关键词：虚拟仿真技术；电气控制；PLC；教学改革
引言
随着我国社会经济发展速度不断提升，当前我国社会中各个单位都急需大量动手能力强的人才，因此，在高职教学过程当中需要着重对学生的动手能力和实践能力加以培养。在高职电气控制教学过程当中，由于教学内容和人才培养的要求，经常会设置出大量的电气控制实验教学，而受到了地区经济发展问题的影响，其中部分的学校在教学设备的配置方面还不是非常的完善，在电气控制实验教学过程当中，经常会不能充分满足学生实际动手实践的要求，因此，学校需要对一些先进的教学技术加以引进，其中可编程控制器PLC是自动控制环节当中的关键性设备，同时在工业控制系统当中也得到了非常广泛的运用，对PLC技术的运用是当前电气控制主流发展方向。现阶段的电器控制技术慢慢实现了自动化和智能化控制，同时我国相关院校也陆续开展电气工程和智能化控制专业，针对PLC控制和工业网络发展技术等，重点培养了学生实际动手操作能力。
1电气控制与PLC课程教学现状
现代高职教育不仅要培养学生具有扎实丰富的专业知识、较强的实际动手操作，还必须具有一定的创新能力，而这些能力大多需要通过实践教学环节（实验实训）来获得。以电气控制与PLC课程为例，这是一门实践性很强的机电类专业课，提高课程教学效果的有效途径是采取理实一体化的教学模式。但目前该门课程的教学（尤其实践教学环节）存在着以下问题。
（1）教学内容抽象。由于教学内容大多为电气电路控制或PLC程序指令，学生难以弄清楚相关的工作原理和工作过程；（2）实验实训条件欠缺。高职院校在实验室建立真实的被控对象实验装置难度较大，而现有实验设备维护困难，功能也很难与时俱进，无法满足多样化教学需求。且随着高校扩招，学生人数增加，学校的实验实训条件难以跟上，不少学生得不到真正的动手机会，学习效果较差；（3）学生存在心理障碍。由于害怕损坏实训设备，学生不敢大胆动手操作，势必影响实训效果；（4）学生难以接触到工程实际案例，难以培养其解决工程实际问题的能力。为此，电气控制与PLC课程的教学改革重点在于借助虚拟仿真技术，对电气控制、PLC程序进行模拟仿真，通过形象、生动、具体的模拟情景、响应过程，动态地学习并理解电气电路控制原理与PLC程序控制。并且，在仿真的基础上完成传统实训装置的接线调试，实现理虚实一体化教学。这种模式将能够克服实训条件不足的瓶颈，也能极大的促进学生的学习兴趣。此外，对具体的工程实际案例，也可在仿真平台上实施电路搭建以及PLC程序功能的实现。
图1电机正反转电气控制原理图
2虚拟仿真技术的教学应用
2.1电气控制技术虚拟仿真平台的建立
当前在电气控制工作当中，传统形式下的继电器和接触控制器对PLC控制存在两个主要部分，电气控制技术在虚拟仿真实验上提供出了电源、导线、熔断器以及断路器等相关的开关元件，在接触器、电子元件和电动机等常规性的电器元件仿真模型上，学生可以运用该平台有效建立起独立完成的继电器和接触器控制原理，并且可以指定出相应的原理图与仿真图。
学生在设计好原理图之后，可以运用软件来进行仿真处理，单机系统当中的开始按钮，开始仿真操作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按下SB2之后KM1线圈得到电源，其中辅助点的KM1处于闭合状态，整体的线路回路中，长辅助触点断开，-H1熄灭，常开的方针触点处于关闭状态，-H2电量，则表示了整体的电路系统正在运行，其中主触点的-KM1处于闭合状态，电动机正式开始运行。
在电路系统处于正常的运行状态下，单机-FR软件，可以通过方针热继电器来记性动作操作，单机-FU可以通过模拟真熔断器来判断线路中是否存在断路的情况。
2.2PLC控制系统中的虚拟仿真系统的建立
通过对组态软件的建立，学生可以有效的建立起可被控制的对象模型，通过动画、曲线以及图标的形势，在实际的模拟过程当中对工业生产的整个流程进行仿真处理。其中PLCSIM是西门子公司推出的S7－300/400PLC仿真软件，这种软件和STEP7系统当中的编程软件进行有效的结合，可以在PLC系统之外进行模拟操作，同时在计算机上进行程度的测定，模拟PLC的寄存器、定时器以及系统映像方面的储存区，对其中的数据模块资源进行确定。运用STEP软件和PLCSIM软件的配合运用，学生可以实现相对独立的PLC程序的编写，并且通过模拟方针的方式在计算机当中进行系统程序下载、测试以及对其中的故障进行诊断和排除，通过这种方式可以实现在系统开发阶段，对系统当中存在的错误进行判断，从而提升了程序编制的质量，加快了程序开发的整体进程。但是和PLCSIM智能和西门子的软件，比如STEP软件，或者是和WinCCflexible实现无硬盘模拟和上位机的直接进行监控和模式，这种系统不支持OPC的通信方式，不能在同一台计算机上直接和组态系统进行数据传输。因此，针对这种情况可以将WinCCflexible和PLCSIM软件进行组态，通过这种方式方面对OPC客户端进行系统程序方位。
2.3虚拟仿真技术在教学改革实践中取得的成果
近两年的教学中，笔者在电气控制与PLC的课程教学中广泛地使用了虚拟仿真技术，取得了良好的教学效果：（1）增强了学生的上课兴趣。软件仿真直观生动，能将抽象的程序形象化、具体化，让学生更加容易理解；（2）提高学生的编程能力。软件的离线仿真功能能够让学生在没有PLC硬件设备的情况下随时随地练习编程，而且能够及时判断编制程序的正确与否；（3）学生解决实际案例的能力明显提高。利用仿真软件，学生可以不再过度地依赖老师的判断，完全可以自己编程、自己验证，大大提高了其练手练脑的机会。
结语
以上叙述清楚地展现了虚拟仿真技术应用在电气控制与PLC课程教学中所发挥的巨大作用。用计算机全真模拟被控对象，不仅能直观地观察到实际控制情景，而且还能让学生更加清晰地理解PLC的编程技巧及应用。基于虚拟仿真技术的理虚实一体化教学实践，以有限的设备、低廉的成本、多样化的程序丰富了教学内容，提高了学生的兴趣和积极性，增强了学生的工程实践经验，真正意义上实现了毕业即上岗，上岗即能胜任工作的高职教育目标。
参考文献
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论文作者:华国祥
论文发表刊物:《中国电业》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/11
标签：仿真技术论文; 电气控制论文; 学生论文; 软件论文; 系统论文; 实训论文; 程序论文; 《中国电业》2019年第16期论文;