E6仿真软件在中职PLC课程中的运用——以《十字定位分拣模型为例》

作者: 来源: 发布时间:2017年09月29日 点击数:

PLC课程是中职电气类专业的一门专业核心课程,其中实训教学是培养学生PLC操作技能的重要环节。在不断的教学实践中,本人借助Automation Studio E6(以下简称E6)软件构建3D模型进行仿真,程序调试采取先虚后实的方法,解决了PLC传统实训教学中难以解决的问题,取得了较满意的教学效果。E6是一款具有设计和动态模拟仿真功能的软件工具,在电气控制、PLC控制等学科应用广泛。本文以E6软件在PLC实训教学任务《十字定位分拣模型控制》的运用为例进行阐述。

 

中职电气PLC实训课程传统教学存在的问题及对策

 

PLC课程具有知识覆盖面广、综合性强、实践性强特点,学习难度大,学生较难掌握。基于长期的教学实践和大量的调研,本人发现目前中职电气PLC实训课程传统教学存在一些较为突出的问题:教学方法比较单一,简单的填鸭式教学让学生普遍对PLC编程缺乏兴趣;学生在编程练习时,容易出现程序逻辑错误,导致设备故障或损坏;课堂调试设备机会不均,受到实训设备数量有限等制约,动手能力弱、调试慢的同学往往课堂上没有机会调试。以上问题都会造成学生PLC编程学习的主动性不强,影响教学效果,针对传统教学中存在的上述问题,本人在教学中借助E6软件进行解决,具体对策如下:

 

E6软件制作教学动画

借助E6软件制作教学动画,通过动画帮助学生梳理实物模型的工作步骤,降低学生学习难度,激发学生学习兴趣。

 

E6软件3D仿真

使用E6软件构建3D仿真模型,通过PLC与E6软件的实时通讯,帮助学生在调试过程中及时反映程序编写控制过程,避免在调试过程中,发生实训设备损坏问题。

 

调试采用先虚后实

调试先使用E6软件构建的3D模型进行仿真,仿真无误后再对实物模型调试,帮助进度慢的同学进行学习,解决PLC实训设备数量有限造成的学生课堂实践不足的问题。

 

E6软件在电气PLC实训课程中的运用

 

下面以E6软件在PLC实训教学任务《十字定位分拣模型控制》的运用进行举例详细说明。借助E6仿真软件完成《十字定位分拣模型控制》编程学习任务的过程如图1所示:

 

图1应用 E6仿真软件完成《十字定位分拣模型控制》流程图

 

《十字定位分拣模型控制》课程的实施过程

下面具体介绍E6软件在《十字定位分拣模型控制》课程中的实施过程及达成效果,课程实施过程共分6个教学步骤:

 

教学步骤1

 

学生观察、分析十字定位分拣模型的组成,如图2所示。

 

 

图2 十字定位分拣实物模型

 

☞达成效果:通过观察、分析十字定位分拣模型的动作执行机构,学生对模型的动作有基本认识。

 

教学步骤2

 

学生观看E6软件制作的3D模型仿真动画,如图3所示。

 

 

图3 E6软件构建十字定位分拣3D仿真模型

 

☞达成效果:E6软件制作3D动画帮助学生梳理十字定位分拣模型的工作步骤,降低学生学习难度,激发学生学习兴趣。学生对十字定位分拣模型的工作过程通过动画有直观的认识,明确需要完成的工作学习任务。

 

教学步骤3

 

学生通过观看E6仿真动画,分析、记录模型动作过程,将模型动作过程分解成若干简单的动作步骤(如图4所示)。

 

图4 模型动作过程

 

☞达成效果:通过分解十字定位分拣模型的动作步骤,将复杂的动作过程分解成若干简单的动作,帮助学生梳理编程思路,编程难度大大降低,增强学生学习自信心。

 

教学步骤4

 

利用PLC编程软件对每步模型动作编程并完成程序下载, E6软件与PLC同步仿真模型动作过程,以模型动作过程的第2步:推料气缸动作,将物料推到位后返回原始位置进行举例说明,该步程序如下(见图5):

 

 

图5:推料气缸动作,将物料推到位后返回原始位置的程序

 

E6软件仿真该步程序动作如图6所示:

 

 

图6 E6软件3D仿真画面

 

☞达成效果:E6软件建立的3D仿真模型(如图6)直观、生动、形象的展示十字定位分拣模型的运行状态,解决2维仿真不直观、不生动的缺点;调试时先对3D模型调试,通过PLC与E6软件的实时通讯,帮助学生在程序调试过程中及时反映程序编写控制过程,及时发现问题与错误,避免在调试运行中由于程序错误而造成设备损坏,解决安全问题,同时提高学生安全生产意识。

 

教学步骤5

 

根据E6仿真结果,不断修改程序,直至仿真模型动作过程正确无误。

☞达成效果:通过E6软件3D仿真,学生直观看到出现的问题与错误,针对问题与错误作针对性分析,不断修改程序,直至仿真模型动作过程正确无误。学生调试压力降低了,增强了学习兴趣。

 

教学步骤6

 

软硬件通电联调,E6仿真,记录调试数据。图7与图8所示为软硬件通电联调时,E6构建的3D仿真模型与实物模型同一时间的动作画面。

 

图7 E6软件3D仿真画面

 

图8模型实物动作画面

 

☞达成效果:E6 软件3D仿真正确无误后,再对模型实物调试,避免设备损坏的发生,提高学生调试成功率,增强学生学习的自信心,同时培养学生正确的解决问题思路;解决动手能力弱、调试慢的同学在课堂上没有机会调试的问题。

 

E6软件在中职PLC实训课程中的运用总结

 

通过Automation Studio E6 软件在PLC实训课程中的运用,学生普遍感到PLC实训课程学习的难度降低了,课堂趣味性增加,学生课堂参与度大大提高,PLC实训课堂变得活泼生动;E6软件的动画功能,使学生对控制系统的工作过程有直观的认识,需要完成的工作学习任务清晰明了,激发学生学习积极性;调试采取先虚后实,调试时先对E6软件建立的3D模型进行调试,通过PLC与E6软件的实时通讯,帮助学生在程序调试过程中及时反映程序编写控制过程,及时发现问题与错误,避免在调试运行中由于程序错误而造成设备损坏,解决安全问题,学生编程、调试自信心提高了,保证了教学效果。

在以后的教学中,本人将E6仿真软件在PLC实训课程中的运用上不断尝试并总结经验,为提高教学效果和教学水平不懈努力。



 

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