三菱PLC的SFC顺序功能图编程

SFC（Sequential Function Chart，顺序功能图）是一种专为顺序控制设计的图形化编程语言。相比于传统的梯形图，SFC将复杂的控制过程拆解为清晰的“步”和“转换条件”，极大降低了逻辑出错的风险，特别适合流水线、机械手等按步骤执行的自动化设备。

核心逻辑与元件分配

SFC编程的核心在于将控制过程抽象为“步”。系统执行完当前步的动作后，等待转换条件满足，然后自动复位当前步并激活下一步。在开始编写程序前，需先规划好输入输出地址。

以下是一个简单的双气缸顺序控制地址分配示例：

编程环境搭建

在使用GX Works2或GX Works3进行编程时，必须正确建立工程结构。

1. 打开 编程软件，点击 菜单栏的 工程 -> 新建工程。
2. 设置 工程参数：选择 PLC系列（如 FXCPU）和具体 PLC类型（如 FX3U）。
3. 选择 程序语言：在 程序语言 下拉菜单中 选择 SFC。
4. 点击 确定，系统将自动生成包含 MAIN 主程序的结构。

注意：SFC程序通常由“梯形图块”和“SFC块”组成。初始化逻辑需写在梯形图块中，控制流程写在SFC块中。

编写初始化程序

在进入SFC流程前，必须对状态元件和初始状态进行复位与激活。这部分代码写在第一块“梯形图块”中。

1. 双击 工程树中的 梯形图块 图标进入编辑界面。
2. 输入 初始化指令：写入 LD M8002。M8002 为上电脉冲，仅在PLC运行瞬间接通一个扫描周期。
3. 输入 状态复位指令：写入 ZRST S0 S899。此指令用于复位所有普通状态继电器，防止断电重启后状态残留。
4. 输入 初始状态驱动指令：写入 SET S0。S0 为初始状态，代表系统的待机状态。
5. 按 F4 键 进行 梯形图变换与编译。

构建SFC控制流程

初始化完成后，开始编写SFC主体的“步”与“转移条件”。

步骤1：编写待机状态（S0）

1. 切换 视图至 SFC块。
2. 定位 到初始状态 S0 的输出处理区域。输入待机动作：写入 RST Y0 和 RST Y1，确保气缸处于复位状态。
3. 定位 到 S0 下方的转移条件 TRAN 处。输入启动条件：写入 LD X0。这表示按下启动按钮 X0 时，转移条件成立。
4. 按下 F4 变换。此时SFC逻辑为：若 X0 接通，则从 S0 跳转至下一步 S10。

步骤2：编写工步1（S10）

1. 输入 步号：在转移条件下方自动生成的方框中，确认 步号为 S10。
2. 输入 动作：写入 OUT Y0。此步激活时，气缸A伸出。
3. 输入 转移条件：写入 LD X1。等待气缸A伸出到位，限位开关 X1 动作。
4. 按下 F4 变换。逻辑为：S10 激活 -> Y0 输出 -> 等待 X1 接通 -> 跳转至 S20。

步骤3：编写工步2（S20）

1. 输入 步号：确认 步号为 S20。
2. 输入 动作：写入 OUT Y1。此步激活时，气缸B伸出。
3. 输入 转移条件：写入 LD X2。等待气缸B伸出到位。
4. 按下 F4 变换。

步骤4：循环与结束处理

在自动化设备中，通常要求一个周期结束后自动回到待机状态或开始下一周期。

1. 跳转 处理：在最后一步的转移条件后，不使用新的步号，而是 输入 JUMP S0 或 JUMP S10。
   • 若 输入 JUMP S0：设备完成一次循环后回到待机状态，需重新按启动按钮。
   • 若 输入 JUMP S10：设备完成一次循环后自动开始下一次循环（无限循环模式）。
2. 本示例采用单次循环，输入 JUMP S0。

逻辑可视化验证

为了确保逻辑的正确性，可以参考以下流程结构对照程序：

调试与运行技巧

程序编写完成后，必须进行模拟调试以确认逻辑无误。

1. 连接 PLC：使用USB线或网线 连接 电脑与PLC，点击 在线 -> 传输设置 确认连接参数。
2. 写入 PLC：点击 在线 -> PLC写入，勾选 程序 选项，点击 执行 将程序下载至PLC。
3. 监控 模式：点击 在线 -> 监视 -> 软元件批量监视。
4. 观察 状态变化：
   • 上电瞬间，S0 应处于激活状态（通常显示为蓝色或高亮）。
   • 按下 X0，S0 熄灭，S10 激活，Y0 指示灯亮。
   • 模拟 X1 接通，S10 熄灭，S20 激活，Y1 指示灯亮。
   • 模拟 X2 接通，S20 熄灭，系统应自动跳回 S0。

常见故障排查

在SFC编程中，最常见的故障是“步进逻辑卡死”。

1. 双线圈冲突：严禁在不同步中重复驱动同一个输出线圈（如 S10 驱动 Y0，S20 又驱动 Y0）。若需在不同步控制同一输出，应使用中间继电器 M 过渡，或确认互锁逻辑。
2. 转移条件死锁：如果转移条件永远无法满足（例如传感器损坏），程序会卡在当前步。使用 监控 功能 检查 对应的转移条件是否接通。
3. 状态未复位：若程序未按预期执行，可能是断电前状态被保持。确认 初始化程序中包含 ZRST 指令。