虚拟仿真PLC编程教学浅探
虚拟仿真ＰＬＣ编程教学浅探
叶志坚
（广东省韶关市中等职业技术学校，广东韶关512023）
可编程序控制器（PLC，Programmable Logic Controller）是以微处理器为基础发展起来的、集自动化技术、计算机技术、通信技术、先进制造技术为一体的新型工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、功能强、可靠性高、抗干扰能力强以及应用安装方便等优点，很快在我国的工业控制中占据了主导地位，现今已成为现代工业自动化的三大支柱（PLC技术、机器人、计算机辅助设计和制造）之一，在现代工业生产、娱乐设施、及生活中的各种自动化控制中的应用越来越广泛。
因此，PLC技术已经是各大中专院校自动化控制专业及机电一体化专业的主要课程，也逐渐成为各中等职业技术学校同类专业的一门必修课。在劳动部设置的职业技能鉴定中，以广东省为例，维修电工高级工以上的技能鉴定科目中可编程序控制器是必考内容。国内的某些省市甚至规定中级工技能考核也必须包含PLC内容。
地处粤北山区的韶关市，经济略欠发达，各类职业学校开设PLC课程的时间较晚，但PLC的普及已是不可避免的趋势。
但由于经济条件所限，许多学校无力购置在现阶段价格还稍显昂贵的PLC设备。有些学校因此采取变通办法，或者只购置一两台用于演示，或者购置功能较为简单的半淘汰型号，从而勉强可以开设PLC课程。但是，只购置数台PLC的话，学生几乎无法上机实践编程。而购置功能简单的PLC，则缺乏各种新的指令和功能，同样也使教学效果大打折扣。
笔者所在学校早年购置的PLC就属于较为落后的三菱FX0N系列，而现在流行的是FX2N系列PLC。在近年的PLC 教学实践中，笔者苦思解决办法。利用现在各校普遍都有的微机室，在试用了多种编程软件之后，终于摸索出解决此问题的一些行之有效的方法。
１使用ＧＸＤｅｖｅｌｏｐｅｒ编程软件
GX Developer是三菱自己研发的全系列三菱PLC编程软件，不但可编辑FX系列从FX0至FX2N的PLC程序，而且可编辑Q系列、A系列等各种CPU类型的PLC程序。不过对于中职类学校来说，基本只对FX系列PLC进行教学。GX Developer对计算机的硬件要求低，可运行于WIN95以上的所有WINDOWS 操作系统，编辑功能齐全、方便，与PLC联机运行的操作也简易明了，是工控专业人员进行三菱PLC程序开发的主要工具。
但对于我们来说，GX Developer最主要的优点是：在安装了GX Developer后再追加安装GX Simulator，即三菱PLC模拟器，就能够实现不在线的程序调试，也就是说即使是无PLC 也可对程序进行调试。
这对于我们的教学来说，是一个重大的优势。我们就是因为经济实力不够而缺乏新型PLC，而使用GX Developer/Simulator软件在微机上就能学习、编辑、调试各种PLC程序，为我们开展PLC教学提供了极大的方便。
用GX Simulator进行程序调试还有一个优点，因为没有联接实际的机器，即使在程序错误发生异常输出的情况下也能进行安全的调试，不至于损坏机器和设备。
GX Simulator可模拟运行绝大多数的指令，对于FX2N系列来说，除FNC50~59高速处理指令、FNC70~79外部设备I/O及网络参数以外，都能完美地模拟运行，给教学带来了极大的方便。
使用GX Simulator的缺点是：只能使程序进行模拟运行，不够直观，对于中职学生来说趣味性稍差，难以激发学生的学习兴趣。
２使用ＦＸ－ＴＲＮ－ＢＥＧ－Ｃ学习软件开展ＰＬＣ教学
FX-TRN-BEG-C也称为MELSECT FX TRANER，是三菱电机公司自己开发的专门用于学习FX系列PLC的学习程序。进入软件界面后，分为A~F六大部分，第一部分是简介PLC 的特点和应用范例，其余五部分是循序渐进的PLC学习模块。
FX-TRN-BEG-C软件提供一个仿真的已在线联机好的FX2N-48MR可编程控制器，此仿真PLC能模拟运行的指令与上述GX Simulator相似，也是能模拟除高速处理指令、外部I/O设备指令和网络指令之外的所有基本指令、步进指令以及功能指令。此软件还集成了梯形图编辑软件，梯形图的编辑方法和显示方式与GX Developer几乎完全一样，无须专门针对此软件进行学习。
除此之外，此软件最大的特点（也可以说是最突出的优点）是：软件提供了一个三维仿真的动画机器，机器的动作完全依据所编的梯形图程序运行，不管你编写的梯形图程序是否实现了题目要求的控制目的，机器照样按你的程序运行。这样就能使学生“看”到“实际”的机器运行效果，仿佛学生在操作实际的机器，机器中的各种指示灯、传输带或升降机等等都能服从指令而运行，通常都能激发起学生的浓厚学习兴趣，所以笔者认为，此软件最适宜用于PLC教学。
国内有不少生产教学仪器设备的厂家也设计出了许多PLC教学实验设备，最普遍的就是用发光二极管制造一些模拟电路代替实际机器，PL运行后驱动这些模拟电路，然后学生观察发光二极管的动作判断是否实现了控制目的。这些模拟电路的共同特点是静止、不直观，以电梯模拟电路为例，实验板上并没有会运行的电梯，学生只能自己想象电梯运行到几楼，然后按动楼层呼叫按钮，再想象电梯运行到几楼，学生再自己拨动相应某层的楼层限位开关。这就显得枯燥无味，很难引起学生的兴趣，而且容易操作错误。个别厂家也生产带有小型直流电
摘要：探讨了在缺乏PLC情况下如何开展PLC编程教学的办法，认为可用三种方法解决此问题，分别是使用GX Developer编程软
件中的PLC模拟器、使用FX-TRN-BEG-C学习软件以及自行开发动画软件，并认为第二种方法最为直观可行。
关键词：GX Developer全系列三菱PLC编程软件；FX-TRN-BEG-C学习软件；三维仿真动画
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广东科技２０１４．１２．第２４期
偏施氮肥，避免植物由于过快生长而产生病虫害。适当增加磷肥，提高植物的抗病能力，降低叶蔓病的危害。在浇水时，合理控制浇水量，如果浇水量过多，则根部容易腐烂，而水量过少，无法达到正常生长的需求。合理把握浇水时间，一般在晴朗的天气条件下浇水，可减少病菌的入侵。同时，合理把握浇水的频率、方法等。
②适当修剪绿化植物。适当修剪植物，对于减少病虫害的传播，具有一定的作用。与日常修剪结合起来，及时剪除病虫害枝叶，减少虫源或者病菌传染源。比如袋蛾等病虫害，便可通过修剪枝叶直接清除掉。
③中耕除草、冬季涂白。中耕除草可保持土壤肥力，且可减少土壤水分流失，提高植物的抗逆性能力，促进植物的健康生长。同时，中耕除草可消除病虫害的发源地及潜伏场所。在土壤中，存在地老虎、卵等机械损伤，导致病原物的生长环境遭到破坏，有效控制病虫害的发生。冬季涂白树干有两个方面的作用：a.避免发生冻害；b.能够杀死隐藏于树皮下越冬的害虫。
（5）病虫害的物理机械防治方法。
①人工捕杀。人工捕杀是消除害虫的一种简单有效的方法。比如对于假死性或群体性的害虫，以及其他易于捕捉的害虫，比如金龟子、象甲等，均可在早上或傍晚时将其人工捕杀。
②诱杀方法。害虫具有趋性，通过人工设置诱饵可将害虫捕杀，比如金龟子、蛾类等均具有强烈的趋光性。
（6）病虫害的生物防治方法。植物病虫害的防治可利用生物及代谢物质的方法来控制病虫害，在消除害虫的同时，还能保证人畜的安全性，也不对环境造成污染。保护害虫的天敌，提高生物防治的效果。因此，可将其他方法与生物防治方法相结合，充分发挥各种方法的长处，具体来说是以虫治虫、以菌治虫、以菌制菌和以鸟治虫等［5］。
此外，加强病虫害的防治，还可采用化学防治方法。在园林绿化植物病虫害预防和控制方面，化学防治方法是一种常用的、有效的方法，具有较高的病虫害防治效率，而且不受季节和地域的限制，尤其是发生大面积的病虫害时，可选择农药进行化学防治。其中，化学防治的关键是正确选择农药，减少对周围环境的污染。因此，化学防治药剂使用前，应了解农药的毒性、浓度、使用方法和防治对象等，并选择有利的防治时期。同时，尽可能选择低残留、高效和低毒的农药，降低用药的次数及浓度，降低对绿化植物的伤害，减少对周围环境的影响等。
３结语
随着城镇化进程的加快，小区、公园绿化工程越来越多，也对绿化工程提出了更高的要求。但是在园林绿化中，园林绿化植物经常受病虫害的影响，使其无法发挥生态方面的功能。因此，这就需要加强病虫害的防治。在本文中，笔者介绍了病虫害的生物防治、化学防治和物理防治等各种防治方法，有各自的优缺点，具体选择哪种防治方法，需要根据当地的气候条件、病虫害情况等来合理选择。
参考文献：
［1］赵若冰.城市园林植物病虫害的保护防治探讨［J］.现代园艺，2012（18）：153~154.
［2］彭炳兰.城市园林植物病虫害防治技术探讨［J］.城市建设理论研究：电子版，2011（18）：1124~1125.
［3］赵和胜.园林植物病虫害的防治［J］.城市建设理论研究：电子版，2013（4）：243~244.
［4］隋飞.城市园林植物病虫害综合防治［J］.北京农业，2012（27）：163~ 164.
［5］王艳梅.园林绿化病虫害防治存在问题及防治［J］.城市建设理论研究：电子版，2011（33）：156~157.
作者简介：刘环仙（1965~），女，工程师，大专，从事森林病虫害防治检疫工作。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!农·林·牧·渔
机驱动的模拟电梯板，效果稍好，但成本高，价格昂贵，一般的学校都难以承受。
使用FX-TRN-BEG-C软件就可方便地解决这个问题。FX-TRN-BEG-C内虽然没有电梯实验题目，但里面有一个升降机控制的实验，升降机的每一层都有一个模拟传感器模拟楼层到位开关，操作面板上恰好有四个按钮可模拟楼层呼叫按钮，运货电梯所需要的输入条件已满足，编程之后学生就可看到升降机的上升和下降。此软件的其他题目还带有模拟的蜂鸣器、传输带等等，就不一一赘述了。
不过，FX-TRN-BEG-C仿真学习软件也有某些不便的地方，就是仿真面板上只仿真连接了四个按钮、两个开关，在许多时候是不够用的。开关闭合后再断开类同按钮，但按钮模仿开关似乎就不可能了。而且按钮虽然有四个，但由于WINDOWS操作系统的特点，似乎不可能同时按下两个以上的按钮调试程序。但笔者在教学中发现，可以用一个小窍门解决这个问题，就是在按钮上按下鼠标左键后，不立即松开，而是移到按钮外才松开左键，这时此按钮就处于按下状态，等同于开关的闭合状态。
３自行开发动画软件
这种方法首先要分析三菱FX编程软件转换之后输出的各种逻辑量和数据格式，然后把这些逻辑量与动画软件结合起来控制动画的运行。如果运用得好，这是最灵活的方法，几乎什么机器都能自行编制仿真动画模拟机器运行，要求授课教师具有计算机编程的专业知识和动画软件的设计技巧，而且要花费大量的时间，笔者还处于探索阶段，不过国内一些生产教仪设备的厂家已经有不少成功的例子可供参考。
综上所述，笔者认为，无PLC而又要开设PLC课程的最佳方法是使用FX-TRN-BEG-C软件，利用三维仿真动画具有的趣味性，不但可节省购买PLC的投资，而且可有效地激发学习的学习兴趣，提高教学效果。笔者就是利用这套软件进行教学，辅导我校学生参加技能竞赛，虽然技能竞赛提供的FX2N 型PLC我校并不具备，但我校学生对FX2N的指令系统和内部结构一样十分熟悉，学生也取得了较佳的竞赛成绩。
参考文献：
［1］罗玉元.基于虚拟仿真技术的PLC实验教学方法研究［J］.绍兴文理学院学报：自然科学，2011（4）.
作者简介：叶志坚（1968~），男，中教一级，本科，从事PLC、单片机等课程的教学工作。
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