【摘 要】本文以三菱FX2N系列可编程控制器(PLC)为例，介绍了PLC编程软件SW3D5C-GPPW与模拟仿真软件FX-TRN在课程教学中的应用。
【关键词】正规论文发表,模拟仿真,可编程控制器,教学应用
可编程控制器(简称PLC)是高职机电一体化技术专业一门重要的专业核心课程。长期以来，可编程控制器应用技术课程是由理论教学、随堂实验和课程设计等环节构成。由于实验设备的缺乏、实验成本高、存在安全风险、调试不方便等因素，使得整个教学过程理论与实际严重脱离，学生学习兴趣低，学习效果差。笔者在可编程控制器应用技术教学过程中，结合理论教学的进程，利用PLC的编程和仿真软件进行模拟仿真教学，在计算机上进行仿真实验，增加学生的感性认识，激发学生的学习兴趣，取得了较好的效果。
一 GPPW模拟软件课程教学实施过程
模拟仿真教学由教师结合教学内容通过多媒体平台演示完成后，让学生自己动手进行PLC程序的编制与调试，根据设计要求边设计，边调试，边分析，边修改。经过一定的训练后，学生可以在课外参照一定的要求自主完成整个设计调试的过程。下面以十字路口红绿灯的控制系统设计为例，说明GPPW软件在可编程控制器教学中的应用。
1.控制要求
首先给出某十字路口红绿灯示意图及时序图。东西向和南北向分别有红绿黄三色灯，东西向按照红灯亮7.5s、绿灯亮4s、黄灯闪2.5s，南北向按照绿灯亮5s、黄灯闪2.5s、红灯亮6.5s的顺序依次点亮。
2.分析及设计
根据案例要求选择并行序列步进顺控法进行设计。确定输入输出信号，完成I/O分配及外部硬件线路设计，设计出红绿灯控制的功能图后，我们在GX-Developer软件中进行SFC程序设计，如图1。
3.模拟仿真
完成程序输入后，启动梯形图逻辑测试程序，将程序写入虚拟PLC中，并打开相应的继电器内存监视器。双击触点X000将常开触点置1，此时步进顺控按照流程执行，在继电器内存监视器中可以直观地看到步的执行及每一步中对应的输出情况，如图2所示，图中涂色部分表示其状态为“1”，否则表示状态为“0”。再双击触点X001使停止触点有效，则执行完本次循环后程序停止运行。
将模拟仿真测试结果与控制要求进行比较，如果完全符合实际控制要求则完成程序调试，如果测试结果与设计要求不符，则需对设计程序进行修改，然后再进行仿真测试，直到符合设计要求为止。学生在仿真测试的过程中，自己动手完成整个设计调试过程，将看不见、摸不着的控制流程以形象的方式展示在屏幕上，加深了学生对指令、动作要求及程序执行的正确理解，从而提高教学效果。
二 FX-TRN模拟仿真软件知识拓展应用
FX-TRN软件是三菱公司为FX系列PLC设计的模拟仿真训练软件。该软件中用三维造型设计了3D仿真画面。通过程序设计、输入后，调试过程中有真实的场景模拟，使操作者有类似操控各种自动设备的感受。
该软件配备了3个等级、4种难度的挑战案例，可供学生循序渐进地提高自己的编程水平，并加深对PLC的认识。另外，由于FX-TRN软件有非常方便详细的指导系统，只要是稍有基础的学生，按照指导步骤来实施基本上不需要任何其他帮助。因此，我们在可编程控制器的实际教学中，选择FX-TRN软件中的项目作为学生的课外辅导项目，学生根据课程教学内容选择合适的项目进行自主训练。
图1 图2
三 结束语
1.模拟仿真教学能将抽象理论形象化、直观化
实现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。三菱模拟仿真软件为我们提供了一个很好的模拟仿真平台，使我们能够在教学过程中随时提供实验、演示分析。通过这样的计算机模拟仿真实验，把可编程控制器技术的理论教学和实验教学有机地结合起来，为可编程控制器的实际运用打下一个良好的基础，在极大程度上缓解了没有PLC实验设备的困难。 2.模拟仿真教学能节约资金，降低实验风险，弥补实验设备不足等
使用计算机仿真模拟，具有经济、可靠、实用、安全、灵活、高效率、可多次重复使用和成本低、风险小的优点，使学生突破了实验室的局限性，避免了实际电路调试的烦琐过程，不用反复拆装元件，以免损坏元件;整个过程快捷方便，省时省力，把它应用到PLC课堂教学，既避免了实验仪器的损坏与实验材料的消耗，降低教学成本，又能让学生完成各种与实际实验相似的实验实习，学到相关的专业知识和专业技能，为学校节省了实验实习和设备维修的费用。
3.实现理论教学与实验实践有机结合，提高课堂教学质量和教学效果
传统的PLC教学，要实现理论与实践有机结合同步进行，往往需要的仪器设备较多。实验成本高，实验存在安全风险，调试不方便，实验效果不明显，再加上学校实验设备不足等因素的影响，很难做到理论教学与实验实践有机结合。应用仿真实验，课堂教学只需把学生带到计算机房，教师在进行理论讲授的同时，应用电脑进行仿真实验演示给学生观察，然后让学生在电脑上进行实验验证，把理论教学与实验实践有机结合起来。当然，在实际教学过程中，我们也发现，类似的模拟仿真软件在某些特殊指令上仍无法实现仿真测试，其仿真功能还需要进一步的开发提高。
参考文献
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