任务驱动法在PLC教学中的实践与探索

吴江贤

（江阴职业技术学院机电系，江苏 江阴 214405）

PLC是机电类专业重要的专业方向课程，它具有很强的实践性。PLC项目化课程的教学目的就是让学生掌握可编程控制器原理及编程方法，具备一定的PLC程序设计和PLC应用能力。通过系列典型的工程化项目，培养学生能根据具体生产工艺过程和控制要求正确选用PLC和编制用户程序。着重培养学生的实际动手能力和操作技能，通过任务驱动法教学把所学理论知识充分融合到项目实践中[1]。

工程监理主要指在保证工程施工质量的基础上，采取监控和督查等多种方式管理工程建设的质量、造价和进度以及工程的安全，确保其满足相关法律和制度的规定和要求。而市政公用工程监理主要是指监控市政公用工程的质量、工程造价、工程进度和工程安全。现阶段，我国工程监理工作机制越来越成熟也越来越完善，其也在一定程度上保证了市政公用工程建设的综合水平。

每个项目包含有若干个任务，各个任务结合知识点有机的编排，通过任务链条循序渐进从简单到复杂链接贯通起来，并扎实地通过模拟装置的实践和调试演练验证。以任务驱动法为项目化的模块教学培养模式，以培养适应地方经济发展和企业生产一线具有高技能“现代班组长”型技术应用人才。

一、皮带运输机控制项目

皮带运输机是PLC教学中典型的项目，以皮带运输机中多级传送带控制作为任务驱动教学内容之一。通过多级传送带控制的任务驱动法教学，掌握经验编程设计法的运用法则，了解控制电路硬件布局，掌握输入输出地址分配表和皮带运输机外部硬件接线图绘制，掌握顺序功能图设计绘制，掌握如何将启保停电路设计梯形图等，灵活实施任务驱动法达到理想的教学效果[2]。

（一）任务描述与项目分析

任务描述就是在教学前结合项目具体课题，把需要执行的教学任务要求和细节包括执行任务的结果作出分析与交代，给学生理清思路，有的放矢[3]。皮带运输机的教学任务就是如何来完成多级传送带控制任务，结合多级传送带具体的运行控制要求，明确任务目标要求，思考如何来实现多级传送带的多级传送任务，并引导学生应该具备哪些基本技能和知识。

（二）项目知识与相关技能

项目知识就是结合具体项目本身学习相关技能和知识点，本项目中要求学生掌握外部硬件接线图设计与绘制方法、掌握顺序控制设计法核心思想、能够根据控制要求准确绘制顺序功能图、顺序功能图的基本结构、掌握选择序列功能图设计特点、启保停电路设计梯形图方法等。

小虫喝了微醉，上床睡了。玉敏睡不着，像服了咖啡因，一直兴奋着，在床上翻来覆去。玉敏想，这个月的提成能拿到五千多，快赶上两月工资了。如果每月都能有一笔这样的大单，十年就能在凌州买房了，就不用住出租房了。玉敏想到这，心里美滋滋的。玉敏又想，许沁买走的那个钻戒，的确太漂亮了，就像个夜明珠，在玉敏眼前晃悠着，那么晶亮，那么温馨。玉敏觉得许沁的眼力不错，那款钻戒雍容华贵，有一种难以言喻的魅惑。玉敏她们平时都不舍得用手去触摸，怕汗渍灰污把钻戒弄脏了。又想许沁那女人看上去蛮高贵的，个性沉稳，说话淡定，有板有眼的，很有些气质，估计是个有身份的人，或是个老板也未尝不可。不然怎么会出手那么阔气呢？

（三）项目引入与任务实施

皮带运输机中多级传送带控制就是指项目控制由三级或者三级以上传送带控制组成，传送带分别由电动机来控制，具体的项目控制要求如下描述：①开始启动阶段，按下启动按钮，图D电动机先行启动工作运行，传送带由电动机控制拖动，经过3秒定时，图C电动机开始工作，再经过3秒定时，图B电动机开始工作，再经过3秒定时，图A电动机开始工作，这样确保物料不在传送带上的堆积影响。②停止运行阶段，按下停止按钮，A电动机先停止，其他传送带继续运行，经过3秒定时，B电动机停止工作，再经过3秒定时，C电动机停止工作，再经过3秒定时，D电动机停止工作，这样也是确保物料不在传送带上的堆积影响。③故障急停阶段，假如任意一条传送带发生故障，那么该传送带和该传送带前面的传送带立即自动停止运行，该传送带后面的传送带则继续运行3秒分别依次停止。④重物辅助急停阶段，假如任意一条传送带上有重物，则该传送带前面的传送带立即停止运行，该传送带继续运行3秒后停止，而该传送带后面的传送带则继续运行3秒后停止运行[4]。多级传送带控制如图1所示。

2．任务信息与学习知识收集

图1 多级传送带控制

教师在教学过程可以先进行示范教学，学生自己模仿绘制顺序功能图，再根据功能图设计出梯形图程序，并用模拟装置进行模拟实物调试，在示范过程中掌握编程软件的使用以及梯形图程序的一种设计方法。学生在调试过程中教师不断进行巡视并分析学生在调试过程中遇到的常见问题，可以单独指导，结合采用“打篮球”式暂停法，学生错误修正再示范教学，确保学生掌握设计方法后再由学生独立设计，教师只是起到引导化解和监控作用[5]。例如故障急停阶段，如果当M2故障，M1、M2立即停，经过定时3秒后，M3停，再经过定时3秒，M4停。则由学生结合选择序列的设计方法，继续完成选择序列功能图设计，并根据功能图设计出对应的梯形图程序，最后通过模拟装置来验证性调试运行，教学练做反复交叉，使得课程深度与进度进一步拓展与延伸。

图5给出了热流密度=30W/cm2时，质量流率和微通道分支数n对最大热应力σ的影响。由图5可知，在相同微通道分支数的情况下，最大热应力σ随质量流率的增大而减小，但降幅逐渐减小。以质量流率分别为4.5g/s和1.5g/s时的最大热应力进行比较，n分别为3、4、6、8时，σ分别降低0.216、0.192、0.178、0.163GPa，降低幅度分别为54.8%、55.0%、56.9%、56.6%。即当冷却流体质量流率增大3倍时，各热沉的热应力降低超过一半，高质量流率下能够有效降低热沉热应力。

2.1 原气管套管固定带的更换方法 需双人共同协助操作，其中至少1人为医师。当气管套管固定带有潮湿或污染时，一人剪去气管套管原先的固定带，把2根清洁的气管套管固定带各自穿过外套管底板的左右两侧的半圆形门洞状孔隙，于颈后3个外科结固定，松紧一指为宜。另1人始终用手按住外套管底板的左右两侧，防止气管套管脱出。

设计方案确定后，收集相关知识，复习有关知识要点和内容提要，学生同时学习掌握相关新的知识要点，按照新的项目要求思考问题解决方案，并进一步制定有关课题的合理设计方案和解决思路等。

结合皮带运输机的传送系统要求绘制顺序功能图，即初始步用双线方框，其它步用矩形方框表示，方框中用代表该步的编程元件的地址作为该步的编号，如M0．0等。多级传送带启动时先起动最末一条皮带机，经过3秒延时，再依次起动其他皮传送带，因此包括初始步共需要五步，分别用M0．0～M0．4表示对应步。多级传送带停止时应先停止最前一条传送带，待料运送完毕后再依次停止其他传送带。所以当按下停止按钮，还需要增加三步，分别用M0．5～M0．7表示对应步。

（2）如复习经验设计法，学习顺序功能设计法，结合四条皮带运输机的传送带控制的顺序功能图，初步思考尝试设计对应的梯形图程序等。

（1）研究如何设计与正确绘制顺序功能图？（2）思考输入输出地址分配，如何绘制PLC外部硬件接线图？（3）如何解决顺序起停控制问题？（4）分析如何设计选择序列分支？（5）确定如何采用启保停方法编程？

3．任务实施与知识拓展延伸

引导学生熟悉顺序控制设计法。顺序控制设计法：即根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。顺序控制设计法的核心思想就是将系统的一个工作周期划分为几个顺序相连的阶段，这些阶段称之为步，并用编程元件储器M代表相应的步。

（1）如根据对顺序功能图的分析，与其他三级传送带比较，思考与修正输入输出I/O地址分配等。

1．任务方案与教学设计制定

4．任务总结与项目考核评价

在学生的设计与绘制过程中可以采用点评式的教学，可以创新性地采用不同的方法来设计梯形图程序，不仅让学生掌握了顺序功能图的设计方法，更让学生体会到由不同的方法设计梯形图程序的异曲同工之妙，达到知识拓展延伸之目的。

在相关知识讲授完后进行总结再提高，并针对多级传送带项目进行过程性考核，考核内容包括外部接线图绘制、梯形图程序设计和运行调试的结果是否成功等。最后根据小组互评，老师总评，确定学生的实践操作考核成绩。这不仅是对在整个项目实践过程中的职业素养考核，还主要体现思考、探索、创新能力和安全操作等职业规范要求。

射了五枪才命中靶子，但不管怎样，我成功了!‘‘噌”的一股热血涌上心头，顿觉浑身能量充沛。我又清醒过来了，眼睛又睁大了，手又有了热度。然后我放下枪。毋庸多言，控制带来力量，获得控制权就能造成极大伤害，就这么简单。

或许就应该承担更多的压力和指责，毕竟，作为新任总经理，大纪在山东省体育局和山东西王以及山东省篮球界，都背负了太多的期望。然而，联赛常规赛过半，七连败以及季后赛资格岌岌可危的形势，让大纪也面临着更多的不确定性，毕竟，贵为俱乐部总经理，他是除了主教练之外的第一责任人。

二、任务教学法在PLC教学中应用的成效

在皮带运输机控制项目教学中实施项目教学法取得以下成效：一是有效地激发了学生的学习潜能，调动学生的课堂参与性。任务教学法突出项目任务的引导，学生在教师的正确指导下，有效地参与到项目的实施完成中，这样能够有效地激发学生的学习潜能。例如在运输机控制项目教学中通过实施项目教学法改变了传统的教学模式，突出学生的学习主体地位，增加了师生的互动性；二是增强了学生的实践操作能力。高职院校是培养学生实践操作能力，在PLC教学中由于其实践性较强，需要学生具有丰富的实际操作锻炼经验。而项目教学法的引入能够让学生按照完成特定项目的思路开展实践学习，这样能够调动学生参与实践锻炼的积极性。例如学生为了完成运输机控制项目需要在课下反复训练，无形中增加了学生的实践技能；三是增强了学生的项目意识，培养高素质的实用型人才。项目意识是现代职业教育人才培养的核心要素之一。基于PLC岗位群人才培养标准要求，企业对于高职人才的要求需要其树立加强的项目管理意识。任务教学法的实施则可以有效满足新时代人才培养要求，例如研究专业岗位群人才培养标准，针对企业调研，在PLC教学中灵活运用任务驱动法，加强了学生动手能力的培养，充分树立项目意识，培养学生在沉浸式学习中积极主动体验式参与。

其次，高职院校在实施任务教学法时容易忽视教师在PLC教学中的作用，例如在教学中过度突出学生的主体性，而缺乏教师合理引导的作用。因此在实际教学中，教师必须发挥引导作用，结合PLC教学的内容，对照学生学情，有目的的引导学生开展任务学习[6]。

总之，PLC是一门重要的课程，基于新时代职业教育改革的要求，高职院校必须不断优化PLC课程教学模式，构建任务教学法，以此增强学生的实践操作能力，为社会培养高素质的机电一体化专业人才。