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基于MCGS组态软件实现PLC教学改革

作者：陈立勋

来源：《职业·下旬刊》2013年第9期

文/陈立勋

摘?要：组态软件拥有良好的人机操作界面、强大的数据管理和报警记录功能，在自动化控

制领域有着举足轻重的地位。通过把PLC教学与MCGS组态软件相结合，实现教学的灵活性、实

用性、创造性，切实提高学生的工程实践技能。

关键词：组态软件?MCGS?PLC?虚拟设备

电气专业PLC课程是高级维修电工资格考试的一项重要内容，课程与工程实际联系紧密，

要求教师结合实践，做到“教、学、做”一体化教学。因此，如何在有限的实验室资源基础上

实现更多的PLC实训内容，提高实训课质量，对PLC教学改革具有深远意义。

基于中职学校PLC教学的现状及组态软件的特点，本文提出了将组态软件技术应用于PLC

教学的改革方案，通过软硬件结合，最大化利用有限的教学资源。

一、PLC教学改革的必要性及改革思路

PLC课程以培养学生实际操作能力为重点，主要采用项目教学法，把知识点渗透到实际项

目任务中，从而加强技能训练，促进学生职业能力的提升。因此，PLC实验装置性能直接关系

到学生对知识的理解和应用。大多数职校的PLC实验室配置了编程电脑，PLC主体和带有按钮、

指示灯的实验操作板，这样的配置只能完成简单的实训项目，而无法表现项目系统的运行过程，

缺乏直观性。另外，与生产实际相关的实训课题需要配置大型硬件设备，而这些被控实物对象

往往存在以下缺点：价格昂贵；占用空间大；实训内容固定单一；维护困难。由于资金、设备

和场地的限制，职校PLC实践教学改革迫在眉睫。

在实际工业应用领域，鉴于传统PLC控制在人机界面上的不足，而采用DCS改造中小型项

目投资大、资源浪费严重，故现阶段针对中小型项目的自动化控制多采用PLC加组态软件方式

来解决。组态软件是工业过程控制与数据采集的专用软件，功能强大，可为用户提供几乎与实

物相同的操控环境，做到所见即所得。组态软件界面非常友好，组态过程简单易学，程序兼容

性强、扩展性大。

因此，把组态软件引入当前教学，可以在一定程度上解决PLC实践教学这一瓶颈问题。用

组态软件画出监控画面来代替实物模型，只要学生完成程序设计和组态编程，运行画面动画，

就可以逼真地模拟系统设备工作状态。因此，将MCGS组态软件应用到PLC教学中，不仅可以提

高学生的学习兴趣、激发求知欲望，而且有助于增强学生的编程能力和实践动手能力，从而有

效地缓解PLC实验设备现状与职业能力培养的矛盾，在仅有的简单PLC实训设备条件下实现复

杂多样、生动逼真的工业控制项目。

二、组态软件技术与PLC传统教学相结合的可行性

基于MCGS组态软件的强大功能，结合PLC传统教学内容，能够很好地实现教学虚拟实验室，

从而提升PLC教学设备的利用率。

虚拟实验本质是用计算机代替现场设备，将传统实验的硬件对象通过软件组态的方式来完

成。利用组态软件作为虚拟实验建设的主体，既能进行控制，又能做被控制对象。这样可以避

开复杂的计算机软硬件问题，集中精力解决工程本身的问题，按照系统的规定，配置出高性能、

高可靠性、高度专业化的上位机监控系统；同时还可组建出具体的被控制对象，利用相对廉价

的组态软件设计出价格昂贵、占地面积大、系统复杂、可扩充性差的硬件对象。学生通过自由

选择工程项目，完成硬件系统设计与布线、软件编制与调试、工程组态等操作，在学校内就能

感受到强烈的工程项目生产氛围。所以，将PLC教学内容和组态软件技术结合，实现仿真教学，

是实践教学模式的革新和进步。

此外，基于PLC和组态软件实现仿真教学，能更贴近实际生产过程，调动学生积极性，提

高教学效果。因此，在实践教学中将组态软件与具体项目相结合，具有很好的利用价值和实践

效果。

为了激发学生兴趣，笔者在最初引入组态软件时，并没有呆板地按照常规讲授软件的菜单

和命令，而是通过“变脸”和“找茬”等游戏项目的制作，让学生在制作小游戏的过程中完成

入门教学。在深入学习的过程中，笔者利用了很多贴近生活的例子，如“交通灯”“自动车

库”“抢答器”等项目。待学生深入到一定程度后，笔者再逐步引入较复杂的项目，如“电

梯”“全自动洗衣机”“工业流程控制”等。

三、小结

实践证明，MCGS组态软件与PLC实验装置相结合，从效果、成本来看，都有着较明显的优

势。它能使多门课程知识相互融合，