摘要：針對(duì)當(dāng)前PLC實(shí)踐教學(xué)中存在的實(shí)際問題，介紹了S7-200仿真軟件的使用方法，并提出了把S7-200仿真軟件引入到PLC教學(xué)中的方法。對(duì)提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的軟件創(chuàng)新與開發(fā)能力，為同類課程的教學(xué)提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：S7-200仿真軟件；PLC實(shí)踐；教學(xué)效果

可編程控制器簡(jiǎn)稱為PLC（Programmable Logic Controller），它是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置。其用途是取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。目前PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)迫切需要PLC的專業(yè)技術(shù)人才，在這種需求形勢(shì)下，PLC已成為各職業(yè)院校相關(guān)專業(yè)都要開設(shè)的一門專業(yè)課。

PLC課程實(shí)踐教學(xué)中存在的問題

PLC課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，需要對(duì)PLC的實(shí)驗(yàn)配套設(shè)施動(dòng)手編程和上機(jī)調(diào)試。現(xiàn)在的職業(yè)院校的學(xué)生普遍基礎(chǔ)較差，更需要用實(shí)踐課來激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，進(jìn)而學(xué)好這門專業(yè)課。但目前高職院校的PLC實(shí)踐教學(xué)中普遍存在以下問題：

硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)施數(shù)量有限一套PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格較高，而很多高職院校的資金又相對(duì)緊張，因此購(gòu)買的PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，根本無法保證學(xué)生一人一套。

學(xué)生人數(shù)多，安排實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)近年來，高職院校招生人數(shù)激增，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏。由于班級(jí)的增多，學(xué)生輪流做一次實(shí)驗(yàn)的周期加長(zhǎng)，如我院機(jī)電系06級(jí)16個(gè)班，學(xué)生的PLC實(shí)驗(yàn)只能三周輪一次，而且每班都是四五十人，輪到實(shí)驗(yàn)時(shí)也不一定有自己動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。

硬件實(shí)驗(yàn)存在設(shè)備損耗只要是做硬件實(shí)驗(yàn)，肯定存在設(shè)備損耗。尤其是作為初學(xué)者的學(xué)生，在剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)由于好奇或知識(shí)不足，導(dǎo)致設(shè)備的故障損壞率很高，而且隨著實(shí)驗(yàn)設(shè)備反復(fù)使用，本身存在線路及機(jī)械元件的老化，自身故障率也很高。這一方面增加了維修維護(hù)成本和實(shí)驗(yàn)人員的負(fù)擔(dān)，另一方面也降低了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的開出率，使有限的硬件實(shí)驗(yàn)資源更加捉襟見肘。

有些學(xué)生本身存在思想障礙大部分高職院校學(xué)生的基礎(chǔ)較差，以前沒有受過動(dòng)手能力的鍛煉，導(dǎo)致他們實(shí)驗(yàn)時(shí)面對(duì)PLC的實(shí)驗(yàn)設(shè)備畏手畏尾，怕稍有不慎造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損壞，會(huì)承擔(dān)經(jīng)濟(jì)責(zé)任，所以每一個(gè)步驟都嚴(yán)格按照教師指導(dǎo)的去做，不敢稍有差異，更談不上發(fā)揮創(chuàng)新能力了。

以上的種種情況在現(xiàn)在的高職院校PLC實(shí)踐教學(xué)中普遍存在，致使學(xué)生學(xué)習(xí)了PLC的編程方法和理論知識(shí)之后，無法立刻到實(shí)驗(yàn)設(shè)備上驗(yàn)證，很多程序編寫后無法驗(yàn)證是否正確。這阻礙了學(xué)生對(duì)PLC理論知識(shí)的理解和鞏固，抑制了他們創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。針對(duì)這些情況，筆者經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐和探索，認(rèn)為將PLC的仿真軟件應(yīng)用于PLC實(shí)踐教學(xué)中是解決這些問題的理想方案。因?yàn)楝F(xiàn)在高職院校中計(jì)算機(jī)都已普及，而且有的學(xué)生自己就擁有電腦，學(xué)校中計(jì)算機(jī)的數(shù)量比PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備還要多，將PLC仿真軟件安裝到計(jì)算機(jī)上，學(xué)生的編程、調(diào)試及模擬運(yùn)行就都可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，運(yùn)行效果與真實(shí)的PLC相同，完全擺脫了必須要有PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備的束縛。

S7-200仿真軟件的使用

S7-200系列小型PLC通用性好，兼容性強(qiáng)，適應(yīng)面廣，具有現(xiàn)代PLC的特點(diǎn)，所以，大部分高職院校都以S7-200系列PLC作為主要講授對(duì)象。其仿真軟件現(xiàn)有三種版本：西班牙原版、漢化版和英文版。受語種所限，西班牙原版不適合我們使用，其漢化版由于漢化不完全，出現(xiàn)的錯(cuò)誤提示等信息仍為西班牙文，對(duì)學(xué)生來說仍然難度很大。所以，筆者認(rèn)為使用起來兼容性最好、能真正通用的還是英文版，現(xiàn)在比較好用的是S7-200仿真軟件英文Simulation1.2版，在網(wǎng)上可以很容易找到。這個(gè)軟件不需安裝可直接使用，占用空間僅為幾兆。我們只要把它下載到計(jì)算機(jī)上，就可以隨心所欲地反復(fù)編程、調(diào)試，模擬運(yùn)行，直至編制的程序能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。然后等有機(jī)會(huì)使用真正的PLC實(shí)驗(yàn)成套設(shè)備時(shí)，只需驗(yàn)證一下程序，就可以直接控制驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)電路運(yùn)轉(zhuǎn)，取得事半功倍的效果。

在使用S7-200仿真軟件前，應(yīng)該先在STEP7-Micro/WIN3.2編程軟件下輸入源程序，反復(fù)修改、編譯直至正確，在“File（文件）”菜單中選擇“Export（導(dǎo)出）”，將程序?qū)С鰹椤?AWL”文件。然后執(zhí)行S7-200仿真軟件文件夾下的“S7-200.EXE”文件就可啟動(dòng)仿真軟件了，點(diǎn)擊屏幕中間出現(xiàn)的圖案，出現(xiàn)密碼對(duì)話框窗口，輸入“6596”，就進(jìn)入了仿真軟件的用戶界面。

然后選擇“Configuration（配置）”菜單中的“CPU Type（型號(hào)）”（或在已有的CPU圖案上雙擊），在“CPU型號(hào)”對(duì)話框的下拉式列表框中選擇與要導(dǎo)入的程序相同的型號(hào)，如CPU224、CPU226等。然后選擇“Program（程序）”菜單中的“Load Program（載入程序）”（或工具條中的第2個(gè)按鈕），彈出對(duì)話框，將先前導(dǎo)出的“.AWL”文件選中后打開，這樣程序就裝載到仿真軟件中了。選擇“PLC”菜單中的“Run（運(yùn)行）”（或工具欄上的綠色三角按鈕），就模擬PLC進(jìn)入“Run”模式，程序就開始模擬運(yùn)行了；若選擇“PLC”菜單中的“Stop（停止）”或工具欄上的紅色正方形按鈕，就模擬PLC進(jìn)入“Stop”模式，程序就停止運(yùn)行。這時(shí)若用鼠標(biāo)點(diǎn)擊CPU模塊下面的開關(guān)板上小開關(guān)上面黑色的部分，可以使小開關(guān)的手柄向上，模擬PLC上的輸入觸點(diǎn)閉合，CPU模塊上該輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的LED燈就變?yōu)榫G色；若點(diǎn)擊閉合的小開關(guān)下面的黑色部分，可以使小開關(guān)的手柄向下，模擬PLC上的輸入觸點(diǎn)斷開，CPU模塊上該輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的LED燈就變?yōu)榛疑?。在Run模式下按所編制的程序中設(shè)定的輸入觸點(diǎn)狀態(tài)撥動(dòng)對(duì)應(yīng)的小開關(guān)，就可以看到CPU模塊中的被控線圈的LED指示燈相應(yīng)的點(diǎn)亮或熄滅。整個(gè)調(diào)試過程與用“真實(shí)的”PLC做實(shí)驗(yàn)相同。

S7-200仿真軟件應(yīng)用在PLC教學(xué)中取得的效果

教學(xué)實(shí)踐證明，將S7-200仿真軟件應(yīng)用于PLC實(shí)踐教學(xué)中是切實(shí)可行的，并且能取得良好的教學(xué)效果。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

學(xué)生對(duì)PLC課程的興趣明顯提高因?yàn)槭褂梅抡孳浖谟?jì)算機(jī)上就可以直觀生動(dòng)地顯示執(zhí)行程序結(jié)果，使抽象的程序形象化。學(xué)生在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上就能完成程序的調(diào)試與運(yùn)行，自己對(duì)程序做的每一點(diǎn)改進(jìn)都能導(dǎo)致仿真結(jié)果的變更，非常有成就感，這種感覺促使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。

學(xué)生的動(dòng)手編程能力提高很快當(dāng)學(xué)生掌握了基本的編程指令，具備一定的編程能力后，教師可適當(dāng)運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，即布置給學(xué)生一個(gè)明確的編程任務(wù)，放手讓學(xué)生自己去想方法、查指令、編程序，讓他們?cè)诜抡孳浖妮o助下反復(fù)地查找程序漏洞、查看結(jié)果，反復(fù)修改、優(yōu)化程序，直至仿真的結(jié)果達(dá)到預(yù)期的任務(wù)目標(biāo)。在做這些工作的過程中，對(duì)學(xué)生的編程能力是一個(gè)極好的鍛煉與提高。

學(xué)生對(duì)PLC理論知識(shí)的掌握更牢固通過編程軟件與仿真軟件相配合實(shí)現(xiàn)程序調(diào)試的各個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)學(xué)生都能自己動(dòng)手做這些工作，這將有助于他們對(duì)課堂教學(xué)中的PLC理論知識(shí)加深理解，鞏固記憶，并且能夠活學(xué)活用。

學(xué)生的創(chuàng)新思維得到充分發(fā)揮有了仿真軟件來驗(yàn)證自己的程序，學(xué)生不再過度地依賴教師的判定。學(xué)生完全可以按照自己的思路進(jìn)行編程，然后驗(yàn)證正確與否，自己總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)軟件開發(fā)能力，開拓創(chuàng)新思維能力。

總之，將S7-200的軟件仿真技術(shù)應(yīng)用到PLC的實(shí)踐教學(xué)中，不僅解決了PLC教學(xué)中實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足等實(shí)際問題，而且還能使學(xué)生理解鞏固所學(xué)的PLC專業(yè)理論知識(shí)，并能靈活運(yùn)用。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、軟件綜合設(shè)計(jì)可開發(fā)能力具有重要意義，可為學(xué)生以后的工作就業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。但是我們也應(yīng)該明確，軟件仿真并不能完全代替硬件，硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)施對(duì)學(xué)生動(dòng)手操作能力的鍛煉是不能完全替代的。為了培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的技術(shù)型人才，高職院校對(duì)硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投資也是必要的。

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作者簡(jiǎn)介：

裴桂玲（1975—），女， 山東省泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向?yàn)榭刂乒こ獭?/p>

郝兆蘭（1955—），女，山東肥城人，山東省泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事數(shù)學(xué)教學(xué)。