顺序功能图的设计

顺序功能图的PLC程序设计简介顺序功能图（Sequential Function Chart，简称SFC）是控制系统中常用的一种图形化表达方式。

它是一种将时序控制方案表达为图形化模型的编程方式，具有直观性、简洁性、易维护性等优点。

PLC程序设计中，SFC也是最常用的编程方式之一。

本文将介绍如何使用SFC进行PLC程序的设计。

SFC原理SFC可以理解为PLC程序的另一种表达方式，它将PLC程序的执行过程分成了若干个步骤，从而使得程序的结构更加清晰，易于编写和维护。

SFC通常由以下几个部分组成：•起始步骤（Initial Step），标识SFC的开始。

•条件（Condition），用于描述在什么条件下执行该步骤。

常见的条件有：电机启动、传感器检测到信号等。

•过渡（Transition），用于描述当某个条件被满足时，进行步骤跳转。

常见的过渡有：满足条件跳转到下一个步骤、条件不满足跳转到上一个步骤等。

•动作（Action），用于描述当某个条件被满足时，需要执行的操作。

常见的动作有：下发指令、设置参数、控制设备等。

•结束步骤（Final Step），标识SFC的结束。

SFC设计步骤步骤一：确定程序流程在进行SFC程序设计之前，需要先确定程序的流程。

这个步骤需要结合实际情况，根据实际控制需求来决定程序的步骤和跳转条件。

例如，我们需要设计一个PLC程序实现螺杆机的自动化控制。

程序需要完成以下几个操作：1.检测到螺杆材料，启动送料机构，将螺杆送入加工区域。

2.启动加工机构，进行加工操作。

3.加工完成后，关闭加工机构。

4.将加工好的螺杆送出。

根据以上过程，我们可以分解成四个步骤，并确定它们的执行顺序。

步骤二：绘制程序SFC图绘制程序SFC图是进行SFC程序设计的关键一环。

在绘图时，需要将程序流程表达为一张有机结构的图。

以下是一个SFC图的示例。

START -> [检测信号] -> [启动送料机构] -> [启动加工机构] -> [检测信号] -> [关闭加工机构] -> [送出螺杆] -> END上图表示了一个PLC程序实现的过程。

顺序功能图方法顺序功能图（Sequence Diagram），是软件工程中用来描述对象之间的交互行为的一种图形化表示方法。

它主要由对象、消息和时间线三个要素构成。

顺序功能图可以帮助开发人员更好地理解和识别系统中的交互关系，从而进行系统设计、开发和维护。

顺序功能图通过描述对象之间的交互行为来展示系统中的流程和功能。

它以时间为轴，按照对象之间的交互顺序来表示系统运行过程中对象之间的消息传递。

在顺序功能图中，每个对象被表示为一个竖直的矩形，称为生命线（Lifeline），而对象之间的交互行为则以消息的形式呈现。

在顺序功能图中，消息可以分为同步消息和异步消息。

同步消息是指发送消息的对象暂停自己的执行，等待接收消息的对象完成对消息的处理后才能继续执行。

而异步消息则是指发送消息的对象不需要等待接收消息的对象的响应，即可继续执行自身的操作。

在顺序功能图中，事件可以被表示为一个水平的虚线，用来说明系统中一些重要的时间点，例如系统初始化、生成结果等。

时间线上的坐标表示系统运行的时间顺序。

顺序功能图可以呈现对象之间的交互流程，有助于开发人员理解系统中的交互关系，从而进行系统设计和开发。

它可以用来描述系统中的各个对象之间的交互过程，以及各个对象之间的消息传递。

通过顺序功能图，可以清晰地表示出系统的流程和功能，帮助开发人员更好地理解和把握系统的需求，从而实现系统设计和开发的有效性和可靠性。

开发人员可以使用各种工具来创建顺序功能图，例如UML工具、建模工具等。

在创建顺序功能图时，需要先定义对象、消息和时间线，然后按照系统的执行顺序，绘制对象之间的消息传递过程，最后在时间线上标记重要的时间点。

绘制完成后，可以对图形进行优化和调整，使其更加清晰和易于理解。

通过顺序功能图，开发人员可以更好地理解和识别系统中的交互关系，从而更好地进行系统设计和开发。

它可以帮助开发人员分析和评估系统的性能和可行性，从而实现系统的高效运行和稳定运行。

顺序功能图SFC顺序功能图（Sequential Function Chart，简称SFC）是一种用来描述控制程序的图形化编程语言。

它是根据电气工程师国际协会（International Electrotechnical Commission）标准IEC 61131-3定义的一种流程图。

SFC能够非常清晰地显示控制系统的逻辑和流程，并方便工程师进行调试和维护。

SFC的组成顺序功能图由若干不同的元素组成，这些元素可以按照特定的规则组合在一起，构成一个完整的控制程序。

以下是SFC中常见的元素：1.步骤（Step）：步骤是顺序功能图的最基本的组成单位，表示一个操作、功能或者动作。

步骤一般使用矩形来表示。

2.转变（Transition）：转变表示步骤之间的条件或者触发条件，用来决定程序是否继续执行或跳转到下一个步骤。

转变一般使用带箭头的线段来表示，箭头指向下一个步骤。

3.分支（Branch）：分支用来根据条件决定程序的执行路径。

分支可以有多个选择，每个选择都可以引导程序到不同的步骤。

分支一般使用菱形来表示。

4.迭代（Iteration）：迭代用来循环执行一组步骤。

迭代一般使用一个圆圈包含一组步骤的表示。

5.并行（Parallel）：并行表示多个步骤可以同时执行。

并行一般使用平行线段表示。

6.联结（Connect）：联结用来将多个SFC图连接起来，实现跨图的控制逻辑。

联结一般使用箭头和标签来表示。

SFC的编程规则为了能够正确地描述控制程序的逻辑，SFC遵循一定的编程规则：1.SFC程序从Step 0开始执行，然后按照转变的条件逐步执行。

转变可以是条件触发，也可以是时间触发。

2.每个步骤必须包含至少一个转变，否则程序将无法执行或者被卡死。

3.分支必须包含一个默认的转变，用来处理除了定义条件以外的情况。

4.迭代必须包含一个退出条件，否则程序将陷入死循环。

5.并行步骤中的每个步骤必须同时完成，否则将导致程序执行错误。

三菱plc顺序功能图三菱PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的工控设备，它可以通过编程来实现各种各样的控制功能。

顺序功能图是一种用于描述PLC控制过程的图形化编程语言，通过连接不同的函数块来实现控制逻辑的设计。

三菱PLC可以通过顺序功能图来实现复杂的控制功能。

下面我们以一个简单的自动化装配线的控制系统为例来介绍三菱PLC顺序功能图的设计步骤。

首先，我们需要确定自动化装配线的控制要求和功能。

在这个例子中，我们需要控制一个由传送带、机械手和移动平台组成的装配线。

通过顺序功能图，我们可以编写PLC程序来实现自动运行、零件检测、装配和故障处理等功能。

第二步，我们需要将自动化装配线的控制逻辑分解成不同的功能块。

在这个例子中，我们可以将控制逻辑分为输入处理、输出控制、运行控制和故障处理四个功能块。

第三步，我们开始编写PLC程序。

首先，我们需要定义输入和输出信号。

在这个例子中，输入信号可以是传感器的信号，输出信号可以是控制执行器的信号。

然后，我们可以通过连接不同的函数块来实现控制逻辑的设计。

在这个例子中，我们可以使用接触器、计时器、移位寄存器等函数块来实现输入处理、输出控制、运行控制和故障处理功能。

在输入处理功能块中，我们可以使用接触器函数块来检测传感器信号，并将其连接到相应的输出控制功能块。

在输出控制功能块中，我们可以使用接触器和计时器函数块来控制执行器的开关状态。

比如，当传感器信号为真时，我们可以通过接触器函数块将输出信号设置为高电平，从而控制执行器启动。

在运行控制功能块中，我们可以使用移位寄存器函数块来实现自动运行功能。

通过设置移位寄存器的位数和移位方向，我们可以控制装配线的运行顺序和速度。

在故障处理功能块中，我们可以使用接触器和计时器函数块来检测装配线的故障信号，并通过控制输出信号来进行相应的故障处理。

最后，我们需要进行调试和测试。

在调试过程中，我们可以通过监视PLC的输入和输出信号，以及查看操作面板上的状态指示灯来判断程序是否正常运行。

第二节顺序功能图（SFC）的种类与设计注意点1、单一流程的顺序功能图单一流程是指步与步之间单线相连，从起步到结束没有分支。

如上述的气动机械手搬运设备的顺序功能图就属于单一流程的SFC。

再如三个指示灯依序点亮的动作控制，其顺序功能图如图5-5所示。

它也属于单一流程的SFC。

图5-5 单一流程的SFC2、有条件分支的顺序功能图控制电路中会遇到按不同条件进行不同动作的要求，如装配流水线上根据正品与非正品进行不同的加工与包装；机械手根据抓取物品的类别移到相应的工作台，这些都属于有条件转移。

其顺序功能图会因此出现分支，如图5-6所示。

当步进点S20动作后，X1、X11哪一个移动条件存立，就执行那一个流程。

如果X1触点闭合，就执行S30、S31、S50步；如果X11触点闭合，就执行S40、S41、S50步。

图5-6 有条件分支的SFC3、有并行流程的顺序功能图在步进移动中，如果一个转移条件成立后，有两个或两个以上的步进回路同时被执行，这种方式称为并行流程。

如一台多钻头加工孔形的机械，工件到达台面后，不同钻头同时动作，这样的方式就是并行流程方式。

当每一个回路的功能都执行完成后，再汇合一点，执行下一个步进点。

其顺序功能图如图5-7所示。

在步进点S20被执行后，如果移动条件X1满足，则S30、S31回路与S40、S41回路同时执行，执行较快的回路须等待，必须每一个并行回路都执行完成后，同时条件X2满足，再执行S50步的动作。

图5-7 有并行流程的SFC4、流程之间跳跃转移顺序功能图允许流程之间相互跳跃，如图5-8所示。

当S20执行后，如果条件X1满足，就执行S21步；如果条件X4满足，就跳到另一个流程，执行S31步。

同理，当S32执行后，如果条件X13满足，就执行S33步；如果条件X5满足，就跳到另一个流程，执行S23步。

图5-8 流程之间跳跃转移5、顺序功能图在设计时的注意点：（1）一个分支流程最多只能使用8个分支步进点。