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發布時間: | 2023-11-25 01:41 |
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CPU擴展模塊6ES7223-1BL32-0XB0西門子CPU擴展模塊6ES7223-1BL32-0XB0
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大部分的工業控制系統都是順序控制系統,所謂順序控制系統,通俗來講,就是在整個控制過程中,確定系統應該先做什么,再做什么,最后做什么,即將整個生產過程按順序進行步驟化,每個步驟對應一個控制任務,各個步驟之間都有轉移方向與轉移條件。
基于順序控制系統的任務可以步驟化的特點,各種品牌PLC都開發了與順控程序有關的指令。而順序功能圖(SFC)亦是順控程序設計的一種圖形語言,用于描述控制流程功能和特性,如下圖18-1為一簡單的SFC示例圖。
圖18-1
啥?圖18-1看不懂?看不懂就對了,因為這篇文章就是要讓大家如何看懂它的!
相信大家已經開始摩拳擦掌,迫不及待了吧,那么,廢話不多說,我們開始這次的學習分享吧!
一、順序功能圖(SFC)與其組成
順序功能圖,即SFC,又稱狀態轉移圖或功能表圖。它是用狀態繼電器(S)來描述工步狀態的工藝流程圖,由狀態步、有向連線(轉移方向)、轉移條件、以及命令和動作組成。
(1)狀態步
狀態步,又稱步或狀態,指控制系統的一個工作狀態,可分為初始狀態步和一般狀態步,如圖18-2所示。
圖18-2
狀態步用狀態框表示,框內為狀態繼電器編號,這些編號可連續,也可不連續。
其中初始狀態步用雙線矩形框表示,是SFC的第一個狀態步,即系統等待啟動命令的狀態。一般狀態步用單線矩形框表示,除初始狀態步之外,其他均為一般狀態步。
這些狀態步一旦被激活,就處于活動狀態,其中的動作和命令均得到執行。
顯然,未被激活的狀態步,其命令與動作不能被執行。在SFC中,下一個狀態被激活時,前一個狀態必須要關閉。例如下圖18-3所示,當S20狀態步被激活,里面的指令均得到執行,此時初始步S0已被關閉。
圖18-3
這里要注意是,狀態繼電器編號可連續,也可不連續,但還是有相關的規定,如下圖18-4所示。S0~S9為初始狀態專用,S10~S19為IST指令專用,S20~S899為一般狀態通用,一般狀態使用的狀態繼電器最小編號為20。
圖18-4
(2)有向連線(轉移方向)
有向連線是指兩個狀態之間的連線,表示了狀態的轉移方向,其方向一般默認為從上到下,表示從上到下的有向連線的箭頭可省略。其他的有向連線一般需帶箭頭,如下圖18-5所示。
圖18-5
圖18-5所示,左邊為順序功能圖,右邊為軟件中的SFC圖,狀態S0與S20之間有向連線的箭頭已省略,狀態S20跳轉到狀態S0的有向連線帶有箭頭。
(3)轉移條件
轉移條件,在SFC中用短劃線表示,如下圖18-6所示。狀態與狀態之間的轉移,必須在條件滿足的情況下才可以進行。例如圖18-5中的狀態S20要轉移到狀態S21,X2就必須接通。轉移條件不一定是單個觸點,也可以是一段程序。
圖18-6
(4)命令和動作
這里的命令與動作,是指每一個狀態中的命令與動作,即每一個狀態的控制要求以及完成該要求對應的程序。命令與動作用相應的文字符號寫在狀態框的旁邊,并用直線與狀態框連接,如下圖18-7所示。
圖18-7
綜上,狀態步、有向連線(轉移方向)、轉移條件以及命令與動作是SFC的基本要素,其總的示例如下圖18-8所示。至此,能否看懂圖18-1,我想,大家應該心里有數了吧。
圖18-8
但,知道了SFC有哪些組成部分,顯然還不足夠讓大家能完全看懂SFC,例如圖18-1中的分支是怎么回事。我們再一起看看,SFC的基本結構有哪些吧!
二、順序功能圖(SFC)基本結構
(1)單流程結構
順序功能圖中,最簡單的結構是單流程結構,即有向連線沒有分支線,為單一線段,如下圖18-9所示。在單流程SFC中,狀態的激活由初始狀態開始,從上到下依次進行,在整個控制過程中,除轉移瞬間(在此過渡期間,兩個狀態處于活動狀態),只能有一個狀態步處于激活狀態,其命令和動作正在被執行。
圖18-9
SFC中除了比較簡單的單流程SFC外,還有分支SFC,即有向連線出現兩個或兩個以上的分支。那么,我們一起來看看分支SFC有哪些吧。
(2)選擇性分支與匯合結構
所謂選擇性,是指在各個分支中,只能有一條分支流程被選擇,即多選一。如下圖18-10所示,左邊為有選擇性分支與匯合的順序功能圖,右邊為軟件中的SFC示例圖。
在單流程向選擇性分支轉移時,根據轉移條件是否成立,只能向其中一個分支進行轉移。若此時X2接通,S20向S22轉移,S22被激活,S21、S23保持非活動狀態。
圖18-10
同理,選擇性匯合是指多個選擇性分支流程匯合成單流程時,只能有一個分支被轉移,如圖18-10中的S21、S22、S23只能有一個被轉移到S30。
(3)并行性分支與匯合結構
所謂并行性,是指在各個分支中,它們的轉移條件相同,全部分支流程均被選擇。如下圖18-11所示,左邊為有并行性分支與匯合的順序功能圖,右邊為軟件中的SFC示例圖。
在單流程向并行性分支轉移時,根據轉移條件是否成立,向所有分支進行轉移。若此時X0接通,S21、S22、S23被激活,先后被掃描。
圖18-11
同理,并行性匯合是指多個并行性分支流程都已完成且轉移條件成立后,匯合成單流程,如圖18-11中的S21、S22、S23全部完成,X1接通,流程轉移到S30,S30被激活。
SFC除了單流程結構和分支結構外,還有幾個特殊結構,即跳轉、重復以及循環。
(3)跳轉、重復以及循環
SFC中跳轉,類似于功能指令中的CJ,即跳過中間的部分狀態,直接向其他狀態轉移,可分為轉移和分離兩種情況,如下圖18-12所示。
圖18-12
當跳轉可以在流程自身中進行,即圖18-12中左圖所示,若X10接通,流程轉移到S31,跳過S21、S30。
跳轉也可以在兩個SFC流程之間進行,稱為分離。如圖18-12中右圖所示,若X10接通,本流程停止執行,轉移到另一個流程中的狀態S52。
重復是指流程中的某幾個狀態被重復執行,即向前跳轉,當被重復執行的狀態只有一個,即向本狀態重復,則稱為復位。
如下圖18-13的左圖所示,若轉移條件成立,S21、S30、S31被重復執行,重復的次數由轉移條件確定,或如下圖18-13的中圖所示,若轉移條件成立,S30被重復執行。而所謂循環,是指流程結束,又跳轉后初始狀態重復執行,如下圖18-13的右圖所示。
圖18-13
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