应用三菱GX Developer编程软件编写SFC顺序功能图的方法

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作者：孙友

顺序功能图（Sequeential Function Chart）是一种新颖的、按工艺流程图进行编程的图形化编程语言，也是一种符合国际电工委员会（IEC）标准，被首选推荐地用于可编程控制器的通用编程语言，现在，在PLC的应用领域中得到广泛的推广和应用。

采用SFC进行PLC应用编程的优点是：

1、在程序中可以直观地看到设备的动作顺序。因为SFC程序是按照设备（或工艺）的动作顺序编写的，所以程序的规律性较强，容易读懂，具有一定的可视性。

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时，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GX Developer（版本号8.34）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，这给广大的初学者学习PLC应用编程带来了不便。这里，我们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。掌握了单流程的SFC编程方法，也就是迈进了SFC的大门。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：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，所以，我们的编程就是完整的获得这几个组成部分。

根据PLC的教程规定，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是不一样的，这需要注意。SFC程序从初始状态开始，所以，编程的第一步是给初始状态设置合适的启动条件。本例中，梯形图的第一行表示的是如何启动初始步，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。

图2闪烁信号梯形图和指令表

图3闪烁信号SFC程序

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。

图4 GX Develop编程软件窗口

2、弹出的创建新工程对话框见图5中，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，需做如下几个项目的选择和输入：

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。

图5新工程创建

3、完成上述工作后会弹出如图6所示的块列表窗口。

图6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。

图7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。

图8梯形图编辑窗口

图9梯形图编辑窗口

图10梯形图输入完毕窗口

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，才能进行下一步工作，否则弹出出错信息。

图11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。

图12 块信息设置

图13 SFC程序编辑窗口

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。

图14 SFC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

图15 还没有编辑的状态步

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。

图16 跳转符号输入

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）。

图18 完整的SFC程序

图19数据变换

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。

图20 转化后的梯形图

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。