ｌｌｌ襄ｉ一 。 ≯ ＊ 强Ｈ ＊ ＿豢一－。ｌ ｌ口 ％ ＊自 ｍ堍％ ＊ ％ ￥＃｜ ｜ ０ 教育创新 组态软件在ＰＬ Ｃ实践教学中的应用 盐城技师学院电气工程系 李建军 摘要：本文以液体搅拌系统为例介绍了组态软件在ＰＬＣ实践教学中的应用。运用组态软件制成液体搅拌系统图形仿真系统， 与ＰＬＣ连接模拟生产设备的实际运行，将抽象的梯形图逻辑运算与现实设备的动态运行进行有机联系，解决了ＰＬＣ实践教学中 学生抽象与现实的思维鸿沟。 关键词：容器罐组态软件ＰＬＣ鸿沟 ＰＬＣ梯形图编程解决了计算机 技术与传统电气控制技术之间的鸿沟 一、法从监控的梯形图所反映的开关与继 电器状态 断出程序的逻辑关系是否 符合控制要求，出现问题时同样判断不 出是哪一段的逻辑运算出错。这就是学 生在学习中遇到的又一道鸿沟，即抽象 的梯形图逻辑运算与现实的生产设备 运行动态之间的思维鸿沟。这一障碍较 严重地制约着学生ＰＬＣ编程的学习， 是ＰＬＣ实践教学中一个亟待解决的问 题。 图１液体搅拌系统 如图１所示，液体搅拌系统是可编 程控制器（简称ＰＬＣ）教学中比较典型 的编程练习例子。自２００４年承担ＰＬＣ 教学任务以来，我一直启发、教导学生 用计算机梯形图语言编程。因为，该编 程语言以计算机软件技术构成人们惯 用的继电器模型，形成一套独具风格的 以梯形图为基础的形象编程语言，而梯 形图符号和定义与常规继电器展开图 完全一致，电气工程人员使用起来得心 应手，不存在计算机技术与传统电气控 制技术之间的专业鸿沟，了解了ＰＬＣ 简要工作原理及其编程技术之后，即可 结合实际需要进行ＰＬＣ控制系统的应 用。 二、运用ＰＬＣ梯形图编程调试时。 仍会遇到抽象的梯形图逻辑运算与现 实的生产设备运行动态之间在思维上 的鸿沟 从几年教学中，我发现学生在学完 （（工厂电气控制设备 、（（电力拖动控制 线路 课程后，经很短时间的培训就可 掌握从继电器电气线路图转换成ＰＬＣ 梯形图程序及诸如“电机正反转”、“Ｙ △降压启动”等简单控制系统的编 程，但对于液体搅拌系统、车床运转、 电梯、自动售货机等略复杂的控制系统 编程，时常是编写完程序后自认为十分 严密、完美，可一到调试运行时，却无 一三、尝试运用多种方法“填沟” 在几年的教学实践中，我一直探索 着如何在ＰＬＣ控制系统编程上将控制 设备的逻辑动作进行直观化。 起初，我借鉴ＰＬＣ实验台上的控 制模板，在模板上有设备的工艺流程 图，并镶入指示灯及开关，接上对应的 ＰＬＣ输出、输入接口组成模拟调试系 统。此法在显示方法上有较大的改进， 也是以后组态系统的雏形，在程序监控 中已能较直观地将梯形图中继电器的 状态变化表现为工艺设备的状态变化， 使学生准确地、直观地了解程序运行中 设备的运转情况。但此法也有不足，无 法展示设备一些模拟量的动态变化，如 容器罐的液位变化。 有鉴于此，我在教学中遇到“机械 手”这一课题时，常利用自动化生产线 过运用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ等图形制作软件制 作设备运行动画，但无法与ＰＬＣ进行 通信来驱动图形作动画运行。后来我从 有关计算机技术人员处咨询得知，若要 从外界控制画面图形作动画运行，就必 须使用高级语言作大量编程，而这并非 个人的能力所能完成，更非一个不精 通计算机技术的人所能做到。 ２００５年的暑期培训中，我学习了组 态软件在自动化控制系统中的应用，由 此触发了灵感，萌生了用组态软件制作 仿真设备来模拟工艺设备的运行以进 行ＰＬＣ梯形图程序调试的设想。 四、制作组态系统，试验“填沟” 的具体过程 一液体搅拌控制系统由装有力控组 态软件的计算机、ＰＬＣ、输入开关设备 （控制开关）、输出设备组成，如图２ 所示： 输出 图２系统结构图 （ＭＰＳ）中第二单元的机械手进行编程 调试教学。结果，在随后的学习过程中， 学生普遍反映感觉很好，连以前害怕被 笑称“编程弱智”的女生也敢于一试。 总体而言，此种调试方法最贴近工 厂实际生产设备的工作情况，编写、调 试出来的程序也最具实用性和可靠性。 美中不足的是，购买或制作一个实物教 学模型并非容易之事，需要大量资金作 支撑。 － 此后，我又尝试运用计算机制作图 像和动画取代工艺流程图像板，期间试 该系统是通过ＲＳ２３２／４２２适配器 和电缆使力控与ＰＬＣ直接进行通讯， 使ＰＬＣ程序的执行情况实时、直观地 在电脑画面上显示出来。 液体搅拌组态系统选用北京力控 公司的力控软件设计制作。该软件由开 发系统和运行系统两部分组成，工程组 态系统一般先在开发系统中设计制作 完毕，然后在运行系统中运行。液体搅 拌组态系统主要制作过程如下： 第一步，在工程浏览器中建立液体 搅拌系统工程项目。 第二步，在画面开发界面的图库中 新天地２０１１．１０ Ｉ２６３ 教育创新 调出容器罐、管道、电磁阀、电动泵等 素材组成液体搅拌组态系统的基本画 面，再运用绘画工具修饰制作容器罐和 管道的剖面效果。 第三步，在设备配置中定义松下电 工ＦＰ１系列ＰＬＣ的通信设置，具体内 容如图３所示： 图３设备定义向导 第四步，在数据库数据字典中定义 Ｉ／Ｏ变量和中间变量。例如，ＰＬＣ的输 出变量Ｙ１的定义如图４所示： ！ ……… ｛ 魈ｊ＾ …』… ｊ 璺奎 ； 蛆ｇ ｒ… 一 … 责垒 ｛ 蜥…… Ｉ 一 … 隙 髓 类型 ．…一 …… ；＿ 类别 ｊ 披据库噩ｔ 二！ ｉ甜写 一只谆 姗群ｌ立 螂 瓣 ０ 插．Ｉ 。 参数 量太僵 … … Ｌ ＿ｊ ｉ 图４变量属性设置 第五步，在命令语言中定义液体搅 拌组态系统启动、运行、停止时变量的 状态和一些运算关系。具体内容如下： 运行命令： ＩＦ ｗａｔｅｒ＞＝８８ ＴＨＥＮ ＭＩＤＤＬＥ．ＰＶ＝＝１： ｅｌｓｅ ＭＩＤＤＬＥ．ＰＶ－－－０； ＥＮＤＩＦ ／／最上位置控制器的动作 ＩＦ ｗａｔｅｒ＞－－１ ８８ ＴＨＥＮ ＵＰ．ＰＶ＝ｌ： ｅｌｓｅ ＵＰ．ＰＶ＝０ｔ ＥＮＤＩＦ ／／最下位置控制器的动作 ＩＦ ｗａｔｅｒ＞＝５ ＴＨＥＮ Ｄ０ＷＮ．ＰＶ＝ｌ； ｅｌｅｓ Ｄ０ＷＮ．ＰＶ－０； ＥＮＤＩＦ ２６４ｌ新天地２０１１．１０ ／／如果阀门１打开，则液体高度增 加 ＩＦ ＫＡＩ２．ＰＶ＝＝Ｉ ＴＨＥＮ 语文教学渗透人 ｗａｔｅｒ＝ｗａｔｅｒ＋１； ＥＮＤＩＦ 格教育之初探 ／／电机动作 ＩＦ Ｎ．ＰＶ＝－－１ ＴＨＥＮ ｌ泉州１师院附属鹏峰中学 ＩＦ ｔｕｒｎ－￣－－１ ＴＨＥＮ ｔｕｒｎ＝０； 黄伟严 ｅｌｓｅ Ｉ 蔡元培说：“教育者，养成人格之 ｔｕｒｎ－－１； Ｉ事业也…‘教育的第一要旨就是加强德 ＥＮＤＩＦ ｌ育，培养学生人格”。新课程标准也指 ＥＮＤＩＦ ； 出，语文课程应重视提高学生的品德修 ／／如果输出阀门打开，则液面降低 养和审美情趣，使他们逐步形成良好的 ＩＦ ０ＵＴ．ＰＶ＝－＂ｌ＆＆ｗａｔｅｒ＞０ ｉ个性和健全的人格，促进德智、体、美 ＴＨＥＮ ｉ的和谐发展。因此，语文学科不仅要使 ｗａｔｅｒ＝ｗａｔｅｒ一１： ｉ学生获得一定的语文知识和技能，提高 ｉ语文能力，学会正确理解和使用祖国语 ＥＮＤＩＦ ｉ言这个基础工具，而且还应该弘扬人文 第六步，返回画面开发界面，利用 精神，挖掘它自身负载的文化因素，培 已定义的变量设定画面的动画连接。例 ｉ养学生的民族意识和爱国主义感情，丰 如，若要容器罐液位随ＰＬＣ程序的执 ｉ富学生的个性，完善学生的人格。在语 行而动态变化，则容器罐的动画效果设 文教学中引导学生从文学作品中关注 定为“填充效果”，动画条件设定为“容 ｉ “人”的情感和思想、性格和行为、理 器罐液位”。 ｉ想和现实、际遇和命运，并由浅入深地 最后一步，在运行系统中试运行。 ｉ理解和把握造成这个或这些“人”背后 以上种种组态制作通常是用问答 ｉ的深刻动因，进而转化为自觉的人格上 式填表方法来完成变量的设置，所用图 ；的自我省悟、自我选择、自我完善。那 形直接从图库中调出即可，大大节省了 ｉ么，怎样才能在语文教学中对学生的人 编程开发的工作量，使组态软件既易于 ；格发生潜移默化的影响，起到人格教育 学习又易于使用。也就是说，组态软件 ：的重要作用？笔者着重从以下三方面 ；进行初探。 系统能有效填平抽象与现实之间的思 ： 一、利用课前三分钟说话训练，调 维鸿沟。但另一方面，这要求组态图形 ：动学生的道德情感，营造审美氛围。 系统的开发者必须熟悉ＰＬＣ的编程和 ： 课前三分钟，我要求一个学生或朗 通信，了解Ｃ语言的一般格式和运算符 ：读自己喜欢的诗歌、散文；或讲故事； 功能，掌握数据库处理数据的模式，有 ：或描述自己的生活见闻；或发表自己的 美术功底则更能胜任。 生活感受，而后引导学生进行评价，诱 五、结束语 ：导学生赞美真、善、美，鞭笞假、恶、 将组态软件应用于ＰＬＣ实践教学 丑。营造辨别是非、善恶的氛围，培养 是教学改革的一个尝试，也是ＰＬＣ模 ：他们的社会责任感和健康的心理素质。 拟仿真教学的必然趋势。它不仅丰富了 ： 二、本着语文教材主阵地，熏陶学 ＰＬＣ教学手段，而且有效填平了抽象与 生的审美情感，努力塑造健全人格。 现实之间的思维鸿沟。我们现在所面临 ！ 语文教材的内容无比丰富，涉及到 政治、经济、民族、军事、伦理、文学、 的问题是如何利用组态软件构建和谐 ！艺术、美学乃至自然界的任何一个领 的ＰＬＣ一体化教学平台，目的是激发 ！域。负载着人类文化、民族文化的精华， 学生学习的积极性，提高教学质量，为 ！充满了人文的科学精神，最可贵的是它 ＰＬＣ教师提供新颖的集理论、实验、实 ！既反映了民族文化的传统，又反映了现 习、开发创新于一体的教学平台。 ！代文化的要求，是民族文化的结晶。 ！ 翻开语文教材，我们就可以感受 参考文献 到，那些文质兼美的名家名篇中洋溢着 １．《力控使用手册》，北京力控公 ！的对祖国、对人民、对大自然的深挚情 司，２００６年 ‘ ！谊，字里行间流淌着的或崇高悲壮、或 ２．李乃夫主编，《可编程控制器原 ！优美典雅、或清丽委婉的美感。可以为 理一应用一实验》，中国轻工业出版社， ！人格教育提供最好的素材。如在 茅屋 ！为秋风所破歌》教学中，我着重把握诗 １９９７皇 ３．罗海平、吴海勤编著，《监控组 ！歌的思想性，对其思想内容进行深刻的 ！提炼，让学生懂得作者在饥寒交迫之 态软件与ＰＬＣ入门》，北京人民邮电出 ！际，还能推己及人，想到普天之下还有 版社．２００６年
