| 标题 | 基于MCGS仿真的PLC教学实践 |
| 范文 | 吴俊 马秋 摘 要：PLC教学中，利用MCGS组态形象的画面对PLC的控制对象进行动态仿真，将抽象的控制过程可视化，不但能激发学生的学习兴趣，而且便于构建多样化的程序来丰富教学内容，提升学生的编程能力。 关键词：MCGS;仿真;PLC教学 PLC是职业学校机电类专业的必修课。PLC课程实践性、工程性较强，教学中必须要联系实际，通过实践来帮助学生较好地掌握PLC技术。但通常所进行的一些如采用发光二极管静态显示等模拟实验，不直观，无真实感，而且与PLC在企业自动化控制中的实际应用场景相差甚远，不但影响着学生的学习兴趣以及教学效果，同时也会形成学生与企业岗位要求间的差距。 一、MCGS软件及其应用于PLC教学中的优势 MCGS（监视与控制通用系统）是用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件，它基于Windows平台运行，能够对数据完成现场采集、分析处理、实时监测及可视化操控，并按照相应的通讯协议与下位机建立通讯，以动画显示、报警处理、流程控制等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案。 将MCGS组态软件引进到PLC教学中，可根据教学内容设计开发相应的监控画面仿真实际控制对象，帮助学生直观、深刻地理解PLC程序运行、控制流程等相关知识，激发学生的学习兴趣，提高课程的教学效果;而且也可以设计多样化的程序来丰富学生的实践内容，提升学生的编程技巧和实际动手能力;或者融入學生自己的设计和创新，增加学生的工程实践经验，加深对PLC工业控制过程的理解。 二、MCGS—PLC控制系统 将PLC编程软件以及MCGS组态软件安装在计算机系统中，利用通讯电缆将PLC与计算机RS—232串口连接，即构成了MCGS—PLC控制系统。在MCGS组态环境下运用构件设计画面模拟PLC外围控制设备，再通过设备组态实现与PLC的控制连接，然后运行MCGS组态工程，即可直观地观测PLC控制程序运行结果及控制过程状态的变化。 三、MCGS组态仿真下的PLC教学 教师依据PLC课程的教学内容，从PLC基本指令及综合程序应用的角度，设计开发相应的MCGS工程案例，如彩灯、霓虹字显示、计时钟及交通灯控制和机械手控制等，来模拟实际工程场景，仿真实际控制效果。 （一）授课前，教师完成MCGS组态工程的设计开发 图1所示为机械手物料传送控制示意图，该装置模拟真实的生产线，主要完成物体的搬运及传送，机械手臂的上下、伸缩运动，传送带的正反向运行及传感器限位的变化等一目了然，让同学有操控的真实感。 首先在MCGS软件组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程等组态工作，然后在运行环境中运行，构成用户应用系统，如图2。在与PLC实现通讯后，通过与PLC间进行信号及各种数据交换，最终在软件仿真的受控对象上反映出PLC程序与控制结果之间的关系。 （二）授课中，利用组态工程进行现场监控 教师授课前需准备好PLC主机和装有MCGS软件的电脑（建议预先将PLC输入端及电源统一接好线，构成一个便携模块，使用时只需插上电源即可），课中根据PLC案例要求，进行I/O分配、接线图、梯形图程序的讲解，然后将编写好的程序下载到PLC中，再配合MCGS组态工程一起运行，进行监控。 此时，计算机成为了PLC的“控制对象”，组态工程将跟随PLC程序的运行以动画、数值、文字等形式在计算机屏幕上反映出PLC的控制过程及结果。这样不但可避开繁琐的接线和操作，让学生更专注于对PLC程序的理解、应用和编写，同时也能让学生体验到设备控制现场的真实效果。 （三）通过拓展训练，提高学生能力 教学中可适当补充MCGS组态软件的知识，让学生认识和了解MCGS组态软件，并针对一些PLC控制案例，鼓励学生在教师的指导下自行设计、组态相关的仿真模块，并进行调试及模拟运行，以培养学生的PLC思维能力和综合应用能力。 四、结语 将MCGS软件应用到PLC教学中，是信息化技术在PLC教学中的一种实践。利用计算机模拟仿真具体的控制对象，实现了控制过程和结果的可视化，不仅便于操作，提高教学效率，有效地帮助学生学习理解PLC技术，而且能锻炼学生的实践创新能力，增强学生的工程意识，为学生今后就业奠定良好的实践基础。 参考文献： [1]吴作明.工控组态软件与PLC应用技术[M].北京航空航天大学出版社，2007.1. [2]北京昆仑通态自动化软件科技有限公司.MCGS使用手册[Z].2005. [3]霍俊仪，万东梅.电气控制与PLC应用技术仿真教学探讨[J].中国科技信息，2005（12）. |
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