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[科普中国]-顺序功能流程图

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顺序功能流程图(英语:Sequential function chart)简称SFC,是为可编程逻辑控制器(PLC)开发的图形编程语言,是IEC_61131-3标准定义的五种语言之一。顺序功能流程图是以GRAFCET为基础,而后者又以Petri网为基础。

概述顺序功能流程图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言。步、转换和动作是顺序功能图的三种主要元件。步是一种逻辑块,每一步代表一个控制功能任务,用方框表示;动作是控制任务的独立部分,每一步可以进一步划分为一些动作;转换是从一个任务到另一个任务的条件;编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件,根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分配,一步一步的按照顺序动作。

顺序功能流程图编程语言的特点为:以功能为主线,按照功能流程的顺序分配,条理清楚,便于对用户程序阅读及维护,大大减轻编程的工作量,缩短编程和调试时间,避免梯形图或其他语言不能顺序动作的缺陷,同时也避免了用梯形图语言对顺序动作编程时,由于机械互锁造成用户程序结构复杂、难以理解的缺陷,用户程序扫描时问也大大缩短。

目前,大多数的PLC仅将顺序功能图作为组织编程的工具使用,需要梯形图等其他编程语言将它转换成PLC可执行程序,因此,通常只是将它作为PLC的辅助编程工具,而不是一种独立的编程语言。1

特点顺序功能流程图程序设计是近年来发展起来的一种程序设计。采用顺序功能流程图的描述,控制系统被分为若干个子系统,从功能人手,使系统的操作具有明确的含义,便于设计人员和操作人员设计思想的沟通,便于程序的分工设汁和检查调试。顺序功能流程图的主要元素是步、转换、转换条件和动作。顺序功能流程图程序设计的特点是:

①以功能为主线,条理清楚,便于对程序操作的理解和沟通。

②对大型的程序可分工设计,采用较为灵活的程序结构,可节省程序设计时间和调试时间。

③常用于系统的规模较大、程序关系较复杂的场合。

④只有在活动步的命令和操作被执行后,才对活动步后的转换进行扫描,闪此,整个程序的扫描时间要大大缩短。2

用法功能表图在PLC编程过程中有2种用法:

①直接根据功能表图的原理设计PLC程序,编程主要通过CRT终端,直接使用功能表图输入控制要求。这种PLC的工作原理已不像小型机那样,程序从头到尾循环扫描,而只扫描那些与当前状态有关的条件,从而大大减少了扫描时间,提高了PLC的运行速度。目前已有此类产品,如GE公司(美)、西门子公司(德)、Telemecanique公司(法)、富士FACOM公司(日)等,多数在大、中型PLC 上应用。

②用功能表图描述PLC所要完成的控制功能(即作为工艺说明语言使用),然后再据此利用具有一定规则的技巧画出梯形图。这种用法,因为有功能表图易学易懂、描述简单清楚、设计时间少等优点,已经成为用梯形冈设计程序的一种前置手段,是当前PLC梯形图设计的主要方法,也是一种先进的设计方法。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所