當(dāng)流程需要順序控制時(shí)，順序功能圖 (SFC) 是一個(gè)很好的工具，但事情很快就會(huì)變得復(fù)雜。以下是創(chuàng)建更好的 SFC 程序和應(yīng)用程序的一些方法。

稱為順序功能圖 (SFC) 的圖形編程語(yǔ)言由 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)化。該圖表從上到下閱讀，塊用于表示步驟、轉(zhuǎn)換和功能。這種編程風(fēng)格類似于功能框圖，并且具有一些相同的缺陷，這些缺陷會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜性并降低編程效率。

圖 1.順序功能圖 (SFC) 編程示例布局。圖片由施耐德電氣提供

首先要做的事情：奠定基礎(chǔ)

就像任何編程語(yǔ)言一樣，花時(shí)間做基礎(chǔ)工作、布局和構(gòu)建代碼，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看會(huì)節(jié)省你的時(shí)間。SFC 程序非常適合使用序列的應(yīng)用程序。SFC 是一種多功能解決方案，非常適合自動(dòng)化裝配線或依賴執(zhí)行器位置、伺服位置或任何布爾傳感器前進(jìn)到下一步的自動(dòng)化。首先回顧整個(gè)流程，然后將流程分解為更小的序列。當(dāng)拾取和放置站從進(jìn)給擒縱機(jī)構(gòu)提升零件時(shí)，序列可能包括拾取和放置它，然后將另一個(gè)序列應(yīng)用于擒縱機(jī)構(gòu)。?

通過(guò)分解過(guò)程，它默認(rèn)布置 SFC 程序。另外，嘗試使用 SFC 來(lái)觸發(fā)其他過(guò)程或輸出。但是，請(qǐng)避免在 SFC 內(nèi)進(jìn)行計(jì)算或處理，而是使用握手或功能塊來(lái)啟動(dòng)其他進(jìn)程。

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圖 2.SFC圖中的步驟示例。

外表決定一切

使用與 FBD 編程類似的方法，您需要確保塊和轉(zhuǎn)換盡可能間隔開(kāi)，并在必要時(shí)使用注釋。使用 SFC，您可以添加并行分支，但請(qǐng)謹(jǐn)慎執(zhí)行此操作。如果添加太多分支，圖表可能會(huì)變得混亂且難以閱讀。?

從本質(zhì)上講，最佳實(shí)踐要求努力使圖表看起來(lái)整潔。如果電線擋道，它們很可能被隱藏，因此應(yīng)使用參考箭頭。確保步驟操作不與轉(zhuǎn)換或其他步驟重疊。
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圖 3.文本間距和布局不正確（故意夸大效果）。

前進(jìn)一步，后退一步

序列依賴于能夠在需要時(shí)前進(jìn)并在不需要時(shí)保持不動(dòng)。當(dāng)序列需要后退一步時(shí)也是如此。例如，如果有一個(gè)非常長(zhǎng)的氣缸需要很長(zhǎng)時(shí)間才能從縮回位置行進(jìn)到伸出位置，則序列將需要等待該氣缸通過(guò)伸出傳感器到達(dá)伸出位置。大多數(shù) SFC 程序都會(huì)有一個(gè)關(guān)于轉(zhuǎn)換的輸入，告訴控制器何時(shí)可以進(jìn)入下一步。?

該輸入可以通過(guò)多種方式進(jìn)行編程：

每個(gè)轉(zhuǎn)換可以有一組不同的條件，允許序列轉(zhuǎn)換到下一步。這需要一組自定義條件，需要針對(duì)每個(gè)步驟進(jìn)行調(diào)整，但導(dǎo)致轉(zhuǎn)換的原因非常清楚，并且每個(gè)步驟可以有不同的條件。

在 SFC 外部創(chuàng)建一個(gè)邏輯梯級(jí)，設(shè)置每次轉(zhuǎn)換時(shí)使用的單個(gè)位。通常我喜歡使用全傳感器正常位或監(jiān)視故障字。如果有任何錯(cuò)誤待處理，我知道該序列需要等待。通過(guò)對(duì)每個(gè)步驟使用一位，可以降低 SFC 程序的復(fù)雜性，并將處理過(guò)程移至另一個(gè)子例程。?

握手，自我介紹的好方法

與 FBD 依賴握手與其他子例程或進(jìn)程交互的方式類似，握手是降低 SFC 復(fù)雜性的好方法。避免在 SFC 本身內(nèi)直接在步驟或設(shè)置輸出上使用長(zhǎng)字符串條件。在其他子程序中設(shè)置握手和驅(qū)動(dòng)條件。我喜歡將 UDT 用于相機(jī)和機(jī)器人等設(shè)備，并且經(jīng)常在 UDT 中添加諸如“開(kāi)始”和“開(kāi)始”之類的握手。這樣，我通信和控制設(shè)備所需的一切都在一個(gè)標(biāo)簽中。?

圖 4.并行 SFC 分支。

圖 5.建立步驟屬性的設(shè)置。

應(yīng)用領(lǐng)域

如果我們回顧一下我們的拾放站示例，我們需要為三個(gè)氣缸創(chuàng)建一個(gè) SFC，并為擒縱機(jī)構(gòu)創(chuàng)建另一個(gè) SFC。如果傳感器未處于預(yù)期狀態(tài)的正確位置，則每個(gè)氣缸、夾具升高/降低、梭子伸出/縮回以及夾具打開(kāi)/關(guān)閉都會(huì)出現(xiàn)故障。?

之后，強(qiáng)烈建議監(jiān)視故障字。如果存在任何未決的故障，最好阻止 SFC 中的前進(jìn)步驟。為了適應(yīng)步驟延遲，一些 IDE 提供了內(nèi)置于 SFC 步驟中的計(jì)時(shí)器。使用羅克韋爾自動(dòng)化的 Studio 5000，每個(gè)步驟都有可設(shè)置的參數(shù)，包括步驟計(jì)時(shí)器。當(dāng)零件存在并且擒縱機(jī)構(gòu)處于拾取位置時(shí)，啟動(dòng)拾放 SFC。?

SFC 的每一步都會(huì)為氣缸設(shè)置不同的預(yù)期狀態(tài)，這些預(yù)期位就是我們的握手。當(dāng)預(yù)期狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，故障將懸而未決，直到氣缸到達(dá)其位置，然后順序?qū)⑾蚯巴七M(jìn)。

使用 SFC 花費(fèi)更少的時(shí)間，獲得更好的結(jié)果

以這種方式編寫(xiě)序列可以讓程序員花更少的時(shí)間來(lái)編程序列，而花更多的時(shí)間來(lái)編寫(xiě)通信代碼或集成機(jī)器。查看序列時(shí)，可以更輕松地理解下一步應(yīng)該發(fā)生什么以及前面的步驟已經(jīng)發(fā)生了什么。

審核編輯：黃飛

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