SFC顺序功能图教程

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第一章_SFC顺序功能图教程.doc

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PLC顺控指令SFC的编程方法顺序功能图(Sequeential Function Chart)是一种新颖的、按照工艺流程图进行编程的图形编程语言。

这是一种IEC标准推荐的首选编程语言,近年来在PLC编程中已经得到了普及和推广,SFC编程的优点:1、在程序中可以很直观地看到设备的动作顺序。

比较容易读懂程序,因为程序按照设备的动作顺序进行编写,规律性较强。

2、在设备故障时能够很容易的查找出故障所处在的位置。

3、不需要复杂的互锁电路,更容易设计和维护系统。

SFC的结构:步+转换条件+有向连接+机器工序的各个运行动作=SFC。

SFC程序的运行从初始步开始,每次转换条件成立时执行下一步、在遇到END步时结束向下运行。

第一章单流程结构的编程方法本教程主要介绍在三菱PLC编程软件GX Developer中怎编制SFC顺序功能图。

下面以例题1介绍SFC程序的编制法。

例题1:自动闪烁信号生成,PLC上电后Y0、Y1以一秒钟为周期交替闪烁。

本例的梯形图和指令表(如图1-1)。

(A) (B)(C)图1-1 闪烁信号(A 梯形图 B 指令表 C SFC 程序) 下面我们开始对图1-1(c)所示的SFC 程序进行一下总体认识一个完整的SFC 程序包括初始状态、方向线、转移条件和转移方向组成(如图1-1(c ))。

在SFC 程序中初始状态必须是有效的,所以要有启动初始状态的条件,本例中梯形图的第一行表示启动初始步,在SFC 程序中启动初始步要用梯形图,现在开始具体的程序输入。

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(如图1-2)。

图1-2 GX Develop 编程软件窗口 弹出创建新工程对话框(如图1-3)。

我们主要是讲述三菱系列PLC ,所以在PLC 系列下拉列表框中选择FXCPU ,PLC 类型下拉列表框中选择FX2N (C ),在程序类型项中选择SFC ,在工程设置项中设置好工程名和保存路径之后点击确定按钮。

顺序功能图SFC

顺序功能图SFC

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逻辑控制:实现复杂的逻辑关系, 如条件判断、循环等
过程控制:在化工、电力、制药等 领域,实现对温度、压力、流量等 工艺参数的监控与调节
智能制造领域
智能制造领域:用于描述自动化流水线、装配线等智能制造系统的控制流程,实现可视化的流程管理和优化。
工业自动化领域:用于自动化设备的控制流程设计,实现设备的自动化控制和协同工作。
顺序功能图的作用
描述系统的动态行为 描述系统的功能流程 用于控制系统的设计 用于自动化系统的编程
顺序功能图的组成
状态:表示系统的一种工作方式,具有保持能力,可以记忆 转换:表示状态之间的联系,是系统状态改变的信号 动作:表示在转换发生时,系统所执行的动作 条件:表示在转换发生时,系统所满足的条件
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易于理解和分析系统的流程
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可以方便地实现自动控制系统
顺序功能图的缺点
绘制复杂:顺序功能图需要绘制多个转换和动作,对于复杂系统来说,绘制过程可能较为繁琐。
理解难度高:由于顺序功能图采用图形化表示方式,对于初学者来说,理解起来可能有一定的难 度。
难以维护:随着系统复杂度的增加,顺序功能图的维护成本也会相应提高,需要不断调整和优化。
电力行业:在电 力系统中,顺序 功能图可以用于 描述发电、输电、 配电等环节的控 制逻辑。
Hale Waihona Puke 智能家居领域: 在智能家居系统 中,顺序功能图 可以用于描述家 庭设备的控制逻 辑,如智能照明、 智能安防等。
流程控制领域
顺序控制:用于自动化生产线、机 械设备的顺序动作控制
运动控制:对物体的位置、速度、 加速度等进行精确控制

SFC顺序功能图编程教案

SFC顺序功能图编程教案

SFC顺序功能图编程教案第一章:SFC顺序功能图概述1.1 SFC简介1.2 SFC与PLC编程1.3 SFC编程的基本概念1.4 SFC编程的应用范围第二章:SFC顺序功能图的基本元素2.1 状态(State)2.2 转换(Transition)2.3 活动(Activity)2.4 决策(Decision)2.5 并行与顺序执行第三章:SFC顺序功能图的绘制3.1 SFC图的符号表示3.2 状态的表示方法3.3 转换的表示方法3.4 活动的表示方法3.5 决策的表示方法第四章:SFC顺序功能图的编程实现4.1 SFC编程软件的选择与使用4.2 SFC编程的基本步骤4.3 状态编程4.4 转换编程4.5 活动编程4.6 决策编程第五章:SFC顺序功能图编程实例解析5.1 实例一:简单的机器控制系统5.2 实例二:复杂的生产线控制系统5.3 实例三:电梯控制系统5.4 实例四:自动化仓库控制系统5.5 实例五:智能交通控制系统第六章:SFC高级状态编码技术6.1 状态编码的基本概念6.2 高级状态编码技术6.3 状态编码的优化6.4 状态编码在SFC编程中的应用第七章:SFC中的数据处理与变量管理7.1 SFC中的数据类型与结构7.2 变量管理7.3 数据处理与运算7.4 数据在SFC编程中的应用实例第八章:SFC顺序功能图的调试与优化8.1 SFC编程的调试方法8.2 调试工具的使用8.3 SFC程序的性能分析8.4 SFC程序的优化技巧第九章:SFC在工业自动化中的应用案例分析9.1 工业自动化背景介绍9.2 SFC在典型工业自动化设备中的应用9.3 SFC在工业生产线上的应用案例9.4 SFC在其他工业领域中的应用案例第十章:SFC顺序功能图编程的未来发展趋势10.1 SFC编程技术的发展历程10.2 SFC编程技术的现状10.3 SFC编程技术的未来发展趋势10.4 行业对SFC编程技术的最新需求重点和难点解析一、SFC顺序功能图的基本概念和元素难点解析:理解SFC图中不同元素之间的逻辑关系和执行顺序。

顺序功能图(sfc)

顺序功能图(sfc)
顺序功能图(SFC)
目录
• SFC基本概念 • SFC的组成元素 • SFC的绘制方法 • SFC的编程实现 • SFC的优化与改进 • SFC的未来发展与展望
01
SFC基本概念
SFC定义
顺序功能图是一种用于描述控制系统或工业过程的流程 图,它以图形化的方式展示系统或过程的顺序行为。
顺序功能图使用一系列的矩形、圆圈和箭头来表示系统 或过程中的不同状态、条件和转换。
01 工业自动化
顺序功能图广泛应用于工业自动化领域,用于描 述和控制生产线的流程和逻辑。
02 控制系统设计
在控制系统设计中,顺序功能图常被用于描述控 制系统的行为和逻辑,帮助工程师进行系统设计 和优化。
03 过程控制
在过程控制领域,顺序功能图可以用于描述化工、 制药等行业的生产过程,帮助企业实现高效的过 程控制和管理。
总结词
优化动作序列可以提高SFC的效率和可维护性。
详细描述
动作序列是SFC中控制流程执行的步骤,优化这些序列可以减少不必要的步骤和 冗余操作。具体方法包括合并相似的动作,简化复杂的动作流程,以及使用标 准的、易于理解的符号和语言描述动作。
优化状态管理
总结词
优化状态管理是提高SFC可维护性和可扩 展性的重要手段。
05
SFC的优化与改进
优化转换条件
总结词
优化转换条件是提高顺序功能图(SFC)可读性和可靠性的关键 步骤。
详细描述
转换条件是SFC中控制流程顺序的关键因素,优化这些条件 可以减少冗余和潜在的错误。具体方法包括简化复杂的条件 表达式,使用更具体的条件描述,以及确保所有转换条件都 是清晰和准确的。
优化动作序列
04
SFC的编程实现

应用三菱GX Developer编程软件编写SFC顺序功能图的方法

应用三菱GX Developer编程软件编写SFC顺序功能图的方法

应用三菱GX Developer编程软件编写SFC顺序功能图的方法顺序功能图(Sequeential Function Chart)是一种新颖、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,被首选推荐用于可编程控制器的通用编程语言,在PLC应用领域中应用广泛及推广。

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。

SFC程序是按照设备(或工艺)的动作顺序而编写,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1SFC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,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,这给广大初学者学习PLC应用编程带来了不便。

这里,我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SFC编程方法,也就是迈进了SFC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1: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。

顺序功能图(SFC)

顺序功能图(SFC)

自动化生产线控制系统的SFC设计
总结词
通过SFC设计,自动化生产线控制系统能 够实现高效、准确的自动化生产流程控 制,提高生产效率和产品质量。
VS
详细描述
自动化生产线控制系统是现代工业生产中 不可或缺的一部分。通过SFC设计,自动 化生产线控制系统可以实现高效、准确的 自动化生产流程控制。SFC设计可以将生 产流程按照顺序进行分解,形成一系列的 顺序功能块,从而实现对生产流程的精确 控制。这种设计方法可以提高生产效率和 产品质量,降低生产成本和人工干预,为 企业创造更大的经济效益。
SFC编程的实现步骤
绘制SFC图
根据控制需求,绘制顺序功能 图,将系统划分为适当的功能 块。
编写程序
根据转换后的指令或函数,编 写PLC程序。
转换到PLC编程语言
将SFC图中的功能块和有向线转 换为PLC编程语言中的指令或函 数,并按照执行顺序进行排列。
调试与优化
通过实际测试和调试,对程序 进行优化和调整,确保控制系 统的动作流程符合预期。
05
SFC的优化与改进
SFC的优化策略
减少冗余
避免不必要的步骤和活动,简化流程,提高 效率。
优化路径
寻找最短或最快完成任务的路径,减少时间 和资源消耗。
并行处理
在允许的情况下,利用并行处理技术提高 SFC的执行速度。
动态调整
根据实际情况动态调整SFC,使其更加适应 变化的需求和环境。
SFC的改进方向
04
SFC的应用实例
机械手控制系统的SFC设计
总结词
通过SFC设计,实现对机械手控制系统的逻辑流程进行清晰描述,提高系统的可读性和可维护性。
详细描述
机械手控制系统通常由多个输入信号和输出信号组成,通过SFC设计,可以将这些信号按照逻辑顺序 进行排列,形成一系列的顺序功能块,从而清晰地描述出机械手控制系统的逻辑流程。这种设计方法 有助于提高系统的可读性和可维护性,方便对系统进行调试和修改。

顺序功能图(SFC)教学课件

顺序功能图(SFC)教学课件

03
学员C
通过学习,我不仅掌握了SFC的基本概念和组成要素,还学会了如何根
据实际控制要求绘制顺序功能图,并成功将其转化为PLC程序,实现了
自动化控制。
未来发展趋势预测
SFC在工业自动化领域的应用将更加广泛
随着工业自动化程度的不断提高,顺序功能图将在更多领域得到应用,如智能制造、智能 家居等。
SFC的绘制和编程工具将更加智能化
介绍了如何将顺序功能图转化为PLC程序, 实现自动化控制。
学员心得体会分享
01
学员A
通过学习,我深刻理解了顺序功能图在工业自动化领域的重要性,掌握
了SFC的绘制方法和编程实现技巧,对今后的工作有很大的帮助。
02
学员B
这次学习让我对SFC有了更深入的了解,特别是在绘制方法和编程实现
方面,我收获了很多实用的经验和技巧。
步骤与动作
01
02
03
步骤
表示过程中的一个阶段或 状态,通常用一个矩形框 表示。
动作
在步骤中执行的具体操作 或任务,用文字或符号描 述。
步骤与动作的关系
一个步骤可以包含一个或 多个动作,动作是步骤的 具体化。
转换条件与路径
转换条件
从一个步骤转移到另一个步骤所需满 足的条件或事件,用箭头和条件文字 表示。
应用领域及意义
应用领域
顺序功能图主要应用于工业自动化、过程控制、机械制造等领域,如生产线控 制、机器人控制、物料搬运系统等。
意义
通过使用顺序功能图,工程师能够更加清晰地理解和描述控制系统的逻辑顺序 ,提高设计效率和可靠性。同时,SFC的图形化表示方式也使得非专业人员更容 易理解和操作控制系统。
02 顺序功能图基本 元素

第4讲sfc指令与顺序控制ppt课件

第4讲sfc指令与顺序控制ppt课件

定义
顺序控制是一种按照预设的步骤 或顺序对系统或设备进行操作的 控制方式。
作用
确保系统或设备按照既定的流程 运行,提高自动化程度,减少人 为干预,提高生产效率。
顺序控制系统组成要素
控制器
接收输入信号,根据预 设逻辑发出控制指令。
执行器
接收控制指令,执行相 应的动作。
传感器
检测被控对象的状态, 将状态信号转换为电信
指令实现
使用SFC指令中的“选择”指令和“分支”指令来实现选 择性分支程序设计,选择指令用于指定条件判断的条件, 分支指令用于实现不同分支路径的执行。
并行分支程序设计方法
01
并行结构
在程序执行过程中,同时执行多个分支路径,每个分支路径相互独立,
互不干扰。
02
并行处理
使用并行处理语句(如FOR语句或并行计算库)来实现并行分支程序设
SFC指令执行过程剖析
SFC指令的执行过程包括初始化、条件 判断、步骤执行和状态更新等阶段。
在状态更新阶段,SFC指令更新内部状 态和执行结果,为下一步的执行做好准 备。
在步骤执行阶段,SFC指令按照设定的 逻辑执行相应的操作,如输出信号、启 动定时器等。
在初始化阶段,SFC指令进行必要的准 备工作,如读取输入信号、设置内部状 态等。
SFC指令格式与参数设置
SFC指令的格式通常包括指令名称、 操作数和操作码等部分。
操作码用于指定SFC指令的具体操作 ,如启动、停止、复位、跳转等。
操作数用于指定SFC指令的操作对象 ,如输入/输出信号、内部继电器、 定时器等。
SFC指令的参数设置包括步骤号、转 移条件、保持条件等,用于定义SFC 的执行逻辑。
柔性化
市场需求的多样性和个性化要求工 业自动化系统具备更高的柔性和可 重构性,能够快速响应市场变化。
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PLC顺控指令SFC的编程方法
顺序功能图(Sequeential Function Chart)是一种新颖的、按照工艺流程图进行编程的图形编程语言。

这是一种IEC标准推荐的首选编程语言,近年来在PLC编程中已经得到了普及和推广,
SFC编程的优点:
1、在程序中可以很直观地看到设备的动作顺序。

比较容易读懂程序,因为程序按照设备的动作顺序进行编写,规律性较强。

2、在设备故障时能够很容易的查找出故障所处在的位置。

3、不需要复杂的互锁电路,更容易设计和维护系统。

SFC的结构:
步+转换条件+有向连接+机器工序的各个运行动作=SFC。

SFC程序的运行从初始步开始,每次转换条件成立时执行下一步、在遇到END步时结束向下运行。

第一章单流程结构的编程方法
本教程主要介绍在三菱PLC编程软件GX Developer中怎编制SFC顺序功能图。

下面以例题1介绍SFC程序的编制法。

例题1:自动闪烁信号生成,PLC上电后Y0、Y1以一秒钟为周期交替闪烁。

本例的梯形图和指令表(如图1-1)。

(A) (B)
初始状态符号
转移条件符号
(C)
图1-1 闪烁信号(A梯形图B指令表 C SFC程序)
下面我们开始对图1-1(c)所示的SFC程序进行一下总体认识一个完整的SFC 程序包括初始状态、方向线、转移条件和转移方向组成(如图1-1(c))。

在SFC程序中初始状态必须是有效的,所以要有启动初始状态的条件,本例中梯形图的第一行表示启动初始步,在SFC程序中启动初始步要用梯形图,现在开始具体的程序输入。

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(如图1-2)。

图1-2 GX Develop编程软件窗口
弹出创建新工程对话框(如图1-3)。

我们主要是讲述三菱系列PLC,所以在PLC系列下拉列表框中选择FXCPU,PLC类型下拉列表框中选择FX2N(C),在程序类型项中选择SFC,在工程设置项中设置好工程名和保存路径之后点击确定按钮。

图1-3 新工程创建
弹出块列表窗口(图1-4)。

双击第零块
图1-4 块列表窗口
双击第零块或其它块,弹出块信息设置对话框(如图1-5)。

在此选择梯形
图1-5 块信息设置对话框
在块标题文本框中可以填入相应的块标题(也可以不填),在块类型中选择梯形图块,为什么选择梯形图块,我们不是在编辑SFC程序吗?原因是在SFC程
序中初始状态必须是激活的,而我们激活的方法是利用一段梯形图程序,而且这一段梯形图程序必须是放在SFC程序的开头部分,在以后的SFC编程中,初始状态的激活都是利用一段梯形图程序,放在SFC程序的第一部分(也即第一块),点击执行按钮弹出梯形图编辑窗口(如图1-6),在右边梯形图编辑窗口中输入启动初始状态的梯形图,本例中我们利用PLC的一个辅助继电器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1-6)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。

A
B
图1-6 梯形图编辑窗口
编辑启动初
始状态的梯
形图
图1-6 梯形图输入完毕窗口
注意:如果想使用其他方式启动初始状态,只需要改动上图中的启动脉冲M8002即可,如果有多种方式启动初始化进行触点的并联即可。

需要说明的是在每一个SFC程序中至少有一个初始状态,且初始状态必须在SFC程序的最前面。

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。

以上完成了程序的第一块(梯形图块),双击工程数据列表窗口中的“程序”\“MAIN”返回块列表窗口(图1-4)。

双击第一块,在弹出的块信息设置对话框中块类型选择SFC(如图1-7),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(如图1-8)。

在SFC程序编辑窗口中光标变成空心矩形。

图1-7 块信息设置
这里只能输入TRAN ,不可以用SET S0
单击此处光
标将移到此
处 图1-8 SFC 程序编辑窗口 说明:在SFC 程序中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。

下面我们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(如上图标注)。

在右侧梯形图编辑窗口输入使状态转移的梯形图。

细心的读者从图中可以看出,T0触点驱动的不是线圈,
而是TRAN 符号,意思是表示转移(Transfer ),在SFC 程序中所有的转移用TRAN 表示,不可以用SET + S □ 语句表示, 这一点请注意。

在这里梯形图的编辑不再赘述,编辑完一个条件后按F4快捷键转换,转换后梯形图由原来的灰色变成亮白色,再看SFC 程序编辑窗口中1前面的问号(?)不见了。

下面我们输入下一个工步,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
出步输入设置对话框(如图1-9)。

图1-9 SFC 符号输入
输入图标号后点击确定,这时光标将自动向下移动,此时我们看到步图标号前面有一个问号(?),这表示对此步我们还没有进行梯形图编辑同样右边的梯形图编辑窗口是灰色的不可编辑状态(如图1-10)。

没编辑时图标号
前有问号(?)
右边窗口呈灰色
图1-10 没编辑的步
下面我们对工步进行梯形图编程,将光标移到步符号处(在步符号处单击),此时再看右边的窗口边场合可编辑状态,在右侧的梯形图编辑窗口中输入梯形图,此处的梯形图是指程序运行到此工步时要驱动哪些输出线圈,本例中我们要求工步20驱动输出线圈Y0以及T0线圈,程序(如图1-11)。

用相同的方法把控制系统的一个周期编辑完后,最后要求系统能周期性的工作,所以在SFC程序中要有返回原点的符号。

在SFC 程序中用(JUMP)加目标号进行返回操作(如图1-11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跳转的目的步号单击确定按钮(如图1-11)。

图1-11 跳转符号输入
如果在程序中有选择分支也要用JUMP+“标号”来表示,此用法在后续的课程中有介绍,在此我们只是编写了单序列的SFC功能图(如图1-12)。

当输入完跳转符号后,在SFC编辑窗口中中我们可以看到有跳转返回的步符号的方框中多了一个小黑点儿,这说明此工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。

所有的SFC程序编辑完后,我们点击变换按钮进行SFC程序的变换(编
译)如果在变换时弹出块信息设置对话框不用理会点击执行按钮即可,变换后的程序我们就可以进行仿真实验或写入PLC进行调试了。

如果想观看SFC程序对应的顺序控制梯形图我们可以这样做:点击工程\编辑数据\改变程序类型,进行数据改变(如图1-13)。

此处用JUMP
加标号0表示
图1-12 完整的SFC程序
选择改变数据
类型
图1-13 数据变换
改变后我们可以看到由SFC程序变换成的梯形图程序(如图1-14)。

图1-14 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,通过学习我们基本了解了SFC程序中状态符号的输入方法。

在SFC程序中仍然需要进行梯形图的设计,SFC程序中所有的状态转移用TRAN表示。

这一点一定要注意区别,当你明白了TRAN的用法后,你就会觉得SFC程序的设计是如此的简单。

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