CPU擴展模塊6ES7223-1BL32-0XB0西門子CPU擴展模塊6ES7223-1BL32-0XB0

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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，確定系統應該先做什么，再做什么，最后做什么，即將整個生產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，那么，廢話不多說，我們開始這次的學習分享吧!

一、順序功能圖(SFC)與其組成

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

(1)狀態步

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

圖18-2

狀態步用狀態框表示，框內為狀態繼電器編號，這些編號可連續，也可不連續。

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

這些狀態步一旦被激活，就處于活動狀態，其中的動作和命令均得到執行。

顯然，未被激活的狀態步，其命令與動作不能被執行。在SFC中，下一個狀態被激活時，前一個狀態必須要關閉。例如下圖18-3所示，當S20狀態步被激活，里面的指令均得到執行，此時初始步S0已被關閉。

圖18-3

這里要注意是，狀態繼電器編號可連續，也可不連續，但還是有相關的規定，如下圖18-4所示。S0～S9為初始狀態專用，S10～S19為IST指令專用，S20～S899為一般狀態通用，一般狀態使用的狀態繼電器最小編號為20。

圖18-4

(2)有向連線(轉移方向)

有向連線是指兩個狀態之間的連線，表示了狀態的轉移方向，其方向一般默認為從上到下，表示從上到下的有向連線的箭頭可省略。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，狀態S0與S20之間有向連線的箭頭已省略，狀態S20跳轉到狀態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。狀態與狀態之間的轉移，必須在條件滿足的情況下才可以進行。例如圖18-5中的狀態S20要轉移到狀態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

這里的命令與動作，是指每一個狀態中的命令與動作，即每一個狀態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號寫在狀態框的旁邊，并用直線與狀態框連接，如下圖18-7所示。

圖18-7

綜上，狀態步、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，大家應該心里有數了吧。

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中的分支是怎么回事。我們再一起看看，SFC的基本結構有哪些吧!

二、順序功能圖(SFC)基本結構

(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，狀態的激活由初始狀態開始，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，兩個狀態處于活動狀態)，只能有一個狀態步處于激活狀態，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。那么，我們一起來看看分支SFC有哪些吧。

(2)選擇性分支與匯合結構

所謂選擇性，是指在各個分支中，只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匯合的順序功能圖，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，只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，S21、S23保持非活動狀態。

圖18-10

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

(3)并行性分支與匯合結構

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匯合的順序功能圖，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被激活，先后被掃描。

圖18-11

同理，并行性匯合是指多個并行性分支流程都已完成且轉移條件成立后，匯合成單流程，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、重復以及循環。

(3)跳轉、重復以及循環

SFC中跳轉，類似于功能指令中的CJ，即跳過中間的部分狀態，直接向其他狀態轉移，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。

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態S52。

重復是指流程中的某幾個狀態被重復執行，即向前跳轉，當被重復執行的狀態只有一個，即向本狀態重復，則稱為復位。

如下圖18-13的左圖所示，若轉移條件成立，S21、S30、S31被重復執行，重復的次數由轉移條件確定，或如下圖18-13的中圖所示，若轉移條件成立，S30被重復執行。而所謂循環，是指流程結束，又跳轉后初始狀態重復執行，如下圖18-13的右圖所示。

圖18-13

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