第4讲SFC指令与顺序控制PPT文档格式.ppt

1、步+该步工序中的动作或命令有向连接转换和转换条件SFC，如图4.1所示。步动作或命令转换条件转换有向线段图图4.1 状态转移图状态转移图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。我们看到SFC最核心的部分就是步、转换条件和转移方向，这三者就被称为SFC的三要素。步是系统所处的阶段（状态），根据输出量的状态变化划分。任何一步内，各个输出量状态保持不变，同时相邻的两步输出量总的状态是不同的。转移条件则是触发状态变化的条件，通常包括外部输入信号、内部编程原件触点信号、多个信号的逻辑组合等。图4.2所示是步与转移条件的示意

2、。图4.2 步与转移条件4.1.2 顺序控制设计法举例顺序控制设计法举例图4.3所示的是物块在输送带上移动的示意图。控制要求是物块在所示位置出发，输送带正转带动物件移动到右限位置，当物件碰到右限传感器时，传送带改变运行方向，输送带反转带动物件到达左限位置，停留在左限位置3秒，3秒后输送带正转物件又再次向右移动，到达输送带中间停止传感器处停下。图图4.3 物件移动示意图绍物件移动示意图绍 这个例子是FXTRN软件中E-6的要求，可以自己使用梯形图编程的方法来完成这个要求。由于物件前两次在输送带上移动经过停止传感器时都没有停下，而最后一次经过停止传感器时停下，因此用梯形图编程有一定的难度。这个例子

3、是典型的顺序控制，很容易用顺序控制法编程，而且刚才提到的同样是经过停止传感器却有不同操作的问题在顺序控制编程中却不是难题，为什么呢？等下我们编好程序就知道了。使用顺序控制法编程将这个控制要求分为几个工作状态（步），从一个工作状态（步）到另一个工作状态（步）通过满足转换条件来实现转移，即按照图4.1所示的状态图来实现这里的控制要求。我们设置一个启动按钮，给它分配一个输入点为X0，其它I/O分配按图4.2所示。图4.4左边是按照状态转移法的设计思路来绘制的状态转移图，再将这个图按照I/O分配加入具体的元件，就成了右边的SFC顺序功能图。这里S是状态寄存器，专门用于顺序功能图的编制，不用于状态存储时

4、，也可以当做普通辅助寄存器使用。FX2N系列PLC状态元件的分类及编号见表4.1所示。表4.1 FX2N系列PLC状态元件类别元件编号点数用途及特点初始状态S0S910用于状态转移图（SFC）的初始状态返回原点S10S1910多运行模式控制当中，用作返回原点的状态一般状态S20S499480用作状态转移图（SFC）的中间状态掉电保持状态S500S899400具有停电保持功能，用于停电恢复后需继续执行停电前状态的场合信号报警状态S900S999100用作报警元件使用 每个状态后面的输出线圈即为当进入该状态时要驱动的线圈，每个时刻只有一个状态称为工作状态，这时该状态所带的线圈得电动作。在该例子中每

5、个状态仅带了一个输出线圈，其实每个状态可以多个线圈并联。顺序功能图还有一个特点是不同状态可以输出同一个线圈！这也很好地解决了我们在梯形图编程时要避免出现的线圈多次输出的问题。初状态右移左移停留3S右移停止启动右限左限定时停止传感器S0S20S21S22S23S24X0X11X10T0X12Y11Y12T0Y12图4.4状态转移设计思路到SFC的实现好，这样我们的物件移动程序就编写完成了。咦，大家可能会奇怪了，这就编写好了吗，这样的图形可以写到PLC里面去吗？PLC是不能接受图形的，我们可以将图4.4右边的SFC图输入到编程软件中去，编程软件会将其自动转换为对应的梯形图，当然梯形图再经过转换成为

6、助记符语言最终下载到PLC中。4.2.1单流程结构编程方法单流程结构编程方法 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。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，这里以“双灯自动闪烁信号生成”为例，讲解SFC编程的入门。【

7、实例13】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。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4.4）的。根据三菱 PLC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。图4.5 梯形图和指令表初始状态符号转移条件符号方向线符号转移符号+目标号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4.6。图4.6 GX Develop编程软件窗口2、弹出

8、的创建新工程对话框见图4.7，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。选择FX2N（C）选 择FXCPU设置完成后点击确定按钮图4.7 新工程创建3、完成上述工作后会弹出如图4.8所示的块列表窗口。双击第0块图4.8 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

9、置对话框见图4.9。在此选择梯形图块图图4.9 块信息设置对话框块信息设置对话框 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4.9，在右边梯形图编辑窗口中输入启动初始状态的

10、梯形图。在编程中曾学到，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4.10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4.10 梯形图编辑窗口图4.11 梯形图编辑窗口图4.12 梯形图输入完毕窗口单击变换菜单，选择变换项编辑启动初始状态的梯形图双 击 程 序MAIN返回新工程编辑窗口需注意，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

11、能进行下一步工作，否则弹出出错信息。图图4.13 出错信息出错信息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4.12，返回块列表窗口见图4.8。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4.14，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4.15。在SFC程序编辑窗口中光标变成空心矩形。图图4.15 SFC程序编辑窗口境程序编辑窗口境”图图4.14 块信息设置块信息设置单击此处光标移到此处这里只能输入TRAN，不可以用SET S07、转换条件的编辑。SFC程序中的每一个状态或转移条

12、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4.15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4.15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

13、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4.16。图图4.16 SFC符号输入符号输入 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4.17。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

14、，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。没编辑时图标号前有句号（?）右边窗口灰色图图4.17 还没有编辑的状态步还没有编辑的状态步 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4.8），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。图图4.18 跳转符号输入号跳转符号输入号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

15、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4.18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4.19。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