC的兴趣和热情。这些生动的图片演示，比在教室里枯燥的讲述有趣，学生更乐于接受。

2.专家指导式的编程提示，可突破学生学习PLC的难点

在PLC学习中，学会编程是重点，如何绘制梯形图是难点。利用该软件可以较容易突破难点，掌握重点。因为该软件的B单元就是基本程序的学习单元，它主要介绍了基本输入输出程序、标准程序、控制优化程序、输入状态读取程序等等。在每一个程序的学习单元中，它都列出了详细明了的操作步骤，一步一步引导学生学会编制简单的梯形图，以及进行仿真运行，使学生对基本程序的编程有初步的认识。该软件的C单元是轻松的练习单元，它详细介绍了基本定时器和计数器的编程要领，并介绍了应用定时器和基本计数器来编程的两个典型实例。通过这个单元的学习，学生对常用的定时器和计数器的编程有了基本的了解。在B、C两个单元的基本编程训练中，它都采用了专家指导式的编程提示，为基础较差的学生学习PLC提供了非常有用的帮助。通过这两个单元基本编程的训练，学生能基本了解PLC编程的特点，对PLC的基本编程方法有了一定的认识，突破了学习PLC的难点，为后续的实际应用题的编程学习打下较扎实的基础。

3.模拟场景中的仿真运行，可帮助学生更好地理解PLC的工作原理

要让学生对PLC的工作过程有全面的认识和了解，除具备一定的编程能力，掌握基本的编程技巧外，还要让学生按照实际的控制要求进行仿真运行和调试，从而找到程序中的不足和漏洞，进行反复修改，达到优化程序、熟悉编程的目的。而FX-TRN-BEG-C教学软件就是这样一个能提供各种控制要求、仿真运行各种控制程序的教学平台。它操作简单，利用3D虚拟空间设计，模拟出各种真实场景。例如，交通信号灯控制、正反转控制、分拣和分配线控制、舞台装置控制、升降机控制等等，每一个场景都惟妙惟肖，图文并茂。学生可以在任意一个场景中按照控制要求进行编程，绘出梯形图，并对PLC进行仿真运行操作，在仿真运行中可以观察运行结果是否符合设计要求。同时，在运行中还可以确认各个元件与程序的状态，适时监控各个元件的工作过程。通过运行监控，学生更好地理解和掌握PLC各个元件的作用，巩固课堂上所学的理论知识。

4.循序渐进式的课程设置，科学合理，可以照顾到全体学生

教学是面向全体学生的。从心理学的角度来讲，人的个性特征及心理倾向不尽相同，学生在智力上有差异，在观察力、理解力、想象力、记忆力、模仿力、表达及思维能力方面有所不同。因此，在PLC教学中，笔者采用了“因人施教”的分层教学法。而PLC教学软件就提供了一个分层教学的良好平台。因为该软件的D、E、F单元分别是初级、中级、高级挑战单元，每一单元均有6道设计题，难度不等，其中初级挑战题难度较低，难度系数为1～2颗星；中级挑战题的难度稍大，难度系数为2～3颗星；高级挑战题的难度最大，难度系数为3～4颗星。在具体教学过程中，对程度较低的学生，采用“初级挑战单元”中的部分内容进行训练。对程度较好的学生采用“中级挑战单元”或“高级挑战单元”中的部分内容进行训练。学生各取所需，各有所获，这样既提升了学生的自信心，又拓展了学生的创造性思维。另外，对于较复杂的设计题，如自动门操作控制、输送带控制等等，还可以采用让学生分工合作的教学形式，将全班学生分成不同的小组，明确各小组的设计任务和目标，培养学生团结协作的团队精神。

三、仿真软件应用在PLC教学中取得的效果

1.提高了学生学习PLC课程的兴趣

由于使用仿真软件在计算机上就可以直观生动地显示执行程序结果，使抽象的程序得到了形象化的演示。而且学生对程序做的每一点改进都能导致仿真结果的变更，这使得学生很有成就感，激发学生的学习兴趣，调动学生学习积极性和主动参与意识。

2.培养了学生学习能力、解决问题能力

当学生掌握了基本的编程指令，具备一定的编程能力后，教师可运用任务驱动教学法，放手让学生自己完成某一个明确的编程任务，让学生自己去想方法、查指令、编程序，教师只是适时予以点拨，让学生在仿真软件的辅助下反复地查找程序漏洞、查看结果，反复修改、优化程序，直至仿真的结果达到预期的任务目标。在这个过程中，学生的学习能力、解决问题能力及编程能力可以得到很好的锻炼与提高。

3.充分发挥了学生的创新思维 有了仿真软件来验证程序，学生不再依赖教师的判定，教师主要起点拨、答疑作用。学生完全可以按照自己的思路进行编程，然后验证正确与否，总结经验。这样也就最大限度地发挥了学生的主体性，使学生在主动探索过程中真正理解PLC控制技术的知识，真正掌握根据生产要求设计控制程序的方法，能最大限度地发挥学生的想象能力，学生的创造思维在完成任务的过程中得到了很好的培养，大大地提高学生的创新意识。

总之，通过教学实践，用PLC仿真学习软件进行PLC辅助教学是可行的，能收到较好的教学效果。学生通过电脑上机，仿真实践，可以更好地观察和消化所学的理论知识，同时通过PLC仿真学习软件实现人机交互，可以尝试改变某些指令、程序，再观察试验结果，立竿见影，能极大地调动学生的学习热情，使学生体会到成功的快乐，有成就感，学习时兴趣盎然，产生不断深入学习PLC的动力。在笔者所教授的学生当中，就涌现了不少学习积极性高、编程能力强的尖子生，通过这些尖子生可带动班级同学共同学习、共同进步。笔者所教授班级的大部分学生都具备了初步的编程能力，掌握了一定的编程技巧，取得了较为显著的教学效果。

参考文献

[1]庞广信.可编程控制器技术应用[M].北京:化学工业出版社,2006.

plc教学例7

中图分类号:G42 文献标识码:A

文章编号:1009-0118(2012)09-0145-02

本文通过PLC项目教学的探讨与实践的介绍,目的是想使PLC课程的教学易于教师讲授和学生学习,最终使PLC课程的开设更符合企业用人需要和学生学习兴趣。

一、引言

项目教学是采用项目式的组织形式实施课程的教学目标,使得对学生的知识传授与能力培养与企业的实际需要达到高度统一,这也就是实施PLC项目教学的目的。

如何开展PLC课程的项目教学呢?本文将从PLC项目教学的教学条件、项目设计、效果评价方法及教学实践四个方面来阐述PLC项目教学有关问题。

二、实现PLC项目教学的条件

进行PLC课程的项目教学,需要具备一定的教学条件。首先是能够将整个课程划分为若干个项目,其次是具有进行项目教学的实践基础——设备,再次是有能够实现项目教学的场所——多媒体教室或一体化教室。以下对上述几点进行分析说明。

(一)能够将课程划分为若干个项目

PLC课程的内容特别适合项目教学,原因是PLC开发过程是一个从分析控制要求,到主电路及I/O设计,再到PLC程序设计,最后进行综合调试的过程。这一工作过程,无论是简单的PLC控制系统,还是复杂的PLC控制系统,都是如此。因此,可以根据这一特点将PLC课程中基本知识、接线训练、设计方法、综合调试等按照先简单、后复杂的原则,用项目的方式组织起来,由浅入深的进行教学。

(二)容易实现项目教学的实践条件

项目教学宜在实验室进行,换句话说项目教学需要实践条件的,否则,项目教学就成为纸上谈兵。在精品课程建设过程中,考虑到PLC实验室建设花费不是很大,综合规划实验室建设的规模和档次,为实现项目式教学奠定坚实基础。

(三)创建项目教学的场所

项目教学不仅要有实验室,还应建立具有多媒体设备和PLC演示设备的专用教室。为精讲多练,提升教学效果,提高教学质量,建立集实验设备和多媒体设备于一体的理论实践一体化教室,是项目教学的努力目标。

三、PLC教学的项目设计

(一)PLC课程项目设计的基本原则

PLC课程的项目设计,从教学方面来说是有一定规律可循的,作者认为可遵循以下几项原则:

1、由简单到复杂

项目设计遵循的第一个原则就是由简单到复杂。这一原则十分重要,因为学生在学习过程中是需要成功来激励的。如PLC课程项目设计的第一个项目就是从最简单的电机起保停控制开始,让学生比较容易的进行项目实施并且能够成功的完成项目,使他们在今后的项目实施过程中充满信心。

2、由单一到综合

项目设计遵循的第二个原则就是由单一到综合。训练应从单项训练开始,然后再过渡到综合训练。如设计机械手PLC控制系统时,可以先从机械手的手动操作控制、自动操作控制这些单一训练开始,再过渡到具有手动、自动、单步、单周期的这种综合训练,确保学生能够一步步地完成各个项目。

3、将基础知识、连接训练、设计技能融为一体

项目设计遵循的第三个原则是将PLC的基本知识、PLC外部接线训练、PLC程序设计的技能有机结合。在项目教学的不同阶段,完成不同基础知识、PLC外部连接训练、PLC程序设计方法的项目教学。如在介绍PLC最基本知识的项目中,可借助学生过去学过的电工知识,使用转换法进行PLC程序设计的项目教学;在有了PLC的基本知识后,这时的项目教学中可使用逻辑法和时序法进行PLC程序设计;在介绍状态继电器时,采用状态转移图及步进顺控法进行PLC的程序设计的教学项目;最后在介绍应用指令时,可采用经验法或综合设计法进行PLC程序设计的教学项目。

(二)PLC课程具体项目设计

PLC课程的项目具体应当如何设计呢?这是实施项目教学关键之所在。作者认为PLC项目不仅应满足学生综合素质的提高与高技能培养的要求,还应当是实际生活中应用广泛并且学生十分熟悉的内容。只有应用广泛才能使学生体会到PLC的重要性,只有学生熟悉才能引起学生的兴趣。基于这一认识,选择电动机的控制、交通灯的控制和机械手的控制这些人们熟悉且随处可见对象作为项目教学的主要内容,是十分适合的。

按照PLC项目设计的基本原则并结合以上思路将PLC项目教学的项目类型、项目名称、项目教学的内容及项目教学的教学目标列于表1中。

通过上述8个项目的实施,学生应当能够理解PLC的内部各种继电器及其功能,掌握PLC控制系统的接线和程序设计的方法,能够进行中等复杂程度的PLC控制系统的设计与调试。采取PLC项目教学的方式,并配合项目教学给出一些训练课题,相信学生能够从理解到应用实现平稳过渡,从而完成PLC课程的教学目标。

四、PLC项目教学的评价

采取PLC项目教学,当教学过程完成后该如何测量与评估其教学效果呢?作者认为不能仅进行基本知识的理论考试,还应当结合实际开展综合考核,如给出一些指定的项目,让学生个人独立或二人组合作完成某个项目。根据项目的实施情况主要考察学生以下几个方面:

(一)学生是否掌握了PLC的接线。

(二)学生是否掌握了PLC基本指令的应用。

(三)学生是否掌握了PLC程序的设计方法。

(四)学生是否掌握了PLC控制系统的设计与调试。

(五)学生独立完成或合作完成项目的能力。

综合考核是以PLC知识的应用作为基础、以实际工作能力的测试为目标的考试,这种考核应在实验(训)室现场进行。在有条件的情况下,职业技术学院应努力实现这种考核。

五、PLC项目教学的实践

(一)加强PLC项目教学条件建设

PLC课程的教学进行了多年,但教学效果并不理想,究其原因作者认为,最主要原因是教学目标不明确,教学重点不突出,训练不充分;其次是教学设备与教学条件有缺陷。

如何来解决这一问题,使学生学完这一课程后,能够掌握这一课程的知识点,特别是能够顺利的完成PLC控制系统的设计与调试,这是我们进行PLC项目教学的最终目的。

开设PLC项目教学以来,结合PLC精品课程的建设,积极进行实验(训)室的基础建设,增添PLC设备数量并提高设备档次,有条件的还应建立了多媒体专用教室,为实施PLC项目教学创造良好的教学环境。

(二)拟定PLC项目教学大纲并开发PLC项目教学教材

具备了PLC项目教学的条件后,首先要解决的问题就是要根据需要拟定PLC课程的项目教学方案,即课程教学大纲。将PLC项目教学以教学文件的形式固定下来,使承担PLC教学的教师以项目教学的课程大纲为依据,完成PLC课程的教学任务。在新的PLC课程大纲指导下,保证PLC项目教学的基本质量。

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中图分类号： C40 文献标识码： A

PLC(可编程逻辑控制器)是一种“控制机器动作顺序”的“程控型”控制器。它代替传统的继电器控制，是一种数字运算操作的电子系统，主要为工业环境下应用而设计，能在恶劣的环境下可靠工作，程序控制易于编制、有通用性和专用性、体积小、经济适用。自1969年发明后，大到自动生产线，小到仓库自动开关门，应用广泛。PLC继承了继电器-接触器控制的良好性能，将计算机技术、自动控制技术和通信技术结合为一体，而且“用途可随时改变”――用户只要“修改PLC的设置参数”或者“更换PLC的控制程序”就可以改变PLC的用途，是实现“工厂自动化、机电一体化、机床数控化”的支柱技术。工厂自动化的三大技术支柱――PLC、Robot(机器人)、CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)，PLC是首当其冲。

1.PLC与各类控制系统的比较

1.1PLC与继电器控制系统的比较

传统的继电器控制系统采用硬接线方式安装而成，只能进行开关量的控制，一旦改变生产工艺过程，继电器控制系统必须重新配线，因而适应性很差，安装、维修也不方便。PLC应用了微电子技术和计算机技术，各种控制功能是通过软件来实现的，改变程序，就可适应生产工艺改变的要求，适应性强。

1.2PLC与单片机控制系统比较

单片机控制系统适用于简单的自动化项目。硬件上受CPU、内存容量及IO接口等限制；软件上受限于编程语言。单片机主要用汇编语言开发，语言复杂易出错，开发周期长，PLC用专用的指令系统编程，简便易学，现场就可以开发调试。PLC的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件，节省了用户时间和总投资。一般说来单片机或单片机系统的应用只是为某个特定的产品服务的，与PLC相比，单片机控制系统的通用性、兼容性和扩展性都不足。

1.3PLC与计算机控制系统的比较

PLC是专为工业控制所设计的。而微型计算机是为科学计算、数据处理等而设计的，尽管两者在技术上都采用了计算机技术，但由于使用对象和环境的不同，PLC在面向工业控制、抗干扰能力、适应工程现场的温度、湿度环境、编程及修改方便、监控功能上有优势。人们在应用PLC时，不用必进行计算机方面的专门培训，就能进行编程操作。

1.4PLC与传统的集散型控制系统的比较

传统的集散控制系统DCS(Distributed Control System）是由回路仪表控制系统发展起来的分布式控制系统，侧重于模拟量处理，回路调节等。PLC在功能、速度、智能模块以及联网通信上，都有很大的提高，与小型计算机联成网络，构成了以PLC为重要部件的分布式控制系统。随着网络通信功能的增强，PLC与PLC及计算机的互联，可以形成大规模的控制系统。

2.PLC控制系统的类型

2.1PLC构成的单机系统

单机系统的被控对象是单一生产机器或生产流水线，其控制器是由单台PLC构成，一般不需要与其它PLC或计算机进行通信。如果还要考虑将来是否联网的需要，应当选用具有通信功能的PLC。

2.2PLC构成的集中控制系统

这种系统的被控对象通常是数台机器或数条流水线构成，控制单元由单台PLC构成，每个被控对象与PLC指定的I/O相连。由于采用一台PLC控制，被控对象间数据、状态不需要另外的通信线路。但是一旦PLC出现故障，整个系统将停止工作，通常采用冗余技术克服上述缺点。

2.3PLC构成的分布式控制系统

被控对象比较多就采用分布式控制系统，区域大，距离远，数据和信息交换频繁。这种系统的控制器采用具有通信功能的PLC构成．系统的上位机可以采用PLC，也可以采用工控机，进行复杂运算，显示各种实时图形和保存大量历史数据，显示汉字和打印汉字报表等。

3.PLC的发展趋势

3.1高性能、高速度、大容量发展

PLC的响应速度和存储容量能提高PLC的处理能力，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右，有的PLC可达几十兆字节。为了扩大存储容量，可以使用磁泡存储器或硬盘。

3.2向小型化和大型化发展

小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，配置更加灵活，简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I/O点数为8～16点。大型化是向大容量、智能化和网络化发展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器。

3.3向智能化发展，加强联网与通信能力

高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块等许多功能模块增强了智能性，为了加强联网与和通信能力，PLC生产厂家也协商制订了通用的通信标准，以构成更大的网络系统。

3.4增强外部故障的检测与处理能力

由于PLC控制系统的故障中输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%，CPU占5%，I/O接口占15%。80%的故障属于PLC的外部故障，20%属于PLC的内部故障，厂家多致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，以进一步提高系统的可靠性。

3.5编程语言多样化

在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，除了大多数PLC使用的梯形图、语句表语言外，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言等。

4 教学方法分析

机电一体化专业的毕业论文，历年来PLC技术类的题目占的比例很大，PLC的控制能力特别强，几乎所有的控制要求都可以通过PLC编程实现，在今后的工业及其他领域是不可忽略的主导技术，所以PLC技术这门课程是机电一体化专业的核心专业课程，对这门重要的课程进行教学，结合现代高等职业学院学生的实际状况，主要采用项目驱动法教学。

重点抓住课堂环节，对于基础的要素周全且重点突出，应用多媒体教室，展示优质的PPT课件详细授与学生，理论联系实践地操作，让学生在PLC实验室能正确的使用相关设备，以模拟仿真和实线连接操作，进行相应的能力培养。若要以完成一个项目并设计相应的程序，首先让学生对任务进行分析，自主连接硬件电路，做好I/O口及相关寄存器的分配，按钮和外部负载的互锁及连锁的问题要充分注意！对任务进行按相应关系步骤的分解，画出顺序流程图，在step-micro/win 编程软件的环境下对任务进行梯形图的程序设计，然后进行模拟仿真运行，观察结果是否符合任务的要求，如果出现异常，请根据提示检查相关错误，直到正常运行为止，在此过程中要注意相关技术器件的应用，如光电类、电感类传感器的应用连接，电机拖动技术方面的继电器使用等在控制中的涉及。

还有讲授法，传授项目任务相关的知识点，对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明分析。小组讨论法，学生六七人为一组，讨论分析，协商解决，分工协作完成项目任务。都能很好地达到教学效果。

【参考文献】

1.《可编程控制器原理及应用》，李建新，机械工业出版社，2012年9月

plc教学例9

目前PLC 已经广泛地应用在各种机械设备和生产自动化控制系统中，在这种需求形势下，PLC 已成为各职业院校相关专业要开设的一门专业课。PLC 课程是一门实践性很强的课程，需要对PLC 的实验配套设施动手编程和上机调试。现在的职业院校的学生普遍基础较差，更需要用实践课来激发他们的学习积极性、主动性， 进而学好这门专业课。

但目前职业院校的PLC 实践教学中普遍存在以下问题：硬件实验设施数量有限，一套PLC 实验设备价格较高，而很多职业院校的资金又相对紧张，因此购买的PLC 实验设备数量有限，根本无法保证学生一人一套，况且学生人数多，安排实验周期长。另外，硬件实验存在设备损耗。尤其是作为初学者的学生，在刚开始实验时由于好奇或知识不足，导致设备的故障损坏率很高，而且随着实验设备反复使用，本身存在线路及机械元件的老化，自身故障率也很高。

以上的种种情况在现在的职业院校PLC 实践教学中普遍存在，致使学生学习了PLC 的编程方法和理论知识之后，无法立刻到实验设备上验证，很多程序编写后无法验证是否正确。这阻碍了学生对PLC 理论知识的理解和巩固， 抑制了他们创新思维能力的发展。针对这些情况， 结合我校具体情况，可以考虑采用以下两种教学方式来摆脱必须要有PLC 实验设备的束缚：

1、PLC仿真软件的使用

我校以S7- 200 系列PLC 作为主要讲授对象。其仿真软件Simulation1.2版，在网上很容易找到。此软件不需安装可直接使用，占用空间仅为几兆。把它下载到计算机后，就可以随心所欲地反复调试、模拟运行，直至编制的程序能实现预期功能。

在使用S7 - 200 仿真软件前，应该先在STEP7 -Micro/WIN4.0 编程软件下输入源程序，反复修改、编译直至正确，在“File （文件） ”菜单中选择“Export （导出） ”，将程序导出为“.AWL”文件。然后执行S7- 200 仿真软件文件夹下的“S7- 200.EXE”文件就可启动仿真软件了，点击屏幕中间出现的图案，出现密码对话框窗口，输入“6596”，就进入了仿真软件的用户界面。然后选择“Configuration（配置） ”菜单中的“CPU Type （型号） ”（或在已有的CPU 图案上双击） ，在“CPU 型号”对话框的下拉式列表框中选择与要导入的程序相同的型号，如CPU224、CPU226 等。然后选择“Program（程序） ”菜单中的“Load Program（载入程序） ”（或工具条中的第2 个按钮） ，弹出对话框，将先前导出的“.AWL”文件选中后打开，这样程序就装载到仿真软件中了。选择“PLC”菜单中的“Run（ 运行） ”（或工具栏上的绿色三角按钮），就模拟PLC 进入“Run”模式，程序就开始模拟运行了；若选择“PLC”菜单中的“Stop（停止） ”或工具栏上的红色正方形按钮，就模拟PLC进入“Stop”模式，程序就停止运行。这时若用鼠标点击CPU模块下面的开关板上小开关上面黑色的部分，可以使小开关的手柄向上，模拟PLC上的输入触点闭合，CPU模块上该输入点对应的LED灯就变为绿色； 若点击闭合的小开关下面的黑色部分，可以使小开关的手柄向下，模拟PLC上的输入触点断开，CPU模块上该输入点对应的LED灯就变为灰色。在Run模式下按所编制的程序中设定的输入触点状态拨动对应的小开关，就可以看到CPU模块中的被控线圈的LED指示灯相应的点亮或熄灭。整个调试过程与用“真实的”PLC做实验相同。

2、组态技术在PLC教学中的应用（以MCGS为例）

MCGS组态软件具有多任务、多线程功能，其系统框架采用VC++语言编程，通过对象连接与嵌入（Object Linking and Embedding， OLE）技术向用户提供VB编程接口，提供丰富的设备驱动构件、动画构件、策略构件，用户可随时方便地扩充系统的功能。具体操作如下：

（1）根据任务要求进行软件设计与组态

①PLC I/O地址分配与编程。首先划分PLC与MCGS各自的任务，一般将系统全部的自动控制工作交给PLC完成，只用MCGS进行状态监视和动画模拟，利用梯形图语句编写PLC控制程序。

②建立MCGS数据库变量。

③建立系统窗口并定义属性，制作监控画面，进行动画连接。

④设置用户权限管理，设置工程安全管理。

⑤定义主控窗口属性，定义系统运行权限，编辑用户菜单，定义数据库文件名。

⑥进入设备窗口，调用驱动程序，定义PLC的通信协议，开通PLC通道并与数据库变量实现连接。

⑦编写策略和脚本程序。

（2）调试运行

利用制作的画面进行PLC程序的验证，画面中设置的按钮等模拟现实中的启动和限位等作用。

（3）实验实施过程

学生做实验时，不必为其提供梯形图，不过可以先通过计算机屏幕为学生展示开发好的仿真控制画面，使学生对自己设计的控制系统有感性认识，从而进一步激发学习兴趣。具体实验步骤如下：

① 按照每个实验给出的控制要求和PLC 输入输出表，分析控制要求，明确控制任务；

② 分析定义I/O 点数，设计I/O 端子的接线图；

③ 应用西门子PLC S7-200编程软件在计算机上自编程序，编写好程序后，下载至PLC主机中（STOP 状态）；

④ PLC 程序编制完成后，需进行调试修改；

⑤ PLC 与组态软件通信。通过运行仿真画面，可形象直观地观察仿真PLC 被控对象的工作情况，由此也可验证PLC 程序正确与否。

上面是以MCGS为例的组态技术的应用，目前在国内外市场占有率较高的其他的一些监控组态软件如GE Fanuc的iFix、Wonderware的InTouch、西门子WinCC、力控、组态王等都可以应用在实验教学当中。

总之，将软件仿真技术和组态技术应用到PLC 的实践教学中，不仅解决了PLC 教学中实验设备不足的实际问题，而且还能使学生理解巩固所学的PLC 专业理论知识，并能灵活运用。这对培养学生创新思维能力、软件综合设计可开发能力具有重要意义，可为学生以后的工作就业奠定良好的基础。但是我们也应该明确，软件仿真并不能完全代替硬件，硬件实验设施对学生动手操作能力的锻炼是不能完全替代的。为了培养具有综合素质的技术型人才，职业院校对硬件实验设备的投资也是必要的。

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目前，在PLC设备中，欧美日等国家的产品占主导，技术日臻成熟。但在关键的软件编程技术方面却未有统一标准，学生在学习中难免无所适从。学生对PLC技术都有浓厚的学习兴趣，在学习上碰到不少问题，在编程的掌握方面问题尤为突出。

一、合理设计PLC教学顺序

PLC是程序、逻辑、控制英文单词的缩写，由于PLC可以编程而被称为可编程控制器，它属电气自动控制技术。PLC编程常有三种方式，即指令表式、梯形图式和状态流程图式。而目前提供给职校、技校学生和初学者的PLC教材，从一开始就用大量的篇幅来讲解30多条基本指令及功能，这么多条基本指令要求学生理解并记忆，无疑给学生造成了难学难记的实际困难，导致学生产生厌学情绪。那么，如何才能让学生好学、易学呢？笔者认为，教学顺序应当是：从PLC在控制系统中所起到的作用开始，然后是传统控制线路转换成梯形图，重点是梯形图而不是基本指令，再到不需传统控制线路，而是根据逻辑思维直接画出梯形图，最后还可利用PLC给出的特殊功能指令轻松编写较复杂的控制程序。这样才能使学生逐步对PLC技术有深刻的了解和认识，同时还能帮助学生更好地解决PLC技术学习中最难掌握的编程难题，达到牢固掌握、熟练运用、提高应用设计能力和加快推广应用的目的。

二、优化PLC教学

1.PLC的作用

工厂机械设备控制的实质是控制其电动机的正反转，而PLC的实质就是开关的组合游戏，开关可串联，也可并联和混联。以电动机控制系统（主电路和控制电路）为例，PLC在电气控制系统中的核心是：彻底完整地替换了传统的控制线路，它的（I/O口）只需接主令开关和接触器线圈，而传统电气控制系统中的主电路并没有改变，这样简化了传统接触器控制线路的接线，并大大减小了控制线路故障的可能性；另外PLC不需再接时间继电器、中间继电器、计数继电器等，提高了设备运行的可靠性。

2.PLC教学重点

PLC对设备的控制，是通过编写程序并利用其（I/O口）所接的主令开关和接触器线圈，来对主电路实施控制实现的。对通用设备而言，其主电路基本上是不变的，如正反转、Y-降压启动等，而只要改写PLC的程序，而不需更改其（I/O口）所接的电气元件，就可以方便地实现设备不同的工作方式。因此在学习时，学生应把大量的时间用在程序的设计上，也就是PLC编程的设计上即画梯形图上。而梯形图又是由各类软继电器触点（常开或常闭）和线圈组合而成的，对于学生而言，只要让他们掌握X、Y、M、T、C、S、D就可以了。现以电动机实现延时Y-控制为例加说明。电动机Y-降压启动控制线路如图1所示。

图1

控制要求：按下启动按钮，电动机Y形启动，延时6s后自动断开Y形绕组，再延时1s后自动接入形绕组运转。当按下停止按钮时， 电动机停止。其程序梯形图如图2（a）；若利用步进指令， 则程序梯形图如图2（b）；若利用MOV功能指令， 则程序梯形图如图2（c）所示。

图2