文献综述
1.1课题背景
可编程序逻辑控制器(PLC)是在20世纪60年代发展起来的一种新型工业自动控制装置，它以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、通讯技术等多种技术。多年以来，其凭借着自身的高可靠性、强通用型和方便使用等优点而广泛应用于工业控制的诸多领域（[1]牛丽. 虚拟PLC实验软件的设计与实现[D] . 苏州大学, 2006. 可编程控制器PLC已成为自动控制的核心和关键,自20世纪60年代首次出现以来,就以其可靠性高、通用性强、适应性好和使用简单等优点而广泛应用于工业控制的各个领域.)。
高等院校分类定位和特色发展的多样化，使得培养社会急需的应用型人才的高校进入一个前所未有的发展时期，应用型人才的培养更加注重实践性、应用性、技术性（[2]姚吉祥.应用型本科院校教师实践教学能力缺失及对策研究[J].合肥工业大学报,2010(3)：139-142. 应用型本科院校作为高等教育体系的重要组成部分,其人才培养模式的本质特征是“以专业应用为导向、以专业知识为基础、以专业能力为核心、以专业精神为灵魂”,培养“知识、能力、素质”全面发展的应用型本科人才）。
项目教学克服了传统教学以讲座式为主，并按既定操作步骤完成几个实验的教学模式（[3 ].刘道玉.论大学创造性人才培养体系的构建[J].高教探索，2011(1)：5-11. 培养创造性的人才，不是一个孤立的问题。大学必须构建一个完整的体系，它是由大学的目的、教授的内容、教学模式、大学的文化氛围和人才评定等五个环节构成，它们彼此环环相扣，缺少任一个环节，都将不利于创造性人才的成长）。它将传统学科体系中的知识内容转化为若干个实际生产项目，教学活动围绕着项目展开，在项目实施过程中学生起主导作用，直接参与项目完成的全过程。在自动化和电气类专业教学中，PLC及其相关课程已逐渐成为许多工科院校的重要必修课。PLC课程的实践性较强，学生一方面要学会其基本原理和基本概念，另一方面也要培养实践操作能力，掌握在工业现场中对PLC系统的设计技巧。由此，PLC课程的实验教学环节就显得尤为重要（[4]刘力. 组态软件在PLC实验系统中的应用[J]. 实验室研究与探索, 2014, 33(4):127-129.可编程逻辑控制器(PLC)课程是电气类专业必修课程，该课程实践性强，需要配备一定的实训设备才能实现较好的教学效果。由于PLC控制对象的特点，购置设备需要大量资金，而且设备维护工作量和费用很高。本文提出一种基于软件仿真的PLC实验室建设方案。该方案是将组态软件应用于PLC的实验系统，只需投入少量的资金就可有效解决了上述问题）。
在开设有PLC课程的很多高校一直都在对 PLC 的实验教学环节进行改革和探索，由此也促进了PLC课程实验教学方式的不断演变和进步。总结下来，其演变的过程中，主要有以下几种实验教学方式：
（1）仅仅使用可编程控制器。早期的PLC实验条件十分有限，没有可用的实际控制对象，学生一般是在编写和下载完程序之后，通过观察 PLC 的指示灯来分析和判断程序的运行状态。这种教学方式中，学生仅仅只能操作一些简单的验证性实验，而没有机会进行外围设备的连接及控制（[5]章丽芙. PLC自动控制综合实验系统设计[D]. 东南大学, 2006. 仅仅以可编程序控制器来进行实验教学,而没有控制对象,学生用编程器对可编程序控制器进行编程之后,通过观察输出口的状态来确定程序的运行情况。在这类教学方式中学生往往只能进行验证性实验,没有条件进行外围设备的连接和控制）。
（2）自己搭建的简易的PLC实验平台。这种实验平台上主要只有 PLC 主机和电动机等实验控制对象。这种方式虽然可以进行一些实际的对象控制，但由于被控对象的限制，可以实现的实验种类极为有限，而且投资费用高昂，开发的周期也比较长（ [6]郭香艳. S7-200 实验系统软件设计与实现[D]. 南京理工大学, 2009. 自己搭建的简单实验平台,包括控制器和实际的电动机等机电设备实验被控对象。这种方法投资费用高,实验室开发周期长,并且开发实验种类少,不能满足实验教学的需求）。
（3）配置专用的PLC实验箱。这种实验箱里面装有PLC控制器和一些典型的PLC被控对象，比如红绿灯、电机等。这种方式利用按钮开关和发光二极管等非直观的方式来模拟实际的控制过程，与真实的被控对象相差较大，取得的教学效果并不是十分理想（[7]路浩杰. 虚拟仿真实验平台研究与设计[D]. 杭州电子科技大学, 2012. 配置 PLC 实验箱。实验箱内有 PLC 主机和一些比较典型的 PLC 实验被控对象，如交通灯等。但其是通过 LED 和按钮等非直观的方式来模拟的，导致实验的内容过于枯燥，远远没有取得理想的效果）。
（4）综合实验平台。这是以实验箱为基础开发出的新一代实验设备。这种实验台上一般会配有PLC控制器、用指示灯或实物模拟的被控对象和与上位机进行连接的接口等。这种设备外形美观，实验现象也更加直观，但是设备价格昂贵，大多数学校难以承受（[8] 佘玲玲. PLC 整体仿真[D]. 上海师范大学, 2008. P L C实验工作台，是在实验箱基础上开发出的新一代实验设备，工作台上配有主机，用指示灯或实物模拟被控对象，可与上位机接口。但是这一类教学方式也有不少缺点：首先是PLC实验设备昂贵，现在市面上有很多厂家专门开发PLC综合实验台）。
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