第5章_顺序功能图(SFC)及步进梯形图(STL)
SFC顺序功能图教程

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) 启动初始步初始状态符号转移条件符号方向线符号转移符号+目标号(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)。
单击工程菜单图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。
5.1状态元件、顺序功能图详解

(2)选择性分支、汇合的编程举例
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(3) 并行分支、汇合的编程
2018/10/11
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(4) 分支、汇合的组合
2018/10/11
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本节结束!谢谢观看!
2018/10/11
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5.1.2 无分支顺序功能图(状态转移图)
顺序功能图(SFC)又叫做状态转移图或功能表图,它是 描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形,也是 设计可编程控制器的顺序控制程序的有力工具。
顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动 作(或命令)组成。
步
转换条件
动作或命令
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3)STL触点断开时,CPU不执行它驱动的电路块,即CPU 只执行活动步对应的程序。 4)由于CPU只执行活动步对应的电路块,使用STL指令时 允许双线圈输出。 5)STL指令只能用于状态寄存器。 6)STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令,但 是可以使用CJP和EJP指令。当执行CJP指令跳入某一STL 触点驱动的电路块时,不管该STL触点是否为ON状态,均 执行对应的EJP指令之后的电路。 7)可以对状态寄存器使用LD、LDI、AND、OR、OUT等 指令。 8)使状态寄存器置位的指令如果不在STL触点驱动的电路 块内,执行置位指令时系统程序不会自动地将前级步对应 的状态寄存器复位。
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实例:小车控制系统
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5.1.4 顺序控制分支、汇合的编程
(1) 选择性分支、汇合的编程
选择序列的开始称为分支。转换符号只能标在水平连结之下。
选择性序列的结束称为合并,几个选择序列合并到一个公 共序列时,用需要重新组合的序列相同数量的转换符号和 水平连线来表示,转换符号只允许标在水平连线之上。
顺序功能图ppt课件

3) 应用实例
X0
X1
压
剪
钳
刀
X2 板料
X3
ch.5 -25
M8002
M0
X10启动
M1
Y0 右行
X3右行到位
M2
Y1
压钳下行
X4压力上升
M3
Y1 Y2 剪刀下行
X2已剪完
M4
Y3
X0压钳已上升
M5
M6
Y4
X1剪刀已上升
M7
M8
/C0
C0加1
C0已剪完10块
3) 应用实例
M8002
M0 X10启动
Y10 0 1 0 0
Y11 1 1 1 0
Y12 1 0 0 1
Y13 0 0 0 1
ch.5 -33
M8002
M0 X4
M1 X1
M2 X2
M3 X3
M4 X0
Y11 Y12 快进
Y10 Y11 工进1
Y11
工进2
Y12 Y13 快退
快进
工进1
工进2
X0
X1
X2
X3
M8002
M0 X4
ch.5 -10
6. 在STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令,可 以使用CJP/EJP指令,当执行CJP指令跳入某一个STL 触 点的电路块时,不管该STL触点是否接通,均执行对应的 EJP指令之后的电路.
7. 可以对状态寄存器使用LD 、 LDI 、AND、 ANI、 OR ORI、 S 、R 、 OUT等指令。
(a)
(b)
ch.5 -12
使用步进指令需要说明的问题
5. 在不同的步进段,允许有重号的输出(注意:状态号不能重 复使用)。如图(a)所示,表示Y2在S20和S21两个步进段都 接通,它与图(b)等效。
步进梯形图指令及应用

• 各种状态所对应的动作以梯形图的形式画在状态器的右边 。
• 状态之间的转换用设定的转移条件来决定 。 • 这种分析设计方法称为状态转移图设计法 。
应用举例
二、状态转移图的组成
单一顺序
返回
说明:
虽然是循环控制,但只能 从头到尾依一定的顺序逐步执 行。
选择顺序
返回
说明:
(1)当S0执行后,若条件X1先接通,则跳 到S21执行,此时即使再接通X2,S22也不能 执行,因为程序已执行到S21。之后,当X3 接通时,则跳到S23执行。 (2)当S0执行后,若条件X2先接通,则跳 到S22执行,此时即使再接通X1,S21也不能 执行,因为程序已执行到S22。之后,当X4 接通时,则跳到S23执行。
返回
6.3 多分支顺序功能图
一、顺序功能图的基本形式 1.单一顺序:从头到尾只有一条路可走,这种称为单一顺序流程图。 2.选择顺序:若有多条路径,而只能选择其中的一条路径来走,这种方 式称为选择顺序流程图。 3.并行顺序:若有多条路径,且必须同时执行,这种方式称为并行顺序 流程图。在各条路径都执行后,才能继续往下执行。具有等待功能。 4.跳跃顺序:跨越某些步而直接跳到另一步序的动作,称为状态跳跃。
步进梯形指令功能结束,LD返回原来母线。
练习:写出以下状态转移图(SFC图)对应的步进梯形图和语句表
状态转移图设计步骤:
1.在设计初,先按照系统工艺要求,分析功能,绘制控制 流程图 2.元件编号(I/O地址分配) 3.设计出状态转移图(SFC图) 4.将SFC图转换成步进梯形图和语句表
SFC顺序功能图PPT文档资料

顺序功能图(SFC)编程语言
溶液混合控制要求: 液体混合是按一定比例将两种液体进行混合的一种装置,设备启动前混合器 的容器是空的,搅拌器也没有工作,排放阀Y3也是关闭的,系统有自动和手 动两种运行模式。自动运行时,当按下启动按钮时,接通电磁阀Y1,向容器 内注入第一种溶液A,当液位到达L2时,断开电磁阀Y1,接通电磁阀Y2,停止 注入第一种液体A并向容器注入第二种液体B,当液面位置到达L1时,停止注 入第二种液体B,接通搅拌器搅拌,当达到定时器预置的时间后,搅拌机停止 搅拌,同时接通排放电磁阀Y3,当液面位置到达L3时,关闭排放电磁阀,一 个工作循环结束,即再次接通电磁阀Y1,注入液体A,依次循环。
5. 激活步 在调用顺序功能图的POU 后,初始化步的动作
(被一个双边线包围)将首先执行。动作正在执行 的步称为激活步。在线模式下,活动步以蓝色显示
在一个控制循环中激活步的所有动作都将执行。 所以,当激活步之后的转换条件是TRUE时,它之 后的步被激活。当前激活的步将在下个循环中再 执行。
6. 限定符 为了关联动作和步,用到下面的限定词。限定词
•3
SFC内的处理顺序 在线模式下,一些类型的动作,可以根据定义的序列 来执行,参见下表。 首先注意下述名词: 活动步: 一步,它的步动作正在被执行,被叫做“活 动”。在线模式下,活动步显示为蓝色。 初始步:在一个SFC POU被调用后的第一个周期内, 初始步自动被激活,并且其相关联的“步动作”被执行。 IEC动作:被至少执行两次:第一次执行是当它们被 激活时,第二次执行是在下个周期,他们被禁止时。
•7
元素处理顺序(同CoDeSysV2.3的处理顺序):
3. 步入口动作 所有的步按照流程图中定义的顺序被测试,用来判 断步的入口动作执行条件是否满足,如果满足,则其 将被执行。如果步前的转移条件为TRUE并且步也已 被激活,则一个入口动作将会被执行。
PLC步进顺控指令

Y2
并行合并
STL OUT LD SET SET STL OUT LD SET STL OUT STL OUT LD SET STL OUT STL STL LD SET STL OUT LD
S22 Y0 X2 S23 S26 S23 Y1 X3 S24 S24 Y2 S26 Y3 X4 S27 S27 Y4 S24 S27 X5 S28 S28 Y5
例5-1 圆盘旋转控制
S0
M8002
用PLC控制一 个圆盘,圆盘 的旋转由电动 机控制。要求 按下起动按钮 后正转1圈, 反转2圈后停 止。
起动按钮 X0 SQ 限位开关 X1
M1 M0 S21 M2 M0 S22
Y1 PLS
反转 M3
Y0
M3 M0 (b)SFC图1
(a)圆盘示意图
(c)SFC图2
Y5
(b)步进梯形图
(a)状态转移图
(c)指令表
图5- 16 并行分支
16
混合分支
S22 X2 X2 S23 X3 S24 X4 S28 X7
(a)混合分支1 (b)混合分支2
S22
Y0 X2 Y1 S26 X5 Y2 S27 X6 Y5 Y4 S29 Y6 Y3
Y0
S23 X3 S24 X5 S28 X6
1
第5章 步进顺控指令
• 5.1 步进梯形图指令与状态转移图 • 5.1.1 步进梯形图指令
• 步进梯形图指令STL(Step Ladder)和RET,是一种符合I EC1131—3标准中定义的 SFC图(Sequential Function Chart顺序功能图)的通用流程图语言。顺序功能图也叫 状态转移图,相当于国家标准“电气制图”(GB6988.6-86)的功能表图(Function Charts)。 SFC图特别适合于步进顺序的控制,而且编程十分直观,方便,便于读图,初学者也 很容易掌握和理解。
SFC 第5章顺控梯形图的编程方式

110 LD
5.1 使用STL指令的编程方法
7.应用举例 人行横道交通信号灯控制系统的程序设计。
输入条件: 人行横道两侧各有一个操作按钮,分别按X0,X1 输出结果: 车道灯交通信号灯(红灯Y0,黄灯Y1,绿灯Y2) 人行道交通信号灯(红灯Y3,绿Y4)
具体控制要求: 1.无人通过时。 PLC由STOP进入RUN状态后,初始脉冲M8002将S0置为ON,车道绿灯 和人行道红灯亮,禁止行人通过; 2.若有行人通过。 人按X0或X1按钮,系统从初始步S0进入S21和S30,交通灯状态未变, T0开始定时。30S后车道灯变为黄灯,再过10S后车道灯变为红灯; 车道灯变红后,再过5S,人行道变为绿灯,T3定时15S后人行道绿灯开始 闪烁,闪烁5次后,人行道绿灯灭,红灯亮,5S后回到初始状态。
RST
人行道红灯 人行道绿灯 K150 K5 C0*T5 人行道绿灯 K5 K5
S22
T1
S23
S33
C0*T5
S34
T6 人行横道交通灯顺序功能图
人行道红灯 K50
C0
5.1 使用STL指令的编程方法
跳步与循环次数的控制 实例
图5.8 复杂的顺控功能图
5.2 使用起保停电路的编程方式
根据顺序功能图设计梯形图时,可以用M 来代表步。某一步为活动步时,对应的M为 ON,某一转换实现时,该转换的后续步变 为活动步,前级步变为非活动步。很多转换 条件都是短信号,即它存在的时间比它激活 的后续步为活动步的时间短,因此应使用有 记忆或保持功能的电路(即起保停电路)来 控制代表步的辅助继电器。
第5章 顺控梯形图编程方式
根据系统的顺序功能图设计梯形图的方法称为 顺序控制梯形图的编程方式。
对于较为复杂的 控制系统,其梯形 图一般先采用图5.1 自动/手动程序的结 构。然后化整为零 采用顺控功能图逐 一解决。
第5章 顺序控制梯形图的编程

线的方向相反,称为逆向跳步。显然,跳步属于选择
序列的一种特殊情况。
第6节 功能表图中跳步与循环问题 PLC编程
2.循环
在设计梯形图程序时,经常遇到一些需要多次重
复的操作,如果一次一次地编程,显然是非常繁琐的
。我们常常采用循环的方式来设计功能表图和梯形图
,如图5-34所示,假设要求重复执行10次由步S33和步
则执行该置位指令时,不能自动复位上一状态S。对步进 式控制,下一状态的置位指令须放在STL驱动的电路块,
并且一般放在该电路块的最后。
9)STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令,但可 使用CJP和EJP指令;在转换条件对应的电路中,不能使
用ANB、ORB、MPS、MRD、MPP指令,可以用转换条
通,转换条件 满足,将由步S34进展到步S35。
在循环程序执行之前或执行完后,应将控
制循环的计数器复位,才能保证下次循环时循环
计数。复位操作应放在循环之外,图5-34中计数 器复位在步S0和步S25显然比较方便。
循环次数的控制和跳步都属于选择系列的特殊
情况。
小车控制系统——使用STL指令的编程方式梯形图
般用顺序控制设计法。
1.跳步 如图5-34所示用状态器来代表各步,当步S31是 活动步,并且X5变为“1”时,将跳过步S32,由步
S31进展到步S33。这种跳步与S31、 S32、 S33等组
成的“主序列”中有向连线的方向相同,称为正向跳
步。当步S34是活动步,并且转换条件时,将从步
S34返回到步S33,这种跳步与“主序列”中有向连
具有掉电保持功能, 掉电保持状态 S500~S899 400 停电恢复后需继续执行的场 合,可用这些状态元件 信号报警状态 S900~S999 100 用作报警元件
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例2 大小球的选择传送控制—— 选择分支与汇合 2、I/O接线图
ch.5 -23
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3 、 状 态 转 移 图 与 指 令 表
例3 交通灯控制——并行分支与汇合
一、动作流程: 二、控制要求: 1、当按下按钮X0时,信号灯按图示流程动作; 2、当按下停止按钮X1时,停止输出。
2. 并行分支与汇合: 当转移条件满足时,同时执行几个分支,当所 有分支都执行结束后,若转移条件满足,再转向汇 合状态。
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2. 并行分支与汇合的编程
STL OUT LD SET SET STL OUT LD SET STL OUT STL OUT STL STL LD SET STL OUT LD
S20 Y0 X0 S21 S31 S21 Y1 X1 S22 S22 Y2 S31 Y10 S22 S31 X10 S40 S40 Y20 X11
ch.5 -17
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多流程步进控制
3. 跳转与循环
ch.5 -18
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ch.5 -12
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使用步进指令需要说明的问题(续4)
12. 状态转移瞬间(一个扫描周期),由于相邻两个 状态同时接通,对有互锁要求的输出,除在程序中 应采取互锁措施外,在硬件上也应采取互锁措施, 其实现方法如图所示 。
(a)
ch.5 -10
(b)
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使用步进指令需要说明的问题(续2)
5. 在不同的步进段,允许有重号的输出(注意:状态号不能重 复使用)。如图(a)所示,表示Y2在S20和S21两个步进段都 接通,它与图(b)等效。 6. 在不相邻的步进段,允许使用同一地址编号的定时器(注意: 在相邻的步进段不能使用),如图所示。故对于一般的时间顺 序控制,只需2~3个定时器即可。
ch.5 -31
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例6 液压滑台的二次进给控制——互锁功能的实现
某机床的液压滑台需要进行二次进给控制,其动作过程、输 出元件的分配及状态转移图如图所示。 图中,“进给”和“退回”两个动作相反的工序分别位于两 个相邻状态,故程序须设计成互锁形式。且在I/O接线图中, 也要连接成互锁形式。
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例1 多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环 一、动作流程:如图 二、控制要求: 1、启动顺序:M1 2S 2、停止顺序:M3 3S 三、I/O接线图: 四、编程
M2 M2
3S
2S
M3 M1
ch.5 -20
花 样 喷 水 步 进 梯 形 图 及 指 令 表
——
例5 自动闪烁信号——单流程结构
自动闪烁信号可以通过 SFC编程实现,其SFC程 序如图所示。 运行后,在输出Y0上产生 间隔为1.5s,接通持续时 间为1s的闪烁输出信号; 而在输出Y1上达到间隔为 ls,接通持续时间为1.5s 的闪烁输出信号。
ch.5 -13
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5.4 多流程步进控制
多流程步进过程:具有两个以上的步进过程的控制, 其状态转移图具有两条以上的分支。 按结构的不同多流程可分为以下三种: 1. 选择分支与汇合: 从多个分支中选择执行某一条分支流程。
ch.5 -11
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使用步进指令需要说明的问题(续3)
7. 若需要保持某一个输出,可以采用置位指令SET,当 该输出不需要再保持时,可采用复位指令RST。 8. 初始状态用双线框表示,通常用特殊辅助继电器 M8002的常开触点提供初始信号。其作用是为启动作 好准备,防止运行中的误操作引起的再次启动。(如前 例) 9. 在步进控制中,不能用MC指令。 10. S要有步进功能,必须要用置位指令(SET),才能 提供步进接点,同时还可提供普通接点。(举例讲解) 11. 采用应用指令FNC40(ZRST)进行状态的区间复位, 如图5.10所示。
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例2 交通灯控制——并行分支与汇合
三、I/O接线图: 四、编程 1、按双流程步进控制编程(并行分支与汇合,见下页) 2、按单流程步进控制编程(请学生自己完成)
ch.5 -26
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ch.5 -8
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使用步进指令需要说明的问题
1. 状态S在不用于步进控制时,也可作一般的辅助继电器使用。 此时其功能与辅助继电器一样,但作为辅助继电器使用时,不 能提供步进接点(步进接点是可以产生一定步进动作的接点)。 2. 输出的驱动方法。STL内的母线一旦写入LD或LDI指令后,对不 需要触点的线圈就不能再编程,如图(a)所示。若要编程,需 变换成图(b)所示。
ch.5 -32
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习题与思考题
简答5.1~5.8题 书面完成5.9~5.11题 从第4章中选择部分顺序控制的例题及习题, 采用SFC及SYL来实现
ch.5 -33
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状态转移图画法实例
例:某机械手的动作
ch.5 -5
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步进梯形图
指令表
指令表
对步进接点用步进指令STL编程; 当步进控制范围结束时,用步进返回指令RET; 与步进接点相连的触点用LD/LDI指令。
步进控制的应用举例
例1 例2 例3 例4 例5 例6
多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环
大小球的选择传送控制—— 选择分支与汇合 交通灯控制——并行分支与汇合 花样喷水控制—— 多操作方式 自动闪烁信号——单流程结构 液压滑台的二次进给控制——互锁功能的实现
ch.5 -19
状态转移图
状态转移图(Sequential Function Chart,简称 SFC):是 用状态继电器来描述工步转移的图形。
状态Sn
转移条件
状态Sm
满足转移条件时,实现状态转移,即上一状态(转 移源)复位,下一状态(转移目标)置位。
ch.5 -4
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例1 多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环
例2 大小球的选择传送控制—— 选择分支与汇合
1、大小球分捡装置
ch.5 -22
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ch.5 -9
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使用步进指令需要说明的问题(续1
3. 栈指令的位置。不能在STL内的母线处直接使用栈指令
(MPS/MRD/MPP),须在LD或LDI指令后使用栈指令,如图a所 示。 4. 状态的转移方法。对于STL指令后的状态(S),OUT指令和 SET指令具有同样的功能,都将自动复位转移源和置位转移目 标。但OUT指令用于向分离状态转移,而SET指令用于向下一个 状态转移。如图b所示。
电气控制与PLC应用技术
—— 第5章 顺序功能图(SFC)及步进梯形图(STL)
本章主要内容
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
顺序功能图(SFC) 步进梯形图(STL) SFC及STL的编程规则 多流程顺序控制 SFC及STL的应用举例
ch.5 -2
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交通灯按双流程步进控制编程(并行分支与汇合)
例4 花样喷水控制—— 多操作方式
动作过程 I/O接线图
ch.5 -28
Kunming University of Science & Te 状态转移图
ch.5 -29
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基本概念
步进控制: 在多工步的控制中,按照一定的顺序分步 动作,即上一步动作结束后,下一步动作才开始。 步进指令:专门用于步进控制的指令
编程步骤: 1)根据工艺流程画出状态转移图; 2)根据状态转移图画出步进梯形图; 3)根据步进梯形图编写出指令表。
ch.5 -3
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