姜艷華+張連勇

摘 要：該文針對當(dāng)前高校PLC實驗教學(xué)中存在的問題，提出了在實驗教學(xué)中引入PLC與觸摸屏軟件仿真技術(shù)的新方法。利用該實驗教學(xué)方法不但大大降低了實驗教學(xué)的成本，增加了實驗的安全性，而且促進了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：PLC ?實驗教學(xué) ?觸摸屏 ?軟件仿真 ?創(chuàng)新能力

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0139-02

實驗教學(xué)是PLC課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，而在傳統(tǒng)的PLC實驗教學(xué)過程中，往往都是常規(guī)的開關(guān)量驗證實驗，整個實驗過程不僅教學(xué)內(nèi)容固定，而且枯燥、乏味、缺乏形象直觀性，不能滿足PLC課程教學(xué)的新需求。另外，PLC實驗的被控對象大多由于體積龐大、價格昂貴、難于維護等原因，不易于在實驗室配備，從而遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足PLC實驗的需要。

在工業(yè)各領(lǐng)域中，由觸摸屏與PLC所組成的典型控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用。從PLC教學(xué)角度來說，將觸摸屏軟件仿真技術(shù)應(yīng)用于PLC實驗教學(xué)中，通過觸摸屏軟件來全真模擬被控對象，既可以克服真實被控對象的缺點，又能用低廉的教學(xué)開支來豐富實驗課的內(nèi)容，從而增強PLC的實驗教學(xué)效果。

1 基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學(xué)整體思路

（1）PLC實驗教學(xué)中利用觸摸屏仿真技術(shù)，便可以將輸入按鈕、開關(guān)和輸出指示燈等在顯示器上完整地展現(xiàn)出來，實現(xiàn)被控對象的全真模擬。整個實驗教學(xué)過程只需一臺PC機而不需其他任何硬件設(shè)備，代替了傳統(tǒng)實驗室的線路布局和實驗設(shè)備維護等工作，節(jié)約了大量的實驗經(jīng)費，提高了實驗的安全系數(shù)。另外，仿真過程中被控對象是以動畫的形式顯示出來的，使教學(xué)效果生動新穎，提高了學(xué)生的參與熱情。

（2）PLC實驗教學(xué)的核心內(nèi)容是根據(jù)控制要求編寫程序，程序的正確與否在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中需到實驗臺上去驗證，驗證過程中不但容易損壞實驗設(shè)備，而且對于復(fù)雜程序則需做多次驗證性實驗才能得到，因此在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中不可避免的面臨著實驗設(shè)備維護困難，項目開發(fā)周期長的難題。而利用仿真軟件在PC機上即可對程序進行模擬和錯誤檢查，程序的正確與否便可在屏幕上直接地觀察出來，從而使程序及時地得到驗證，克服了傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法的不足。因此，采用軟仿真模式后，可以在較短的時間內(nèi)開發(fā)大量的仿真實驗教學(xué)項目，豐富了實驗教學(xué)的內(nèi)容，增加了實驗的多樣性，有利于學(xué)生掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。

（3）借助PLC與觸摸屏仿真軟件，學(xué)生完全可以利用業(yè)余時間，在個人的電腦上充分發(fā)揮自己的想象力進行相關(guān)的實驗設(shè)計，啟發(fā)了學(xué)生的思維，促進了學(xué)生對PLC的認(rèn)識，緩解了實驗室開放時間有限的難題，更有利于對學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

2 基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學(xué)實現(xiàn)

該虛擬仿真方法是利用PLC編程軟件在計算機上編寫程序，利用PLC仿真軟件對所編寫的程序進行檢驗，然后通過觸摸屏編程軟件設(shè)計操作界面，虛擬PLC的被控對象，最后用觸摸屏仿真軟件以動畫的形式模擬顯示出仿真結(jié)果。在此過程中，學(xué)生可以在操作界面上方便地改變被控對象的運行狀態(tài)，在屏幕上直觀形象地觀察 PLC程序的運行結(jié)果。

2.1 系統(tǒng)組成

基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學(xué)僅僅需要一臺PC機，然后在PC機上安裝三菱PLC編程軟件GX Developer 8.34、三菱PLC仿真軟件GX Simulitor 6c、觸摸屏編程軟件GT Designer 3、觸摸屏仿真軟件GT Simulitor 3四個軟件，這樣不需要其他額外的資金投入就可以進行實驗的相關(guān)設(shè)計及課程教學(xué)項目的研究與開發(fā)了。

2.2 應(yīng)用實例

下面以“循環(huán)小車”為例來說明PLC與觸摸屏軟件仿真技術(shù)在PLC實驗教學(xué)中的應(yīng)用。

控制要求：按下啟動按鈕后小車自動左右循環(huán)移動，同時對應(yīng)方向的指示燈亮，到達(dá)最左邊或最右邊時，掉頭返回，按下停止按鈕后，小車停止運動，指示燈均滅。

具體操作步驟如下。

（1）按控制要求利用GX Developer 8.34 軟件編寫“循環(huán)小車”梯形圖。

（2）利用GT Designer3軟件設(shè)計“循環(huán)小車”的仿真界面，并按梯形圖的I/O分配表設(shè)置好對應(yīng)的按鈕、限位開關(guān)與指示燈，仿真界面如圖1所示。

（3）運行GX Simulator 6c程序仿真后，運行GT Simulitor 3圖形仿真，其仿真結(jié)果如圖2所示，達(dá)到了真實場景的效果。

3 結(jié)語

把PLC與觸摸屏軟件仿真技術(shù)引入PLC的實驗教學(xué)中，采用虛擬技術(shù)代替復(fù)雜高成本的實驗設(shè)備，節(jié)約了大量的實驗經(jīng)費、維護方便;利用虛擬控制界面控制PLC，以動畫的形式顯示被控對象的實際效果，操作更加簡單，實驗效果更加直觀形象;學(xué)生在實驗中可以充分發(fā)揮想象力進行各種設(shè)計，可以對仿真過程中出現(xiàn)的各種實驗現(xiàn)象進行分析，找出最優(yōu)設(shè)計方案，加深了對基本概念和原理的理解，提高了應(yīng)用創(chuàng)新能力。利用此虛擬仿真方法開發(fā)實驗教學(xué)項目方便靈活、開發(fā)周期短、可重復(fù)操作性強，有助于學(xué)生編程技巧和動手能的提高。

參考文獻

[1] 鄭海英.PLC技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革的研究與實踐[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2012（2）.

[2] 陶亦亦，陸春元.PLC技術(shù)應(yīng)用及其課程教學(xué)模式改革的探討[J].職業(yè)教育研究，2008（1）.

[3] 李斌，鄒燦紅.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)仿真教學(xué)的應(yīng)用[J].湖北成人教育學(xué)院學(xué)報，2009（1）.endprint

摘 要：該文針對當(dāng)前高校PLC實驗教學(xué)中存在的問題，提出了在實驗教學(xué)中引入PLC與觸摸屏軟件仿真技術(shù)的新方法。利用該實驗教學(xué)方法不但大大降低了實驗教學(xué)的成本，增加了實驗的安全性，而且促進了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：PLC ?實驗教學(xué) ?觸摸屏 ?軟件仿真 ?創(chuàng)新能力

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0139-02

實驗教學(xué)是PLC課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，而在傳統(tǒng)的PLC實驗教學(xué)過程中，往往都是常規(guī)的開關(guān)量驗證實驗，整個實驗過程不僅教學(xué)內(nèi)容固定，而且枯燥、乏味、缺乏形象直觀性，不能滿足PLC課程教學(xué)的新需求。另外，PLC實驗的被控對象大多由于體積龐大、價格昂貴、難于維護等原因，不易于在實驗室配備，從而遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足PLC實驗的需要。

在工業(yè)各領(lǐng)域中，由觸摸屏與PLC所組成的典型控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用。從PLC教學(xué)角度來說，將觸摸屏軟件仿真技術(shù)應(yīng)用于PLC實驗教學(xué)中，通過觸摸屏軟件來全真模擬被控對象，既可以克服真實被控對象的缺點，又能用低廉的教學(xué)開支來豐富實驗課的內(nèi)容，從而增強PLC的實驗教學(xué)效果。

1 基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學(xué)整體思路

（1）PLC實驗教學(xué)中利用觸摸屏仿真技術(shù)，便可以將輸入按鈕、開關(guān)和輸出指示燈等在顯示器上完整地展現(xiàn)出來，實現(xiàn)被控對象的全真模擬。整個實驗教學(xué)過程只需一臺PC機而不需其他任何硬件設(shè)備，代替了傳統(tǒng)實驗室的線路布局和實驗設(shè)備維護等工作，節(jié)約了大量的實驗經(jīng)費，提高了實驗的安全系數(shù)。另外，仿真過程中被控對象是以動畫的形式顯示出來的，使教學(xué)效果生動新穎，提高了學(xué)生的參與熱情。

（2）PLC實驗教學(xué)的核心內(nèi)容是根據(jù)控制要求編寫程序，程序的正確與否在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中需到實驗臺上去驗證，驗證過程中不但容易損壞實驗設(shè)備，而且對于復(fù)雜程序則需做多次驗證性實驗才能得到，因此在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中不可避免的面臨著實驗設(shè)備維護困難，項目開發(fā)周期長的難題。而利用仿真軟件在PC機上即可對程序進行模擬和錯誤檢查，程序的正確與否便可在屏幕上直接地觀察出來，從而使程序及時地得到驗證，克服了傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法的不足。因此，采用軟仿真模式后，可以在較短的時間內(nèi)開發(fā)大量的仿真實驗教學(xué)項目，豐富了實驗教學(xué)的內(nèi)容，增加了實驗的多樣性，有利于學(xué)生掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。

（3）借助PLC與觸摸屏仿真軟件，學(xué)生完全可以利用業(yè)余時間，在個人的電腦上充分發(fā)揮自己的想象力進行相關(guān)的實驗設(shè)計，啟發(fā)了學(xué)生的思維，促進了學(xué)生對PLC的認(rèn)識，緩解了實驗室開放時間有限的難題，更有利于對學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

2 基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學(xué)實現(xiàn)

該虛擬仿真方法是利用PLC編程軟件在計算機上編寫程序，利用PLC仿真軟件對所編寫的程序進行檢驗，然后通過觸摸屏編程軟件設(shè)計操作界面，虛擬PLC的被控對象，最后用觸摸屏仿真軟件以動畫的形式模擬顯示出仿真結(jié)果。在此過程中，學(xué)生可以在操作界面上方便地改變被控對象的運行狀態(tài)，在屏幕上直觀形象地觀察 PLC程序的運行結(jié)果。

2.1 系統(tǒng)組成

基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學(xué)僅僅需要一臺PC機，然后在PC機上安裝三菱PLC編程軟件GX Developer 8.34、三菱PLC仿真軟件GX Simulitor 6c、觸摸屏編程軟件GT Designer 3、觸摸屏仿真軟件GT Simulitor 3四個軟件，這樣不需要其他額外的資金投入就可以進行實驗的相關(guān)設(shè)計及課程教學(xué)項目的研究與開發(fā)了。

2.2 應(yīng)用實例

下面以“循環(huán)小車”為例來說明PLC與觸摸屏軟件仿真技術(shù)在PLC實驗教學(xué)中的應(yīng)用。

控制要求：按下啟動按鈕后小車自動左右循環(huán)移動，同時對應(yīng)方向的指示燈亮，到達(dá)最左邊或最右邊時，掉頭返回，按下停止按鈕后，小車停止運動，指示燈均滅。

具體操作步驟如下。

（1）按控制要求利用GX Developer 8.34 軟件編寫“循環(huán)小車”梯形圖。

（2）利用GT Designer3軟件設(shè)計“循環(huán)小車”的仿真界面，并按梯形圖的I/O分配表設(shè)置好對應(yīng)的按鈕、限位開關(guān)與指示燈，仿真界面如圖1所示。

（3）運行GX Simulator 6c程序仿真后，運行GT Simulitor 3圖形仿真，其仿真結(jié)果如圖2所示，達(dá)到了真實場景的效果。

3 結(jié)語

把PLC與觸摸屏軟件仿真技術(shù)引入PLC的實驗教學(xué)中，采用虛擬技術(shù)代替復(fù)雜高成本的實驗設(shè)備，節(jié)約了大量的實驗經(jīng)費、維護方便;利用虛擬控制界面控制PLC，以動畫的形式顯示被控對象的實際效果，操作更加簡單，實驗效果更加直觀形象;學(xué)生在實驗中可以充分發(fā)揮想象力進行各種設(shè)計，可以對仿真過程中出現(xiàn)的各種實驗現(xiàn)象進行分析，找出最優(yōu)設(shè)計方案，加深了對基本概念和原理的理解，提高了應(yīng)用創(chuàng)新能力。利用此虛擬仿真方法開發(fā)實驗教學(xué)項目方便靈活、開發(fā)周期短、可重復(fù)操作性強，有助于學(xué)生編程技巧和動手能的提高。

參考文獻

[1] 鄭海英.PLC技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革的研究與實踐[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2012（2）.

[2] 陶亦亦，陸春元.PLC技術(shù)應(yīng)用及其課程教學(xué)模式改革的探討[J].職業(yè)教育研究，2008（1）.

[3] 李斌，鄒燦紅.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)仿真教學(xué)的應(yīng)用[J].湖北成人教育學(xué)院學(xué)報，2009（1）.endprint

摘 要：該文針對當(dāng)前高校PLC實驗教學(xué)中存在的問題，提出了在實驗教學(xué)中引入PLC與觸摸屏軟件仿真技術(shù)的新方法。利用該實驗教學(xué)方法不但大大降低了實驗教學(xué)的成本，增加了實驗的安全性，而且促進了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：PLC ?實驗教學(xué) ?觸摸屏 ?軟件仿真 ?創(chuàng)新能力

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0139-02

實驗教學(xué)是PLC課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，而在傳統(tǒng)的PLC實驗教學(xué)過程中，往往都是常規(guī)的開關(guān)量驗證實驗，整個實驗過程不僅教學(xué)內(nèi)容固定，而且枯燥、乏味、缺乏形象直觀性，不能滿足PLC課程教學(xué)的新需求。另外，PLC實驗的被控對象大多由于體積龐大、價格昂貴、難于維護等原因，不易于在實驗室配備，從而遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足PLC實驗的需要。

在工業(yè)各領(lǐng)域中，由觸摸屏與PLC所組成的典型控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用。從PLC教學(xué)角度來說，將觸摸屏軟件仿真技術(shù)應(yīng)用于PLC實驗教學(xué)中，通過觸摸屏軟件來全真模擬被控對象，既可以克服真實被控對象的缺點，又能用低廉的教學(xué)開支來豐富實驗課的內(nèi)容，從而增強PLC的實驗教學(xué)效果。

1 基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學(xué)整體思路

（1）PLC實驗教學(xué)中利用觸摸屏仿真技術(shù)，便可以將輸入按鈕、開關(guān)和輸出指示燈等在顯示器上完整地展現(xiàn)出來，實現(xiàn)被控對象的全真模擬。整個實驗教學(xué)過程只需一臺PC機而不需其他任何硬件設(shè)備，代替了傳統(tǒng)實驗室的線路布局和實驗設(shè)備維護等工作，節(jié)約了大量的實驗經(jīng)費，提高了實驗的安全系數(shù)。另外，仿真過程中被控對象是以動畫的形式顯示出來的，使教學(xué)效果生動新穎，提高了學(xué)生的參與熱情。

（2）PLC實驗教學(xué)的核心內(nèi)容是根據(jù)控制要求編寫程序，程序的正確與否在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中需到實驗臺上去驗證，驗證過程中不但容易損壞實驗設(shè)備，而且對于復(fù)雜程序則需做多次驗證性實驗才能得到，因此在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中不可避免的面臨著實驗設(shè)備維護困難，項目開發(fā)周期長的難題。而利用仿真軟件在PC機上即可對程序進行模擬和錯誤檢查，程序的正確與否便可在屏幕上直接地觀察出來，從而使程序及時地得到驗證，克服了傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法的不足。因此，采用軟仿真模式后，可以在較短的時間內(nèi)開發(fā)大量的仿真實驗教學(xué)項目，豐富了實驗教學(xué)的內(nèi)容，增加了實驗的多樣性，有利于學(xué)生掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。

（3）借助PLC與觸摸屏仿真軟件，學(xué)生完全可以利用業(yè)余時間，在個人的電腦上充分發(fā)揮自己的想象力進行相關(guān)的實驗設(shè)計，啟發(fā)了學(xué)生的思維，促進了學(xué)生對PLC的認(rèn)識，緩解了實驗室開放時間有限的難題，更有利于對學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

2 基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學(xué)實現(xiàn)

該虛擬仿真方法是利用PLC編程軟件在計算機上編寫程序，利用PLC仿真軟件對所編寫的程序進行檢驗，然后通過觸摸屏編程軟件設(shè)計操作界面，虛擬PLC的被控對象，最后用觸摸屏仿真軟件以動畫的形式模擬顯示出仿真結(jié)果。在此過程中，學(xué)生可以在操作界面上方便地改變被控對象的運行狀態(tài)，在屏幕上直觀形象地觀察 PLC程序的運行結(jié)果。

2.1 系統(tǒng)組成

基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學(xué)僅僅需要一臺PC機，然后在PC機上安裝三菱PLC編程軟件GX Developer 8.34、三菱PLC仿真軟件GX Simulitor 6c、觸摸屏編程軟件GT Designer 3、觸摸屏仿真軟件GT Simulitor 3四個軟件，這樣不需要其他額外的資金投入就可以進行實驗的相關(guān)設(shè)計及課程教學(xué)項目的研究與開發(fā)了。

2.2 應(yīng)用實例

下面以“循環(huán)小車”為例來說明PLC與觸摸屏軟件仿真技術(shù)在PLC實驗教學(xué)中的應(yīng)用。

控制要求：按下啟動按鈕后小車自動左右循環(huán)移動，同時對應(yīng)方向的指示燈亮，到達(dá)最左邊或最右邊時，掉頭返回，按下停止按鈕后，小車停止運動，指示燈均滅。

具體操作步驟如下。

（1）按控制要求利用GX Developer 8.34 軟件編寫“循環(huán)小車”梯形圖。

（2）利用GT Designer3軟件設(shè)計“循環(huán)小車”的仿真界面，并按梯形圖的I/O分配表設(shè)置好對應(yīng)的按鈕、限位開關(guān)與指示燈，仿真界面如圖1所示。

（3）運行GX Simulator 6c程序仿真后，運行GT Simulitor 3圖形仿真，其仿真結(jié)果如圖2所示，達(dá)到了真實場景的效果。

3 結(jié)語

把PLC與觸摸屏軟件仿真技術(shù)引入PLC的實驗教學(xué)中，采用虛擬技術(shù)代替復(fù)雜高成本的實驗設(shè)備，節(jié)約了大量的實驗經(jīng)費、維護方便;利用虛擬控制界面控制PLC，以動畫的形式顯示被控對象的實際效果，操作更加簡單，實驗效果更加直觀形象;學(xué)生在實驗中可以充分發(fā)揮想象力進行各種設(shè)計，可以對仿真過程中出現(xiàn)的各種實驗現(xiàn)象進行分析，找出最優(yōu)設(shè)計方案，加深了對基本概念和原理的理解，提高了應(yīng)用創(chuàng)新能力。利用此虛擬仿真方法開發(fā)實驗教學(xué)項目方便靈活、開發(fā)周期短、可重復(fù)操作性強，有助于學(xué)生編程技巧和動手能的提高。

參考文獻

[1] 鄭海英.PLC技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革的研究與實踐[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2012（2）.

[2] 陶亦亦，陸春元.PLC技術(shù)應(yīng)用及其課程教學(xué)模式改革的探討[J].職業(yè)教育研究，2008（1）.

[3] 李斌，鄒燦紅.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)仿真教學(xué)的應(yīng)用[J].湖北成人教育學(xué)院學(xué)報，2009（1）.endprint