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“化難為易寓教于樂”——SFC編程法結(jié)合仿真軟件在教學(xué)中的妙用
泰州技師學(xué)院 吳迪 2014/3/26 21:19:31
[文章摘要]本文介紹了利用三菱Gx Developer8.34開發(fā)工具對(duì)三菱Fx1s系列PLC進(jìn)行SFC編程，以實(shí)例說明用SFC直接編寫用戶程序的方法，指出了用Gx-Simulator 6c實(shí)現(xiàn)離線仿真的途徑和辦法，并借助于組態(tài)軟件在一體化教學(xué)模式中模擬PLC控制對(duì)象的工作過程。
[關(guān)鍵詞] PLC SFC 編程仿真一體化
引言
梯形圖編程法是教學(xué)過程中所用的傳統(tǒng)編程法，特別對(duì)于通過接觸繼電控制開始了解編程的學(xué)生而言，他們可以直接在頭腦里面構(gòu)思梯形圖。但梯形圖編程方法要求學(xué)生對(duì)動(dòng)作過程掌握的透徹，程序運(yùn)行必須符合工藝過程，同時(shí)梯形圖程序設(shè)計(jì)需要考慮復(fù)雜的聯(lián)鎖環(huán)節(jié)，程序理解和檢查困難。
SFC即狀態(tài)流程圖，就是用狀態(tài)來描述控制過程的流程圖。SFC的優(yōu)勢是學(xué)生編程時(shí)不需要對(duì)各工序之間的聯(lián)鎖等做過多的了解，只要了解各個(gè)工序簡單的邏輯過程即可。因?yàn)镾FC編程法是按照設(shè)備（或工藝）的動(dòng)作順序編寫的，所以采用SFC進(jìn)行PLC應(yīng)用編程和傳統(tǒng)梯形圖編程法相比的主要優(yōu)勢在于程序中可以直觀的看到設(shè)備動(dòng)作的順序。對(duì)于順序控制過程而言，結(jié)果更為簡單，直觀明了。
本文結(jié)合十字路口交通燈控制系統(tǒng)具體實(shí)例，重點(diǎn)介紹如何利用三菱Gx Developer8.34軟件來進(jìn)行SFC的編程和Gx-Simulator 6c軟件仿真實(shí)現(xiàn)，并借助于組態(tài)軟件在一體化教學(xué)模式中模擬PLC控制對(duì)象的工作過程。
一、“化難為易”：畫圖即為編程
1. SFC編程思路的確立
狀態(tài)流程圖在SFC編程法中的運(yùn)用在于直接參與編程，即在Gx Developer軟件中畫狀態(tài)流程圖就是編程。SFC采用畫狀態(tài)流程圖的方式來編程，只要在狀態(tài)方框的輸入和輸出標(biāo)上特定的符號(hào)即可。這對(duì)于學(xué)生來說，可以不需要了解更多的電氣知識(shí)，更加方便。SFC將編程的應(yīng)用邏輯分成步和轉(zhuǎn)換條件，來替代一個(gè)長的梯形圖程序。通過對(duì)工作過程及時(shí)序狀況的分析，可以看出十字路口交通燈控制系統(tǒng)是兩個(gè)順序流程同時(shí)執(zhí)行，所以稱之為并行分支，其狀態(tài)流程圖如下圖1所示。
SFC編程法只要對(duì)圖中每個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)任務(wù)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件和狀態(tài)轉(zhuǎn)移方向做具體的說明和設(shè)置，編程就已經(jīng)完成。應(yīng)用SFC來進(jìn)行程序分析設(shè)計(jì)，學(xué)生容易理解全部動(dòng)作過程。
2．十字路口交通燈控制的SFC程序編制
（1）啟動(dòng)Gx Developer8.34編程軟件，單擊“工程”菜單，點(diǎn)擊創(chuàng)建新工程菜單項(xiàng)。在彈出的對(duì)話框PLC系列列表框中選擇FXCPU，在PLC類型列表框中選擇Fx1s，在程序類型項(xiàng)中選擇SFC，同時(shí)選擇存儲(chǔ)路徑，確定后進(jìn)入塊信息窗口。
圖1
（2）在塊列表窗口中雙擊“No.0”，并在彈出的信息設(shè)置對(duì)話框中輸入塊標(biāo)題。選擇“梯形圖塊”作為塊類型，單擊“執(zhí)行”進(jìn)入塊的編輯窗口。
（3）在塊編輯窗口內(nèi)輸入程序，用于設(shè)置程序的初始狀態(tài)及滿足什么樣的條件進(jìn)入初始狀態(tài)。輸入完成后進(jìn)行變換。
（4）在完成了程序的第一個(gè)梯形圖塊編輯后，雙擊工程數(shù)據(jù)窗口中的“程序”\“MAIN”，顯示塊信息設(shè)置，單擊“No.1”，并在“塊信息設(shè)置”對(duì)話框中輸入“交通燈控制”。接著應(yīng)選擇SFC塊類型，單擊“執(zhí)行”進(jìn)入SFC的編程編輯窗口。這時(shí)可以看到SFC中塊及轉(zhuǎn)移條件均顯示“？”，接下來應(yīng)完成每一塊的具體動(dòng)作。
（5）單擊SFC狀態(tài)編輯窗口中的初始?jí)K“0”，在右方梯形圖編輯框窗口中輸入具體運(yùn)行的程序。
在SFC程序編輯窗口第一個(gè)轉(zhuǎn)移條件處單擊，在右側(cè)梯形圖編輯框中輸入使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移的梯形圖，可以看出觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的不是線圈而是TRAN符號(hào)，注意每編輯完一次后需轉(zhuǎn)換。
（6）根據(jù)設(shè)計(jì)好的交通燈控制狀態(tài)流程圖在SFC狀態(tài)編輯框內(nèi)輸入各塊及轉(zhuǎn)移條件。雙擊塊下的轉(zhuǎn)移條件處，在彈出的窗口中選擇“==D”可生成并行的兩個(gè)分支。如果程序中需要執(zhí)行跳轉(zhuǎn)的話，在對(duì)應(yīng)的位置上雙擊后，選擇“JUMP”，同時(shí)輸入所需跳轉(zhuǎn)到的塊編號(hào)。
（7）程序輸入完成后，需將SFC中各塊的程序內(nèi)容進(jìn)行變換，若程序中存在錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)彈出錯(cuò)誤提示框。至此，若沒有錯(cuò)誤則SFC的狀態(tài)流程圖程序編寫結(jié)束。
3．程序離線仿真調(diào)試
正確實(shí)現(xiàn)三菱PLC離線仿真，必須首先安裝仿真軟件即安裝Gx-Simulator 6c。仿真軟件的功能就是將在Gx Developer軟件中編寫好的程序在電腦中虛擬運(yùn)行。程序輸入完并變換編輯后，將程序?qū)懭隤LC，然后選中X0的常開觸點(diǎn)，在其軟元件編輯區(qū)設(shè)定為“強(qiáng)制ON”，這時(shí)在SFC編輯區(qū)就可以看見各個(gè)塊和轉(zhuǎn)移條件運(yùn)行情況（如圖2）。
通過SFC編程（未完，下一頁）
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