應用三菱GX Developer編程軟件編寫SFC順序功能圖的方法

本文轉載

作者：孫友

順序功能圖（Sequeential Function Chart）是一種新穎的、按工藝流程圖進行編程的圖形化編程語言，也是一種符合國際電工委員會（IEC）標准，被首選推薦地用於可編程控制器的通用編程語言，現在，在PLC的應用領域中得到廣泛的推廣和應用。

采用SFC進行PLC應用編程的優點是：

1、在程序中可以直觀地看到設備的動作順序。因為SFC程序是按照設備（或工藝）的動作順序編寫的，所以程序的規律性較強，容易讀懂，具有一定的可視性。

2、在設備發生故障時能很容易的找出故障所在位置。

3、不需要復雜的互鎖電路，更容易設計和維護系統。

根據國際電工委員會（IEC）標准，SFC的標准結構是：

步+該步工序中的動作或命令＋有向連接＋轉換和轉換條件＝SFC，參見圖1：

圖1

SFC程序的運行規則是：從初始步開始執行，當每步的轉換條件成立時，就由當前步轉為執行下一步，在遇到END時結束所有步的運行。

現在大多PLC制造公司，都為自己的工控產品提供了相關的編程軟件，以便利用計算機實現在線編程。三菱公司提供的編程軟件GX Developer（版本號8.34）中，就提供了SFC編程方法，但由於相關書籍和學習資料跟不上，致使很多初學者不知道如果用該軟件來進行SFC編程，這給廣大的初學者學習PLC應用編程帶來了不便。這里，我們根據自己學習和掌握的知識，依據三菱公司提供的編程手冊，講解如何利用GX Developer軟件來進行SFC的編程，為初學者掌握SFC編程方法，提供一個入門的機會。

一、單流程結構編程方法

單流程結構是順序控制中最常見的一種流程結構，其結構特點是程序順着工序步，步步為序的向后執行，中間沒有任何的分支。掌握了單流程的SFC編程方法，也就是邁進了SFC的大門。這里，我們以“雙燈自動閃爍信號生成”為例，講解SFC編程的入門。

例題：雙燈自動閃爍信號生成。要求：在PLC上電后，其輸出Y0和Y1各以一秒鍾的時間間隔，周期交替閃爍。本例梯形圖和指令表見圖2。

在GX Developer中，一個完整的SFC程序是由初始狀態、有向線段、轉移條件和轉移方向等內容組成（見圖3）的，所以，我們的編程就是完整的獲得這幾個組成部分。

根據PLC的教程規定，SFC程序主要由初始狀態、通用狀態、返回狀態等幾種狀態來構成，但在編程中，這幾個狀態的編寫方式是不一樣的，這需要注意。SFC程序從初始狀態開始，所以，編程的第一步是給初始狀態設置合適的啟動條件。本例中，梯形圖的第一行表示的是如何啟動初始步，在SFC程序中，初始步的啟動采用梯形圖方式。

下面開始軟件中的程序輸入。

圖2閃爍信號梯形圖和指令表

圖3閃爍信號SFC程序

1、啟動GX Develop編程軟件，單擊“工程”菜單，點擊創建新工程菜單項或點擊新建工程按鈕見圖4。

圖4 GX Develop編程軟件窗口

2、彈出的創建新工程對話框見圖5中，要對三菱系列的CPU和PLC進行選擇，以符合對應系列的編程代碼，否則容易出錯。這里講述的主要是三菱FX2N系列的PLC，所以，需做如下幾個項目的選擇和輸入：

a.在PLC系列下拉列表框中選擇FXCPU；

b.在PLC類型下拉列表框中選擇FX2N（C）；

c.在程序類型項中選擇SFC；

d.在工程設置項中設置好工程名和保存路徑

完成上述項目后之后點擊確定。

圖5新工程創建

3、完成上述工作后會彈出如圖6所示的塊列表窗口。

圖6塊列表窗口

按圖中所示，雙擊第零塊。

4、雙擊第零塊或其它塊后，會彈出塊信息設置對話框見圖7。

圖7塊信息設置對話框

這里，是對塊編輯進行類型進行選擇的進入窗口，有兩個選擇：SFC塊和梯形圖塊。

在編程理論中我們學到，SFC程序由初始狀態開始，故初始狀態必須激活，而激活的通用方法是利用一段梯形圖程序，且這一段梯形圖程序必須放在SFC程序的開頭部分。同理，在以后的SFC編程中，初始狀態的激活都需由放在SFC程序的第一部分（即第一塊）的一段梯形圖程序來執行，這是需要注意的一點。所以，在這里應點擊梯形圖塊，在塊標題欄中，填寫該塊的說明標題，也可以不填。

5、點擊執行按鈕彈出梯形圖編輯窗口見圖8，在右邊梯形圖編輯窗口中輸入啟動初始狀態的梯形圖。

在編程理論中曾學到，初始狀態的激活一般采用輔助繼電器M8002來完成，也可以采用其它觸點方式來完成，這只需要在它們之間建立一個並聯電路就可以實現。本例中我們利用PLC的輔助繼電器M8002的上電脈沖使初始狀態生效。

在梯形圖編輯窗口中單擊第零行輸入初始化梯形圖如圖9所示，輸入完成單擊“變換”菜單選擇“變換”項或按F4快捷鍵，完成梯形圖的變換。

圖8梯形圖編輯窗口

圖9梯形圖編輯窗口

圖10梯形圖輸入完畢窗口

需注意，在SFC程序的編制過程中每一個狀態中的梯形圖編制完成后必須進行變換，才能進行下一步工作，否則彈出出錯信息。

圖11出錯信息

6、在完成了程序的第一塊（梯形圖塊）編輯以后，雙擊工程數據列表窗口中的“程序”\“MAIN”見圖10，返回塊列表窗口見圖6。雙擊第一塊，在彈出的塊信息設置對話框中塊類型一欄中選擇SFC見圖12，在塊標題中可以填入相應的標題或什么也不填，點擊執行按鈕，彈出SFC程序編輯窗口見圖13。在SFC程序編輯窗口中光標變成空心矩形。

圖12 塊信息設置

圖13 SFC程序編輯窗口

7、轉換條件的編輯。

SFC程序中的每一個狀態或轉移條件都是以SFC符號的形式出現在程序中，每一種SFC符號都對應有圖標和圖標號，現在輸入使狀態發生轉移的條件。

在SFC程序編輯窗口將光標移到第一個轉移條件符號處（如圖13所標注）並單擊，在右側將出現梯形圖編輯窗口，在此中輸入使狀態轉移的梯形圖。讀者從圖13中可以看出，T0觸點驅動的不是線圈，而是TRAN符號，意思是表示轉移（Transfer），這一點提請注意。在SFC程序中，所有的轉移都用TRAN表示，不可以采用SET＋S□語句表示，否則將告知出錯。

對轉換條件梯形圖的編輯，可按PLC編程的要求，按上面的敘述可以自己完成，需注意的是，每編輯完一個條件后應按F4快捷鍵轉換，轉換后梯形圖則由原來的灰色變成亮白色，完成轉換后再看SFC程序編輯窗口中1前面的問號（？）會消失。

8、通用狀態的編輯。

在左側的SFC程序編輯窗口中把光標下移到方向線底端，按工具欄中的工具按鈕或單擊F5快捷鍵彈出步序輸入設置對話框見圖14。

圖14 SFC符號輸入

輸入步序標號后點擊確定，這時光標將自動向下移動，此時，可看到步序圖標號前面有一個問號（？），這是表明此步現在還沒進行梯形圖編輯，同時右邊的梯形圖編輯窗口呈現為灰色也表明為不可編輯狀態，見圖15。

下面對通用工序步進行梯形圖編程。將光標移到步序號符號處，在步符號上單擊后右邊的窗口將變成可編輯狀態，現在，可在此梯形圖編輯窗口中輸入梯形圖。需注意，此處的梯形圖是指程序運行到此工序步時所要驅動哪些輸出線圈，在本例中，現在所要獲得的通用工

圖15 還沒有編輯的狀態步

序步20是驅動輸出線圈Y0以及T0線圈，參見圖2程序梯形圖和指令表。

用相同的方法把控制系統一個周期內所有的通用狀態編輯完畢。需說明的是，在這個編輯過程中，每編輯完一個通用步后，不需要再操作“程序”\“MAIN”而返回到塊列表窗口（見圖6），再次執行塊列表編輯，而是在一個初始狀態下，直接進行SFC圖形編輯。

9、系統循環或周期性的工作編輯。

SFC程序在執行過程中，無一例外的會出現返回或跳轉的編輯問題，這是執行周期性的循環所必須的。要在SFC程序中出現跳轉符號，需用或（JUMP）指令加目標號進行設計。

現在進行返回初始狀態編輯見圖16所示。輸入方法是：把光標移到方向線的最下端，按F8快捷鍵或者點擊按鈕，在彈出的對話框中填入要跳轉到的目的地步序號，然后單擊確定按鈕。

圖16 跳轉符號輸入

說明：如果在程序中有選擇分支也要用JUMP+“標號”來表示。

當輸入完跳轉符號后，在SFC編輯窗口中我們將會看到，在有跳轉返回指向的步序符號方框圖中多出一個小黑點兒，這說明此工序步是跳轉返回的目標步，這為我們閱讀SFC程序也提供了方便，參見圖18。

10，程序變換。

當所有SFC程序編輯完后，我們可點擊變換按鈕進行SFC程序的變換（編譯），如果在變換時彈出了塊信息設置對話框，可不用理會，直接點擊執行按鈕即可。經過變換后的程序如果成功，就可以進行仿真實驗或寫入PLC進行調試了。

如果想觀看SFC程序所對應的順序控制梯形圖，我們可以這樣操作：點擊工程\編輯數據\改變程序類型，進行數據改變（見圖19）。

圖18 完整的SFC程序

圖19數據變換

執行改變數據類型后，可以看到由SFC程序變換成的梯形圖程序見圖20。

圖20 轉化后的梯形圖

小結：以上介紹了單序列的SFC程序的編制方法，通過學習，我們已經基本了解了SFC程序中狀態符號的輸入方法。需要強調的是兩點：（1）在SFC程序中仍然需要進行梯形圖的設計；（2）SFC程序中所有的狀態轉移需用TRAN表示。