SFC编程方法在三菱GX Developer软件中的使用

【摘 要】本文利用三菱GX Deve1oper Version 8.34软件对三菱FX2N系列PLC进行SFC编程，以机械手编程实例介绍SFC编程方法。

【关键词】可编程序控制器（PLC）；SFC；GX Deve1oper Version 8.34

三菱可编程控制器常用的程序编辑方式主要有：指令表编程、梯形图编程、顺序功能图（SFC）编程等。指令表像程序语言，写法就像是敲命令，其操作简便，灵活性好，但其直观性差。梯形图编程即形象又便于理解，它来源于继电器逻辑控制系统的描述，因此，这种编程方式深受广大电气技术人员的欢迎。但梯形图程序内部的联锁、互动关系及其复杂，梯形图往往长达数百行，程序整体的直观性比较差，理解检查时相对困难。而状态流程图则以其直观简单、效率高等优点受工程人员青睐。另外，这种方法也为调试和试运行带来许多难以言传的方便。

一、顺序功能图

顺序功能图（SFC）（Sequential Function Chart）也称状态转移图、状态流程图，是用状态元件描述工步状态的工艺流程图。完整的SFC控制系统一般可分为若干个子系统模块，以实现的功能入手，使各模块的动作具有明确的含义，降低系统的繁杂度，提高程序设计的效率。

应用状态流程图（SFC）进行编程有如下特点：

（1）控制系统在设计时往往按动作的执行顺序建立有相应的系统模型，进行状态分配后SFC通过简单的设置便可在模型的基础上直接修改编程，从而减少了大量的设计时间。

（2）程序以功能为主线，条理清晰，便于程序的分工设计和检查调试，在运行调整及故障的检查过程中非常直观、方便，而不用检查整个冗长的梯形图程序。

（3）程序的可读性好，使用者容易理解全部动作过程，便于设备的维护和保养。

（4）不需要过多的考虑复杂互锁动作，更容易设计和维护系统。

二、状态流程图程序的编制

现代的发展趋势是控制系统的开发语言程序可读性好、易于理解、执行高效。SFC虽然有诸多优点，但部分软件及可编程控制器并不支持应用SFC直接编写用户程序，加之能熟练使用SFC直接编写程序的技术人员更不多。为此，本文以三菱PLC程序开发工具GX Developer Version 8.34版作为开发平台，三菱FX2N系列PLC为对象进行SFC程序编写方法的介绍。

三菱GX Developer Version 8.34简单易学，有友好的用户界面及完善的功能，可进行离线调试、网络监控等，下面以机械手控制程序为例进行SFC程序编程。

机械手工作过程：启动（原位）下降抓紧上升右行下降放松上升左行原位停止循环运行。

（1）选择“工程”菜单中“创建新工程”，弹出创建新工程的对话框。PLC系列选择“FXCPU”、PLC类型选择“FX2N”和程序类型选择“SFC”，设置工程名，如：路径D：＼，工程名称：机械手控制，单击“确定”进入块信息窗口（如图1）。

图 1 图 2

（2）双击No.0块标题，弹出块信息设置对话框。输入块标题，如：初始状态，块类型选择“梯形图块”，单击“执行”进入梯形图块编辑窗口。

（3）在右边梯形图编辑窗口或指令表窗口内开始输入程序，此程序用于设置程序的初始状态及接通初始步的条件（如图2）。

（4）选择“显示”菜单中“块列表显示”，显示块信息设置窗口，双击块号“No.1”，在“块信息设置”对话框中输入块标题：机械手控制。此时，应选择“SFC块”块类型，单击“执行”进入SFC编程窗口，此时程序会自动生成SFC的一个初始状态和状态转移条件。

图 3 图 4

（5）按照设计好的机械手控制状态转移图在SFC状态编辑框内输入各个状态和状态转移条件。双击“0”号状态下的转移条件下方空白处，弹出SFC符号输入窗口，在图标号中选择“STEP”， 写入步编号或使用系统默认步编号，单击 “确定”完成（如图3）。

（6）双击步下部的空白处，弹出SFC符号输入窗口，选择“TR”即转移条件，写入转移条件编号或使用系统默认编号，单击 “确定”完成（如图4）。

（7）若程序中有选择分支，双击步号状态下的转移条件处，弹出SFC符号输入窗口，在图标号中选择“--D”即选择状态转移，输入选择输出分支为1，即选择输出的分支数为2单击 “确定”完成，（如图5）

图 5 图 6

（8）若程序中需要执行跳转动作，可在跳转的位置上双击弹出SFC符号输入窗口，选择“JUMP”即跳转，并写入需要跳转到具体步的编号，单击 “确定”完成（如图6）。

（9）用相同的方法操作，逐步完成整个程序的状态转移图（如图7）。此时，我们只是完成状态转移图的构建，可以看到，未输入具体状态输出和转移条件的指令时，SFC中各步及转移条件均显示“？”。因此，接下来应完成具体的程序动作。

（10）单击SFC状态编辑框中的初始步“0”，在右方梯形图编辑框或指令表窗口中输入需运行具体的输出程序，本例中应直接输出Y1，输入完成后按下快捷键“F4”完成转换方可进人下一环节。

图 7 图 8

（11）单击SFC状态编辑框中的“0”号转移条件，在右方梯形图编辑框或指令表窗口中输入转移条件具体的程序，其中程序中“[TRAN]”语句为虚拟输出指令，用于连接对应的转移输出（如图8）。

（12）用相同的方法，逐步完成各状态及状态转移条件的具体动作程序。在编写“步”和“转移条件”及其具体的动作程序时，应注意其相应的功能需在光标处于适当的位置时方可进行编辑。

（13）程序输入完成后，需将SFC中各块的程序内容进行变换，选择“变换”菜单中“变换（编辑中所有程序）”，若此时程序中存在错误，则系统自动弹出错误提示框。

（14）将程序写入PLC后运行，此时通过SFC可清晰的监视到各个状态的执行情况（如图9）。至此，若没有错误则SFC的状态流程图程序编写宣告结束。

三、结束语

在工业生产实际应用广泛的顺序控制过程中，利用状态流程图来进行程序的编制，可以大大减轻程序设计的工作量，缩短系统设计的时间。在控制逻辑比较复杂的情况下，还可以在一个程序中使用多个独立的SFC流程（块），各流程结束后可返回本流程的初始状态，也可退出该流程进入别的流程。

参考文献：

[1]张万忠.可编程序控制器应用技术[M].化学工业出版社，2005

[2]钟肇新.可编程控制器原理及应用[M].华南理工大学出版社，2008

[3]平.三菱FX/Q系列PLC自学手册[M].人民邮电出版社，2009