臺州技師學院（籌） 丁 毅

PLC課程的特點是實踐性強，理論性偏弱，需要學生在完成實訓任務過程中加深對理論知識的理解，提高技能水平。目前，大多數(shù)院校都在使用PLC實訓平臺進行教學，這種方式具有效果直觀、容易操作的特點，但是實訓設備一般較為昂貴，且當實訓任務復雜時，實訓平臺難以實現(xiàn)。這些都是制約PLC實訓教學發(fā)展的限制因素。

綜上，如果基于組態(tài)軟件對PLC實訓教學系統(tǒng)進行開發(fā)，采用動畫的方式直觀展現(xiàn)控制任務的工藝流程，不僅能夠激發(fā)學生的學習興趣，收獲良好的教學效果，也能大大地降低設備采購成本，豐富實訓教學案例。

1 PLC仿真實訓教學系統(tǒng)架構

圖1 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)架構如圖1所示，系統(tǒng)由計算機與PLC組成，計算機上安裝PLC編程軟件和組態(tài)王6.5。PLC仿真實訓系統(tǒng)通過組態(tài)王軟件實現(xiàn)界面的開發(fā)與設計，通過與PLC進行通訊，真實地仿真控制工藝流程。計算機也作為編程計算機，將編寫的梯形圖程序燒寫進PLC設備。

2 液體混合控制教學項目實例開發(fā)

2.1 控制要求

液體混合控制系統(tǒng)如圖2所示，按下啟動按鈕，液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達下液位傳感器SL3時，關閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達SL2時，關閉液體B閥門，打開液體C閥門，液面到達SL1時，關閉液體C閥門。接著，攪勻電機開始攪勻，攪勻電機工作6s后停止攪動，開始加熱。當?shù)竭_預定溫度后，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當液面下降到SL3時，SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再過2s后，容器放空，混合液閥門關閉，開始下一周期。

2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)

教學項目實例開發(fā)首先進行PLC的I/O分配，如表1所示，然后按照如下步驟進行系統(tǒng)設計。

圖2 過程畫面

圖3 調試畫面

表1 PLC的I/O分配

創(chuàng)建工程，完成畫面設計。本系統(tǒng)的過程畫面如圖2所示，直觀展示了液體混合控制系統(tǒng)的工藝流程，包含了儲液罐、管道，攪拌器等圖形元素的繪制，所需元件可以通過圖庫進行添加。本系統(tǒng)設計的調試畫面如圖3所示，畫面中繪制了PLC外部接線圖，使用按鈕對PLC的I/O進行控制，并添加了實時報表控件，能夠實時顯示當前PLC的I/O狀態(tài)信息。

建立動畫連接。將組態(tài)畫面中圖素的動畫屬性與組態(tài)王數(shù)據(jù)字典中變量進行連接。

腳本程序編寫。本系統(tǒng)的腳本中，通過判斷三種液體的出料閥門，對液位進行遞增或者遞減，實現(xiàn)液位的上升與下降的動畫效果。為了實現(xiàn)攪拌機葉片的旋轉效果，在畫面中放置兩種位置的葉片，然后設置隱含，不斷切換兩種葉片的顯示。

綜合調試。連接PLC進行聯(lián)機調試，點擊啟動按鈕，組態(tài)界面就能按照控制要求，出現(xiàn)動畫效果，實現(xiàn)液體混合控制系統(tǒng)的工藝流程。

3 基于仿真實訓教學系統(tǒng)的教學過程

以液體混合控制系統(tǒng)為例，基于仿真實訓教學系統(tǒng)設計如下教學過程：

閱讀實訓說明。學生首先閱讀該項目的實訓說明，了解實訓項目的控制要求和工藝流程，然后繪制I/O分配表和PLC系統(tǒng)接線圖，進行系統(tǒng)I/O分配以及外部接線設計。

梯形圖編程。學生根據(jù)控制要求，按照I/O分配表在計算機上編寫梯形圖程序，并通過編程電纜導入PLC設備。

工藝流程仿真。三種液體混合控制系統(tǒng)過程畫面如圖2所示，學生通過啟動該系統(tǒng)仿真，能夠直觀、形象地觀察到工藝流程，加深對該工藝流程和控制過程的理解。當系統(tǒng)仿真的過程不符合控制要求時，能夠及時發(fā)現(xiàn)錯誤，便于及時定位問題。

系統(tǒng)調試。當過程畫面的仿真結果不符合控制要求時，學生可以進入調試畫面，如圖3所示，能夠修改PLC的I/O輸入輸出信號，對仿真系統(tǒng)進行調試。調試畫面還能顯示當前PLC的I/O輸入輸出的狀態(tài)信息，這給學生調試提供了很大的便利。

總結報告。學生完成實訓任務后，總結實訓中遇到的問題，對任務過程進行總結。

結論：本文主要研究了基于組態(tài)王的PLC仿真實訓系統(tǒng)平臺的搭建，并以三種液體混合控制系統(tǒng)這一典型的PLC控制任務為例，進行實訓教學項目實例開發(fā)，闡述了基于仿真實訓教學系統(tǒng)的教學過程。該系統(tǒng)具有極大的擴展性，對提高教學效果，提升學生的實踐動手能力都非常有幫助。該系統(tǒng)已經(jīng)在PLC實訓課程中應用，并取得良好的教學效果。