大部分的工業控制系統都是順序控制系統，所謂順序控制系統，通俗來講，就是在整個控制過程中，确定系統應該先做什麼，再做什麼，最後做什麼，即将整個生産過程按順序進行步驟化，每個步驟對應一個控制任務，各個步驟之間都有轉移方向與轉移條件。

基于順序控制系統的任務可以步驟化的特點，各種品牌PLC都開發了與順控程序有關的指令。而順序功能圖(SFC)亦是順控程序設計的一種圖形語言，用于描述控制流程功能和特性，如下圖18-1為一簡單的SFC示例圖。

圖18-1

啥?圖18-1看不懂?看不懂就對了，因為這篇文章就是要讓大家如何看懂它的!

相信大家已經開始摩拳擦掌，迫不及待了吧，那麼，廢話不多說，我們開始這次的學習分享吧!

順序功能圖，即SFC，又稱狀态轉移圖或功能表圖。它是用狀态繼電器(S)來描述工步狀态的工藝流程圖，由狀态步、有向連線(轉移方向)、轉移條件、以及命令和動作組成。

(1)狀态步

狀态步，又稱步或狀态，指控制系統的一個工作狀态，可分為初始狀态步和一般狀态步，如圖18-2所示。

圖18-2

狀态步用狀态框表示，框内為狀态繼電器編号，這些編号可連續，也可不連續。

其中初始狀态步用雙線矩形框表示，是SFC的第一個狀态步，即系統等待啟動命令的狀态。一般狀态步用單線矩形框表示，除初始狀态步之外，其他均為一般狀态步。

這些狀态步一旦被激活，就處于活動狀态，其中的動作和命令均得到執行。顯然，未被激活的狀态步，其命令與動作不能被執行。在SFC中，下一個狀态被激活時，前一個狀态必須要關閉。例如下圖18-3所示，當S20狀态步被激活，裡面的指令均得到執行，此時初始步S0已被關閉。

圖18-3

這裡要注意是，雖然狀态繼電器編号可連續，也可不連續，但還是有相關的規定，如下圖18-4所示。S0～S9為初始狀态專用，S10～S19為IST指令專用，S20～S899為一般狀态通用，所以一般狀态使用的狀态繼電器最小編号為20。

圖18-4

(2)有向連線(轉移方向)

有向連線是指兩個狀态之間的連線，表示了狀态的轉移方向，其方向一般默認為從上到下，所以表示從上到下的有向連線的箭頭可省略。除此之外，其他的有向連線一般需帶箭頭，如下圖18-5所示。

圖18-5

圖18-5所示，左邊為順序功能圖，右邊為軟件中的SFC圖，狀态S0與S20之間有向連線的箭頭已省略，狀态S20跳轉到狀态S0的有向連線帶有箭頭。

(3)轉移條件

轉移條件，在SFC中用短劃線表示，如下圖18-6所示。狀态與狀态之間的轉移，必須在條件滿足的情況下才可以進行。例如圖18-5中的狀态S20要轉移到狀态S21，X2就必須接通。轉移條件不一定是單個觸點，也可以是一段程序。

圖18-6

(4)命令和動作

這裡的命令與動作，是指每一個狀态中的命令與動作，即每一個狀态的控制要求以及完成該要求對應的程序。命令與動作用相應的文字符号寫在狀态框的旁邊，并用直線與狀态框連接，如下圖18-7所示。

圖18-7

綜上，狀态步、有向連線(轉移方向)、轉移條件以及命令與動作是SFC的基本要素，其總的示例如下圖18-8所示。至此，能否看懂圖18-1，我想，大家應該心裡有數了吧。

圖18-8

但，知道了SFC有哪些組成部分，顯然還不足夠讓大家能完全看懂SFC，例如圖18-1中的分支是怎麼回事。所以，接下來我們再一起看看，SFC的基本結構有哪些吧!

(1)單流程結構

順序功能圖中，最簡單的結構是單流程結構，即有向連線沒有分支線，為單一線段，如下圖18-9所示。在單流程SFC中，狀态的激活由初始狀态開始，從上到下依次進行，在整個控制過程中，除轉移瞬間(在此過渡期間，兩個狀态同時處于活動狀态)，隻能有一個狀态步處于激活狀态，其命令和動作正在被執行。

圖18-9

SFC中除了比較簡單的單流程SFC外，還有分支SFC，即有向連線出現兩個或兩個以上的分支。那麼，我們一起來看看分支SFC有哪些吧。

(2)選擇性分支與彙合結構

所謂選擇性，是指在各個分支中，隻能有一條分支流程被選擇，即多選一。如下圖18-10所示，左邊為有選擇性分支與彙合的順序功能圖，右邊為軟件中的SFC示例圖。

在單流程向選擇性分支轉移時，根據轉移條件是否成立，隻能向其中一個分支進行轉移。若此時X2接通，S20向S22轉移，S22被激活，同時S21、S23保持非活動狀态。

圖18-10

同理，選擇性彙合是指多個選擇性分支流程彙合成單流程時，隻能有一個分支被轉移，如圖18-10中的S21、S22、S23隻能有一個被轉移到S30。

(3)并行性分支與彙合結構

所謂并行性，是指在各個分支中，它們的轉移條件相同，全部分支流程均被選擇。如下圖18-11所示，左邊為有并行性分支與彙合的順序功能圖，右邊為軟件中的SFC示例圖。

在單流程向并行性分支轉移時，根據轉移條件是否成立，向所有分支進行轉移。若此時X0接通，S21、S22、S23同時被激活，先後被掃描。

圖18-11

同理，并行性彙合是指多個并行性分支流程都已完成且轉移條件成立後，同時彙合成單流程，如圖18-11中的S21、S22、S23全部完成，X1接通，流程轉移到S30，S30被激活。

SFC除了單流程結構和分支結構外，還有幾個特殊結構，即跳轉、重複以及循環。

(3)跳轉、重複以及循環

SFC中跳轉，類似于功能指令中的CJ，即跳過中間的部分狀态，直接向其他狀态轉移，可分為轉移和分離兩種情況，如下圖18-12所示。

圖18-12

當跳轉可以在流程自身中進行，即圖18-12中左圖所示，若X10接通，流程轉移到S31，跳過S21、S30。

另外，跳轉也可以在兩個SFC流程之間進行，稱為分離。如圖18-12中右圖所示，若X10接通，本流程停止執行，轉移到另一個流程中的狀态S52。

重複是指流程中的某幾個狀态被重複執行，即向前跳轉，當被重複執行的狀态隻有一個，即向本狀态重複，則稱為複位。

如下圖18-13的左圖所示，若轉移條件成立，S21、S30、S31被重複執行，重複的次數由轉移條件确定，或如下圖18-13的中圖所示，若轉移條件成立，S30被重複執行。而所謂循環，是指流程結束，又跳轉後初始狀态重複執行，如下圖18-13的右圖所示。

圖18-13

其實，不管是跳轉、分離，還是重複、循環，都隻不過是轉移的幾種不同形式，而一個完整的SFC，往往是幾種不同結構的結合。在理解基本結構的情況下，我們才能更好地理解一個複雜的SFC，或者設計一個SFC。

這次的分享，主要是講解什麼是SFC，下次将會結合梯形圖對SFC進行更深入的學習，所以，這次的學習分享就相當于讓大家熱一下身啦，嘿嘿。

注：本文章内容都是基于三菱FX PLC 2N所寫

選自《三菱FX系列PLC順序控制應用》第二章第3～4課時

技成培訓網原創，作者：楊思慧，未經授權不得轉載，違者必究

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