PLC的SFC程序設(shè)計(jì)方法

PLC最初的出現(xiàn)是為了取代繼電器控制系統(tǒng)，用軟元件的邏輯運(yùn)算來代替硬接線邏輯，以滿足工業(yè)產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格的不斷變化及批量小、交貨期短的市場(chǎng)需求。因此旱期PLC的軟件功能比較簡(jiǎn)單，主要進(jìn)行“與”、“或”等基本的邏輯運(yùn)算。但隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在市場(chǎng)上出售的PLC除保留基本邏輯 運(yùn)算。但隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在市場(chǎng)上出售的PLC除保留基本邏輯指令以外，還有大量的用于數(shù)據(jù)處理等的功能指令；除了可以用基本的梯形圖編程以外，還可以用順序功能圖（SFC）和步進(jìn)梯形圖進(jìn)行編程；除了進(jìn)行順序邏輯控制以外，還可以進(jìn)行模擬量的運(yùn)算與控制。

一、基本邏輯指令編程的困難

用PLC的基本邏輯指令進(jìn)行編程，其基本的設(shè)計(jì)方法同繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是相似的，通常有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法兩種。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法自然與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，要求設(shè)計(jì)者有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、熟悉比較多的控制線路等，盡管這樣，在聯(lián)鎖比較復(fù)雜的情況下，也難免出現(xiàn)設(shè)計(jì)漏洞，理論上不能保證設(shè)計(jì)的完備性。邏輯設(shè)計(jì)法比較復(fù)雜，一般設(shè)計(jì)人員難以掌握，雖然從理論上講是完備的，但實(shí)際在設(shè)計(jì)過程中同樣要滲進(jìn)不少經(jīng)驗(yàn)和人為的因素，尤其在工序步進(jìn)動(dòng)作比較復(fù)雜的情況下更是如此。

二、用步進(jìn)順控指令編程

步進(jìn)順控指令的出現(xiàn)解決了以上困難，可以用符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的SFC（Sequential Function Chart，順序功能圖，或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖）對(duì)問題進(jìn)行描述和編程。用SFC進(jìn)行編程，不需對(duì)時(shí)刻變化的工序步進(jìn)動(dòng)作進(jìn)行設(shè)計(jì)，工序之間的聯(lián)鎖或雙重輸出的處理SFC均能自動(dòng)進(jìn)行，只要對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行簡(jiǎn)單的順序設(shè)計(jì)就能保證機(jī)械正確動(dòng)作；使用者也可容易理解全部動(dòng)作過程，能自動(dòng)執(zhí)行對(duì)各個(gè)工序的監(jiān)視，試運(yùn)行調(diào)整以及故障檢查非常方便，維修保養(yǎng)也容易。

PLC的SFC程序設(shè)計(jì)方法：

（1）用SFC進(jìn)行順序動(dòng)作的編程是SFC最基本的用途， 也是相對(duì)簡(jiǎn)單的，只需寫出機(jī)械動(dòng)作的工序圖，進(jìn)行狀態(tài)分配，然后根據(jù)轉(zhuǎn)移條件的順序、并行或選擇畫SFC圖，再將SFC改畫成梯形圖就可以了。

（2）SFC不只是可以用于對(duì)順序的機(jī)械動(dòng)作進(jìn)行編程，也可以用于一般的邏輯編程，尤其是在分支判斷比較復(fù)雜的情況下，采用SFC編程可使問題大大減化。例如在電梯控制中，假如電梯正在上行，要判斷下一層是否要停的流程，如圖1示，其中的邏輯判斷是比較復(fù)雜的，若采用基本邏輯 指令進(jìn)行編程，則程序很復(fù)雜，包含很多跳轉(zhuǎn)，程序的閱讀、檢查都很費(fèi)勁，但若采用SFC編程則輕松多了，根據(jù)流程圖可直接 寫出圖2所示的具有選擇性分支的SFC流程。

在圖2中，在狀態(tài)S33中判斷下一站廂內(nèi)有無下梯的， 在狀態(tài)S22判斷下一站廂外有無呼上，S24判斷下一站廂外有無呼下，S26判斷以下各站有無呼梯，根據(jù)具體情況轉(zhuǎn)入相應(yīng)處理，可以進(jìn)一步很容易地寫出步進(jìn)梯形圖，很方便進(jìn)行調(diào)試與檢查。

（3）在控制邏輯比較復(fù)雜的情況下，有時(shí)用一個(gè)SFC流程很難進(jìn)行編程，這時(shí)可以在一個(gè)程序中使用多個(gè)獨(dú)立的SFC流程，還可進(jìn)行子程序調(diào)用等。例如圖3給電梯控制的梯形圖程序結(jié)構(gòu)，圖中子程序P0完成信號(hào)的采集與顯示 ：以S0為起始狀態(tài)的SFC流程進(jìn)行上下行判斷，判斷的結(jié)果存放在M500和M502中，上行M500接通，下行M502接通；S1開始的SFC流程進(jìn)行上 行處理；S2開始的SFC流程進(jìn)行下行處理。

（4）在具有多個(gè)獨(dú)立的SFC流程的程序中，一個(gè)SFC結(jié)束后可能返回本SFC的初始狀態(tài)，也可能退出該SFC進(jìn)入別的流程。對(duì)于要返回本SFC初始狀態(tài)的情況則比較簡(jiǎn)單，當(dāng)最后一個(gè)狀 態(tài)結(jié)束后置位（輸出）其初始狀態(tài)即可；對(duì)于要退出該SFC的情況，只須在最后一個(gè)狀態(tài)結(jié)束后，清除該狀態(tài)。以電梯控制系統(tǒng)的上行處理為例，在上行過程中，若下一站需要停，且停后上行過程結(jié)束，則退出該SFC流程；若下一站需要停，但停后上行過程并未結(jié)束，則返回S1；若下一站不需要停，則電梯繼續(xù)上。SFC流程結(jié)束必須用RET指令返回主母線。