第五章 顺序功能图及编程方法综述
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。
plc第五章-顺序功能图
5.3 基于起保停电路的设计方法
一、 启动与停止条件 某步变为活动步的条件为前级步为 活动步并且转换条件满足得到满足, 因此 某步的启动条件=前级步状态 and 转换条件 即某步的启动回路应为前级步常 开触点和转换条件的常开触点串联, 并与自身常开点并联实现自保持 当某步的下一步变为活动步时, 该步就由活动变为不活动步,因此可 以用后续步的常闭触点作为该步的 停止条件.
S:FS
Step0 SB1
Step1
SQ2
SV1 SV2
Step2
SQ3
SV1
Step3
SQ1
SV2
二、按起保停电路设计梯形图的一般方法：
如果工步S（i）的前级步是活动步，即S（i-1）=1， 并且他们之间的转换条件成立，即X（i）=1，则工步S （i）变为活动步（由“0”变为“1”） 所以，S（i）的启动回路是由S（i-1）和S（i）的常 开触点串联而成，并与S（i）的常开触点并联，实现自保 持。当后续步S（i+1）变为活动步时，S（i）应该断开， 所以将S（i+1）的常闭触点与S（I）的线圈串联。
S(i-1) S(i)
X(i)
S(i+1)
S(i)
三、输出电路的编程方法
仅在一步中为ON的输出量，可以直接与代表 步的输出线圈并联
若某输出在多个步中都为1状态，应将各步的 常开触点并联后，去驱动该输出的线圈。
四、单序列编程-机床液压动力滑台
快进 快退
SQ1 SQ2 SQ3
工进
滑台控制过程：SQ1、SQ2、SQ3分别为左限位、中限位、 右限位开关，滑台运动由三个电磁阀SV1、SV2、SV3控制, 初始时，滑台停在最左侧（SQ1被压下），按下启动按钮 SB1，电磁阀SV1、SV2线圈同时通电打开，滑台向右快速 进给（快进）；碰到中限位开关SQ2时变为工作进给（称工 进）此时SV1断电关闭，SV2仍通电打开，碰到右限位开关 SQ3时暂停8s，SV2线圈断电，滑台停止运行，时间到滑台 快速退回（快退），此时SV3线圈通电打开；返回到初始位 置时SQ1动作，SV3线圈断电，停止运动。
SFC顺序功能图编程教案
SFC顺序功能图编程教案第一章：SFC顺序功能图概述1.1 SFC简介1.2 SFC与PLC编程1.3 SFC编程的基本概念1.4 SFC编程的应用范围第二章：SFC顺序功能图的基本元素2.1 状态(State)2.2 转换(Transition)2.3 活动(Activity)2.4 决策(Decision)2.5 并行与顺序执行第三章：SFC顺序功能图的绘制3.1 SFC图的符号表示3.2 状态的表示方法3.3 转换的表示方法3.4 活动的表示方法3.5 决策的表示方法第四章：SFC顺序功能图的编程实现4.1 SFC编程软件的选择与使用4.2 SFC编程的基本步骤4.3 状态编程4.4 转换编程4.5 活动编程4.6 决策编程第五章：SFC顺序功能图编程实例解析5.1 实例一：简单的机器控制系统5.2 实例二：复杂的生产线控制系统5.3 实例三：电梯控制系统5.4 实例四：自动化仓库控制系统5.5 实例五：智能交通控制系统第六章：SFC高级状态编码技术6.1 状态编码的基本概念6.2 高级状态编码技术6.3 状态编码的优化6.4 状态编码在SFC编程中的应用第七章：SFC中的数据处理与变量管理7.1 SFC中的数据类型与结构7.2 变量管理7.3 数据处理与运算7.4 数据在SFC编程中的应用实例第八章：SFC顺序功能图的调试与优化8.1 SFC编程的调试方法8.2 调试工具的使用8.3 SFC程序的性能分析8.4 SFC程序的优化技巧第九章：SFC在工业自动化中的应用案例分析9.1 工业自动化背景介绍9.2 SFC在典型工业自动化设备中的应用9.3 SFC在工业生产线上的应用案例9.4 SFC在其他工业领域中的应用案例第十章：SFC顺序功能图编程的未来发展趋势10.1 SFC编程技术的发展历程10.2 SFC编程技术的现状10.3 SFC编程技术的未来发展趋势10.4 行业对SFC编程技术的最新需求重点和难点解析一、SFC顺序功能图的基本概念和元素难点解析：理解SFC图中不同元素之间的逻辑关系和执行顺序。
PLC教程-顺序功能图
测试和调试
完成编程后，需要对程序进行测试和调试，以确 保其正常工作并满足要求。
03
顺序功能图的实例分析
实例一：简单的顺序控制流程
总结词 通过一个简单的实例，介绍顺序 功能图的基本概念和绘制方法。
详细描述 通过这个实例，可以学习到如何 将实际设备的动作流程转化为顺 序功能图，并理解顺序功能图在 控制流程中的作用。
系统仿真和调试
通过顺序功能图，可以对控制系统进行仿真 和调试，检查系统是否按照预期的逻辑关系 运行。
顺序功能图的组成
步
表示控制系统中一个相对静止的状态或动作， 是顺序功能图的基本元素。
转换条件
表示从一个步到另一个步的切换条件，是控 制系统中动作切换的关键因素。
动作
表示在某个步中需要执行的具体操作或行为。
详细描述 介绍一个简单的机械臂动作控制 流程，通过顺序功能图展示机械 臂的启动、执行和停止等动作的 逻辑关系。
总结词 顺序功能图在简单控制流程中能 够清晰地表达设备的动作顺序和 逻辑关系。
实例二：复杂的顺序控制流程
总结词
通过一个复杂的实例，展示如何运用顺序功能图处理复杂的控制逻辑。
详细描述
介绍一个自动化生产线控制流程，包括物料检测、分拣、包装等环节， 通过顺序功能图展示各个环节的相互关系和执行顺序。
路径
表示控制系统中动作的执行顺序和逻辑关系， 由一系列的步和转换条件组成。
02
plc编程中的顺序功能图
plc编程的基本概念
PLC（可编程逻辑控制器）
一种专为工业环境设计的数字电子设备，用于控制各种类型的机器 和过程。
编程语言
PLC使用类似于计算机编程语言的编程语言，如Ladder Logic、 Structured Text等，进行逻辑控制编程。
顺序功能图,三种编程方式
3.1PLC梯形图的三种顺序控制设计法PLC以其独特的优点,已经在当今各个领域中得到了广泛的应用,尤其是在组合机床的自动化改造中。
在改造的过程中,主要涉及到PLC硬件的设计和软件的设计,其中软件的设计主要是编程语言的设计。
PLC常用的编程语言有梯形图语言、助记符(指令表)语言、功能块图语言、顺序功能图语言、高级编程语言等。
但使用最广泛的是梯形图语言。
梯形图语言的设计方法很多,主要有经验设计法、翻译法和顺序控制设计法。
用经验设计法和翻译法设计梯形图时,没有一套固定的方法和步骤可以遵循,特别是在设计机床复杂控制系统的梯形图时,常要用大量的中间单元来完成记忆、连锁和互锁的功能,需要考虑的因素很多。
另外,用此方法设计的梯形图很难阅读,给系统的维修和改进带来很大困难。
而用顺序控制设计法设计梯形图,却有一定的规律可循,程序的阅读和改进也比较容易,可以大大提高设计的效率。
本文主要以西门子公司S7 - 200 PLC为例来介绍PLC梯形图的三种顺序控制设计法,并对其进行比较分析,总结其特点。
顺序控制与顺序功能图概述:顺序控制是按照生产工艺预先规定的顺序,在不同的输入信号作用下,根据内部状态和时间的顺序,使生产过程中的每个执行机构自动有步骤地进行操作。
在使用顺序控制设计法设计梯形图时,首先要根据系统的工艺过程,设计出顺序功能图,然后根据顺序功能图编写出梯形图。
顺序功能图( Sequential Function Chart简称SFC)是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形,是设计PLC的顺序控制程序的主要工具。
它主要由步、动作、转换、转换条件、有向连线组成(如图1所示)。
在顺序功能图中,步表示将一个工作周期划分的不同连续阶段,当转换实现时,步便变为活动步,同时该步对应的动作被执行。
转换实现的条件是前级步为活动步和转换条件得到满足,两者缺一不可。
我们在进行顺序功能图的具体设计时,必须要注意:顺序功能图中必须有初始步,如没有它系统将无法开始和返回;两个相邻步不能直接相连,必须用一个转换条件将它们分开;应根据不同的控制要求,合理选择功能图的单行序列、选择序列、并行序列三种不同结构(如图2所示) ;设计的顺序功能图必须要由步和有向连线组成闭合回路,使系统能够多次重复执行同一工艺过程,不出现中断的现象。
《顺序功能图法》课件
跨学科融合
为了提高顺序功能图法的可靠性和可重复 性，相关标准和规范正在不断完善，为该 方法的普及和应用提供了有力支持。
顺序功能图法正与其他学科领域进行交叉 融合，如控制理论、系统理论、信息理论 等，以解决更为复杂的问题。
未来展望
技术革新
随着新技术的不断涌现，如物联网、云计算、大数据等，顺序功能图 法有望在数据处理、实时监控和远程控制等方面取得更大突破。
特点
清晰地表示系统的动 态行为；
易于理解和分析系统 的状态转换；
可用于描述复杂的系 统流程和逻辑。
顺序功能图法的应用领域
01
02
03
工业控制系统
用于描述自动化设备的控 制流程和逻辑，如生产线 控制、机器人操作等。
嵌入式系统
用于设计嵌入式系统的软 件和硬件，如智能家居、 智能仪表等。
业务流程管理
用于描述企业业务流程， 如订单处理、库存管理等 。
03
顺序功能图法的实现方式
使用软件工具实现
流程图软件
如Visio、Lucidchart等，这些软件提供了丰富的图形元素和工具，方便用户绘制 顺序功能图。
编程软件
如MATLAB、Simulink等，这些软件支持使用图形化界面进行建模和仿真，可以 方便地实现顺序功能图的绘制和仿真。
使用硬件设备实现
。
状态分类
根据是否与外部输入有关，状态可 分为外部状态和内部状态；根据状 态是否改变，状态可分为静态状态 和动态状态。
转换定义
转换是状态间的联系，表示从一个 状态向另一个状态的转移。
初始状态与终止状态
初始状态
表示系统开始时的状态，是系统启动 时的起始点。
终止状态
表示系统结束时的状态，是系统运行 的终点。
PLC第5章 顺序功能图设计法
梯形图（选择结束）
40
13
40
24
40
35
13
a4
24
b5
35
c6
40
41
13
a4 41
40
24
b5
35
c6
40
5.2 顺序功能图法（16）
PLC
3. 并行结构 （用基本指令实现）
并行序列的开始称为分支，当转换条件实现几
个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。
为了强调转换的同 步实现，水平连线用双 线表示。在水平双线上 方只有一个转换符号。 当步00是活动步，且转 换条件a=1，同时转向 步11、步21和步31，三 分支同时独立运行，且 复位步00。
状态转ห้องสมุดไป่ตู้模板
n-1 b n+1
n
n
n: 本状态标志 n-1:上一状态标志 n+1:下一状态标志
b: 状态转换条件
组合输出模板
n
输出
n+2
具有相同输出要 求的输出状态的 组合
5.2 顺序功能图法（13）
PLC
• 顺序功能图的基本结构与编程方法
1. 单列结构（用基本指令实现）
单列结构由一系列相 单列结构
a 1
1 b3
2
2 2 c 14 3
3
3f
4
4
5.2 顺序功能图法（20）
PLC
• 转换实现的基本规则 1. 转换实现的条件
在功能图中，步的活动状态的进展 是由转换实现完成的。而转换实现必须 同时满足以下两个条件：
① 该转换所有的前级步都是活动步 （有效状态）。
② 相应的转换条件得到满足。 如果转换的前级步或后续步不止一 个，转换的实现就称为同步实现。
第五章 顺序功能图及编程方法
步与动作 活动步：当系统正处于某一步时，该步处于活动状态， 活动步 当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称 当系统正处于某一步时 该步为“ 动步” 步处于活动时 相应的动作被执行。 该步为“活动步”。步处于活动时，相应的动作被执行。 保持型动作 若为保持型动作， 型动作：若为保持型动作 保持型动作 若为保持型动作，则该步不活动时继续执行 该动作。 该动作。 非保持型动作：若为非保持型动作则指该步不活动时，动 若为非保持型动作则指该步不活动时 非保持型动作 若为非保持型动作则指该步不活动时， 作也停止执行 作也停止执行。 说明：一般在功能表图中保持型的动作应该用文字或助记 说明：一般在功能表图中保持型的动作应该用文字或助记 符标注，而非保持型动作不要标注 动作不要标注。 符标注，而非保持型动作不要标注。
5.1 顺序功能图及状态功能
引例: 引例 如图所示 SB(X0) 启动 前进(Y1) 前进 后退(Y2) 后退
T
MMMMMMMMMMMMMMMM M MMMM
SQ2(X2)
SQ1(X1) 台车自动往返系统工况示意图 台车自动往返系统工况示意图 动往返系统工况示
SQ3(X3)
5.1 顺序功能图及状态功能
在初始状态下，按下前进启动按钮SB(X00动合触点闭 在初始状态下，按下前进启动按钮 动合触点闭 合)，则小车由初始状态转移到前进步，驱动对应的输出继电 ，则小车由初始状态转移到前进步 动合触点闭合)， 器Y01，当小车前进至前限位 ，当小车前进至前限位SQ1时(X01动合触点闭合 ，则由 时 动合触点闭合 前进步转移到后退步。这就完成了一个步进， 前进步转移到后退步。这就完成了一个步进，以下的步进读者 可以自行分析。 可以自行分析。
有向连线 转换与转换条件 有向连线、转换与转换条件 有向连线：功能表图中步的活动状态的顺序进展按有向连 有向连线 线规定的路线和方向进行。活动状态的进展方向习惯上是 从上到下或从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可 以省略。如果不是上述的方向，应在有向连线上用箭头注 明进展方向。 转换：转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表 转换 示，转换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由转 换的实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。 转换条件 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线的旁边。
PLC顺序控制梯形图的编程方法PPT课件
X4
37 可编辑课件
M5
END
选择序列的编程方式
练习1： 使用起保停电路的编程方法编写下面顺序功能图
练习2： 使用顺序功能图实现实验四：混合液体的控制要求， 并用起保停电路的编程方法编写顺序功能图。
38 可编辑课件
选择序列的编程方式
分支：如某一步后面有一个由N步分支组成的选择序列， 则该步的的结束条件为：这N个后续步对应的辅助继电器 的常闭触点与该步线圈的串联。
=1
M10
Y7
X10已松开
47 可编辑课件
M8002 M0 X0 M1 X1
M2 X2 M3 X3 M4 X4
并行序列的编程方法
SET M0
M5 M9 SET M10
SET M1
RST M5
RST M0 SET M2
M6 X5
RST M9 SET M7
SET M6 RST M1
M7 X6
RST M6 SET M8
2．选择性分支的编程 3．选择性汇合的编程 4．编程实例
17 可编辑课件
选择序列的编程方式
一、动作分析 人靠近自动门时，感应器X0为ON，Y0驱动电动机高速开 门，碰到开门减速开关X1时，变为低速开门。碰到开门极限 开关X2时电动机停转，开始延时。若在0.5s内感应器检测 到无人，Y2启动电动机高速关门。碰到关门减速开关X4时， 改为低速关门，碰到关门极限开关X5时电动机停转。在关门 期间若感应器检测到有人，停止关门，T1延时0.5s后自动 转换为高速开门。
T4 K200
RST C1
T8
X1
S36 可虚2编辑设9课件步
X1
并行序列的编程方式
六、选择序列结构的步进指令编程
顺序功能图
应用：工作过程按照一定的顺序动作或动 作的重复较多即可使用步进指令。 编程方法：1、首先画功能图 2、用步进指令画梯图
1
顺序控制设计法
一、顺序功能图 顺序功能图是一种用来描述顺序控制的一 种图形，也叫状态转移图。 定义：它是把一个运动系统分成若干个顺序相 连的工序，各阶段按照一定的顺序进行自动 控制的方式。
步 转换 X0 启动 S20 T0 S21 X1 S22 T1 Y3 T1
9
动作 T0
Y2 Y0
转换条件
S23
X2
Y1
例题1：三个小彩灯间隔1s循环点亮。 例题2：三盏灯间隔1s依次点亮。 例题3：电动机工作10s停10s，循环进行 。
绘制顺序功能图注意的问题 (1) 两个步不能直接相连，必须用一个转换隔开。 (2) 顺序功能图中必须有初始步。 (3)顺序功能图全部操作过程结束后应能返回初始步。 (4)初始步可由初始化脉冲M8002激活。 （5）注意：程序只执行本活动步的任务， 前面步的任务自动停止。
1.步 步： 将控制系统的工作周期划分为顺序相连的 工序， 这些阶段称为步。 分类： （1）初始步（初始状态） 用双线框 表示； 是一个状态继电器，用S0表示; 可以没有具体任务。 2）工作步： 用单线框 表示； 是一个状态继电器，用S20—S499表示； 完成一个或几个任务。 2. 有向连线 各步之间用有向连线连接。 从上到下、从左到右可省去箭头，其余方向 应加上箭头表明步的进展方向。
5
M8002 S0 步 有 向 连 线 转换 初始步 动作 X0 启动 Y2 T0 T0 S21 X1 转换条件 Y0
3. 转换 在有向连线上用垂直短划线表示。 4. 转换条件 转换条件即实现活动步（当前工作步） 转移的条件，用符号表示。
顺序功能图简介
智能决策支持系统：顺序功能图可 以用于构建智能决策支持系统，通 过模拟决策过程，为决策者提供更 有价值的建议。
顺序功能图的发展趋势和未来展望
发展趋势：随着工业自动化技术的不断进步，顺序功能图的应用越来越广 泛，功能也更加完善。
未来展望：随着物联网、云计算等技术的不断发展，顺序功能图将会与这 些技术结合，实现更加智能化、高效化的工业控制。
和流程
顺序功能图的优势与局限性
第四章
顺序功能图的优势
清晰地表示流程 顺序和结构
易于理解和分析 系统的功能
可以方便地转换 为其他流程图形 式
支持多种编程语 言的实现
顺序功能图的局限性
无法表示并行逻辑关系 无法表示条件逻辑关系 无法表示中断逻辑关系 无法表示时序逻辑关系
如何克服顺序功能图的局限性
引入事件驱动机 制：事件驱动机 制可以更好地处 理突发情况和异 步事件，使程序 更加灵活和可靠， 从而克服顺序功 能图的局限性。
顺序功能图的发展趋势
第五章
顺序功能图与物联网的结合
顺序功能图与物联网的结合
顺序功能图的发展趋势
添加标题
添加标题
顺序功能图在智能制造中的应用
添加标题
添加标题
顺序功能图与其他软件的兼容性
流程控制：顺序功 能图通过流程图的 方式描述系统的流 程控制，使得系统 流程更加清晰和易 于维护。
流程控制领域
顺序功能图在流程 控制领域中用于描 述系统的顺序和逻 辑关系
顺序功能图可以清 晰地表示出系统中 的各个步骤和动作 之间的先后顺序
在流程控制领域中 ，顺序功能图常用 于自动化生产线、 化工流程等领域的 控制系统设计
顺序功能图在智能家居领域中的应用，可以帮助设计师更好地设计和优化系统，提高系统的 可靠性和稳定性。
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
顺序功能图法
装料
卸料
SQ1
SQ2
h
16
（1）设计顺序功能图
根据工艺流程设计顺序功能图 系统的工作过程分解为：
◆ 第一步装料 ◆ 第二步右行 ◆ 第三步卸料 ◆ 第四步左行
h
17
运料小车顺序功能图
压 SQ1
0
起始状态
启动
1
装料
15s
2
右行
SQ2
3
卸料
10s
4
左行
SQ1
h
18
（2）设计顺序控制程序（梯形图）
◆依据顺序功能图设计梯形图。 ◆设计步骤：
h
1 a
2 b
3 c
8
2． 选择序列结构
5
7
9
12
h
j
k
e
f
g
16
6
8
12
h
9
3． 并行序列结构
11
13
b
12 14 18
p
q
r
15 17
d 18
h
10
4． 子步（m0icrostep） 初始状态
启动
灯亮
1
东西向绿灯亮
25s
灯亮 3
东西向绿灯闪烁
灯闪烁 灯亮
3次(3s)
4
东西向黄灯亮
简略形式
2s
图中（a）表示一个步对应一个动作；图（b） 和（c）表示一个步对应多个动作，两种方法任 选一种。
h
5
2. 使用规则
（1）步与步不能直接相连，必须用转移分开； （2）转移与转移不能直接相连，必须用步分
开； （3）步与转移、转移与步之间的连线采用有
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
第五章顺序控制梯形图的编程方法
第五章顺序控制梯形图的编程方法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法。
编程方法:1、使用STL指令的编程方法2、使用起保停电路的编程方法3、以转换为中心的编程方法较复杂的控制系统的梯形图的典型结构。
CJ：条件跳转FEND：主程序结束5.1 使用STL指令的编程方法5.1.1 STL指令STL指令：步进开始指令，与母线直接相连，表示步进顺控开始。
RET指令：步进结束指令，表示步进顺控结束，用于状态流程结束返回主程序。
STL的操作元件为状态继电器S0～S899；RET无操作元件。
STL指令使编程者可以生成流程和工作与顺序功能图非常接近的程序。
指令使用说明(1) 每个状态继电器具有三种功能：驱动相关负载、指定转移条件和转移目标。
(2) STL触点与母线相连接，使用该指令后，相当于母线右移到STL触点右侧，并延续到下一条STL 指令或者出现RET指令为止。
同时该指令使得新的状态置位，原状态复位。
(3) 与STL指令相连接的起始触点必须使用取、取反指令编程。
(4) STL触点和继电器的触点功能类似。
在STL 触点接通时，该状态下的程序执行；STL触点断开时，一个扫描周期后该状态下的程序不再执行，直接跳转到下一个状态。
(5) STL和RET是一对指令，在多个STL指令后必须加上RET指令，表示该次步进顺控过程结束，并且后移母线返回到主程序母线。
(6) 在步进顺控程序中使用定时器时，不同状态内可以重复使用同一编号的定时器，但相邻状态不可以使用。
(7) 在中断程序和子程序中，不能使用STL、RET 指令。
而在STL指令中尽量不使用跳转指令。
(8) 停电保持状态继电器采用内部电池保持其动作状态，应用于动作过程中突然停电而再次通电时需继续原来运行的场合。
(9) RET指令可以多次使用。
使用STL指令时，GX Developer软件的表现方法。
5.1.2 单序列的编程方法控制要求：按了起动按钮X000后，应先开引风机，延时5s后再开鼓风机。
顺序功能图
顺序功能图第5章基于顺序功能图的控制程序设计PLC的程序设计方法有许多，有些设计者喜欢采用经验编程，通过对逻辑关系的直接翻译来实现，有些设计者则会采用较为严谨的组合逻辑分析方法完成，前者较为直观，后者较为缜密。
但是，对于这些设计方法并无统一的设计规范，而且当控制系统工艺较为复杂时，程序的逻辑交织将十分复杂，结构也晦涩难懂，一旦需要改动，都将导致程序的大变动，牵一发而动全身。
多数系统的控制常可以流程形式体现，即便是复杂的大型系统，也有细分的空间，对于这些流程及划分，都需要建立在系统工艺基础上的，而控制系统设计的第一个步骤，也就是对系统的控制任务进行分析，建立工艺流程图。
PLC在程序设计时，存在这么一种方法——基于顺序功能图的程序设计，它为设计者提供了一种设计规范，通过对系统工艺流程图的转换，采用顺序功能图来替代，再以顺序功能图所对应的编程方式完成编程，方法简单，结构清晰，同时也能大幅度提高编程效率。
下面章节将首先介绍顺序功能图的画法，接着通过几个例子阐述不同结构顺序功能图的程序设计。
5.1用顺序功能图实现控制程序设计概述5.1.1 顺序功能图的基本元素图顺序功能图例对于生产工艺为顺序执行的控制任务，采用顺序功能图来表征其控制过程十分合适，如图所示为一典型的顺序功能图例，它与系统的工艺流程图较为相似，所不同的是它由一系列标准的元素和机构组成，更为直观明确。
下面将介绍顺序功能图中所包含的元素。
1.步图中以矩形框表示，其中标示有“S*”的即为一个步，顺序功能图中用一个步来表征控制任务中的一步工序，也用来记录当前系统所处的状态。
例如第四章中果汁调配例子中，加入果汁粉、加入牛奶粉、加热搅拌都可以用一个步来表示，控制任务中的一道工序，一种状态，能被独立划分并且有进入和结束条件的，都可以被定义为一个步。
在程序编写过程中常以一个全局存储位来标识这个步，最为常用的是M 存储区，例如M10.0，表示格式如图所示，当进入该步时将其置位，结束该步时将其复位，该状态下的动作，也便可用M10.0条件来驱动。
顺序功能图法
第一SCR段结束 第二SCR段控制开始 小车右行 右行到位，程序转换到第三SCR程序段 第二SCR段结束 第三SCR段控制开始
Q0.1
S0.3 SCRT
SCRE S0.3 SCR SM0.0
小车卸料
小车右行
I0.3 S0.3 SCRT
◆ 第三SCR程序段
右行到位，程序转换到第三SCR程序 第二SCR段结束 第三SCR段控制开始
2.系统配置
（三）深孔钻控制I/O接线图
FR
KM1
KM2
KM2 1L 1M Q0.0
KM1 Q0.3 2M I0.4 I0.5 I0.6 I0.7
Q0.1 Q0.2
S7-200 CPU222 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3
SB4
SB1
SB2
SQ3
SQ4
SQ5
SQ1
SB3
(四) 画出顺序功能图
什么是顺序功能图法？
◆定义：顺序功能图法就是依据顺序功能图 设计PLC顺序控制程序的方法。 ◆基本思想：是将系统的一个工作周期分解 成若干个顺序相连的阶段，即“步”。
顺序功能图法的优势
◆顺序功能图中的各“步”实现转换时，使 前级步的活动结束而使后续步的活动开始， 步之间没有重叠。这使系统中大量复杂的 联锁关系在“步”的转换中得以解决。 ◆对于每一步的程序段，只需处理极其简单 的逻辑关系。编程方法简单、易学，规律 性强。 ◆程序结构清晰、可读性好，调试方便。工 作效率。
SQ1压合
根据深孔钻组合机床工作示意
0
初始状态
图，可画出顺序功能图。
按下起动按钮SB2
1
压合SQ3
电机正向起动，O→A
2 压合SQ1 3
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5.1 顺序功能图及状态功能
为编程的需要，不妨设置输入、输出端口配置如表所示。 输入设备 端口号 输出设备 端口号
转换实现的基本规则 转换实现的条件：在功能表图中步的活动状态的进展是由 转换的实现来完成。转换实现必须同时满足两个条件： 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。 转换实现应完成的操作：转换的实现应完成两个操作： 1）使所有的后续步都变为活动步； 2）使所有的前级步都变为不活动步。
5.0 PLC程序的顺控设计法概述
顺控设计法的设计步骤 步的划分 转换条件的确定 功能表图的绘制
梯形图的编制
顺控设计法的设计步骤
步的划分 将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段， 这些阶段称为步，并且用编程元件来代表各步。步是根据 PLC输出状态的变化来划分的，在任何一步内，各输出状 态不变，但是相邻步之间输出状态是不同的。
第5章 顺序功能图及编程方法
5.1 顺序功能图及状态功能 5.2 单流程顺序功能图的编程 5.3 选择性分支与汇合的编程 5.4 并行分支与汇合的编程 5.5 编程实例 5.6 顺控设计法中梯形图的编程方式
5.0 PLC程序的顺控设计法概述
顺序控制系统： 如果 一 个 控制系统可 以分解成几个 独立的控制 动 作，且这些 动 作 必须 严 格按 照 一定的 先 后 次 序执行 才 能 保 证生产过程的正 常运行， 也称 为步 进控制系统。 顺序控制设计法 就 是 针 对 顺 序 控 制 系 统的 一种 专 门 的 设计 方 法 。 这 种设计 方 法 很 容易 被 初 学者 接 受 ， 对 于 有 经 验 的工程 师 ，也会提 高 设计的 效 率 ，程序的 调 试 、 修 改 和 阅 读 也很 方便 。 PLC 的设计 者们 为 顺序控制系 统的程序编制 提供了 大量 通用和专用的编程 元 件 ， 开 发 了 专 门供 编制顺序控制程序用的 功能 表图 ， 使这 种 先 进 的 设计 方 法 成 为 当 前 PLC程序设计的主 要方 法。
顺控设计法的设计步骤
功能表图的绘制 根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控 制要求画出功能表图。绘制功能表图是顺序控制设计法中 最为关键的一步。 功能表图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控 制过程、功能和特性的一种图形。 功能表图不涉及所描述控制功能的具体技术，是一种 通用的技术语言，可用于进一步设计和不同专业的人员之 间进行技术交流。 各个 PLC 厂家 都 开发 了 相 应 的 功 能 表 图 ， 各 国 家 也 都制 定 了 国 家 标 准 。 我 国 1986 年 颁 布 了 功 能 表 图 国 家 标 准 （GB6988.6-86）。
有向连线、转换与转换条件 有向连线：功能表图中步的活动状态的顺序进展按有向连 线规定的路线和方向进行。活动状态的进展方向习惯上是 从上到下或从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可 以省略。如果不是上述的方向，应在有向连线上用箭头注 明进展方向。 转换：转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表 示，转换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由转 换的实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。 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线的旁边。
顺控设计法的设计步骤
梯形图的编制 (可省略)
根 据 功 能 表 图 ， 按 某 种 编 程 方式 写 出 梯 形 图程 序 。 如果 PLC 支持 功 能 表 图 语 言 ， 则 可 直接 使 用 该 功 能 表 图作为最终程序。
5.0 PLC程序的顺控设计法
功能表图的组成
主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。
顺控设计法的设计步骤
步的划分 步也可根据被控对象工作状态的变化来划分，但 被控对象工作状态的变化应该是由PLC输出状态 变化引起的。否则就不能这样划分，例如从快进 到工进与PLC输出无关，那么快进和工进只能算 一步。
顺控设计法的设计步骤
转 换 条件 的确 定 使 系统由 当前 步转 入下一 步 的信 号称 为转 换条件。
步与动作
活动步：当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称 该步为“活动步”。步处于活动时，相应的动作被执行。 保持型动作：若为保持型动作，则该步不活动时继续执行 该动作。 非保持型动作：若为非保持型动作则指该步不活动时，动 作也停止执行。 说明：一般在功能表图中保持型的动作应该用文字或助记 符标注，而非保持型动作不要标注。P60 f4-1
5.1 顺序功能图及状态功能
某生产过程的控制工艺要求如下： (1) 按下启动按钮SB，台车电机M正转，台车前进，碰 到限位开关SQ1后，台车电机M反转，台车后退。 (2) 台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，台车停 车，停5 s，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。 (3) 当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止(或者 继续下一个循环)。
步与动作 步：矩形框表示步，方框内是该步的编号。编程 时一般用PLC内部编程元件来代表各步 初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始 步。初始步用双线方框表示，每一个功能表图至 少应该有一个初始步。
步与动作
动作：一个控制系统可以划分为被控系统和施控系统。对 于被控系统，在某一步中要完成某些“动作”；对于施控 系统，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”，将 动作或命令简称为动作 动作的表示：矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与 相应的步的符号相连。