三菱PLC顺序功能图(SFC)
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顺序功能图的PLC程序设计
顺序功能图的PLC程序设计简介顺序功能图（Sequential Function Chart，简称SFC）是控制系统中常用的一种图形化表达方式。
它是一种将时序控制方案表达为图形化模型的编程方式，具有直观性、简洁性、易维护性等优点。
PLC程序设计中，SFC也是最常用的编程方式之一。
本文将介绍如何使用SFC进行PLC程序的设计。
SFC原理SFC可以理解为PLC程序的另一种表达方式，它将PLC程序的执行过程分成了若干个步骤，从而使得程序的结构更加清晰，易于编写和维护。
SFC通常由以下几个部分组成：•起始步骤（Initial Step），标识SFC的开始。
•条件（Condition），用于描述在什么条件下执行该步骤。
常见的条件有：电机启动、传感器检测到信号等。
•过渡（Transition），用于描述当某个条件被满足时，进行步骤跳转。
常见的过渡有：满足条件跳转到下一个步骤、条件不满足跳转到上一个步骤等。
•动作（Action），用于描述当某个条件被满足时，需要执行的操作。
常见的动作有：下发指令、设置参数、控制设备等。
•结束步骤（Final Step），标识SFC的结束。
SFC设计步骤步骤一：确定程序流程在进行SFC程序设计之前，需要先确定程序的流程。
这个步骤需要结合实际情况，根据实际控制需求来决定程序的步骤和跳转条件。
例如，我们需要设计一个PLC程序实现螺杆机的自动化控制。
程序需要完成以下几个操作：1.检测到螺杆材料，启动送料机构，将螺杆送入加工区域。
2.启动加工机构，进行加工操作。
3.加工完成后，关闭加工机构。
4.将加工好的螺杆送出。
根据以上过程，我们可以分解成四个步骤，并确定它们的执行顺序。
步骤二：绘制程序SFC图绘制程序SFC图是进行SFC程序设计的关键一环。
在绘图时，需要将程序流程表达为一张有机结构的图。
以下是一个SFC图的示例。
START -> [检测信号] -> [启动送料机构] -> [启动加工机构] -> [检测信号] -> [关闭加工机构] -> [送出螺杆] -> END上图表示了一个PLC程序实现的过程。
三菱PLC步进梯形图与SFC使用举例
三菱PLC步进梯形图与SFC使用举例使用步进指令进行程序设计时，首先要设计状态转移图再根据状态转移图转化成步进梯形图或指令表。
这三种表示法如图5—2所示。
动作过程是当步进接点S20闭合时，输出继电器Y1线圈接通。
当X0闭合新状态置位（接通），步进接点S21也闭合。
这时原步进接点S20自动复位（断开），这就相当于把S20的状态转到S21，这就是步进转换作用。
其它状态继电器之间的状态转移过程，依此类推。
可见，状态转移图是一种用于描述顺序控制系统控制过程的图形，它由步、转换条件、有向线组成。
每个状态（步）表示顺序工作的一个操纵，需完成一个特定的动作。
状态的转换（步进）需条件得到满足。
与普通指令编程相比，使用步进指令不但可以直观地表示顺序操纵的流程，而且可以减少指令程序的条数和轻易被人们理解。
每一状态提供三个功能：驱动负载、指定转换条件、置位新状态（同时转移源自动复位）。
根据步与步进展情况状态转移图有四种结构：1．单序列。
反映按顺序排列的步相继激活这样一种基本的进展情况，如图5-3所示。
2．选择序列。
一个活动步之后紧接着有几个后续步可供选择的结构形式作为选样序列。
如图5-4所示，选择序列的各个分支都有各自的转换条件。
3．并行序列。
当转换的实现导致几个分支同时激活时，采用并行序列。
其有向连线的水平部分用一双线表示。
如图5-5所示。
4．跳步重复和循环序列。
在实际系统中经常采用跳步、重复和循环序列。
这此序列实际都是选择序列的特殊形式。
如图5-6 a 所示为跳步序列，当步3为活动步时，若转换条件X005成立，则跳过步4和步5直接进进步6；图5-6b所示为重复序列，当步6为活动步时，若转换条件X004不成立而X005成立，重新返回步5，重复执行步5和步6，直到转换条件X004成立，转进步7；图5-6C所示为循环序列，在序列结束后，用重复的方式，直接返回初始步0，形成序列的循环。
第7章 三菱FX系列PLC顺序功能图设计
M200 M201 M202 M203 Y0 Y1 Y2
初始
动力头控制系统顺序功能图
M203 M8002 M8002 M200 M200 Y0 Y1 X1 M202 X2 M203 X3 Y2 Y1 M201
X3
M201 M200 初始
M200 X0 M201
X0
M202 M201 Y0 快进
M201 M202 M202 M203 M201 M202
5、转换条件
使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。转换条件可以 用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短横 线旁。
二、设计顺序功能图应注意的问题
v 两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。 v 顺序功能图应该是一个由方框和有向线段组成的闭环。 v 功能表图中初始步是必不可少的，否则系统没有停止状态 v 只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能 变成活动步。而PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0” 状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为活动步， 否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。
Mi-1
Mi-1
Xi
Mi+1 Mi
Xi
Mi
Mi
Xi+1
Mi+1
具有记忆功能的启保停电路
设计启保停电路的关键是找出它的起动条件和 停止条件。
快进 快退 X3 M8002 X0
工进 X1 X1 X2
M8002
M200 X2 X3 X0 M201 快进 工进 快退 X1 M202 X2 M203 X3 Y2 Y1 Y0 Y1
根据顺序功能图设计梯形图时，可以用辅助继电 器M来代表步。某一步为活动步时，对应的M为“1” 状态，转换实现时，该转换变为不活动步，而其后续 步变为活动步。 启保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令， 任何一种可编程序控制器的指令系统都有这一类指令， 因此是一种通用的编程方式，可以用于任意型号的 PLC。
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
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
《PLC应用技术(三菱)》课件.第四单元-顺序功能图
图4-4 运料小车单周 期工作方式梯形图
三、知识链接
1．经验设计法与顺序控制设计法
第三单元中各梯形图的设计方法一般称为经验设计法，经验设计法没有一套固 定的方法步骤可循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种 通用的容易掌握的设计方法。
顺序控制设计法是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，有经验的工程 师使用顺序控制设计法，也会提高设计的效率，程序调试、修改和阅读也更方便。
四、任务实施
1．将二个模拟按钮开关的常开触点分别接到PLC的X0和X1（如图4-18所示的 输入部分），并连接PLC电源。检查电路正确性，确保无误。
2．输入图4-16所示的梯形 图，进行程序调试，调试时 要注意动作顺序，运行后可 任意按下X0（或X1），监控 观察各输出（Y1~Y3、Y4、 Y5）和相关定时器（T0~T4） 的变化，检查是否完成了按 钮式人行道交通灯所要求的 功能。
图4-2 运料小车时序图
运料小车的一个工作周期分为装料、右行、卸料和左行4步，再加上等待装料 的初始步，一共有5步。各限位开关、按钮和定时器提供的信号是各步之间的转换 条件，由此画出顺序功能图如图4-3所示。
图4-3 运料 小车单周期工作 方式顺序功能图
运料小车单周期工作方 式梯形图如图4-4所示。
图4-13 按钮式人行道交通灯示意图
二、原理分析
为了用PLC控制器来实现任务，PLC需要2个输入点，5个输出点，输入输出 点分配见表4-2。
表4-2 输入输出点分配
输出继电器 Y1 Y2 Y3 Y5 Y6
作用 主干道红灯 主干道黄灯 主干道绿灯 人行道红灯 人行道绿灯
由提出的任务画出时序图，如图4-14所示。
图4-14 按钮式人行道交通灯时序图
三、知识链接
1．经验设计法与顺序控制设计法
第三单元中各梯形图的设计方法一般称为经验设计法，经验设计法没有一套固 定的方法步骤可循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种 通用的容易掌握的设计方法。
顺序控制设计法是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，有经验的工程 师使用顺序控制设计法，也会提高设计的效率，程序调试、修改和阅读也更方便。
四、任务实施
1．将二个模拟按钮开关的常开触点分别接到PLC的X0和X1（如图4-18所示的 输入部分），并连接PLC电源。检查电路正确性，确保无误。
2．输入图4-16所示的梯形 图，进行程序调试，调试时 要注意动作顺序，运行后可 任意按下X0（或X1），监控 观察各输出（Y1~Y3、Y4、 Y5）和相关定时器（T0~T4） 的变化，检查是否完成了按 钮式人行道交通灯所要求的 功能。
图4-2 运料小车时序图
运料小车的一个工作周期分为装料、右行、卸料和左行4步，再加上等待装料 的初始步，一共有5步。各限位开关、按钮和定时器提供的信号是各步之间的转换 条件，由此画出顺序功能图如图4-3所示。
图4-3 运料 小车单周期工作 方式顺序功能图
运料小车单周期工作方 式梯形图如图4-4所示。
图4-13 按钮式人行道交通灯示意图
二、原理分析
为了用PLC控制器来实现任务，PLC需要2个输入点，5个输出点，输入输出 点分配见表4-2。
表4-2 输入输出点分配
输出继电器 Y1 Y2 Y3 Y5 Y6
作用 主干道红灯 主干道黄灯 主干道绿灯 人行道红灯 人行道绿灯
由提出的任务画出时序图，如图4-14所示。
图4-14 按钮式人行道交通灯时序图
机床电气控制与PLC顺序控制系统状态转移图SFC
表中的栈操作指令MPS／MRD／MPP在状态内 不能直接与步进接点后的新母线连接，应 接在LD或LDI指令之后，如下图所示。
为了控制电机正反转时避免两个线
圈同时接通短路，在状态内可实现 输出线路互锁，方法如图:
在STL指令的内母线上格LD或LDI指令编程后，对
下图 (a)所示没有触点的线圈Y003将不能编程， 应改成按图 (b)电路才能对Y003编程。
2）步进指令的使用 ①步进接点在状态梯形图中与左母线相连，具有 主控制功能，STL右侧产生的新母线上的接点要 用LD或LDI指令开始。RST指令可以在一系列的 STL指令最后安排返回，也可以在一系列的STL指 令中需要中断返回主程序逻辑时使用。 ②当步进接点接通时，其后面的电路才能按逻辑 动作。如果步进接点断开，则后面的电路全部断 开，相当于该段程序跳过。若需要保持输出结果， 可用SET和RST指令。 ③可以在步进接点内处理的顺控指令如下表所示。
（3）并行分支与汇合的编程 1)并行分支状态转移图及其特点 当满足某个条件后使多个 流程分支同时执行的分支流程称为并行分支，如图6-23所 示。图中当X000接通时，状态同时转移，使S21、S31和S41 同时置位，二个分支同时运行，只有在S22、S32和S42三个 状态都运行结束后，若X002接通，才能使S30置位，并使 S22、S32和S42同时复位。它有以下两个特点。
3)SFC图中的转移条件不能使用ANB、ORB、 MPS、MRD、MPP指令。应按图 (b)所示 确定转移条件。
4)状态转移图中和流程不 能交叉，应按图处理。
5)若要对某个区间状态进行复位，可用区间复位指令
ZRST按下图 (a)处理；若要使某个状态的输出禁止，可 按下图5(b)所示方法处理，若要使PLC的全部输出继电 [Y]断开，可用特殊辅助继电器M8034接成下图 (c)电路， 当M8034为ON时，PLC继续进行程序运算，但所有输出继 电器[Y]都断开了。
三菱PLC步进指令SFC编程方法功能指令表
序或需要不受PLC扫描周期影响的循环中断处理控制程序。 例如I625表示每隔25ms就执行标号为1625后面的中断程序一 次．在中断返回指令IRET处返回。 (3)计数器中断用指针
计数器中断用指针根据可编程控制器内部的高速计数器 的比较结果，执行中断子程序。用于优先控制利用高速计数 器的计数结果。该指针的中断动作要与高速计数比较置位指 令HSCS组合使用。
10.在步的活动状态的转换过程中，相邻两步的状态继电器会同 时ON一个扫描周期，可能会引发瞬间的双线圈问题。为了避免不 能同时接通的两个输出同时动作，除了在梯形图中设置软件互锁 外，还应在PLC外部设置由常闭触点组成的硬件互锁电路。
11.OUT指令与SET指令均可以用于步的活动状态的转换，将原来 的活动步对应的状态继电器复位，将后续步置为活动步，此外还 有自保持的功能。
时间比较
实
161 7ZCP
时间区间比较
时
162 TADD
时间加法
时 钟
163 TSUB 166 TRD
时间减法 读实时时钟
处 理
167 TWR 169 HOUR
写实时时钟 计时表
中断用指针常与中断返回指令IRET、开中断指令EI、关 中断指令DI一起使用。
(1)输入中断用指针 6个输入中断指针仅接收对应特定输入继电器X0～X5的
RET 。
STL指令的编程方法
STL指令
梯形图
STL指令的特点:
1. 与STL触点相连的触点应使用LD/LDI指令。
2. STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动 Y、M、S、 T等元件的线圈，STL触点也可以使Y、M、S等元件置 位或复位。
3. CPU只执行活动步对应的程序。
4. 使用STL指令时允许双线圈输出。即不同STL触点可以 分别驱动同一编程元件的一个线圈。但是同一元件的线圈不 能在可能同时为活动步的STL区内出现，在有并行序列的顺 序功能图中，应特别注意这一问题。
计数器中断用指针根据可编程控制器内部的高速计数器 的比较结果，执行中断子程序。用于优先控制利用高速计数 器的计数结果。该指针的中断动作要与高速计数比较置位指 令HSCS组合使用。
10.在步的活动状态的转换过程中，相邻两步的状态继电器会同 时ON一个扫描周期，可能会引发瞬间的双线圈问题。为了避免不 能同时接通的两个输出同时动作，除了在梯形图中设置软件互锁 外，还应在PLC外部设置由常闭触点组成的硬件互锁电路。
11.OUT指令与SET指令均可以用于步的活动状态的转换，将原来 的活动步对应的状态继电器复位，将后续步置为活动步，此外还 有自保持的功能。
时间比较
实
161 7ZCP
时间区间比较
时
162 TADD
时间加法
时 钟
163 TSUB 166 TRD
时间减法 读实时时钟
处 理
167 TWR 169 HOUR
写实时时钟 计时表
中断用指针常与中断返回指令IRET、开中断指令EI、关 中断指令DI一起使用。
(1)输入中断用指针 6个输入中断指针仅接收对应特定输入继电器X0～X5的
RET 。
STL指令的编程方法
STL指令
梯形图
STL指令的特点:
1. 与STL触点相连的触点应使用LD/LDI指令。
2. STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动 Y、M、S、 T等元件的线圈，STL触点也可以使Y、M、S等元件置 位或复位。
3. CPU只执行活动步对应的程序。
4. 使用STL指令时允许双线圈输出。即不同STL触点可以 分别驱动同一编程元件的一个线圈。但是同一元件的线圈不 能在可能同时为活动步的STL区内出现，在有并行序列的顺 序功能图中，应特别注意这一问题。
三菱PLC-----SFC顺序功能图
选择序列：从多个分支状态或分支 状态序列中只选择一个。转换符号 只能标在水平线之下，每个分支上 必须具有一个或一个以上的转换件， 且具有优先级。
几个选择序列合并一个公共序列--即分支的结束，称为汇合，转换符 号只允许在水平线上。一般只允许 选择一个序列。
a
步3
b
步4
c
步5
d
步3
a
步4
d
b
步6
e
步5 步7
(c)
＊S0 S20
＊S1
Jump S31
S30
S21
S31
S22 Jump S21
S32 Reset S32
(d)
1、向下跳： 2、向上跳： 3、跳向另一条分支： 4、复位： 在编程软件中，SFC图的跳转用箭头表示，如图(b)、(d)所示19 。
顺序功能图SFC图的分支
单序列：每一步的后面仅接一个转 换，每个转换后面也仅连 接 着一个步，没有分支。
手动控制梯形图
S21
接近开关
Y0 下移
T0
T0 K20
Y5 原位指示
X2 下限位
电磁铁
S22
SET Y1 吸小球
T1
T1 K10
X2 下限位
S25
SET Y1 电磁铁
吸大球
T1
T1 K10
小球分支→ 大球分支→
S23
Y2 上移
X3 上限位
S24
Y3 右移
X4 小球位
S28
Y0 下移
X2 下限位
S29
STL RET
步进触点指令 在顺控程序上面进行工序步进型控制的指令
步进返回指令
表示状态流程的结束，返回主程序（母线）的指 令
几个选择序列合并一个公共序列--即分支的结束，称为汇合，转换符 号只允许在水平线上。一般只允许 选择一个序列。
a
步3
b
步4
c
步5
d
步3
a
步4
d
b
步6
e
步5 步7
(c)
＊S0 S20
＊S1
Jump S31
S30
S21
S31
S22 Jump S21
S32 Reset S32
(d)
1、向下跳： 2、向上跳： 3、跳向另一条分支： 4、复位： 在编程软件中，SFC图的跳转用箭头表示，如图(b)、(d)所示19 。
顺序功能图SFC图的分支
单序列：每一步的后面仅接一个转 换，每个转换后面也仅连 接 着一个步，没有分支。
手动控制梯形图
S21
接近开关
Y0 下移
T0
T0 K20
Y5 原位指示
X2 下限位
电磁铁
S22
SET Y1 吸小球
T1
T1 K10
X2 下限位
S25
SET Y1 电磁铁
吸大球
T1
T1 K10
小球分支→ 大球分支→
S23
Y2 上移
X3 上限位
S24
Y3 右移
X4 小球位
S28
Y0 下移
X2 下限位
S29
STL RET
步进触点指令 在顺控程序上面进行工序步进型控制的指令
步进返回指令
表示状态流程的结束，返回主程序（母线）的指 令
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
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
三菱PLC编程语言介绍
GX Developer Version 8(ST)
在GX Developer中 编辑ST程序 不同颜色表 示不同的程 序参数
分割的窗口
GX Developer Version 8(ST)
项目 通 支持的PLC类型 性
ST程序的数目 条件指令的数目
GX Developer Ver 8
IEC61131-3
调用简单
作成效率提高，质量提 高
程序的标准化
增加的语言的功能
Q(Q 模式)（高性能型 QCPU、基本型 QCPU、SX -控制器、过程型 CPU） FB, ST 同 GX Developer Ver 8 根据PLC类型. - 高性能型 QCPU, SX 控制器、过程型 CPU: 4096 (IF～THEN 是1条) - 基本型QCPU: 300 BOOL, INT, DINT, REAL, STRING, ARRAY, STRUCTURE ---
SFC编程的优点
•在程序中可以很直观的看 到设备的动作顺序。
编程规则像设备动作顺序一样 被严格限制 机械设备工程师都能很容易地 理解程序 不同编程人员引起的程序差异 性减到最小中間点 下降 Nhomakorabea去的動作
前進
下降端
Cramp Timer 上昇 上昇端 前進 前進端 Uncramp Timer 未来的動作 現在的動作
FB的应用事例
行业 应用装置 语言 理由 ：液晶制造公司 (液晶制造会社) : 液晶制造装置 : FB : 使用原来欧洲装置公司已有的FB块
PLC制造公司 FB 程序制作公司 程序 最终用户
外部机器制造公司 FB
ST和FB结合应用事例
主程序控制(ST)
子程序：输 入输出 (Ladder) 组合新的程序作成 子程序：演 算(ST)
三菱GX Developer PLC编程软件编写SFC顺序功能图的方法
三菱GX Developer PLC编程软件编写SFC顺序功能图的方法顺序功能图（Sequeential Function Chart）是一种新颖的、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，被首选推荐地用于可编程控制器的通用编程语言，现在，在PLC的应用领域中得到广泛的推广和应用。
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。
因为SFC程序是按照设备（或工艺）的动作顺序编写的，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时，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（版本号8.34）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，这给广大的初学者学习PLC应用编程带来了不便。
这里，我们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。
掌握了单流程的SFC编程方法，也就是迈进了SFC的大门。
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：双灯自动闪烁信号生成。
顺序功能图(SFC)PPT课件
智能家居系统中SFC应用前景
01
02
03
04
家庭自动化控制
通过SFC实现家居设备的自动 化控制和状态监测，提高家居
生活的便捷性和舒适度。
智能安防系统
利用SFC对安防系统中的各个 设备进行联动控制和状态监测
，提高家庭安全性。
智能照明系统
通过SFC实现照明设备的自动 化控制和场景切换，打造舒适
、节能的家居光环境。
使用标准符号
为了保持图表的一致性和 易读性，应使用标准的 SFC符号，如圆圈表示状 态，箭头表示转换等。
添加必要的注释
在图表中添加简短的文字 说明，有助于读者更好地 理解系统的行为。
实例演示：简单电路SFC绘制
电路状态定义
首先定义电路的各个状态，如“ 电源开启”、“灯泡亮起”等。
状态转换分析
分析在何种条件下电路会从一个状 态转换到另一个状态，例如按下开 关时，电路从“电源关闭”状态转 换到“电源开启”状态。
意义
通过SFC，可以更加直观地了解系统的行为，有助于发现潜在的问题和优化系统 的性能。同时，SFC也为工程师提供了一种通用的交流语言，方便不同领域之间 的沟通和协作。
02
顺序功能图(SFC)组成要素
步骤与动作
01
02
03
步骤
表示控制过程中某一阶段 的特定状态，用矩形表示 。
动作
在步骤内执行的具体操作 或任务，用文字或符号标 注在步骤内。
进行信号灯配时调整，提高交通效率。
03
多路口协同控制
利用SFC对多个路口的信号灯进行协同控制，实现区域交通的整体优化
。
电梯群控系统优化方案探讨
基于SFC的电梯群控策略
第5章 顺序功能图(SFC)及步进梯形图(STL)
状态S 状态 n
转移条件
状态S 状态 m
满足转移条件时，实现状态转移，即上一状态（ 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。 移源）复位，下一状态（转移目标）置位。
ch.5 -4
Kunming University of Science & Technology
ch.5 -17
Kunming University of Science & Technology
多流程步进控制
3. 跳转与循环
ch.5 -18
Kunming University of Science & Technology
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 多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环
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 -2
Kunming University of Science & Technology
基本概念
步进控制: 在多工步的控制中， 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。 动作，即上一步动作结束后，下一步动作才开始。 步进指令: 步进指令:专门用于步进控制的指令 编程步骤: 编程步骤: 1)根据工艺流程画出状态转移图； 1)根据工艺流程画出状态转移图； 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; 2)根据状态转移图画出步进梯形图; 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。 3)根据步进梯形图编写出指令表 根据步进梯形图 指令表。
转移条件
状态S 状态 m
满足转移条件时，实现状态转移，即上一状态（ 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。 移源）复位，下一状态（转移目标）置位。
ch.5 -4
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多流程步进控制
3. 跳转与循环
ch.5 -18
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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 多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环
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
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基本概念
步进控制: 在多工步的控制中， 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。 动作，即上一步动作结束后，下一步动作才开始。 步进指令: 步进指令:专门用于步进控制的指令 编程步骤: 编程步骤: 1)根据工艺流程画出状态转移图； 1)根据工艺流程画出状态转移图； 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; 2)根据状态转移图画出步进梯形图; 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。 3)根据步进梯形图编写出指令表 根据步进梯形图 指令表。
三菱PLC顺序功能图SFC
T
ec11. 采用应用指令FNC40（ZRST）进行状态的区间复位，
h n
如图5.10所示。
o
l
o
g
y
1K
5u
n m
使用步进指令需要说明的问题
i
n
g U
12. 状态转移瞬间（一个扫描周期），由于相邻两个
n i
状态同时接通，对有互锁要求的输出，除在程序中
v e
应采取互锁措施外，在硬件上也应采取互锁措施，
i
v
e r
2. STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动 Y、M、S、
s i
T等元件的线圈，STL触点也可以使Y、M、S等元件置
t
位或复位。
y
o
f
S
3. CPU只执行活动步对应的程序。
c
i
e
n c
4. 使用STL指令时允许双线圈输出。
e
&
T
e c
5. STL指令只能用于状态寄存器，在没有并行序列时，
S
c i
X1
e
n
c
S21
e
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T
e
c
h
n
o
l
o
g
y
1. 使用STL指令的编程方式
S21 驱动处理
驱动处理 Y0
X1
Y0
SET S22
转换条件 转换目标
转换条件
转换目标
STL S21 OUT Y0 LD X1 SET S22
1K
0u
n m i
STL指令的特点:
n
g
U n
1. 与STL触点相连的触点应使用LD/LDI指令。
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T等元件的线圈，STL触点也可以使Y、M、S等元件置 位或复位。 3. CPU只执行活动步对应的程序。
4. 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，在没有并行序列时， 一个状态寄存器的STL触点在梯形图中只能出现一次。
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.
（MPS/MRD/MPP），须在LD或LDI指令后使用栈指令，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。
(a)
(b)
使用步进指令需要说明的问
Y10 0 1 0 0
使用步进指令需要说明的问题
1. 状态S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。
1. 使用STL指令的编程方式 步进梯形指令 简称STL指令。
X1 高限位
X0 中限位
X2 下限位
电机 Y2
M8002
液体B Y1
M0 X3
M1
Y0 液体A
X0
M2
Y1 液体B
X1
M3 T0
M4
Y2 T0 搅拌
Y3 放液体
X2
M5
Y3 T1
放液体
M
液体C Y3
/M10*T1
M10*T1
3. 以转换为中心的编程方式
转换实现的条件 （1）该转换所有的前级步都是活动步 （2）相应的转换条件得到满足
状态转移图
• 状态转移图简称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。
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。
7. 可以对状态寄存器使用LD 、 LDI 、AND、 ANI、 OR ORI、 S 、R 、 OUT等指令。
8. 对状态寄存器置位的指令，如果不在STL触点驱动的电路 块内置位时，系统程序不会自动将前级步对应的状态寄存 器复位。
使用步进指令需要说明的问 题
3. 栈指令的位置。不能在内母线处直接用栈指令
使用步进指令需要说明的问 题
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）
使用步进指令需要说明的问题
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 。
转换实现应完成的操作
（1）使所有由有向连线与转换符号相连后续步都变为‘活
动’；
（2）使得所有有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为
不活动步。
Mi-1
Mi－1 Xi
SET Mi
Xi
Mi
RST Mi-1
3. 以转换为中心的编程方式
1) 单序列的编程方式
快进
工进1
工进2
X0
X1
X2
X3
步 快进 工进1 工进2 快退
4. 仿STL指令的编程方式
与STL指令的不同之处：
1）与代替STL触点的常开触点，应使用AND或ANI指令 （而非LD或LDI）；
2）对前级步的辅助继电器复位，由用户程序在梯形图 中用RST指令完成；
3）不允许出现双线圈
使用起保停电路的编程方式
启动、保持和停止电路（起－保－停电路）
X1
X2
X1
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。
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。
STL指令方式---- 以STL触点或辅助继电器为中心 （转换实现的基本规则）
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 步进才指开令始: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。
Y0
X2
Y0
Y0
特点： 短信号的‘记忆’和‘自保持’功能
启动信号、停止信号可以是由多个触点组成的串、并联 电路 起保停电路仅仅使用触点和线圈
2. 使用起保停电路的编程方式
Mi-1 Xi
Mi Xi＋1
Mi＋1
前级步
转换条件
Mi－1 Xi Mi
Mi＋1 Mi
后继步
2. 使用起保停电路的编程方式
液体A Y0
STL 步进阶梯指令 RET 复位指令
1. 使用STL指令的编程方式
S21 驱动处理
驱动处理 Y0
S21 X1
S21
Y0 转换条件 转换目标
X1
SET S22
转换条件
Байду номын сангаас
转换目标
STL S21 OUT Y0 LD X1 SET S22
STL指令的特点:
1. 与STL触点相连的触点应使用LD/LDI指令。 2. STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动 Y、M、S、
顺序功能图（SFC）
STL指令的编程方式 使用启保停电路的编程方式 以转换为中心的编程方式 几种编程方式比较
各种编程方式比较
；；
① 编程方式的通用性;起保停通用性最强
② 不同编程方式设计程序长度比较;用STL指令程序最短。
③ 电路结构及其其他方面的比较
起保停电路编程方式 ---- 以步为中心；
以转换为中心编程方式 ---- 以转换为中心（转 换实现的基本规则）；
4. 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，在没有并行序列时， 一个状态寄存器的STL触点在梯形图中只能出现一次。
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.
（MPS/MRD/MPP），须在LD或LDI指令后使用栈指令，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。
(a)
(b)
使用步进指令需要说明的问
Y10 0 1 0 0
使用步进指令需要说明的问题
1. 状态S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。
1. 使用STL指令的编程方式 步进梯形指令 简称STL指令。
X1 高限位
X0 中限位
X2 下限位
电机 Y2
M8002
液体B Y1
M0 X3
M1
Y0 液体A
X0
M2
Y1 液体B
X1
M3 T0
M4
Y2 T0 搅拌
Y3 放液体
X2
M5
Y3 T1
放液体
M
液体C Y3
/M10*T1
M10*T1
3. 以转换为中心的编程方式
转换实现的条件 （1）该转换所有的前级步都是活动步 （2）相应的转换条件得到满足
状态转移图
• 状态转移图简称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。
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。
7. 可以对状态寄存器使用LD 、 LDI 、AND、 ANI、 OR ORI、 S 、R 、 OUT等指令。
8. 对状态寄存器置位的指令，如果不在STL触点驱动的电路 块内置位时，系统程序不会自动将前级步对应的状态寄存 器复位。
使用步进指令需要说明的问 题
3. 栈指令的位置。不能在内母线处直接用栈指令
使用步进指令需要说明的问 题
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）
使用步进指令需要说明的问题
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 。
转换实现应完成的操作
（1）使所有由有向连线与转换符号相连后续步都变为‘活
动’；
（2）使得所有有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为
不活动步。
Mi-1
Mi－1 Xi
SET Mi
Xi
Mi
RST Mi-1
3. 以转换为中心的编程方式
1) 单序列的编程方式
快进
工进1
工进2
X0
X1
X2
X3
步 快进 工进1 工进2 快退
4. 仿STL指令的编程方式
与STL指令的不同之处：
1）与代替STL触点的常开触点，应使用AND或ANI指令 （而非LD或LDI）；
2）对前级步的辅助继电器复位，由用户程序在梯形图 中用RST指令完成；
3）不允许出现双线圈
使用起保停电路的编程方式
启动、保持和停止电路（起－保－停电路）
X1
X2
X1
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。
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。
STL指令方式---- 以STL触点或辅助继电器为中心 （转换实现的基本规则）
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 步进才指开令始: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。
Y0
X2
Y0
Y0
特点： 短信号的‘记忆’和‘自保持’功能
启动信号、停止信号可以是由多个触点组成的串、并联 电路 起保停电路仅仅使用触点和线圈
2. 使用起保停电路的编程方式
Mi-1 Xi
Mi Xi＋1
Mi＋1
前级步
转换条件
Mi－1 Xi Mi
Mi＋1 Mi
后继步
2. 使用起保停电路的编程方式
液体A Y0
STL 步进阶梯指令 RET 复位指令
1. 使用STL指令的编程方式
S21 驱动处理
驱动处理 Y0
S21 X1
S21
Y0 转换条件 转换目标
X1
SET S22
转换条件
Байду номын сангаас
转换目标
STL S21 OUT Y0 LD X1 SET S22
STL指令的特点:
1. 与STL触点相连的触点应使用LD/LDI指令。 2. STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动 Y、M、S、
顺序功能图（SFC）
STL指令的编程方式 使用启保停电路的编程方式 以转换为中心的编程方式 几种编程方式比较
各种编程方式比较
；；
① 编程方式的通用性;起保停通用性最强
② 不同编程方式设计程序长度比较;用STL指令程序最短。
③ 电路结构及其其他方面的比较
起保停电路编程方式 ---- 以步为中心；
以转换为中心编程方式 ---- 以转换为中心（转 换实现的基本规则）；