SFC绘制方法

关于我应用三菱GXDeveloper编程软件编写SFC顺序功能图的方法在这里输入标题PLC知识2010-08-2116:21:01阅读2651评论8字号：大中小订阅顺序功能图（SequeentialFunctionChart）是一种新颖、按工艺流程图进行编程的图形化编程语言，也是一种符合国际电工委员会（IEC）标准，被首选推荐用于可编程控制器的通用编程语言，在PLC应用领域中应用广泛及推广。采用SFC进行PLC应用编程的优点是：1、在程序中可以直观地看到设备的动作顺序。SFC程序是按照设备（或工艺）的动作顺序而编写，所以程序的规律性较强，容易读懂，具有一定的可视性。2、在设备发生故障时能很容易的找出故障所在位置。3、不需要复杂的互锁电路，更容易设计和维护系统。根据国际电工委员会（IEC）标准，SFC的标准结构是：步+该步工序中的动作或命令＋有向连接＋转换和转换条件＝SFC，参见图1：图1SFC程序的运行规则是：从初始步开始执行，当每步的转换条件成立，就由当前步转为执行下一步，在遇到END时结束所有步的运行。现在大多PLC制造公司，都为自己的工控产品提供了相关的编程软件，以便利用计算机实现在线编程。三菱公司提供的编程软件GXDeveloper中，就提供了SFC编程方法，但由于相关书籍和学习资料跟不上，致使很多初学者不知道如果用该软件来进行SFC编程，这给广大初学者学习PLC应用编程带来了不便。这里，我根据自己学习和掌握的知识，依据三菱公司提供的编程手册，讲解如何利用GXDeveloper软件来进行SFC的编程，为初学者掌握SFC编程方法，提供一个入门的机会。一、单流程结构编程方法单流程结构是顺序控制中最常见的一种流程结构，其结构特点是程序顺着工序步，步步为序的向后执行，中间没有任何的分支。掌握了单流程SFC编程方法，也就是迈进了SFC大门。这里，我们以“双灯自动闪烁信号生成”为例，讲解SFC编程的入门。例题1：双灯自动闪烁信号生成。要求：在PLC上电后，其输出Y0和Y1各以一秒钟的时间间隔，周期交替闪烁。本例梯形图和指令表见图2。在GXDeveloper中，一个完整的SFC程序是由初始状态、有向线段、转移条件和转移方向等内容组成（见图3）的，而PLC编程就是完整的获得这几个组成部分。根据PLC教程规定，SFC程序主要由初始状态、通用状态、返回状态等几种状态来构成，但在编程中，这几个状态的编写方式不一样，因此需要引起注意。SFC程序从初始状态开始，因而编程的第一步就是给初始状态设置合适的启动条件。本例中，梯形图的第一行就是表示如何启动初始步，在SFC程序中，初始步的启动采用梯形图方式。下面开始软件中的程序输入。1、启动GXDevelop编程软件，单击“工程”菜单，点击创建新工程菜单项或点击新建工程按钮见图4。2、弹出的创建新工程对话框见图5，要对三菱系列的CPU和PLC进行选择，以符合对应系列的编程代码，否则容易出错。这里讲述的主要是三菱FX2N系列的PLC，所以，需在如下几个项目中做选择和输入：a.在PLC系列下拉列表框中选择FXCPU；b.在PLC类型下拉列表框中选择FX2N（C）；c.在程序类型项中选择SFC；d.在工程设置项中设置好工程名和保存路径完成上述项目后之后点击确定。3、完成上述工作后会弹出如图6所示的块列表窗口。按图中所示，双击第零块。4、双击第零块或其它块后，会弹出块信息设置对话框见图7。这里，是对块编辑进行类型进行选择的进入窗口，有两个选择：SFC块和梯形图块。在编程理论中我们学到，SFC程序由初始状态开始，故初始状态必须激活，而激活的通用方法是利用一段梯形图程序，且这一段梯形图程序必须放在SFC程序的开头部分。同理，在以后的SFC编程中，初始状态的激活都需由放在SFC程序的第一部分（即第一块）的一段梯形图程序来执行，这是需要注意的一点。所以，在这里应点击梯形图块，在块标题栏中，填写该块的说明标题，也可以不填。5、点击执行按钮弹出梯形图编辑窗口见图8，在右边梯形图编辑窗口中输入启动初始状态的梯形图。在编程理论中曾学到，初始状态的激活一般采用辅助继电器M8002来完成，也可以采用其它触点方式来完成，这只需要在它们之间建立一个并联电路就可以实现。本例中我们利用PLC的辅助继电器M8002的上电脉冲使初始状态生效。在梯形图编辑窗口中单击第零行输入初始化梯形图如图9所示，输入完成单击“变换”菜单选择“变换”项或按F4快捷键，完成梯形图的变换。需注意，在SFC程序的编制过程中每一个状态中的梯形图编制完成后必须进行变换，才能进行下一步工作，否则弹出出错信息。6、在完成了程序的第一块（梯形图块）编辑以后，双击工程数据列表窗口中的“程序”\“MAIN”见图10，返回块列表窗口见图6。双击第一块，在弹出的块信息设置对话框中块类型一栏中选择SFC见图12，在块标题中可以填入相应的标题或什么也不填，点击执行按钮，弹出SFC程序编辑窗口见图13。在SFC程序编辑窗口中光标变成空心矩形。7、转换条件的编辑。SFC程序中的每一个状态或转移条件都是以SFC符号的形式出现在程序中，每一种SFC符号都对应有图标和图标号，现在输入使状态发生转移的条件。在SFC程序编辑窗口将光标移到第一个转移条件符号处（如图13所标注）并单击，在右侧将出现梯形图编辑窗口，在此中输入使状态转移的梯形图。读者从图13中可以看出，T0触点驱动的不是线圈，而是TRAN符号，意思是表示转移（Transfer），这一点提请注意。在SFC程序中，所有的转移都用TRAN表示，不可以采用SET＋S□语句表示，否则将告知出错。对转换条件梯形图的编辑，可按PLC编程的要求，按上面的叙述可以自己完成，需注意的是，每编辑完一个条件后应按F4快捷键转换，转换后梯形图则由原来的灰色变成亮白色，完成转换后再看SFC程序编辑窗口中1前面的问号（？）会消失。8、通用状态的编辑。在左侧的SFC程序编辑窗口中把光标下移到方向线底端，按工具栏中的工具按钮或单击F5快捷键弹出步序输入设置对话框见图14。输入步序标号后点击确定，这时光标将自动向下移动，此时，可看到步序图标号前面有一个问号（？），这是表明此步现在还没进行梯形图编辑，同时右边的梯形图编辑窗口呈现为灰色也表明为不可编辑状态，见图15。下面对通用工序步进行梯形图编程。将光标移到步序号符号处，在步符号上单击后右边的窗口将变成可编辑状态，现在，可在此梯形图编辑窗口中输入梯形图。需注意，此处的梯形图是指程序运行到此工序步时所要驱动哪些输出线圈，在本例中，现在所要获得的通用工序步20是驱动输出线圈Y0以及T0线圈，参见图2程序梯形图和指令表。用相同的方法把控制系统一个周期内所有的通用状态编辑完毕。需说明的是，在这个编辑过程中，每编辑完一个通用步后，不需要再操作“程序”\“MAIN”而返回到块列表窗口（见图6），再次执行块列表编辑，而是在一个初始状态下，直接进行SFC图形编辑。9、系统循环或周期性的工作编辑。SFC程序在执行过程中，无一例外的会出现返回或跳转的编辑问题，这是执行周期性的循环所必须的。要在SFC程序中出现跳转符号，需用或（JUMP）指令加目标号进行设计。现在进行返回初始状态编辑见图16所示。输入方法是：把光标移到方向线的最下端，按F8快捷键或者点击按钮，在弹出的对话框中填入要跳转到的目的地步序号，然后单击确定按钮。说明：如果在程序中有选择分支也要用JUMP+“标号”来表示。当输入完跳转符号后，在SFC编辑窗口中我们将会看到，在有跳转返回指向的步序符号方框图中多出一个小黑点儿，这说明此工序步是跳转返回的目标步，这为我们阅读SFC程序也提供了方便，参见图18。10，程序变换。当所有SFC程序编辑完后，我们可点击变换按钮进行SFC程序的变换（编译），如果在变换时弹出了块信息设置对话框，可不用理会，直接点击执行按钮即可。经过变换后的程序如果成功，就可以进行仿真实验或写入PLC进行调试了。如果想观看SFC程序所对应的顺序控制梯形图，我们可以这样操作：点击工程\编辑数据\改变程序类型，进行数据改变（见图19）。执行改变数据类型后，可以看到由SFC程序变换成的梯形图程序见图20。小结：以上介绍了单序列的SFC程序的编制方法，通过学习，我们已经基本了解了SFC程序中状态符号的输入方法。需要强调的是两点：（1）在SFC程序中仍然需要进行梯形图的设计；（2）SFC程序中所有的状态转移需用TRAN表示。二、多流程结构的编程方法多流程结构是指状态与状态间有多个工作流程的SFC程序。多个工作流程之间通过并联方式进行连接，而并联连接的流程又可以分为选择性分支、并行分支、选择性汇合、并行汇合等几种连接方式。下面以具体实例来介绍。例题2：某专用钻床用来加工圆盘状零件均匀分布的6个孔，操作人员放好工件后，按下起动按钮X0，Y0变为ON，工件被夹紧，夹紧后压力继电器X1为ON，Y1和Y3使两个钻头同时开始工作，钻到由限位开关X2和X4设定的深度时，Y2和Y4使两个钻头同时上行，升到由限位开关X3和X5设定的起始位置时停止上行。两个都到位后，Y5使工件旋转600，旋转到位时，X6为ON，同时设定值为3的计数器C0的当前值加1，旋转结束后，又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值3，Y6使工件松开，松开到位时，限位开关X7为ON，系统返回初始状态。根据例题要求写出I/O表：1、输入2、输出启动按钮X0工件加紧Y0压力继电器X1两钻头下行Y1、Y3两钻孔限位X2、X4两钻头上升Y2、Y4两个钻头原始位X3、X5工作旋转Y5旋转限位X6工作松开Y6工作松开限位X7功能示意图：分析：由题目要求我们可在练习纸上编辑出顺序控制功能图（如图2－1）所示。打开GXdeveloper软件，设置方法同第一部分的单序列结构，在此不赘述。本例中还是利用M8002作为启动脉冲，在程序的第一块输入梯形图，请参照单序列SFC程序输入方法。本例中我们要求初始状态时要做工作，复位C0计数器，因此对初始状态我们做些处理，把光标移到初始状态符号处，在右边窗口中输入梯形图（如图2－2），接下来的状态转移程序输入与第一部分相同。程序运行到X1为ON时（压力继电器敞开触点闭合）要求两个钻头同时开始工作，程序开始分支（如图2－2）。接下来输入并行分支，控制要求X1触点接通状态发生转移，将光标移到条件1方向线的下方，单击工具栏中的并列分支写入按钮或者按ALT+F8快捷键，使并列分支写入按钮处于按下状态，在光标处按住鼠标左键横向拖动，直到出现一条细蓝线，放开鼠标，这样一条并列分支线就被输入（如图2－3）。注意：在用鼠标操作进行划线写入时，只有出现蓝色细线时才可以放开鼠标，否则输入失败。并列分支线的输入也可以采用另一种方法输入，双击转移条件1弹出SFC符号输入对话框（如图2－4）。在图标号下拉列表框中选择第三行“==D”项，单击确定按钮返回，一条并列分支线被输入。并行分支线输入以后（如图2－5）所示。利用第一部分所学知识，分别在两个分支下面输入各自的状态符号和转移条件符号（如图2－6）。图中每条分支表示一个钻头的工作状态。两个分支输入完成后要有分支汇合。将光标移到步符号23的下面，双击鼠标弹出SFC符号输入对话框选择“==C”项，单击确定安扭返回（如图2－7）。继续输入程序，当两条并列分支汇合完毕后，此时钻头都已回到初始位置，接下来是工件旋转60度，程序见图2－7，输入完成后程序又出现了选择分支。将光标移到步符号27的下端双击鼠标，弹出的SFC符号输入对话框，在图标号下拉列表框中选择“--D”项，单击确定按钮返回SFC程序编辑区，这样一个选择分支被输入，（如图2－7）。如果利用鼠标操作输入选择分支符号，单击工具栏中的工具按钮或点击快捷键ALT+F7此时选择分支划线写入按钮呈按下状态，把光标移到需要写入选择分支的地方按住鼠标左键并拖动鼠标，直到出现蓝色细线时放开鼠标，一条选择分支线写入完成。继续输入程序（如图2－8），在程序结尾处，我们看到本程序用到了两个JUMP符号，在SFC程序中状态的返回或跳转