基于组态软件的PLC项目教学法

莫伟强

摘 要：传统PLC课程重点在于学习电气知识和相关指令，受限于实验设备和教学资源的缺乏，学生未能将课堂上的知识充分理解和应用。针对此情况，本文简要的介绍PLC教学中运用组态软件进行项目教学的方法。项目教学法的应用，既满足了应用型本科教学方法改革的要求，同时能促进学生独立思考、分析问题、解决问题能力的提高。

关键词：PLC课程; 实验; 改革; 项目教学

中图分类号：G642.41          文献标识码：A     文章编号：1006-3315（2020）8-159-001

1.PLC教学的现状

目前应用型本科和高职高专院校的课程设置中，PLC教学是一门重要的并且实践性很强的课程。科学的PLC教学体系应该坚持理论教学和实验实践相结合，注重提升学生对理论知识的应用能力。但是由于受到传统教育思想和实践教学观念的影响，加上实际的实验设备条件的限制，在PLC教学中实践环节难以得到应有的重视，造成的结果是学习该门课程的学生缺乏基本的实际操作能力和技巧。

传统的PLC实验项目，实验平台采用某个品牌的PLC，实验项目由模拟实验电路板来开展，一般实验电路板由按钮、开关、灯及图形等来描述实验的内容，在PC机的编程软件中设计实现控制要求的梯形图程序，然后通过程序烧录至PLC硬件中，对梯形图程序进行分析和调试。这种实验的方式不够形象，不便于学生对于实验过程的理解。而且受限实验设备的数量，往往一个教学班的实验开展须分成几个组别来进行，占用了师生大量的课余时间，师生疲于完成实验项目，而没有太多的时间和精力对实验项目进行深入的分析和研究，导致实际效果不佳。

2.组态软件的运用

針对这种情况，可以对于实验环节进行一些调整与创新，对实验项目的开展方式及内容进行重新设计，加入工业组态技术，使得实验项目的开展不一定依赖于硬件设备。同时，利用组态技术可以让实验项目的开展变得更加生动有趣，通过组态画面的设计，可以让之前实验面板乏味的按钮、开关及灯的组合变得更为形象和生动，程序的执行能够配合画面的动画让学生理解起来更为容易。同时还可以将实验的硬件电路板与组态画面结合起来，做进一步的比较和调试。

组态软件又称组态监控系统软件，是专用于数据采集与过程控制的实验仿真软件，常用于自动控制系统监控层一级的软件平台以及开发设计环境。这是一类软件统称，实际上也是一种灵活的组态方式，可以帮助用户快速构建工业自动控制系统、实现监控功能、通用层次功能等。在这里我们使用GX developer或者GX works做控制程序，仿真PLC的运行，MX OPC作通信用途，组态王软件做仿真界面和动作的实现，如下图所示为电梯控制项目的组态王界面。

3.组态软件项目教学法

PLC的教学过程中重视实践练习，在学生开始接触PLC课程时，理论讲解相对比较枯燥，结合实验操作可以加深学生对理论知识的理解，提高学生的学习兴趣。传统PLC教学设备的上机操作多是验证性的实验，部分是简单编程和连接线路，远远不能满足实际的工作设计需求。在实验过程中，由于设备数量限制，分组去完成实验，往往只有一两个同学是实际操作得到锻炼的，因此不能达到良好的教学效果。

在传统PLC教学基础上，加上组态仿真作为补充，可以先用具体形象的模拟动画吸引学生的兴趣，让他们看到系统运行的效果，知道所学知识实际的用途。在兴趣驱动下，学生就会自主研究和思考，设计出有效的控制程序。这种学习方式不局限于课堂的学习时间，学生可以在个人的计算机上安装上述的编程和组态软件，在仿真环境中设计满足控制要求的系统，自行开发扩展新功能，甚至可以综合应用学习的多门课程，利用电机、传感器等相关知识，充分锻炼学生的动手和创新能力，符合应用型本科的教学要求。组态软件不局限于硬件设备的约束，只要有正常可用的计算机即可实现项目式教学，每个学生都能动手练习。另一方面也利于教师对学生的考核，教师可以通过批改电子作业的方式，具体给每位学生打分。同时，组态仿真不会造成设备的损耗和破坏，避免了设备的维护维修问题，为教学管理节省了人力物力。

4.项目活动的评估

运用组态软件进行PLC的项目教学法中，最后一步就是对于项目活动的评估和总结，这个步骤需要教师和学生共同配合完成。通常在项目教学实施的过程中，需要结合课堂整体的上课效果以及根据教学任务，教师进行简单的评估，同时需要请部分参与项目的学生提出个人的观点和意见，最终做出科学、真实的教学项目评估。在科目结束后需注意资料的收集和整理，方便在后面的教学中更好地运用，发挥更大的作用和意义。

本次教学改革项目充分结合计算机和组态软件，将其融入到课程教学中，鼓励学生课下学习，课堂下向学生推荐典型的学习素材和教学视频，延展课程的信息量。改革前的教学方式是老师讲授课程内容学生被动学习，缺少实际实践的机会和平台，枯燥乏味，学生学习的积极性不高;改革后的教学方式充分调动学生参与的积极性，实验内容丰富多样，能较好的引导学生参与教学活动，让课堂充满趣味。

参考文献：

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