几种基于顺序功能图的编程方法的比较_顺序功能图常用的编程方法有哪三种

时间：2020-03-28 07:21:38　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：本文主要针对三菱FX2N系列PLC，通过具体的实例对几种基于顺序功能图（SFC）的编程方法进行比较，并做分析总结。　　关键词：三菱顺序功能图 PLC SFC
　　0 引言
　　PLC以其抗干扰能力强，编程较为容易在工控领域获得广泛应用。但对于毫无工控经验的PLC初学者来说上手还是有一定的困难。本文介绍的几种基于顺序功能图（SFC）编程思路的编程方法，对于缺乏继电器控制线路设计基础的PLC初学者来说更容易上手，能大大提高编程效率及正确率。
　　1 顺序功能图法
　　1.1 顺序功能图
　　顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC）是分析和设计电气控制系统顺控程序的重要工具，同时又是一种PLC编程语言。它主要由步、动作和转换组成。通过将一个复杂的顺控过程分解为一些小的工作步序，对每个工步的功能分别处理后再将它们依顺序连接，组合成整体的控制程序。它提供了一种组织程序的图形方法，体现了一种编程思路。主要表述为是由一个状态在满足一定的转换条件时转移到另一个状态。状态即为“步”。所以，顺序功能图也称为状态转移图。如图1-1所示。
　　1.1.1 步：步(Step)，在顺序功能图中用矩形方框表示，并用软元件(例如辅助继电器M 或状态寄存器S)来代表。与系统初始状态相对应的步称为“初始步”（用双线方框表示），系统正处于某一步的状态时，该步即为“活动步”。
　　1.1.2 动作：动作（Action），指PLC输出的状态或内部软元件的状态，每一步对应一个动作，或若干个动作的组合。相邻两步的动作一般不同。
　　1.1.3 转换：转换用于将相邻两步分隔开。当某步处于活动步且当前的转换条件满足时，转换发生效果，把当前步复位，并激活下一步为活动步。即使程序从一步走到另一步。
　　顺序功能图法编程就是用转换条件控制代表各步的软元件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的软元件去控制PLC的各输出继电器。
　　1.2 顺序功能图编程的注意事项
　　①两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换隔开。
　　②两个转换不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。
　　③初始步是必不可少的，无初始步，系统无法进入步状态。
　　④只有当某步的所有前级步都是活动步时，该步才有可能变成活动步。
　　⑤只有当前级步是活动步时，当前的转换才能起作用。
　　2 基于顺序功能图编程思路的几种编程方法
　　2.1 基于SFC的梯形图编程
　　顺序功能图法主要体现了一种编程思路，而这种编程思路可以通过使用不同的PLC指令来实现。以下是几种常见的编程方法：
　　2.1.1 “SET、RST”法：通过使用转换条件不断地将前状态复位，同时将当前状态置位的方法实现。如图2-1所示。
　　在M0状态时，满足转换条件X1，将M1状态置位，同时将M0状态复位。在M1状态时，满足转换条件X2，将M2状态置位，同时将M1状态复位。
　　2.1.2 “起、保、停”法：将活动步与转换条件作为下一个状态的启动信号，同时作为上一个状态的停止信号。与“SET RST”法类似，只是使用类似继电器的“起、保、停”线路完成状态切换。如图3-3所示。
　　2.1.3 移位指令法：使用移位指令，实现状态转移。如图3-4。使用若干个连续的软元件作为步代号，将活动步与转换条件作为移位指令的使能信号，当处在某活动步且当前转换条件满足，移位指令有效，ON状态由当前软元件移位到下一软元件，即进入下一状态。
　　2.2 SFC法
　　很多PLC编程软件都有特定的SFC编程模式，日系的如三菱、欧姆龙，国产的台达等。而这种编程模式更接近于直接绘制SFC图。可以通过选择方法绘制“步”“转换”“动作”“跳转”等部件组合成一套SFC程序。以三菱编程软件为例。其编制成的程序即如图2-4所示。其中“TRAN”为SFC编程特殊用指令，表示当左侧条件满足时执行转移，由当前“活动步”转换到下一“步”。但使用此种方法，必须使用特殊的状态软元件S，初始步的选择必须在S0～S9范围内。且必须设置一个LD（梯形图）块，用作SFC初始状态的启动。
　　3 几种方法的特点及比较
　　3.1 “SET RST”法和“起、保、停”法比较类似，是编程语言规律性比较强，它较好提现了SFC转换原则，由于涉及的指令较少，且所有PLC都有置复位指令以及编制起保停电路，所以此种方法具有一定的通用性。且由于涉及指令较少，编程简单，思路清晰，便于阅读。但用这种方法编程会使得梯形图中的程序比较长，从而造成较长的执行时间以及间接造成程序阅读修改的不方便。所以此种编程方法仅推荐用于小程序的编制。
　　3.2 移位指令法使用到特殊的移位指令，这就需要使用者对该条指令的应用较为熟悉。同时由于其移位的特性，造成单次只能编制单流程的顺序控制。如需要设计条件分支、汇合等需要分别使用多段分支的移位分别来完成，对于编程人员有相对较高的要求。所以此种方法仅推荐单流程小程序的编制，或具备一定编程基础人员来使用。
　　3.3 SFC法相对于前3种编程方式较为特殊，使用者无需掌握太多编程技巧就可以直接用“绘制”的方法来完成编程。甚至有的软件在程序主体界面都可以做成中文，几乎可以实现中文方式编程，这样对于使用者有较容易上手的优点，且很容易完成条件分支、跳转等功能。但此种方法受限于编程软件以及PLC品牌规格。会有部分软件及部分型号的PLC不支持SFC编程方式。所以此种编程方法应用于可以支持SFC语言的任意一款PLC，且对于编程人员基础要求较低，适合初学者。
　　4 总结
　　实际工作中遇到的编程自然会比本文所写的要复杂，而PLC的程序也有着许多巧妙的实现方法，本文所介绍的SFC法也并不是孤立的，SFC也可以与LD相结合进行使用。但顺序功能图作为一种编程思路，对动作流程较为复杂的顺控系统的程序编制，具有一定的普遍意义，可作为借鉴。
　　参考文献：
　　[1]王兆义.可编程控制器教程.北京.机械工业出版社.2006.
　　[2]FX2N编程手册.三菱自动化（中国）有限公司.2000.
　　[3]王照清.维修电工.北京.中国劳动社会保障出版社.2008.
　　[4]岳庆来.变频器、可编程序控制器及触摸屏综合应用技术.北京.机械工业出版社.2006.
　　作者简介：徐黎(1980-)，男，江苏苏州人，实验师，苏州工业职业技术学院任教师，从事电气方面的研究。

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