用三菱GX Developer 8编写SFC流程图

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1

SFC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。本例梯形图和指令表见图2。

在GX Developer中，一个完整的SFC程序是由初始状态、有向线段、转移条件和转移方向等内容组成（见图3）的，而PLC编程就是完整的获得这几个组成部分。

根据PLC教程规定，SFC程序主要由初始状态、通用状态、返回状态等几种状态来构成，但在编程中，这几个状态的编写方式不一样，因此需要引起注意。SFC程序从初始状态开始，因而编程的第一步就是给初始状态设置合适的启动条件。本例中，梯形图的第一行就是表示如何启动初始步，在SFC程序中，初始步的启动采用梯形图方式。

下面开始软件中的程序输入。

图2闪烁信号梯形图和指令表

图3闪烁信号SFC程序

1、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见图4。

图4 GX Develop编程软件窗口

2、弹出的创建新工程对话框见图5，要对三菱系列的CPU和PLC进行选择，以符合对应系列的编程代码，否则容易出错。这里讲述的主要是三菱FX2N系列的PLC，所以，需在如下几个项目中做选择和输入：

a.在PLC系列下拉列表框中选择FXCPU；

b.在PLC类型下拉列表框中选择FX2N（C）；

c.在程序类型项中选择SFC；

d.在工程设置项中设置好工程名和保存路径

完成上述项目后之后点击确定。

图5新工程创建

3、完成上述工作后会弹出如图6所示的块列表窗口。

图6块列表窗口

按图中所示，双击第零块。

4、双击第零块或其它块后，会弹出块信息设置对话框见图7。

图7块信息设置对话框

这里，是对块编辑进行类型进行选择的进入窗口，有两个选择：SFC块和梯形图块。

在编程理论中我们学到，SFC程序由初始状态开始，故初始状态必须激活，而激活的通用方法是利用一段梯形图程序，且这一段梯形图程序必须放在SFC程序的开头部分。同理，在以后的SFC编程中，初始状态的激活都需由放在SFC程序的第一部分（即第一块）的一段梯形图程序来执行，这是需要注意的一点。所以，在这里应点击梯形图块，在块标题栏中，填写该块的说明标题，也可以不填。

5、点击执行按钮弹出梯形图编辑窗口见图8，在右边梯形图编辑窗口中输入启动初始状态的梯形图。

在编程理论中曾学到，初始状态的激活一般采用辅助继电器M8002来完成，也可以采用其它触点方式来完成，这只需要在它们之间建立一个并联电路就可以实现。本例中我们利用PLC的辅助继电器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9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。

图8梯形图编辑窗口

图9梯形图编辑窗口

图10梯形图输入完毕窗口

需注意，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。

图11出错信息

6、在完成了程序的第一块（梯形图块）编辑以后，双击工程数据列表窗口中的“程序”\“MAIN”见图10，返回块列表窗口见图6。双击第一块，在弹出的块信息设置对话框中块类型一栏中选择SFC见图12，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程序编辑窗口见图13。在SFC程序编辑窗口中光标变成空心矩形。

图12 块信息设置

图13 SFC程序编辑窗口

7、转换条件的编辑。

SFC程序中的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，现在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（如图13所标注）并单击，在右侧将出现梯形图编辑窗口，在此中输入使状态转移的梯形图。读者从图13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），这一点提请注意。在SFC程序中，所有的转移都用TRAN表示，不可以采用SET＋S□语句表示，否则将告知出错。

对转换条件梯形图的编辑，可按PLC编程的要求，按上面的叙述可以自己完成，需注意的是，每编辑完一个条件后应按F4快捷键转换，转换后梯形图则由原来的灰色变成亮白色，完成转换后再看SFC程序编辑窗口中1前面的问号（？）会消失。

8、通用状态的编辑。

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快捷键弹出步序输入设置对话框见图14。

图14 SFC符号输入

输入步序标号后点击确定，这时光标将自动向下移动，此时，可看到步序图标号前面有一个问号（？），这是表明此步现在还没进行梯形图编辑，同时右边的梯形图编辑窗口呈现为灰色也表明为不可编辑状态，见图15。

下面对通用工序步进行梯形图编程。将光标移到步序号符号处，在步符号上单击后右边的窗口将变成可编辑状态，现在，可在此梯形图编辑窗口中输入梯形图。需注意，此处的梯形图是指程序运行到此工序步时所要驱动哪些输出线圈，在本例中，现在所要获得的通用工

图15 还没有编辑的状态步

序步20是驱动输出线圈Y0以及T0线圈，参见图2程序梯形图和指令表。

用相同的方法把控制系统一个周期内所有的通用状态编辑完毕。需说明的是，在这个编辑过程中，每编辑完一个通用步后，不需要再操作“程序”\“MAIN”而返回到块列表窗口（见图6），再次执行块列表编辑，而是在一个初始状态下，直接进行SFC图形编辑。

9、系统循环或周期性的工作编辑。

SFC程序在执行过程中，无一例外的会出现返回或跳转的编辑问题，这是执行周期性的循环所必须的。要在SFC程序中出现跳转符号，需用或（JUMP）指令加目标号进行设计。

现在进行返回初始状态编辑见图16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要跳转到的目的地步序号，然后单击确定按钮。

图16 跳转符号输入

说明：如果在程序中有选择分支也要用JUMP+“标号”来表示。

当输入完跳转符号后，在SFC编辑窗口中我们将会看到，在有跳转返回指向的步序符号方框图中多出一个小黑点儿，这说明此工序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，参见图18。

10，程序变换。

当所有SFC程序编辑完后，我们可点击变换按钮进行SFC程序的变换（编译），如果在变换时弹出了块信息设置对话框，可不用理会，直接点击执行按钮即可。经过变换后的程序如果成功，就可以进行仿真实验或写入PLC进行调试了。

如果想观看SFC程序所对应的顺序控制梯形图，我们可以这样操作：点击工程\编辑数据\改变程序类型，进行数据改变（见图19）。

图18 完整的SFC程序

图19数据变换

执行改变数据类型后，可以看到由SFC程序变换成的梯形图程序见图20。

图20 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，我们已经基本了解了SFC 程序中状态符号的输入方法。需要强调的是两点：（1）在SFC程序中仍然需要进行梯形图的设计；（2）SFC程序中所有的状态转移需用TRAN表示。

二、多流程结构的编程方法

多流程结构是指状态与状态间有多个工作流程的SFC程序。多个工作流程之间通过并联方式进行连接，而并联连接的流程又可以分为选择性分支、并行分支、选择性汇合、并行汇合等几种连接方式。下面以具体实例来介绍。

例题2：某专用钻床用来加工圆盘状零件均匀分布的6个孔，操作人员放好工件后，按下起动按钮X0，Y0变为ON，工件被夹紧，夹紧后压力继电器X1为ON，Y1和Y3使两

个钻头同时开始工作，钻到由限位开关X2和X4设定的深度时，Y2和Y4使两个钻头同时上行，升到由限位开关X3和X5设定的起始位置时停止上行。两个都到位后，Y5使工件旋转600，旋转到位时，X6为ON，同时设定值为3的计数器C0的当前值加1，旋转结束后，又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值3，Y6使工件松开，松开到位时，限位开关X7为ON，系统返回初始状态。根据例题要求写出I/O表：

1、输入

2、输出

启动按钮X0 工件加紧Y0

压力继电器X1 两钻头下行Y1、 Y3

两钻孔限位X2、X4 两钻头上升Y2、 Y4

两个钻头原始位X3、 X5 工作旋转Y5

旋转限位X6 工作松开Y6

工作松开限位X7

功能示意图：

图2－1

分析：由题目要求我们可在练习纸上编辑出顺序控制功能图（如图2－1）所示。

打开GX developer软件，设置方法同第一部分的单序列结构，在此不赘述。本例中还是利用M8002作为启动脉冲，在程序的第一块输入梯形图，请参照单序列SFC程序输入方

法。

本例中我们要求初始状态时要做工作，复位C0计数器，因此对初始状态我们做些处理，把光标移到初始状态符号处，在右边窗口中输入梯形图（如图2－2），接下来的状态转移程序输入与第一部分相同。程序运行到X1为ON 时（压力继电器敞开触点闭合）要求两个钻头同时开始工作，程序开始分支（如图2－2）。

本例中要用到计数器所以初始状态我们要对计数器C0进

行复位

以下输入并列分

支结构，将光标

移到此处 图2－

1 程序输入

接下来输入并行分支，控制要求X1触点接通状态发生转移，将光标移到条件1方向线的下方，单击工具栏中的并列分支写入按钮或者按快捷键，使并列分支写入按，只有出现蓝色细线时才可以放开鼠标，否则输入失ALT+F8钮处于按下状态，在光标处按住鼠标左键横向拖动，直到出现一条细蓝线，放开鼠标，这样一条并列分支线就被输入（如图2－3）。

注意：在用鼠标操作进行划线写入时败。

出现蓝色细线

时松开鼠标

图2－3 并列并列分支线的输入

并列分支线的输入也可以采用1弹出SFC 符号输入对话框另一种方法输入，双击转移条件（如图2－4） 。

下拉列表框中

选择“＝＝D”

图2－4 并列分支线的输入方法二

三行“==D”项，单击确定按钮返回

在图标号下拉列表框中选择第，一条并列分支线被输入。并行分支线输入以后（如图2－5）所示。

并行分支线

是双实线

图2－5并列并列分支线输入后

利用第一部分所学知识，分别在两个分支下面输入各自的状态符号和转移条件符号（如图2－6）。图中每条分支表示一个钻头的工作状态。

各个分支的输入

方法同单序列输

入方法相同

图2－6 分支符号的输入

两个分支输入完成后要有分支汇合。将光标移到步符号23的下面，双击鼠标弹出SFC符号输入对话框选择“==C”项，单击确定安扭返回（如图2－7）。

在此选择

“==C”后单

击确定按钮

图2－7 并行汇合符号的输入

继续输入程序，当两条并列分支汇合完毕后，此时钻头都已回到初始位置，接下来是工件旋转60度，程序见图2－7，输入完成后程序又出现了选择分支。将光标移到步符号27的下端双击鼠标，弹出的SFC符号输入对话框，在图标号下拉列表框中选择“--D”项，单击确定按钮返回SFC程序编辑区，这样一个选择分支被输入，（如图2－7）。如果利用鼠标操作输入选择分支符号，单击工具栏中的工具按钮或点击快捷键ALT+F7此时选择分支划线写入按钮呈按下状态，把光标移到需要写入选择分支的地方按住鼠标左键并拖动鼠标，直到出现蓝色细线时放开鼠标，一条选择分支线写入完成。

在此选择

“--D ”项，

单击确定按钮

图2－7 选择分支符号的输入

继续输入程序（如图2－8），在程序结尾处，我们看到本程序用到了两个JUMP 符号，在SFC 程序中状态的返回或跳转都用JUMP

符号表示，因此在SFC 程序中符号可以多次使用，只须在JUMP 符号后面加目的标号即可达到返回或跳转的目的。

图2－8 完整的程序

以上我们完成了整个程序的输入。

如果我们双击JUMP 符号弹出的SFC 符号输入对话框中，我们会看到步属性下拉框处于激活 状态而且两个选项分别是[无]和[R]，当我们选择[R]时，跳转符号由变为，[R]表示复

位操作，意思是复位目的标号处的状态继电器。利用[R]的复位作用我们可以在系统中增加暂停或急停等操作。

小节：以上我们对多流程结构的编程方法做了介绍，结合第一部分的学习的方法，在右边输入梯形图也非常简单。本部分主要是对选择分支、并列分支、并行汇合符号的输入方法做了详细介绍，几种输入方法都要掌握，在编程操作时我们可以利用输入最快的方法来提高效率，为了快速高效的编制SFC程序，可尽量使用键盘操作。人皆见花深千尺，不见明台矮半截