应用三菱 G X D e v e l o p e r 编程软件编写 S F C 顺序功能图的方法 孙 应用三菱 G X D e v e l o p e r 编程软件编写 S F C 顺序功能图的方法 孙 友友 顺序功能图（Sequeential Function Chart）是一种新颖的、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，被首选推荐地用于可编程控制器 的通用编程语言，现在，在 PLC 的应用领域中得到广泛的推广和应用。 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。因为 S F C 程序是按照设备（或工艺）的 动作顺序编写的，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S F C ，参见图 1 ： 图 1 SFC 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时，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 P L C 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 GX Developer（版本号 8.34）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，这给广大的初学者学习 PLC 应用编程带来了不便。这里，我们根据自己学习和 掌握的知识， 依据三菱公司提供的编程手册， 讲解如何利用 GX Developer 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。 掌握了单流程的 SFC 编程方法， 也就是迈进了 SFC 的大门。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：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 GX Developer 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，所以，我们的编程就是完整的获得这几个组成部分。 根据 PLC 的教程规定，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是不一样的，这需要注意。SFC 程序从初始状态 开始，所以，编程的第一步是给初始状态设置合适的启动条件。本例中，梯形图的第一行表 示的是如何启动初始步，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。 图 2 闪烁信号梯形图和指令表 图 3 闪烁信号 SFC 程序 1、启动 GX Develop 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。 图 4 GX Develop 编程软件窗口 2、弹出的创建新工程对话框见图 5 中，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， 需做如下几个项目的选择和输入： 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。 图 5 新工程创建 3 、完成上述工作后会弹出如图 6 所示的块列表窗口。 图 6 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。 图 7 块信息设置对话框 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。 图 8 梯形图编辑窗口 图 9 梯形图编辑窗口 图 1 0 梯形图输入完毕窗口 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。 图 1 1 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。 图 12 块信息设置 图 13 SFC 程序编辑窗口 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 SETS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。 图 14 SFC 符号输入 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 图 15 还没有编辑的状态步 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。 图 16 跳转符号输入 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。 1 0 ，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） 。 图 1 8 完整的 SFC 程序 图 1 9 数据变换 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。 图 20 转化后的梯形图 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。