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1、应用三菱GX Developer编程软件编写SFC顺序功能图的方法 顺序功能图（Sequeential Function Chart）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（IE
2、C）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，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GX Developer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GX De
3、veloper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，而PLC编程就是
4、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。 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F
5、X2N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
6、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“
7、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
8、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。
9、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Y
10、0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
11、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
12、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
13、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
14、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21）所示。打开GX developer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22），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
15、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22）。 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23）。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24） 。 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
16、被输入。并行分支线输入以后（如图25）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26）。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27）。 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27，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
17、入，（如图27）。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28），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都用JUMP符号表示，因此在SFC程序中 符号可以多次使用，只须在JUMP符号后面加目的标号即可达到返回或跳转的目的。 继续输入程序（如图28），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都用JUMP符
18、号表示，因此在SFC程序中 符号可以多次使用，只须在JUMP符号后面加目的标号即可达到返回或跳转的目的。 以上我们完成了整个程序的输入。如果我们双击JUMP符号弹出的SFC符号输入对话框中，我们会看到步属性下拉框处于激活 状态而且两个选项分别是无和R，当我们选择R时，跳转符号由 变为 ，R表示复位操作，意思是复位目的标号处的状态继电器。利用R的复位作用我们可以在系统中增加暂停或急停等操作。小节：以上我们对多流程结构的编程方法做了介绍，结合第一部分的学习的方法，在右边输入梯形图也非常简单。本部分主要是对选择分支、并列分支、并行汇合符号的输入方法做了详细介绍，几种输入方法都要掌握，在编程操作时我们
19、可以利用输入最快的方法来提高效率，为了快速高效的编制SFC程序，可尽量使用键盘操作。人皆见花深千尺，不见明台矮半截基于GPPW软件的PLC顺序功能图绘制与仿真 胡乾坤 （黄淮学院电子科学与工程系，463000）摘要：以人行道红绿灯控制为例，介绍了在三菱GPPW软件中绘制多流程结构SFC图的方法、步骤和注意问题，指出了利用三菱GX-Simulator实现在GPPW中离线仿真的途径和办法。关键词：GPPW；SFC；仿真中图分类号：571.6+1 文献标识码：B文章编号：1004-0420(2010)03-0023-03 0引言顺序功能图（Sequential Function Chart简写为SF
20、C）是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是描述顺序控制过程的一种有效工具。利用顺序功能图并结合步进顺控指令来编写顺序控制梯形图已经成为当前PLC 梯形图设计的主要方法1。三菱PLC 的SFC图的绘制可在GX Developer（GPPW）软件中实现。但笔者根据近几年的教学经历以及搜索网上资料发现，目前对于SFC图绘制和仿真的应用资料介绍的相对较少，特别对于多流程结构的SFC图更是少之又少。笔者结合具体实例，重点介绍三菱多流程结构SFC图的绘制方法和软件仿真实现，希望能给大家的学习提供一定的参考。1应用实例：按钮人行道红绿灯控制按钮人行道红绿灯控制在城市交通指挥控制中有着广泛应用，其
21、控制要求如图1所示。根据控制要求及其过程分析，我们很容易设计出它的按钮人行道控制顺序功能图2，见图2。从图2中可以看出，此顺序功能图为多流程结构（并行分支结构），同时该结构中又有跳转和计数循环（S33向S32跳转，通过C0实现5次循环）。需要强调说明一点的是：在GX Developer软件绘制出来的SFC图和图2所示的是有区别的，参见图5。图1按钮人行道红绿灯控制要求图2 按钮人行道红绿灯控制SFC2顺序功能图（SFC）绘制3-4 三菱PLC编程软件主要有GPPW(GX Developer)和FXGPWIN。FXGPWIN主要用于三菱FX系列PLC编程，而GPPW能够适用于三菱Q、A、FX等所
22、有系列PLC编程,所以后者安装应用较多。本文以图2所示的SFC为例，介绍在GX Developer软件中进行SFC绘制的步骤和方法。2.1 SFC文件创建GX Developer软件运行后，点击【工程】中的“创建新工程”，在“创建新工程”对话框中选定好“PLC系列”，“PLC类型”和“程序类型”后，点击“确定”。注意：程序类型一定要选SFC。如图3所示。图3 SFC文件创建2.2 定义“块标题”和“块类型” 绘制SFC图需要先定义“块标题”和“块类型”。见图4。图4 块标题和块类型（1）初始块：从开始处到初始状态（图2中从最上端到S0处）。初始块的块类型一定是梯形图，否则程序运行会出错。（2）
23、SFC块：从初始状态开始的整个控制块（图2中S0处以后部分）。SFC块的块类型为SFC。2.3SFC整体结构的绘制定义好2.2中的两部分内容后，双击图4中块标题1，进入SFC图编辑区和运行输出/转移条件程序编辑区。在GX Developer SFC图编辑区中绘制SFC图符号有两种方法：划线写入和非划线写入。划线写入是直接移动鼠标方式进行如选择分支写入、并行分支写入等，优点是快捷高效。非划线写入是基于对话框方式，需要进行选择回答后自动绘制，所以写入时比较慢，没有第一种方法灵活。按钮人行道红绿灯控制在GX Developer中绘制的SFC如图5所示。对照图5，绘制过程如下：图5 GX Develo
24、per中绘制中SFC图（1）将光标移至（3，1），点击SFC符号工具栏中按钮，水平拖动鼠标适当距离（本文中水平移动1个距离）输入并行分支线。（2）接着在（4，1）处，点击SFC符号工具栏中按钮，输入S21状态框。（3）接着在（5，1）处，点击SFC符号工具栏中按钮，输入转换条件线。（4）按照（2）（3）中方法，分别将光标移至（7，1）、（8，1）、（10，1）、（4， 2）、（5，2）、（7，2）、（8，2）、（10，2）、（11，2）（13，2）处，分别输入S22、S23、S30、S31、S32、S33的状态框和相应转换条件线。（5）将光标移至（14，2）处，点击SFC符号工具栏中按钮，水平
25、拖动鼠标适当距离（本文中水平移动1个距离）输入选择分支线。（6）分别将光标移至（15，2）（15，3）处，按照（3）中方法，输入转换条件线6、7。（7）将光标移至（16，2）处，按照（2）中方法，输入S34的状态框。（8）将光标移至（16，3）处，点击SFC符号工具栏中按钮，输入跳转符号S32。非连续状态转移（即跳转处理）一定先画选择分支线，再画转移条件，最后画跳转和跳转的具体状态步（步符号）。（9）将光标移至S23状态框的下面一行，点击，向下拖动光标至（16，1）即画出一条竖线。竖线长短视第二分支的长度来定，否则画汇合分支时会出现问题。（10）将光标移至（17，1）处，点击按钮，水平拖动鼠标
26、适当距离（本文中水平移动1个距离）画出并列合并线。(11)将光标依次移至（18，1）（19，1）处，按照上述讲到的方法画出转移条件线8和跳转符号（跳转步号为0）。至此整个SFC图的结构已经绘制完毕。2.4状态框的标记状态框的标记需要注意两个问题。(1)SFC的起始状态要从S0S9选择初始状态；(2)SFC的通用状态一定要从S20S499选择，通常从S20开始，并且按照从小到大进行标记。首次绘制状态框时，点击后会自动出现一个对话框，输入需要填入的步号即可；重新编辑状态框标记，要双击对应的状态框，然后修改原来的步号。整个状态框标记见图5中所示。2.5运行输出/转移条件程序编写运行输出/转移条件程序
27、编写是为了确定SFC中的每步输出动作及各步的转移条件。其编写的正确与否关系到SFC能否正常运行。(1)将光标移至图4中块标题N0.0块（初始块）双击后，打开一个梯形图编辑界面，输入如下的指令：LD M8002；SET S0；然后按F4转换，把灰色背景变成白色。(2)将光标移至图4中块标题N0.1块（按钮人行道控制）双击后重新进入SFC编辑界面，在SFC编辑界面下，选中S0状态框，在运行输出/转移条件程序编辑区（界面中右侧部分），输入相应的梯形图，然后按F4转换。S0状态的输出梯形图如图6所示。图6 S0对应的梯形图（动作输出） 图7转移条件0处程序（3）用同样的方法可以依次输入各个状态步相应的
28、梯形图程序。 （4）在SFC图标编辑区，将光标定位在（2，1）处即图2中转移条件线0，然后在运行输出/转移条件程序编辑区，输入相应的转移条件梯形图，最后按F4转换；转移条件线0处的梯形图程序如图7所示。（5）用同样的方法可以输入其它各个转换条件程序。2.6几点注意的问题（1）从图2和图5中SFC图比较可看出，在GX Developer中绘制的SFC和一般教科书上绘制的SFC是有区别的：GX Developer中绘制的转移线（即转移条件），在相邻步之间只画一个；另外，SFC图绘制和对应各步输出程序和转移条件程序在GX Developer中是分开编辑的。（2）如果转换条件有多个，如图2中S0到S2
29、1、S30的转换条件，S33到S32跳转条件等。在GX中绘制时只能画一条标志线（见图5中的转移线0、7），因此在GX右侧梯形图编辑区输入时，需要将0处的X0/X1两个常开触点并联，而在7处是将T5的常开触点和C0的常闭触点串联。图7是图4中0线的转移条件梯形图。（3）每步动作输出和每个转移条件编辑完成后，都要按F4进行变换，所有工作编辑完成后还要进行全变换（按Alt+Ctrl+F4，GX软件自动编辑所有程序），如果全变换没有出错，说明SFC的绘制工作全部完成，整个程序运行没有问题，可以进行随后的仿真或运行控制。3仿真软件的离线仿真功能能够让学习者在没有PLC 硬件设备的情况下自己练习编程,而且
30、很快就可以知道自己编制的程序是否正确，把抽象的程序变得形象化,更加容易理解，提高了学习效率。正确实现三菱PLC离线仿真，必须首先要安装仿真软件。即安装GX-Simulator。本文用GX-Simulator-6 中文版+GX Developer 8.52E(简体中文版)实现PLC编程和仿真。当前面所有工作完成后，点击工具菜单栏下“梯形图逻辑测试启动/结束”按钮，经过PLC写入后（需稍等），然后在右侧编辑区点击右键，选中“软元件测试”后就进入软元件测试对话界面，在软元件编辑区输入X0或者X1,再点击“强制ON”后确定，这时在SFC编辑区就可以看见各个状态步和转移条件运行情况。当再次点击后，仿真结束。4结束语PLC学习需要熟练掌握基本指令、步进指令后，再掌握功能指令，编起程序来就变化无穷，得心应手。为了达到上述目的和及时观察程序的正确性，需要在软件上进行各种形式和结构的编程和仿真练习，熟练地学会软件编程和仿真的各种技巧和方法。