《SFC绘制方法》word版Word格式.docx
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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
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。
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
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