SFC 概述
顺序掌握简介 – 观点和运用处景
“科普中国”对“顺序掌握”这一术语的阐明是：指按照生产工艺预先规定的顺序，各个实行机构自动地有秩序地进行操作，在工业生产和日常生活中运用十分广泛，例如：搬运机器手的运动掌握、包装生产线的掌握、交通信号灯的掌握等。
顾名思义，顺序掌握的核心是将工厂中的各个设备按照一定的顺序（韶光、逻辑、条件），通过事情任务（步 – 掌握实行机构动作）和转移条件（任务实行结果判断）实现顺序掌握的目的。
大略点理解：一个自动化项目中常日包含电机、阀、仿照量和数字量监视等，这些设备可以在手动模式下单一进行掌握，但是多数情形下我们须要一键自动启动，并且根据须要自动停滞。一键启动常日是按一定的顺序而不是同时启动，这种场景的需求便是顺序掌握的功能。
例如反应釜的进料过程便是一个常见的顺序掌握。首先将流程中的设备切换到自动状态并且对流量累计进行复位，然后打开质料罐的出口阀和反应釜的入口阀门，待管道打通后启动电机开始打料，打料过程中根据设定进料量以及反应釜液位，按照与启动顺序相反的步骤自动停滞对应设备。再比如皮带的逆启顺停同样是顺序掌握的范例代表。
SFC简介
SFC （Sequential Function Chart，顺序功能图）为用户供应了一种图形化的办法组态和调试顺序掌握系统。SFC 符合 IEC61131-3 标准编程措辞，也是 PCS 7 应对顺序掌握的紧张编程办法。顺控程序的基本元素由步和转移条件组成，步用于掌握（例如启停设备，设定值修正），转移则用于从一个步到另一个步的转换。顺控程序的实行基于状态或事宜驱动，通过操作和状态变革，掌握 CFC（Continuous Function Chart，连续功能图）创建的基本自动化功能（可以理解为单体设备）。
图1 SFC 和 CFC 的关系
PCS 7 中的 SFC 供应了两类独立的用于不同运用处所的顺序掌握系统变型：
SFC 图表SFC 类型及 SFC 实例SFC 图表和 SFC 类型的紧张差异在于是否重复利用。对付单次利用的顺序掌握系统常日利用 SFC 图表，而须要多次利用的顺序掌握系统则建议利用 SFC 类型以简化重复事情，提高效率。本文紧张先容 SFC 图表的利用，但大部分功能也同样适用于 SFC 类型。
顺序掌握系统多用于非连续的过程和设备，按照一定的顺序逐步实行（例如：定量给料过程）。当然顺序掌握系统也可运用于连续过程和设备中（例如：逼近和往来来往运动，操作点变更以及由故障导致的状态变革）。
顺序掌握系统可在不同的工厂层级利用：
设备掌握级（例如：启停电机，开关阀）组掌握级（例如：定量给料、搅拌、加热冷却、灌装）单元层级（例如：罐、搅拌器、丈量装置、反应器）工厂层级（各单元和公用资源的同步）SFC 带来的益处结合顺序掌握以及 SFC 的观点，采取 SFC 或 SFC Type 来进行自动部分程序编写能够带来如下益处：
图形化办法实现顺控程序的编写，极大简化了顺控程序的实现SFC 可视化可以非常方便的实现在上位机监视顺控程序实行过程对付类似的顺控程序可以通过 SFC Type 类型和实例的办法实现复用当然，SFC 所带来的便携远不止上述内容，更多精彩功能等你亲自体验。接下来我们就 SFC 的部分功能进行一个大略的先容。
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SFC 操作状态逻辑 – 状态机SFC 操作状态指 SFC 当前的实行状态和运行行为，例如：是否须要操作员干预，用何种命令将顺控系统切换到另一种状态。操作状态受操作模式的影响：
手动模式，通过命令变动操作状态，如下图所示自动模式，通过 SFC 的外部视图变动操作状态图 2 SFC 编辑器处于测试模式下
如图2所示，SFC 包含9个掌握命令，分别为：启动、中止、重新启动、停息、完成、复位、连续运行、停滞和出错。实行这些动作可导致 SFC 转入如下的16种操作状态：空闲、正在启动、运行、出错（正在完成）、已完成、正在停息、已停息、正在规复、出错、已停息（出错）、正在规复（出错）、正在中止、已中止、正在停滞、已停滞。
SFC 的操作状态逻辑（SFC OSL）可用如下图所示的状态机表示，图中列出了SFC 图表的可能状态、可能在特定状态下进行的转移以及引起状态变革的事宜。通过 SFC OSL 可以很随意马虎理解 SFC 的实行过程及相应的命令或操作等。
图3 SFC 状态机
16种操作状态可分为两类：
稳态：OSL 中须要通过事宜退出的状态（即圆形表示的状态），例如：空闲、已停息、已中止、已停滞等状态。暂态：OSL 中隐式退出的状态（即矩形框表示的状态），例如：正在启动、正在完成、正在停息、正在中止、正在停滞等状态。个中运行状态比较分外，自结束时由运行到正在完成可以看作暂态，但是非自结束和连续模式时可以看作稳态。
9种掌握命令对应 SFC OSL 图中的玄色粗箭头所指示的命令，可以是手动模式下来自 SFC 面板的对应按钮，也可以是自动模式下的 SFC 外部视图中自动命令。
SFC 库中供应了基于 SFC 操作状态的模板（如图4所示），可以直接复制利用。实际编程过程中可能不须要这么多顺控程序，或者多个状态下实行相同的顺控程序，可根据实际需求调度。
图4 SFC 库供应的基于 SFC 状态的 SFC 图表模板
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SFC 步和转移条件
SFC 步步用于实行所组态的动作 – 比如：掌握 CFC 中所组态设备的模式切换、启停、外部设定值等，也可以掌握其他 SFC 的模式切换和自动启停。每个步最多可组态三种动作即：初始化、处理和中止。每种动作最多可组态50行命令。如果三种动作均进行了组态，则意味着每一步至少实行三个周期：
初始化 - 在步激活后实行第一个周期处理 - 在实行完初始化的第二个周期开始实行，只要后继转移条件不知足，则每个周期都实行处理中的动作终止 – 当后继转移条件知足后实行一个周期的终止动作，在实行终止动作同时实行下一步的初始化SFC 中的每个顺控程序包含1个启动步、1-253个常规步、1个结束步。启动步在顺控程序启动时激活，根据后继转移条件实行开始步的初始化、处理和终止。结束步不包含后继转移条件，因此只实行一次。
SFC 转移条件
顾名思义，转移条件是 SFC 从一个步向下一个步转移时须要知足的逻辑条件。逻辑条件最多可包含16条，16个条件可按照如下办法组合逻辑关系。
图5 转移条件
步和转移条件的实行办法
以下图为例解释步和转移条件的实行办法，步S4激活后，首先实行一个周期的初始化动作（图中1所示）；然后先实行一个周期的处理动作，并判断转移条件T4是否知足，若不知足则每个周期均实行处理中的动作（图中2所示）；末了，当转移条件 T4 知足时，同时实行步4的终止动作和步5的初始化动作（图中3所示）。
图6 步和转移条件的实行过程
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SFC 分支构造如开篇所述，SFC 图表由一个或多个顺控程序构成，利用顺控程序可以在 SFC中实行状态干系和事宜驱动的程序。而每个顺控程序则是由其基本元素步、转移条件以及文本（仅显示，不对功能起浸染）组合而成。这些基本元素的组合可以构成顺控程序的如下分支构造：
顺序并行分支选择分支循环跳转顺序最大略的构造即顺序，由一系列的步和转移构成。在 SFC 中，全体顺序称为顺控程序（从启动步到结束步）。
图7 顺序和顺控程序
并行分支
并行分支指多个分支（两个或以上的分支）在一个周期内同时实行。并行分支构造始终位于转移或后文要先容的选择分支之后，结束于步或选择分支之前。并且仅当所有并行分支实行完成才判断下一步的转移条件，若所有分支实行完成且转移条件知足，则实行所有分支的末了步的终止以及下一步的初始化动作。以反应釜进料为例，如果多个物料具有独立的管道，SFC 中则可以利用并行分支同时进料。
如下图所示，T001 条件知足时同时实行并行分支1到分支4，且须要所有分支实行完成后才判断并行分支后的后继转移条件T022是否知足。
图8 并行分支构造
选择分支
选择分支与并行分支正好相反，只实行多个分支（两个或以上分支）中的一个分支。选择分支仅实行首先知足条件的分支，如果多个分支同时知足则优先实行最左侧的分支。选择分支起始于步之后，结束于步之前。运用处景同样适用于反应釜进料。如果多个物料具有公用管道，此时只能同时进一种物料则可利用选择分支。
如下图所示，顺控程序实行到 S012 之后，根据选择分支1到分支3的转移条件T023到T025判断，哪个转移条件首先知足则实行其对应的分支。当 T023 首先知足时，则实行分支1，分支2和3则不会实行。当 T023 到 T025 同时知足条件时，则优先实行最左侧的分支1。
图9 选择分支构造
循环
循环适用于顺控程序某部分根据转移条件可能须要再次实行，包括一个顺序和一个返回路径。如下图所示，循环位于步之后（如图中S018），返回路径返回到步之前（如图中S017）。按照韶光顺序先判断后继转移，然后才判断返回转移，即同时知足后继转移和返回路径的转移条件时实行后继转移之后的步。对付循环的返回路径，不可位于并行分支和选择分支内。
图10 循环
跳转
跳转相对付循环则更加灵巧，可以跳转到同一顺控程序的任一位置。跳转包括一个转移条件和带跳转目标信息的箭头。当后继转移和一个或多个跳转的跳转转移条件同时知足时实行后继转移之后的步。
图11 跳转
PCS 7 SFC 使顺序掌握如鱼得水
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(出处: PLC论坛-全力打造可编程掌握器专业技能论坛)
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