AB_Logix5000处理器_SFC顺序功能图编程应用

AB Logix5000处理器SFC顺序功能图编程应用

江苏华电戚墅堰发电有限公司贡文明

前言：

本文从应用角度讲述了Logix5000系统的SFC功能和实际应用方法与技巧，当面对一个复杂的顺序控制时，采用SFC来实现逻辑控制是一个非常好的选择。使用SFC来编写顺控程序速度并不会比使用梯形图快很多，但调试要比使用梯形图简单和方便许多。由于Logix5000的SFC资料全为英文，并且相关的资料非常之少，给初次使用带来了许多不便，使用SFC最重要的是需要了解SFC的的工作原理和一些常用的操作命令，如S,N,P等在各种PLC上他们均基本一致，符合国际标准的定义。本文根据个人使用经验对SFC各语法定义和功能进行了详细描述，对SFC Action功能采用了Basic脚本语言进行了描述。

1．SFC语言概述

IEC61131-3 SFC语言规定将复杂的程序分割为较小的可管理的单元，并描述在这些单元之间的控制流。使用SFC语言，可以设计顺序和并行过程。执行这些单元的时序取决于静态条件和动态条件。一步接着一步地处理生产过程的行为特性特别适用于SFC语言。SFC用步和转换条件构成程序段，步中通过定义操作实现对流程的操纵。通过转换实现流程的按顺序前进。

1.1 步 (Step)

步是控制流程中相对独立的一组操作的集合。在步中可以定义任意数目的各种类型的操

作，通过操作实现对流程的控制。一个步可以是激活状态或不激活状态。步在紧接在前的转换条件满足时激活。步在紧接在后的转换条件满足时退出激活状态。每个SFC程序有一个起始步，该步在第一次执行时默认为激活状态，其余的非起始步默认为不激活状态。步的上面只能接转换、并行分支或选择聚合。步的下面只能接转换、并行聚合或选择分支。步有两种类型：起始步和普通步。起始步在程序刚启动时就处于激活状态，然后程序将按照转换条件的变化按照顺序依次执行。

1.2 转换条件

转换是控制从一个步转移到其他步的条件。当转换条件满足时，紧接在前的步从激活态变成不激活态。然后紧接在后的步将从不激活态转变成激活态。只有当所有紧接在前的步的状态都在激活状态时，转换条件才被测试。转换条件由一个变量或一个表达式来定义。

转换的上面只能接步、选择分支、并行接合；转换的下面只能接步、选择聚合、并行分支、或跳转分支。

1.3 选择分支

选择分支提供了在SFC程序中实现条件控制的控制流程选择执行的方法。在选择分支结构中只能有一个分支被激活。分支跳转的优先级从左到右。选择分支和选择聚合必须一一对应。选择分支必须结束于同一选择聚合。

1.4 并行分支

并行分支使流程中的几个子流程同时进行。各分支的执行同时进行，不相互影响。只有当所有的分支的最后一步都激活时，才测试并行聚合紧接的转换的条件是否满足。

并行分支和并行聚合必须一一对应。

1.5 操作（Action）

操作是对系统变量进行的操纵的描述。一个步中可以有0个或多个操作。操作有多种类型，操作类型由操作限定词来描述。操作可以是一个位号变量，也可以是调用一个子程序。一个操作块包含一个操作连同其执行的条件（称为动作限定词）系统对步的激活和解除激活期间所有步的动作块的执行条件进行监视。

1.6 执行顺序

一个SFC结构的网络分为一系列步和转换。它们要循环地进行求值和执行。一个步总是处于激活状态或者不激活状态。每一次循环对所有转换的求值，其结果不是TRUE就是FALSE。待处理循环的活动步清单取决于这些步所依赖的转换的计算值。

在一个SFC网络中所有指令的执行依照以下算法进行调度。

1.6.1 激活初始步（仅在第一次调用时），否则对其后继转换为TRUE的所有步解除激活，并激活紧接这些转换后的所有步。

1.6.2 检查所有动作控制的输出。若刚检测到一个TRUE－FALSE边沿，则最后一次执行所关联的动作。

1.6.3 执行其动作控制所求值为TRUE的所有操作。

1.6.4 对转换进行求值，并从步1开始继续循环执行。

在SFC网络中没有显性的终点。如果没有后继的转换，则程序不会自动地返回到初始步，SFC 程序将停留在最后一个活动步。

2．Logix5000的SFC功能描述

2.1 步（STEP）在RsLogix5000中的属性状态表示如下图所示

步变量是一个结构体,结构类型如下:

x ：激活指示,活动步的x为1 （True）

dn：完成指示,步完成后为1（True）

t ：步运行的时间，单位ms(在LOGIX5000系统中所有的时间单位均为ms)

2.2 RSLOGIX5000提供以下几个符合IEC1131-3标准的限定词,即Action类型

2.2.1 N：操作在步的整个激活期间激活，随着步退出激活状态恢复成不激活状态。

它在步激活期间执行,我通常用它来指示画面步运行时间

其工作原理用Basic语言描述如下:

if (step.x) then

//执行你的代码

end_if;

2.2.2 S：操作在步激活后将一直保持激活，与步的失去激活无关。

用Basic语言描述就如下：

if (step.x or step.dn) then

//执行你的代码

end_if;

当然你如果仅仅需要在步活动期间执行就可以在S命令里面输入

if (step.x) then

//执行你的代码

end_if;

如果仅仅需要在步完成以后执行就可以在S命令里面输入

if (step.DN) then

//执行你的代码

end_if;

由于SFC逻辑同样是循环扫描原理工作，代码会一直反复执行。

2.2.3 R：操作在步激活后将一直保持在不激活状态。

此操作的作用是用于在当前步停止其它正在执行的操作，如某步有个S操作，由于步退出后该操作仍然继续在执行，如果要让它停止执行，就可以使用R操作。

2.2.4 L：操作在步激活后在限定的时间内保持激活，超出时间恢复成不激活状态，若在此期间步失去激活，则该动作也变为不激活状态。