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摘 要：该文针对当前高校PLC实验教学中存在的问题，提出了在实验教学中引入PLC与触摸屏软件仿真技术的新方法。利用该实验教学方法不但大大降低了实验教学的成本，增加了实验的安全性，而且促进了学生的学习兴趣，提高了学生的应用创新能力。
关键词：PLC 实验教学 触摸屏 软件仿真 创新能力
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0139-02
实验教学是PLC课程教学的重要环节，而在传统的PLC实验教学过程中，往往都是常规的开关量验证实验，整个实验过程不仅教学内容固定，而且枯燥、乏味、缺乏形象直观性，不能满足PLC课程教学的新需求。另外，PLC实验的被控对象大多由于体积庞大、价格昂贵、难于维护等原因，不易于在实验室配备，从而远远不能满足PLC实验的需要。
在工业各领域中，由触摸屏与PLC所组成的典型控制系统已广泛应用。从PLC教学角度来说，将触摸屏软件仿真技术应用于PLC实验教学中，通过触摸屏软件来全真模拟被控对象，既可以克服真实被控对象的缺点，又能用低廉的教学开支来丰富实验课的内容，从而增强PLC的实验教学效果。
1 基于PLC与触摸屏软件仿真的实验教学整体思路
（1）PLC实验教学中利用触摸屏仿真技术，便可以将输入按钮、开关和输出指示灯等在显示器上完整地展现出来，实现被控对象的全真模拟。整个实验教学过程只需一台PC机而不需其他任何硬件设备，代替了传统实验室的线路布局和实验设备维护等工作，节约了大量的实验经费，提高了实验的安全系数。另外，仿真过程中被控对象是以动画的形式显示出来的，使教学效果生动新颖，提高了学生的参与热情。
（2）PLC实验教学的核心内容是根据控制要求编写程序，程序的正确与否在传统的实验教学中需到实验台上去验证，验证过程中不但容易损坏实验设备，而且对于复杂程序则需做多次验证性实验才能得到，因此在传统的实验教学中不可避免的面临着实验设备维护困难，项目开发周期长的难题。而利用仿真软件在PC机上即可对程序进行模拟和错误检查，程序的正确与否便可在屏幕上直接地观察出来，从而使程序及时地得到验证，克服了传统实验教学方法的不足。因此，采用软仿真模式后，可以在较短的时间内开发大量的仿真实验教学项目，丰富了实验教学的内容，增加了实验的多样性，有利于学生掌握PLC控制系统的设计方法。
（3）借助PLC与触摸屏仿真软件，学生完全可以利用业余时间，在个人的电脑上充分发挥自己的想象力进行相关的实验设计，启发了学生的思维，促进了学生对PLC的认识，缓解了实验室开放时间有限的难题，更有利于对学生综合应用能力的培养。
2 基于PLC与触摸屏软件仿真的实验教学实现
该虚拟仿真方法是利用PLC编程软件在计算机上编写程序，利用PLC仿真軟件对所编写的程序进行检验，然后通过触摸屏编程软件设计操作界面，虚拟PLC的被控对象，最后用触摸屏仿真软件以动画的形式模拟显示出仿真结果。在此过程中，学生可以在操作界面上方便地改变被控对象的运行状态，在屏幕上直观形象地观察 PLC程序的运行结果。
2.1 系统组成
基于PLC与触摸屏软件仿真的实验教学仅仅需要一台PC机，然后在PC机上安装三菱PLC编程软件GX Developer 8.34、三菱PLC仿真软件GX Simulitor 6c、触摸屏编程软件GT Designer 3、触摸屏仿真软件GT Simulitor 3四个软件，这样不需要其他额外的资金投入就可以进行实验的相关设计及课程教学项目的研究与开发了。
2.2 应用实例
下面以“循环小车”为例来说明PLC与触摸屏软件仿真技术在PLC实验教学中的应用。
控制要求：按下启动按钮后小车自动左右循环移动，同时对应方向的指示灯亮，到达最左边或最右边时，掉头返回，按下停止按钮后，小车停止运动，指示灯均灭。
具体操作步骤如下。
（1）按控制要求利用GX Developer 8.34 软件编写“循环小车”梯形图。
（2）利用GT Designer3软件设计“循环小车”的仿真界面，并按梯形图的I/O分配表设置好对应的按钮、限位开关与指示灯，仿真界面如图1所示。
（3）运行GX Simulator 6c程序仿真后，运行GT Simulitor 3图形仿真，其仿真结果如图2所示，达到了真实场景的效果。
3 结语
把PLC与触摸屏软件仿真技术引入PLC的实验教学中，采用虚拟技术代替复杂高成本的实验设备，节约了大量的实验经费、维护方便;利用虚拟控制界面控制PLC，以动画的形式显示被控对象的实际效果，操作更加简单，实验效果更加直观形象;学生在实验中可以充分发挥想象力进行各种设计，可以对仿真过程中出现的各种实验现象进行分析，找出最优设计方案，加深了对基本概念和原理的理解，提高了应用创新能力。利用此虚拟仿真方法开发实验教学项目方便灵活、开发周期短、可重复操作性强，有助于学生编程技巧和动手能的提高。
参考文献
[1] 郑海英.PLC技术及应用课程教学改革的研究与实践[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2012（2）.
[2] 陶亦亦，陆春元.PLC技术应用及其课程教学模式改革的探讨[J].职业教育研究，2008（1）.
[3] 李斌，邹灿红.电气控制与PLC应用技术仿真教学的应用[J].湖北成人教育学院学报，2009（1）.
关键词：PLC 实验教学 触摸屏 软件仿真 创新能力
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0139-02
实验教学是PLC课程教学的重要环节，而在传统的PLC实验教学过程中，往往都是常规的开关量验证实验，整个实验过程不仅教学内容固定，而且枯燥、乏味、缺乏形象直观性，不能满足PLC课程教学的新需求。另外，PLC实验的被控对象大多由于体积庞大、价格昂贵、难于维护等原因，不易于在实验室配备，从而远远不能满足PLC实验的需要。
在工业各领域中，由触摸屏与PLC所组成的典型控制系统已广泛应用。从PLC教学角度来说，将触摸屏软件仿真技术应用于PLC实验教学中，通过触摸屏软件来全真模拟被控对象，既可以克服真实被控对象的缺点，又能用低廉的教学开支来丰富实验课的内容，从而增强PLC的实验教学效果。
1 基于PLC与触摸屏软件仿真的实验教学整体思路
（1）PLC实验教学中利用触摸屏仿真技术，便可以将输入按钮、开关和输出指示灯等在显示器上完整地展现出来，实现被控对象的全真模拟。整个实验教学过程只需一台PC机而不需其他任何硬件设备，代替了传统实验室的线路布局和实验设备维护等工作，节约了大量的实验经费，提高了实验的安全系数。另外，仿真过程中被控对象是以动画的形式显示出来的，使教学效果生动新颖，提高了学生的参与热情。
（2）PLC实验教学的核心内容是根据控制要求编写程序，程序的正确与否在传统的实验教学中需到实验台上去验证，验证过程中不但容易损坏实验设备，而且对于复杂程序则需做多次验证性实验才能得到，因此在传统的实验教学中不可避免的面临着实验设备维护困难，项目开发周期长的难题。而利用仿真软件在PC机上即可对程序进行模拟和错误检查，程序的正确与否便可在屏幕上直接地观察出来，从而使程序及时地得到验证，克服了传统实验教学方法的不足。因此，采用软仿真模式后，可以在较短的时间内开发大量的仿真实验教学项目，丰富了实验教学的内容，增加了实验的多样性，有利于学生掌握PLC控制系统的设计方法。
（3）借助PLC与触摸屏仿真软件，学生完全可以利用业余时间，在个人的电脑上充分发挥自己的想象力进行相关的实验设计，启发了学生的思维，促进了学生对PLC的认识，缓解了实验室开放时间有限的难题，更有利于对学生综合应用能力的培养。
2 基于PLC与触摸屏软件仿真的实验教学实现
该虚拟仿真方法是利用PLC编程软件在计算机上编写程序，利用PLC仿真軟件对所编写的程序进行检验，然后通过触摸屏编程软件设计操作界面，虚拟PLC的被控对象，最后用触摸屏仿真软件以动画的形式模拟显示出仿真结果。在此过程中，学生可以在操作界面上方便地改变被控对象的运行状态，在屏幕上直观形象地观察 PLC程序的运行结果。
2.1 系统组成
基于PLC与触摸屏软件仿真的实验教学仅仅需要一台PC机，然后在PC机上安装三菱PLC编程软件GX Developer 8.34、三菱PLC仿真软件GX Simulitor 6c、触摸屏编程软件GT Designer 3、触摸屏仿真软件GT Simulitor 3四个软件，这样不需要其他额外的资金投入就可以进行实验的相关设计及课程教学项目的研究与开发了。
2.2 应用实例
下面以“循环小车”为例来说明PLC与触摸屏软件仿真技术在PLC实验教学中的应用。
控制要求：按下启动按钮后小车自动左右循环移动，同时对应方向的指示灯亮，到达最左边或最右边时，掉头返回，按下停止按钮后，小车停止运动，指示灯均灭。
具体操作步骤如下。
（1）按控制要求利用GX Developer 8.34 软件编写“循环小车”梯形图。
（2）利用GT Designer3软件设计“循环小车”的仿真界面，并按梯形图的I/O分配表设置好对应的按钮、限位开关与指示灯，仿真界面如图1所示。
（3）运行GX Simulator 6c程序仿真后，运行GT Simulitor 3图形仿真，其仿真结果如图2所示，达到了真实场景的效果。
3 结语
把PLC与触摸屏软件仿真技术引入PLC的实验教学中，采用虚拟技术代替复杂高成本的实验设备，节约了大量的实验经费、维护方便;利用虚拟控制界面控制PLC，以动画的形式显示被控对象的实际效果，操作更加简单，实验效果更加直观形象;学生在实验中可以充分发挥想象力进行各种设计，可以对仿真过程中出现的各种实验现象进行分析，找出最优设计方案，加深了对基本概念和原理的理解，提高了应用创新能力。利用此虚拟仿真方法开发实验教学项目方便灵活、开发周期短、可重复操作性强，有助于学生编程技巧和动手能的提高。
参考文献
[1] 郑海英.PLC技术及应用课程教学改革的研究与实践[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2012（2）.
[2] 陶亦亦，陆春元.PLC技术应用及其课程教学模式改革的探讨[J].职业教育研究，2008（1）.
[3] 李斌，邹灿红.电气控制与PLC应用技术仿真教学的应用[J].湖北成人教育学院学报，2009（1）.