朱峰刚，贾聃

（新疆工程学院，新疆乌鲁木齐，830023）

1 当前PLC实验教学存在的问题

基于PLC实验教学调研分析发现，当前PLC课程实验教学存在以下几点问题：

（1）PLC实验教学较为传统，且只能进行课内基础实验教学。在实验教学过程中，通常采用实验箱方式进行，导致学生对电器输出控制信号认识不足，控制程序执行不完善。

（2）课内基础实验教学存在不直观的缺点，学生输入并执行程序后，只能观察到二极管被点亮，不利于学生程序运行判断能力的提升。

（3）PLC理论知识较为抽象，学生理解难度大，具体教学实践存在学生钻研不深入、知识理解不深刻等问题，无法达到预期教学效果与教学目标。

（4）实验教学过程不灵活，且学生学习的PLC型号与实验实际使用的PLC型号不同，不利于学生知识训练和创新能力培养。

（5）PLC实训台应用不广泛，且数量有限，无法保证实训课程的全面性和深入性，出现实训课程实施问题、书本知识固化问题、实训课程教学不精准等问题。

2 仿真软件教学优势分析

仿真软件（Simulation Software）是专用于仿真的计算机软件。仿真软件在PLC课程中的应用可以帮助学生更直观、更全面地了解PLC理论知识和PLC指令系统，以提升学生独立编程能力。同时，PLC课程注重对学生工程经验的培养，应用仿真软件开展PLC教学，可以通过梯形图编辑、仿真控制，帮助学生提升问题分析能力和解决能力，最终实现学生技术能力及素养提升。具体而言，仿真软件教学优势体现在以下几方面：

（1）具有较高的安全性。PLC实验教学过程中，上电实训会用到较大电压。若学生操作不规范，极易出现安全隐患。通过仿真软件的应用，学生可以对上电过程进行模拟，在有效保障学生人身安全的基础上，不断提高学生操作的规范性和精准性，有利于学生技术能力发展。

（2）具有较高的灵活性。PLC实验教学实践过程中会应用到一些特殊设备，且这些设备的应用具有较高要求。为保证实验顺利进行，教师通常应用固定化模块和编程思维，引导学生进行学习，不利于学生思维延伸和发展。通过仿真软件的应用，学生可以在软件程序中对每个器件进行调试，有效提高了实验教学的灵活性，有利于学生在器件的灵活应用中，全面理解和掌握PLC知识，并获得技术能力提升。

（3）节约实验教学成本。传统实验教学中，实训台的应用需要购买相应教学模块，且应及时维护和更换相应器件，给院校带来较大的实验教学投入压力。通过仿真软件的应用，可以实现学生自由编写程序，在节约实验教学成本的基础上，满足学生不同设备与功能编程需求。

（4）软件功能丰富。仿真软件界面功能丰富，在PLC实验教学中的应用，可以为学生提供实训室无法模拟的工作场景，有利于提高学生的学习针对性和全面性，帮助不同学习能力的学生开展有效学习。

3 三菱PLC仿真软件教学案例

3.1 三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件介绍

三菱FX—TRN—BEG—C是针对PLC系列设计的仿真软件，该软件可以实现梯形图绘制及梯形图程序自动转换。同时，三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件的使用门槛低，操作简便，软件图像逼真，具备监控功能，可以将梯形图程序转换后，模拟写入到PLC主机，从而实现PLC控制现场设备的仿真运行。应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件，进行梯形逻辑编程及虚拟制造单元实时控制，可以完成PLC仿真教学内容。在此过程中，软件用户可以动态、实时了解设备运行情况，且可以通过模拟结果分析，找出完善编程的切入点，有利于不同学习阶段的学生选择适宜的学习内容，为学生编程及其他专业技术能力提升提供助力。

3.2 三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件教学举例

为深化应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件开展PLC教学实践活动，应先明确仿真软件应用的切入点，具体有以下几点：

第一，针对学生对PLC理论知识理解不透彻的问题，教师可以引导学生应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件，通过实际操作练习学习和内化PLC理论知识。需要注意的是，教师应密切关注学生的实际操作情况，若存在操作偏差等问题，及时指导和引导学生进行正确操作练习，以有效提高学生PLC理论知识能力和技术操作能力。

第二，针对教师布置的实践任务问题，教师可以引导学生利用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件进行实践训练，并让学生对实践结果进行思考，以提升学生实践训练深度性，激发学生深度学习的积极性。同时，教师可以引导学生自由选择实训练习，以帮助学生及时查缺补漏，完善自身知识体系。

第三，针对学生知识应用能力培养问题，教师可以引导学生在三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件中，选择典型程序进行仿真训练，以强化学生对基础知识的掌握，实现学生知识应用能力提升。

第四，针对学生PLC编程思路问题，教师可以引导学生应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件执行实践任务，并引导学生对实践效果等进行分析和探讨，以进一步优化学生的编程思路，提升学生编程能力。

为有针对性的探索三菱PLC仿真教学效果，分别以电机正反转、自动门控制系统设计为例进行介绍。

（1）电机正反转教学案例

应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件进行电机正反转教学，软件控制要求如下：

第一，按动电机正转按钮，使电机正转，同时正转指示灯亮起；

第二，按动电机停止按钮，使电机停止运行；

第三，按动电机反转按钮，使电机反转，同时正指示灯灯亮起；

第四，按动电机停止按钮，使电机停止运行。

为保证学会充分掌握课程知识，理解并内化难点，教师应在教学实践中，应用工程项目实践教学法，将工程项目分成若干子系统，且保证各系统的难度逐层递增，确保学生在完成工程项目任务中充分理解电机正反转控制要求，并学会思考如何应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件解决此类问题。另外，教师应引导学生有针对性的利用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件，对程序进行编写和结果演示，以达到控制要求。

梯形图编写：

应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件，在梯形图编写状态下输入程序并转换，最后时限相应控制功能，具体如图1所示。

图1 梯形图编写

仿真控制界面：三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件的控制界面主要包括现场仿真区、编程区、模拟控制室等。

通过实验分析，学生理解并掌握了电动机正转与反转相关知识，可以通过不停止的操作，直接实现点击正转与反转。这有效帮助学生明确了控制的重点与难点，进一步提高了学生的知识理解能力和应用能力。

（2）自动门控制系统设计教学案例

应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件进行自动门控制系统设计教学，设计要求如下：

①当汽车到达门前，门可以自动打开；

②当汽车离开门，门可以自动关闭；

③当上限为“开”的状态时，门不会再打开；

④当下限为“开”的状态时，门不会再关闭；

⑤当汽车行驶至检测范围内，且汽车位置位于入口传感器、出口传感器相应位置时，门不会再关闭；

⑥自动门中，蜂鸣器动作为拉响；

⑦当汽车行驶至监测范围内，且汽车位置位于入口传感器、出口传感器响应位置时，灯亮起；

⑧可以实现门开关的手动控制。

梯形图编写：在梯形图编辑状态下，输入相应程序并对其进行转换，最后写入三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件中，实现控制功能，具体如图2所示。

图2 梯形图编写

仿真控制界面：三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件的仿真界面包括编程区、现场仿真区等；仿真动画区域由位置传感器、车、自动门等组成。应用仿真软件可以模拟汽车行驶到门入口、出口等位置的实时状态，并通过相应按钮、指示灯操作，实现控制程序的启动和应用。

通过仿真实验分析，学生理解并掌握了自动门控制设计相关知识，并通过不间断的操作，实现自动门的控制，有效帮助了学生明确自动门设计及控制的重点与难点，为提高学生的知识应用能力、创新能力和思维能力奠定基础。

3.3 三菱PLC仿真软件教学效果

通过三菱PLC仿真软件的应用，有效提升了教学实效，对学生综合能力发展起到推动作用，具体体现在以下几点：

（1）明显提升了学生的学习积极性。在应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件过程中，学生可以根据软件中的任务要求，对程序进行自主编写，并通过仿真实验，验证程序编写的正确性和优化切入点。若在程序编写过程中遇到困难，学生可以查询资料或向教师请教，在保证仿真实验顺利性的基础上，提高学生学习的主动性和积极性，为学生知识能力和实践能力发展提供助力。

（2）提升了实验学习的安全性。传统教学实践中，教师需要在教学实践开始前安排学生做好应急保护，避免学生接错线路，导致触电等事故。应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件进行实验训练，无需应用实训台进行实验训练，在降低对实训台配置要求的同时，有效保证了学生的安全。

（3）提高学习便利性，节约学习成本。应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件开展学习实践活动，学生只需要通过电脑操作学习即可，有效提升了学习便利性，节约了实训台等教育投入成本。

（4）提升了学生的学习效率。学生应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件进行编程和实验学习，无需插接线。同时，学生可以在软件内直接进行程序操作，减少了设备接线的时间损耗，有效提升了学生的知识学习效率与质量。

（5）有利于提升学生的创新思维能力。应用三菱FX—TRN—BEG—C仿真软件进行实验学习，可以提高实验学习的直观性、全面性，有助于学生将理论知识内化为实践能力和职业技能，且在不同实验流程尝试中，学生的知识体系得到完善，创新思维能力得到提升。