触摸屏在PLC实践教学中的应用

触摸屏在PLC实践教学中的应用
贺庆山;王洪凯
【摘要】According to the problems existing in the practical teaching equipment of PLC teaching,this paper puts forward the method to bring touch screen and software simulation technology in teaching classroom.Based on this thought,it makes up of simulated experimental teaching tools.The practice proves that this kind of combination promotes students＇ study interest effectively,and increases the safety of experimental operation greatly,as well as reduces the experiment cost obviously,so it is even closer to practical application.%针对目前高职PLC教学中的实践教学设备存在的问题,提出了把触摸屏和软件仿真技术引入教学课堂中来的办法。

基于这个想法,组成了模拟实验教学用具。

实践证明,这样的结合有力地促进了学生的学习兴趣,大大增加了实验操作的安全性,明显降低了实验成本,并且更接近于实践应用。

【期刊名称】《辽宁高职学报》
【年(卷),期】2012(014)003
【总页数】3页(P70-72)
【关键词】高职教育;PLC课程;实践教学;触摸屏;软件仿真
【作者】贺庆山;王洪凯
【作者单位】辽宁工程技术大学应用技术学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学应用技术学院,辽宁阜新123000
【正文语种】中文
【中图分类】G712
控制论是与相对论、量子论并驾齐驱的20世纪三大伟绩之一。

进入21世纪的十
年以来，工业控制在我国进入了飞速发展的阶段。

其中可编程控制器（PLC）作
为核心控制器、触摸屏作为人机对话的窗口成为开发控制系统不可或缺的主要设备。

伴随实际应用的大量展开，各个高校针对PLC开设了相关课程。

然而在实际教学
当中，对PLC涉及的多，对具有发展潜力的触摸屏涉及的较少。

触摸屏经过一段时间的发展，其稳定性现在可以和PLC不相上下，这就在工控领
域有了大范围应用的前提。

由此说明，触摸屏的应用技术一定会是一门和PLC同
等重要的技术，是一门应该掌握的基本技能。

触摸屏作为一种集输入输出为一体的设备，将其技术引入课堂与实践教学，就可以克服以前的实验设备的局限，不再需要按键和指示灯等输入输出设备就可以完成实验程序的模拟，简化了布局和实验设备的维护等。

同时，改变实验只需要软件上的改变，硬件配置不变，能多个实验使用同一套设备，设备集约化好。

PLC在实际应用中控制的对象一般体积庞大，价格昂贵，危险性强，并不利于直
接在课堂实际操作；而单纯理论性的实验又与现实脱节，使得学习效果大打折扣。

引入触摸屏以后，各种各样的设备都可以参与进来，实际应用中只有电器硬件连接满足不了，其他的均能一比一模拟出来，大大增强了PLC与触摸屏的实践教学的
效果。

触摸屏与当下主流的PLC厂家一样，均提供了其产品硬件对应的相关集编程、在
线模拟和错误检查等功能于一体的能够在PC上运行的应用软件，触摸屏更是提供了简便易行的远程网络模式、离线模拟，以及极其方便的分期付款模式等功能。

这就是说，整个实践教学中的实验过程都可通过软件进行仿真，所以学生可以大胆地
编写自己设计出的程序，并能够及时有效地加以验证。

同时不用担心会出现设备故障和设备损坏等问题，从而为学生的大胆尝试提供了有力的保证，大大激发学生学习的兴趣。

同时，这种自主的方式也使学生感受到了信任和责任。

在以往的教学中，大多由于学校的实验设备少，维护成本高，实验室开放时间有限，学生实际接触的练习少之又少，课余时间更是无处练习。

而采用这套系统以后，由于初期仅仅需要一台个人电脑即可完成所有工作，这就为学生提供了很好的依靠自身能力解决处理并将控制系统应用到实际生活和生产实践当中去机会，大大提高了学生的动手能力。

从实际的教学中看，触摸屏和软件仿真引入课堂以后，学生可以海阔天空地自由想象，进行各种各样的设计，并能通过一些操作得到一定的仿真结果。

这就很好地开拓了学生的想象空间，培养了创新精神；同时也开拓了教师的教学思路，增加了一种新的教学手段。

和传统的课堂讲授相比，学生自己动手用自己电脑创作出来的想法在老师的指导下能够得到了行之有效的验证，从而避免了纸上谈兵、与现实相脱节的弊端。

将触摸屏和软件仿真思想应用于实践教学就构成了PLC模拟教学试验台。

整个试验台系统由可编程控制器、触摸屏、可编程的上位机、变频器、行程开关、电动机、传感器和各种接口组成。

其中可编程控制器和触摸屏是核心，其他均为扩展设备。

PLC与其它设备通过I/O接口进行数据交换；触摸屏作为输入输出一体
化设备，承担数据交换和控制等功能；上位机可以是PC，可以方便地进行编程和在线模拟、在线监控、动态观察PLC的实时状态；变频器和电动机组成主轴控制
系统，用于模拟主轴速度方向等控制；传感器行程开关和各种辅助设备用于完成相关的演示任务。

整个系统构成如图1所示。

此套设备来源于教学实际需求，适合数控专业、自动控制专业的教学。

其功能全、适应性强，可满足可编程控制器、数控系统调试、数控机床电气控制与设计、数控
机床故障诊断等各项实验设置。

它是一种将控制原理与结构平面化的实验台，能弥补数控机床数量不足等问题，简便安全快捷地验证编制出来的程序是否具有实践合理性。

学生还能够清晰、感性地观察了解数控机床各组成部件的相互连接及其运动实况，可实现对工业控制尤其是数控原理的深入教学。

而这些直观的表现，在以前没有触摸屏的参与下是非常难完成的。

PLC 模拟教学试验台除了基本功能之外，还可拓展为状态模拟和运动模拟两种配置。

状态模拟用于PLC工作原理、理解梯图工作机制、通讯操作以及硬件配置等
教学，运动控制用于传感器输入、半闭环控制、离散型数据采集和输入以及变频主轴控制的原理演示。

从实际的教学效果来看，学生能够在稍有指导的情况下自主地完成了十字路口红绿灯的PLC控制模拟、抢答器的控制模拟，以及和变频器相结合构成的变频调速系
统模拟、三相电动机正反转模拟以及星角启动模拟。

随着操作的熟练和思路的开拓，许多更新更复杂的例子正在越来越多地利用这套系统。

以十字路口红绿灯的基础控制模拟为例，初期学生提出十字路口的红绿灯有没有用这套系统实现的可能性，在老师与学生的讨论后对其可行性做出了肯定的评价，运用最基础的PLC中的定时器命令即很轻松地编制出了控制程序，效果的演示就交
给了触摸屏这一输入输出设备。

图2是利用触摸屏的屏幕定制软件完成编译后触摸屏的离线模拟情况。

按下“进入”按钮，与PLC正确连接以后上电，PLC传入正确程序后摁下“开始”键即可
演示红绿灯，即东西方向红灯直接变为路灯，南北方向绿灯先变为黄灯闪烁数秒后变成绿灯，并且两者接替30秒变化。

把触摸屏引入教学演示，把软件模拟思想具体化，硬件化，就自然而然有了这个试验台的产生。

分析这一试验台，简单而凝练，没有了传统中的接线按钮等等杂乱的部件，就完成了很多效果演示；同时学生在这一个过程中能力得到了很大的提高，
“知之者不如好之，好知者不如乐知者”，学生学习热情有了空前的高涨，尝试多了，思考多了，实践多了，掌握起来就很容易了。

【相关文献】
[1]王立乾.触摸屏、PLC在空压机检测试验台中的应用[J].机械与电子,2008(8)：50-51.
[2]陈建东.高职PLC与触摸屏软仿真实验教学模式的探索[J].当代教育论坛,2010(20)：105-106.
[3]李奇亮.触屏式数控机床维修教学设备设计[J].中国现代教育装备,2011(21)：20-21.
[4]禇渊博,唐云龙.PLC、触摸屏仿真软件在交通信号灯系统设计中的应用[J].石家庄铁道学院学报,2010(3)：82-87.。