基于MCGS组态软件实现PLC教学改革

陈立勋

摘 要：组态软件拥有良好的人机操作界面、强大的数据管理和报警记录功能，在自动化控制领域有着举足轻重的地位。通过把PLC教学与MCGS组态软件相结合，实现教学的灵活性、实用性、创造性，切实提高学生的工程实践技能。

关键词：组态软件 MCGS PLC 虚拟设备

电气专业PLC课程是高级维修电工资格考试的一项重要内容，课程与工程实际联系紧密，要求教师结合实践，做到“教、学、做”一体化教学。因此，如何在有限的实验室资源基础上实现更多的PLC实训内容，提高实训课质量，对PLC教学改革具有深远意义。

基于中职学校PLC教学的现状及组态软件的特点，本文提出了将组态软件技术应用于PLC教学的改革方案，通过软硬件结合，最大化利用有限的教学资源。

一、PLC教学改革的必要性及改革思路

PLC课程以培养学生实际操作能力为重点，主要采用项目教学法，把知识点渗透到实际项目任务中，从而加强技能训练，促进学生职业能力的提升。因此，PLC实验装置性能直接关系到学生对知识的理解和应用。大多数职校的PLC实验室配置了编程电脑，PLC主体和带有按钮、指示灯的实验操作板，这样的配置只能完成简单的实训项目，而无法表现项目系统的运行过程，缺乏直观性。另外，与生产实际相关的实训课题需要配置大型硬件设备，而这些被控实物对象往往存在以下缺点：价格昂贵；占用空间大；实训内容固定单一；维护困难。由于资金、设备和场地的限制，职校PLC实践教学改革迫在眉睫。

在实际工业应用领域，鉴于传统PLC控制在人机界面上的不足，而采用DCS改造中小型项目投资大、资源浪费严重，故现阶段针对中小型项目的自动化控制多采用PLC加组态软件方式来解决。组态软件是工业过程控制与数据采集的专用软件，功能强大，可为用户提供几乎与实物相同的操控环境，做到所见即所得。组态软件界面非常友好，组态过程简单易学，程序兼容性强、扩展性大。

因此，把组态软件引入当前教学，可以在一定程度上解决PLC实践教学这一瓶颈问题。用组态软件画出监控画面来代替实物模型，只要学生完成程序设计和组态编程，运行画面动画，就可以逼真地模拟系统设备工作状态。因此，将MCGS组态软件应用到PLC教学中，不仅可以提高学生的学习兴趣、激发求知欲望，而且有助于增强学生的编程能力和实践动手能力，从而有效地缓解PLC实验设备现状与职业能力培养的矛盾，在仅有的简单PLC实训设备条件下实现复杂多样、生动逼真的工业控制项目。

二、组态软件技术与PLC传统教学相结合的可行性

基于MCGS组态软件的强大功能，结合PLC传统教学内容，能够很好地实现教学虚拟实验室，从而提升PLC教学设备的利用率。

虚拟实验本质是用计算机代替现场设备，将传统实验的硬件对象通过软件组态的方式来完成。利用组态软件作为虚拟实验建设的主体，既能進行控制，又能做被控制对象。这样可以避开复杂的计算机软硬件问题，集中精力解决工程本身的问题，按照系统的规定，配置出高性能、高可靠性、高度专业化的上位机监控系统；同时还可组建出具体的被控制对象，利用相对廉价的组态软件设计出价格昂贵、占地面积大、系统复杂、可扩充性差的硬件对象。学生通过自由选择工程项目，完成硬件系统设计与布线、软件编制与调试、工程组态等操作，在学校内就能感受到强烈的工程项目生产氛围。所以，将PLC教学内容和组态软件技术结合，实现仿真教学，是实践教学模式的革新和进步。

此外，基于PLC和组态软件实现仿真教学，能更贴近实际生产过程，调动学生积极性，提高教学效果。因此，在实践教学中将组态软件与具体项目相结合，具有很好的利用价值和实践效果。

为了激发学生兴趣，笔者在最初引入组态软件时，并没有呆板地按照常规讲授软件的菜单和命令，而是通过“变脸”和“找茬”等游戏项目的制作，让学生在制作小游戏的过程中完成入门教学。在深入学习的过程中，笔者利用了很多贴近生活的例子，如“交通灯”“自动车库”“抢答器”等项目。待学生深入到一定程度后，笔者再逐步引入较复杂的项目，如“电梯”“全自动洗衣机”“工业流程控制”等。

三、小结

实践证明，MCGS组态软件与PLC实验装置相结合，从效果、成本来看，都有着较明显的优势。它能使多门课程知识相互融合，只需极少的投入即可得到方便、美观、实用的工业控制，提高了学生们的学习兴趣和实践能力。

参考文献：

[1]史博.组态仿真软件在高职PLC课程教学中的应用[J].辽宁高职学报，2010（6）.

[2]王国海.可编程序控制器及其应用（第二版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

（作者单位：杭州第一技师学院）