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在GX-Developer环境下的SFC 图编程

作者：杨正勇刘欢日期：2014-02-25 16:49 来源：电子制作

0 引言
IEC1131 公布的IEC PLC 标准中，顺
序功能图（Sequential Function Chart）被定
为PLC 位居首位的编程语言。它是描述控
制系统的控制过程、功能和特性的一种图
形，是设计PLC 顺序控制程序的工具，是
一种通用的技术语言，体现了一种编程思
路。然而不少工程技术人员用顺序功能图
编程后，还要使用STL 指令或起保停电路
进行顺序控制梯形图来编辑，主要原因是
应用编程软件绘制SFC 图还不是很广泛，
不知如何绘制SFC 图。本文以全自动洗衣
机控制系统设计为例，采用三菱FX2N 系
统PLC 进行绘制SFC 图，叙述顺序功能图
绘制的方法和步骤。
1 全自动洗衣机控制系统设计
1.1 控制要求
全自动洗衣机的工作过程如下：接通
电源后，按下启动按钮，洗衣机开始进水，
当水位达到高水位时，停止进水并开始正
向洗涤。正向洗涤5s，暂停2s，然后开始反
向洗涤，反向洗涤5 s 后，暂停2s，如此反
复进行。当正向洗涤和反向洗涤满10 次
时。开始排水，当水位降到低水位时，开始
脱水，并且继续排水。脱水10s 后，就完成
一次从进水到脱水的大循环过程。然后进
入下一次大循环过程。当大循环次数满3
次时，洗完报警，报警10s 后结束全过程，
自动停机。
1.2 I/O 分配地址
根据系统动作要求，I/O 分配如下：
输入分配，启动和暂停按钮X0 ；高水位信
号X3 ；低水位信号X4。输出分配，进水电
磁阀Y0 ；电动机正转控制Y1 ；电动机反
转控制Y2 ；排水电磁阀Y3 ；脱水电磁离
合器Y4 ；报警蜂鸣器Y5。
1.3 程序根据系统动作要求及I/O 分配地址，
编写的程序见图1 ：
2 SFC 图的编辑
2.1 绘制SFC 图的准备工作
运行“GX-Developer”软件，创建新工
程，要求选择“PLC 系列”、“PLC 类型”、“程
序类型”以及“设置工程名”，注意“程序类
型”必须选SFC ；单击“确定”，出现一个对
话框，在该对话框中对“块标题”和“块类
型”进行定义，如图2 所示。由于编辑SFC
图时，首先在程序中必须用初始化脉冲
M8002 的常开触点作为转换条件，将初始
步预置为活动步，因此No0“块类型”中一
定要选择“梯形图块”，而No1“块类型”中
选择“SFC 块”。
2.2 初始化的编辑将光标移到图2 的No0，双击“块标
题”或“块类型”，于是出现一个梯形图编
程界面。将光标移到右边的编辑窗口，输
入M8002 常开触点，将S0 置位，并按F4
进行转换。
2.3 SFC 图框架的绘制
双击图2 中No1 中“块标题”或“块类
型”，就出现SFC 图编辑区（左边窗口）和
输出/ 转换条件程序编辑区（右边窗口）；
此时，程序自动给出初始步、有向连线（箭
头省略）、转换（与有向连线垂直的短划
线）等图形，无需我们绘制。接下来就可以
进行SFC 图整个框架的绘制了，具体操作
如下：
（１）将光标移到（4,1）并双击，出现如
图3 所示的SFC 符号输入界面，图标号为
“STEP”，默认指定号为“10”。因为SFC 的
通用状态步一定要从S20~S499 选择，一
般从S20 开始，并且从小到大进行标记，
所以应将“10”改为“20”，然后单击“确定”
或按“Enter”键，即完成了S20 状态步输
入。
（２）将光标移到（5,1）并双击，出现
SFC 符号输入界面，图标号为TR，无需改
变指定号数值，单击“确定”或按“Enter”
键，即完成转换条件输入。
（3）按照（1）、（2）中的方法，分别将
光标移到（7,1）、（8,1）、（10,1）、（11,1）、
（13,1）、（14,1）、（16,1）、（19,1）、（20,1）、
（22,1）、（25,1）、（26,1）等处，分别进行状态
步和转换条件的设定。注意在设置状态步
时，要将“STEP”的默认指定号“10”依次改
为“21~27”。
（4）将光标移到（17,1）并双击，出现
SFC 符号输入界面，见图4。选中选择性分
支开始符号“——D”后，点击“确定”或按
“Enter”键。这样选择序列分支的编辑输入
完毕。用同样的方法完成（23,1）处的编辑。
（5）将光标分别移到（18,1）、（18,2）、
（24,1）、（24,2）处，按照（2）中的方法完成
转换条件5、6、8、9 处的编辑。
（6）将光标移到(19，2) 并双击，会出
现SFC 符号输入界面，选择“JUMP”，输入
指定号“21”，即要跳转到的目标步，然后
单击“确定”或按“Enter”键。在有跳转返回
指向的目标步方框图中多出一个小黑点，
这说明该工序步是跳转返回的目标步。用
同样的方法完成（25,2）、（28,1）等处的跳
转，这样就完成了周期性循环工作的编
辑。至此，SFC 图框架的绘制基本完成，
如图5 所示。图中有“？”存在，表示还没
有对动作输出和转换条件进行编辑。
2.4 输出及转换条件
（1）将光标移到图5 中SFC 图编辑区
（左边窗口）初始步的“？ 0”处，就可在输
出程序编辑区（右边窗口）进行动作输出
的编辑。根据图1，在输出程序编辑区可输
入“ZRST C0 C1 ”，单击“确定”或按“Enter”
键，按F4 快捷键进行转换，转换后梯形
图则由原来的灰色变成亮白色，完成转换
后“？ 0”中的“？”消失。有的程序初始步
常设计为无输出，这时，无需编辑。该处的
“？”仍然存在。用同样的方法可完成通用
状态步“？ 20~ ？ 27”的动作输出的编辑。
注意每编辑完一个状态步的输出，一定要
按F4 快捷键进行转换。
（２）将光标移到图5 中SFC 图编辑
区（左边窗口）转换“？ 0”处，就可在右边
窗口进行编辑。根据图1，在右边窗口输入
“ld x0” 单击“确定”或按“Enter”键，然后
再输入“tran”，按“Enter”键。按F4 快捷键
进行转换。这时“？ 0”处的“？”消失，表示
转换条件输入完成。用同样的方法可完成
“？ 1~ ？ 10”转换条件的编辑。这样即完
成了所有的动作输出和转换条件的编辑，
生成如图6 所示的SFC 图。
2.5 程序变换
当所有SFC 程序编辑完后，点击变换
（编辑中所有程序），进行SFC 程序的变换
（编译），变换成功后就可以进行仿真实验
或写入PLC 进行调试了。
3 SFC 图编辑的优点
使用SFC 图编辑，无需再用STL 指令
或起保停电路进行顺序控制梯形图的编
辑，这样大大降低了编程的复杂性，减少
编程错误，缩短编程时间，提高了编程效
率，而且容易转换成所需要的形式；与传
统的梯形图编辑方法相比，无需复杂的互
锁电路，具有简单、直观、程序结构清晰、
规范、易于理解和检查的优点，尤其是当
设备发生故障时，较容易找出故障所在位
置。特别适合于多进程同时运行的控制对
象，利用它的并列、选择分支编程功能，能
较好地实现项目任务要求的顺序控制功
能。笔者在车用金属管类零件自动检测机
项目中得到了很好验证。
【参考文献】
[1] 廖常初.《PLC 基础及应用》. 北京：
机械工业出版社，2003 年4 月。
[2] 华满湘.《电气控制及PLC 应
用》. 北京：北京大学出版社，
2009 年9 月。
[3] 郑燕.《PLC 项目教程》. 北京：人
民邮电出版社，2010 年12 月。
【作者简介】
杨正勇（1968— ），男，湖南宜章人，
衡阳财经工业职业技术学院，副教
授，硕士，研究方向实训教学和自动
化应用技术的推广应用。