任务驱动法在数控机床PLC编程与调试中的应用

徐志花++姚洁峥

摘要 数控机床PLC编程与调试这门课，包含了数控机床各个部分的PLC控制程序，内容较多，传统教学方法难度较大。本文结合这门课程的特点采用任务驱动教学法，将机床PLC程序的教学以任务的形式融入教学过程，并结合实际的机床实现教学做一体化。实践证明该方法能有效增强学生对课程内容的理解，提高实践动手能力，实现知识能力和关键能力的综合培养。

关键词 任务驱动；数控PLC编程；能力培养

中图分类号TG5

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）157-0082-02

1 数控机床PLC编程与调试教学的特点

掌握数控PMC编程与调试是进行数控机床维护、调试、故障诊断的基础。常用的课堂教学方法，教学内容缺乏具体的载体，学生学习效果不太理想。下面对这门课的特点进行简单介绍。

1.1 数控机床PLC编程与调试的课程特点

1）专业化：数控机床PLC编程与调试需要学生很好地掌握PLC编程基本指令和功能指令的功能并灵活应用，课程要求较高。课程多术语、多指令，显得较为枯燥，虽然有先修课程PLC，但是许多领悟能力和操作能力较差的同学很难真正掌握这众多指令的功能和用法，课程专业性太强。

2）模块化：数控机床的整机PLC控制程序，根据工作任务，可以将其整个庞大、复杂的PLC控制程序按功能分成多个二级子任务，例如工作方式选择、速度控制、报警处理等，在教学过程中可以按照模块进行教学，并且将各个模块的任务在进行细分。

1.2 传统数控机床PLC程序的授课特点

1.2.1 理论教学繁冗、单调

目前在数控机床PLC控制教学过程中，教师照搬教材章节顺序，按照教学内容，讲述PPT，单纯地灌输理论知识内容，而学生则处于被动接受知识的地位。所学习到的PLC编程知识如何应用于实际，如何评价所设计的程序，这些都是理论课堂所体现不了的。这种纯理论的教学模式，容易导致学生注意力不集中，开小差等情况，更加降低了课程的教学效果。

1.2.2 实践教学形同虚设

关于机床PLC程序的实训指导书上已经把机床程序写好了，在实训课时只需将程序写入机床，在按照步骤调试即可。这种实训教学的方法限制了学生在编写PLC程序时的创造性，并且也不用容易检验学生对机床PLC程序编程的掌握程度。

因此，基于该课程的这些特点，怎么把学生的学习兴趣和积极性调动起来，是一个教育工作者非常关心的问题。在此基础上，结合教学经验和学生特点，任务驱动教学法在PLC教学中有良好的效果。

2 教学中运用“任务驱动法”教学的意义

2.1 激发学习兴趣

采用任务驱动教学法，鼓励学生通过讨论探索的方法主动学习，去解决问题，学生在解决一个个子任务的过程中，增强自己的自信心，从而提升他们的学习兴趣。

2.2 有效杜绝完全抄袭

学生在编写PLC控制程序之前，没有现成的程序参考，可以极大的激发学生的创新思维能力，每个小组可以根据自己的理解定义信号的地址，根据自己的编程思路编写PLC程序，所以通过这种方法可以有效的杜绝完全抄袭。

2.3 培养学生的关键能力

对于高职学生我们不仅要培养他们对专业能力的培养，更需要注意对他们关键能力的培养。通过这种任务驱动教学法，小组成员之间需要团队合作、沟通与交流；在解决各个任务的时候，可以培养他们查阅资料的能力、独立思考以及创新思维的能力。这些关键能力在学生以后工作过程中都非常重要。

讲任务驱动教学法融入数控机床PLC编程与调试这门课的教学过程中具有非常重要的意义。在此用一个案例讲述任务驱动教学法在数控机床PLC程序设计这门课中的应用。

3 案例展示“任务驱动法”教学模式

咨讯：在Fladder-III中编写数控机床工作方式选择程序，并将程序上传到机床中进行调试。CNC的工作方式有自动、手动、编辑、MDI、回零等方式，在机床工作时如何通过PLC程序实现工作方式的选择呢？

决策：该任务主要包含1）认识工作方式选择表，建立CNC、PLC和MT三者在控制过程中的4种信号的地址；2）编写控制程序；3）程序上机调试。

通过把工作方式选择PLC程序设计这个任务分成三个小的任务，各个任务的难度程度层层递进。

计划：第一步，编写工作方式转换信号MODE程序；第二步，编写CNC工作方式选择5个G信号的控制程序；第三步，编写根据G信号控制输出工作方式选择的程序；第四步，程序上机调试，检验程序的正确性。

实施：下面以自动工作方式为例介绍下关于机床工作方式选择旋钮的PLC控制过程。

1）当按下自动工作方式按键AUTOK。

2）工作方式选择信号IMDI（G0043.0）输出有效，工作方式选择信号2

MD2 （G0043.1）输出无效，工作方式选择信号3 MD4 （G0043.2）输出无效，远程运行工作方式选择信号DNCI （G0043.5）输出无效。PMC向CNC发出的MDI、MD2、MD4和DNCI的信号组合为1、0、0、0，使CNC进入自动工作方式。

3） CNC向PMC回送CNC处于编辑工作方式的确认信号MMEM （F0003.6）。

4） CNC处于自动工作方式指示灯信号AUTOK（Y0024.0）输出有效，自动工作方式指示灯亮。

检查：通过将程序写入机床后，进行程序验证；小组之间互相检查程序的优缺点。

评价：在学习工作方式选择PLC程序设计中，学生对于CNC、PLC和MT这三者之间的信息流向，有了更深刻的理解。对可编程逻辑控制器（PLC）中的触点也有了进一步的掌握。

该任务的实施过程完全符合“六步教学法”的教学步过程。

4 采用“任务驱动法”教学应注意问题

第一：针对数控机床PLC程序这门课中基本概念、基本操作可以采用翻转课堂的教学方法，而对于机床各个模块的控制程序编写可以采用任务驱动教学的方法。

第二：在进行任务分解和任务安排时，要针对学生的个体差异，针对不同水平的学生分别提出恰当的任务，任务的设计要由易到难，具有阶梯性，提高学生的学习积极性。

第三：数控机床PLC程序设计这门课程，需要学生对先修知识可编程控制技术这门课达到一定的掌握程度，具有编写简单控制程序的能力。

第四：教师在让学生做任务之前，应进行示范演示，若直接就让学生自己编写出完整的PLC程序并调试，难度比较大，容易打击学生的自信心，是学生失去学习的兴趣，最终完不成任务。