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光機電一體化實訓仿真編程軟件的教學應用
摘要：由于中等職業學校學生的實踐能力低，難以克服畏難情緒，在機電一體化教學中遇到許多障礙，為了掃清這些障礙，筆者引入了三菱PLC實訓仿真編程軟件MELSOFT FX TRAINER實施機電一體化模擬教學，指導學生循序漸進的學習，取得了良好的教學效果。
關鍵詞：光機電一體化;仿真應用;實訓教學
近幾年中職學校電子技術應用專業生源減少，這與專業設置、課程結構、教學模式等有很大的關系。目前，我校電子專業進行了改革和創新，為適應現代化企業對電子人才的需要，同時為了培養出企業所需的專門人才，將以前籠統的電子專業劃分為幾個專業方向，學生在中職二年級時可以根據社會需要結合自己的興趣選擇專業方向，進一步學習該專業方向的系統知識，這也是符合社會對職業劃分越來越細的時代要求的。
一、中職設置機電一體化課程的必然性
光機電一體化是一門綜合計算機技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的綜合技術，是現代工業發展的必然趨勢，應用范圍愈來愈廣。
機電一體化專業口徑寬，適應范圍很廣，培養的學生將來可從事自動化生產線和機電設備的安裝、調試、檢修、維護、銷售服務等專業技術工作。學生在校期間除了學習各種機械、電工電子、傳感檢測、控制技術等理論知識外，還可以參加各種技能培訓和國家職業資格證書考試，能充分體現重視技能培養的特點。目前全國各大工科院校幾乎都開設有機電一體化課程，而中職引入機電一體化這個專業方向也勢在必行。
二、光機電一體化仿真編程環境
中職學校所購買的光機電一體化實訓裝置集PLC、機械、電子、氣動、傳感、變頻器、觸摸屏及計算機技術為一體，雖然能為中職學生提供綜合訓練的模擬工程環境，但是系統性較強，對于十五六歲的學生來講，學習起來還是非常吃力的，加之設備昂貴，數量配備不足，操作不當還會損壞設備，所以實際操作難以實現兩人一臺，學生學習效果不佳。
1、實施仿真編程的意義
光機電一體化實訓裝置的機械部件的安裝教學并不難，只要學生巧用勁，即可裝配得很好。難點在于編寫適合工業控制要求的程序。為了讓班級幾十名學生均能動手練習編程，需要在機房去練習，這便使學生從空間上與實訓設備分離開來了。如果編寫的程序沒有直觀形象的場景模擬，學生的學習興趣也難以保持，所以筆者在機房統一安裝了三菱仿真學習軟件MELSOFT FX TRAINER，不僅可以模擬PLC編程，還可以進行直觀仿真演示，學生可以一邊觀看控制效果，一邊修改程序，這種直觀即時的方式幫助學生掌握編程方法，還大大提高了學生們的學習興趣。
2、三菱仿真學習軟件MELSOFT FX TRAINER
在電腦上安裝好該軟件之后，在開始菜單中找到MELSOFT FX TRAINER文件夾，單擊此文件夾圖標，在下拉菜單中單擊FX-TRN-BEG-C，便打開了該軟件。該軟件主界面如下圖所示。
打開之后，學生可登錄用戶名，根據難易程度分為六個類別層次：A讓我們學習FX系列PLC、B讓我們學習基本的、C輕松的練習、D初級挑戰、E中級挑戰和F高級挑戰。每個層次包含3-6個具體項目，這樣便于學生循序漸進的學習編程。該軟件在使用中，有遠程控制欄、培訓屏幕(可收起)、梯形圖程序區域、3D畫面仿真、輸入輸出映像表、操作面板欄六部分。在遠程控制欄，有正、俯和側視三個按鈕改變3D畫面仿真的視覺角度。還配有復位按鈕，例如，當一個部件在仿真中卡住時使用該按鈕，便可復位整個動作。培訓屏幕在寫程序和檢查動作時使用，按下“梯形圖編輯”按鈕，梯形圖程序區域的元件由灰色變成黑色，即可在此編寫PLC的程序，其主要操作基本和GX Developer、FX系列編程軟件相同，學生根據培訓屏幕上的提示編寫程序，然后按下“PLC寫入”按鈕，程序即可仿真了。3D畫面仿真根據程序模擬機械的動作來顯示仿真畫面，同時輸入輸出映像表通過LED顯示虛擬PLC的輸入/輸出狀態。操作面板則顯示輸入開關和輸出燈，通過點擊來操作開關，燈由PLC的輸出來控制。
學生每次使用完并保存之后，再次登錄可看見自己的培訓記錄，若完成了該項目的練習，將顯示一個“good”的記號，并有完成次數的顯示。
另外，該軟件的仿真速度可以在“工具選項”中調節，如果學生覺得自己編程有難度，還可以參考“幫助”菜單下的“梯形圖范例”。
三、仿真教學在PLC編程教學上的優點
仿真教學能在很大程度上彌補客觀條件的不足，為學生提供近似真實的訓練環境，提高學生職業技能。在學生練習PLC編程時，利用三菱仿真學習軟件MELSOFT FX TRAINER進行實訓仿真，完全在電腦上仿真一個真實的工廠，通過控制的模擬實訓器產生逼真的訓練環境和操作環境，節約了實際實訓室需要接線、調試的時間，而且可以避免接線錯誤造成的損壞和其他危險因素，從而也節約了設備的維護費用，而達到的訓練目的是一樣的。
1、提高課堂的教學效果
該仿真軟件是獨立操作的，學生置身于仿真環境中，必須開動腦筋認真分析問題，充分調動感覺、運動和思維，主動去解決問題，學生主觀能動性的提高還能減輕教師的負擔。另外，學生通過軟件的評價功能了解每一次操作的正確性或合理性，都極大地提高了學習效率。
2、增強學生的專業認可度和歸屬感
學生在仿真訓練過程中可充分了解所學知識的應用領域、應用前景等，為了學好機電一體化專業技術，在實踐中遇到問題再去學理論，從而激發學習欲望和敬業精神，提高從事專業工作的積極性。
3、為學生提供了充分動手的機會
學生在訓練過程中可以自己設置參數和模擬條件，并及時觀看效果。由于所有的操作均不是現場實施，學生甚至可以設定各種事故及極限運行仿真，了解真實世界中無法實現的危險性操作。
參考文獻：
[1] 汪嘯.淺析職校機電一體化教學現狀與策略[J].考試周刊，2013，A5：129.
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