CPU擴展模塊6ES7223-1BL32-0XB0西門(mén)子CPU擴展模塊6ES7223-1BL32-0XB0

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大部分的工業(yè)控制系統都是順序控制系統，所謂順序控制系統，通俗來(lái)講，就是在整個(gè)控制過(guò)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(gè)生產(chǎn)過(guò)程按順序進(jìn)行步驟化，每個(gè)步驟對應一個(gè)控制任務(wù)，各個(gè)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(wù)可以步驟化的特點(diǎn)，各種品牌PLC都開(kāi)發(fā)了與順控程序有關(guān)的指令。而順序功能圖(SFC)亦是順控程序設計的一種圖形語(yǔ)言，用于描述控制流程功能和特性，如下圖18-1為一簡(jiǎn)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(jīng)開(kāi)始摩拳擦掌，迫不及待了吧，那么，廢話(huà)不多說(shuō)，我們開(kāi)始這次的學(xué)習分享吧!

一、順序功能圖(SFC)與其組成

順序功能圖，即SFC，又稱(chēng)狀態(tài)轉移圖或功能表圖。它是用狀態(tài)繼電器(S)來(lái)描述工步狀態(tài)的工藝流程圖，由狀態(tài)步、有向連線(xiàn)(轉移方向)、轉移條件、以及命令和動(dòng)作組成。

(1)狀態(tài)步

狀態(tài)步，又稱(chēng)步或狀態(tài)，指控制系統的一個(gè)工作狀態(tài)，可分為初始狀態(tài)步和一般狀態(tài)步，如圖18-2所示。

圖18-2

狀態(tài)步用狀態(tài)框表示，框內為狀態(tài)繼電器編號，這些編號可連續，也可不連續。

其中初始狀態(tài)步用雙線(xiàn)矩形框表示，是SFC的第一個(gè)狀態(tài)步，即系統等待啟動(dòng)命令的狀態(tài)。一般狀態(tài)步用單線(xiàn)矩形框表示，除初始狀態(tài)步之外，其他均為一般狀態(tài)步。

這些狀態(tài)步一旦被激活，就處于活動(dòng)狀態(tài)，其中的動(dòng)作和命令均得到執行。

顯然，未被激活的狀態(tài)步，其命令與動(dòng)作不能被執行。在SFC中，下一個(gè)狀態(tài)被激活時(shí)，前一個(gè)狀態(tài)必須要關(guān)閉。例如下圖18-3所示，當S20狀態(tài)步被激活，里面的指令均得到執行，此時(shí)初始步S0已被關(guān)閉。

圖18-3

這里要注意是，狀態(tài)繼電器編號可連續，也可不連續，但還是有相關(guān)的規定，如下圖18-4所示。S0～S9為初始狀態(tài)專(zhuān)用，S10～S19為IST指令專(zhuān)用，S20～S899為一般狀態(tài)通用，一般狀態(tài)使用的狀態(tài)繼電器最小編號為20。

圖18-4

(2)有向連線(xiàn)(轉移方向)

有向連線(xiàn)是指兩個(gè)狀態(tài)之間的連線(xiàn)，表示了狀態(tài)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(xiàn)的箭頭可省略。其他的有向連線(xiàn)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(tài)S0與S20之間有向連線(xiàn)的箭頭已省略，狀態(tài)S20跳轉到狀態(tài)S0的有向連線(xiàn)帶有箭頭。

(3)轉移條件

轉移條件，在SFC中用短劃線(xiàn)表示，如下圖18-6所示。狀態(tài)與狀態(tài)之間的轉移，必須在條件滿(mǎn)足的情況下才可以進(jìn)行。例如圖18-5中的狀態(tài)S20要轉移到狀態(tài)S21，X2就必須接通。轉移條件不一定是單個(gè)觸點(diǎn)，也可以是一段程序。

圖18-6

(4)命令和動(dòng)作

這里的命令與動(dòng)作，是指每一個(gè)狀態(tài)中的命令與動(dòng)作，即每一個(gè)狀態(tài)的控制要求以及完成該要求對應的程序。命令與動(dòng)作用相應的文字符號寫(xiě)在狀態(tài)框的旁邊，并用直線(xiàn)與狀態(tài)框連接，如下圖18-7所示。

圖18-7

綜上，狀態(tài)步、有向連線(xiàn)(轉移方向)、轉移條件以及命令與動(dòng)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(jiǎn)單的結構是單流程結構，即有向連線(xiàn)沒(méi)有分支線(xiàn)，為單一線(xiàn)段，如下圖18-9所示。在單流程SFC中，狀態(tài)的激活由初始狀態(tài)開(kāi)始，從上到下依次進(jìn)行，在整個(gè)控制過(guò)程中，除轉移瞬間(在此過(guò)渡期間，兩個(gè)狀態(tài)處于活動(dòng)狀態(tài))，只能有一個(gè)狀態(tài)步處于激活狀態(tài)，其命令和動(dòng)作正在被執行。

圖18-9

SFC中除了比較簡(jiǎn)單的單流程SFC外，還有分支SFC，即有向連線(xiàn)出現兩個(gè)或兩個(gè)以上的分支。那么，我們一起來(lái)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(gè)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(shí)，根據轉移條件是否成立，只能向其中一個(gè)分支進(jìn)行轉移。若此時(shí)X2接通，S20向S22轉移，S22被激活，S21、S23保持非活動(dòng)狀態(tài)。

圖18-10

同理，選擇性匯合是指多個(gè)選擇性分支流程匯合成單流程時(shí)，只能有一個(gè)分支被轉移，如圖18-10中的S21、S22、S23只能有一個(gè)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(gè)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(shí)，根據轉移條件是否成立，向所有分支進(jìn)行轉移。若此時(shí)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(gè)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(gè)特殊結構，即跳轉、重復以及循環(huán)。

(3)跳轉、重復以及循環(huán)

SFC中跳轉，類(lèi)似于功能指令中的CJ，即跳過(guò)中間的部分狀態(tài)，直接向其他狀態(tài)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(jìn)行，即圖18-12中左圖所示，若X10接通，流程轉移到S31，跳過(guò)S21、S30。

跳轉也可以在兩個(gè)SFC流程之間進(jìn)行，稱(chēng)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(gè)流程中的狀態(tài)S52。

重復是指流程中的某幾個(gè)狀態(tài)被重復執行，即向前跳轉，當被重復執行的狀態(tài)只有一個(gè)，即向本狀態(tài)重復，則稱(chēng)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(huán)，是指流程結束，又跳轉后初始狀態(tài)重復執行，如下圖18-13的右圖所示。

圖18-13

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