SFC编程在TOYOPUC中应用的实例详解

一、SFC编程用语

SFC（Sequencial Function Chart）是通过使用多种图表对象，对生产过程中一系列工程简单地表现出来，类似流程图。历来LD、ST等编程方式不容易分析和判断“设备的各个部件的动作进展状况”，流程图是一种使动作进度成为可视化的工具。但传统的SFC编程思路和架构一般不考虑：自动运转中出现故障重启的处理方式、在主SFC进程中调用子SFC（类似功能块，数量允许的情况下在主SFC进程中随处可以调用同一子SFC）、稍微复杂的SFC程序里如何考虑步骤的重复转移（类似跳转功能）。本文以TOYOPUC（丰田工机）的PC10G系列PLC的实际案例介绍下如何考虑这三个方向。TOYOPUC主要的SFC用语如下图：

重点我们说下：子SFC（子过程）、并列、激活状态/非激活状态。 一台设备有多个机械部件组成，例如汽车生产线上的升降机有：升降电机（简称DL）（有上升、下降动作）、输送的滚筒线（简称CV）、阻挡器机构(（简称ST）、升降机的定位锁气缸（简称TU）。在一个SFC流程内，不同分支执行中会有相同的动作。例如DL上升动作，在分支1执行过程中有DL先上升到位（命名为“步11”）后执行CV运转等，在分支3执行过程中也有DL先上升到位（命名为“步21”）后执行CV运转等；把DL上升动作做成一个子SFC，子SFC在同一个过程中是可以重复使用的，在不同分支执行顺序中都可以执行 “DL上升子SFC”，这样用一个“DL上升子SFC”就可以代替原来的“步11”、“步21”、、、。熟练把某些动作流程打包成一个子SFC，可以使SFC整体程序更加简洁。并列有并列分支和并列汇合，平行分支线是用2根横线来表示。如下图，并列分支前的步骤1激活时，如果转换条件1成立，则向步骤2和步骤3同时过渡（即步骤2和步骤3同时进行处理）。需要注意的是并列汇合时，如果步骤2激活，步骤3没有激活，即使转换条件2成立也不会向步骤4过渡。并列汇合要求上一步骤要全部激活时，并列汇合的转换条件成立，才能向下一步骤过渡。在实际调试中发现转换条件已成立了，SFC不能继续往下执行，可能需要关注这个问题点。

激活状态： 可以执行动作的状态；非激活状态： 不可以执行动作的状态。在SFC中，步骤是一种执行单位，某一步骤成为非激活状态时动作也随即全部同时结束。在编程软件监控SFC程序或触摸屏监视SFC程序时，不同状态有不同的颜色指示，如下图。

二 、TOYOPUC的SFC编程软件和注意点

PC10G是TOYOPUC中大型PLC，使用PCwin编程软件。PCwin可以建立子程序、导入FB库、建立SFC动作流程、导入IO图纸、多语言切换等功能。

SFC程序是以步骤为单位进行执行，软件上要能做到进行到某一步骤时，由于报警等突然退出自动运转。恢复自动运转后，SFC程序能继续执行之前中断的步骤。PCwin在SFC编程上，需要用的2个FB块，FB14和FB15，这2个块是一定要使用的。如下图，FB14是用于PLC上电第1扫描ON时，将SFC输出信号领域全部清零；

FB15是用于控制哪个SFC进程可以运行。如下图，PLC运行时，SFC进程1是一直在运行。当M2C1=1时，SFC进程10才能运行，而进程10不运行时FB也会将对应的SFC输出领域全部清零。

三、TOYOPUC的SFC编程实际案例基本介绍

以汽车厂总装车间的座椅输送线为例，我们介绍下实际应用案例（座椅输送线简称SE）。座椅生产厂家用卡车将座椅运到总装车间的SE设备入口，SE设备负责接收卡车上的座椅（一卡车一般是20套座椅），然后将座椅输送到车间的汽车座椅安装工位。汽车厂的大部分输送系统都在循环输送某类工件，我们先了解下SE循环输送工件：座椅托盘，如下图。

我们以SE设备中的一台升降机（编号DL2）来详细介绍SFC编程的思路。如下图是DL2的平面布局，DL2双侧带CV滚筒输送机。DL2在下降位（地面）时CV7搬入CV6里带座椅的托盘，CV8搬出空托盘至CV24内；DL2在上升位（二楼平台）时CV7搬出带座椅的托盘至CV9内，CV8搬入CV23里的空托盘；TU06和TU07的作用是DL2在上升位时，机械气缸锁定住DL2，防止DL2抱闸等故障突然下坠。

下图是现场照片

先以初始状态、单动作模式来分析下DL2的主要动作模式：托盘从CV7搬出至CV9（简称CV7搬出）、托盘从CV6搬出至CV7（简称CV7搬入）、托盘从CV8搬出至CV24（简称CV8搬出）、托盘从CV23搬出至CV8（简称CV8搬入）；

DL2上升/下降、ST打开/关闭等都是准备/收尾步骤，最主要的步骤是运转电机进行搬入/搬出。我们以主要步骤来定义6种动作模式

四、升降机DL2的SFC编程

通过以上的基本介绍，6种动作模式是有重复的步骤。例如模式1，要执行DL2上升步骤；模式3，要执行DL2上升步骤；根据动作分析，建立6个子SFC：

这6个子SFC，在DL2的SFC进程中，可以认为就是一个基本单元：步骤。根据6种动作模式的准备步骤，在DL2的SFC的初始步往下的流程定义了4个主要选择分支：

主分支1的流程如下图，转换条件TR1135满足后，又回到DL2初始步。

主分支2的流程如下图，转换条件TR1165满足后，又回到DL2初始步。

主分支3的流程如下图。

主分支4的流程如下图。

五、执行SFC程序中突然退出自动运转，恢复自动运转后，如何回到之前的步骤

以主要分支3为例，SFC执行到SUB021（CV7搬出子SFC）时，由于报警等原因，DL2退出自动运转。

恢复自动运转后，DL2的SFC程序入口是从DL2的初始步ST1100进入。

方式1是以主要动作步骤来定义4个记忆，如下图

K型数据地址是断电保持型，SUB021（CV7搬出子SFC）开始执行时K112（CV7搬出中记忆）置位=1；除人为复位外，只有SUB021执行完成后K112才会复位=0；通过K112的记忆，去构造相关条件，就可以实现恢复自动运转后，DL2的SFC程序要恢复到SUB021这个步骤的相关转换条件可以满足。 方式2是在要相关的动作步骤增加判断，如已经完成这个动作就可以跳转到下个步骤。以DL2上升子SFC（SUB011）为例，如下图：

六、相关总结

SFC程序注重流程可视化，配合丰田工机的触摸屏，可以快速监视SFC程序的当前状态，并且可以通过点击切换到转换条件内部程序，快速确认设备故障、不动作原因；SFC程序框架并不复杂，首先要清晰的分析出设备的动作流程。根据主要动作来确定动作模式，根据不同动作模式的步骤确定重复步骤，进行打包成子SFC，在不同动作模式下调用子SFC。以模块式思路来搭建SFC程序框架后，进行SFC程序修改、优化是比较简单的。例如动作模式3 仅CV7搬出完成后（TR1182转换条件满足），原SFC程序是转移到初始步，如此时没有动作需求，DL2升降机是停在二楼平台。在该工况下DL2升降机左右2侧都是空席，业主的需求是希望此时DL2应该下降到地面等待CV7搬入，这样对座椅上件的节拍有利。增加DL2下降动作很简单，在TR1182转换条件下一步进入SUB012（DL2下降子SFC），下降到位后再转移到初始步。按照这个想法来修改忽略了一个情况，如果CV7搬出完成后,CV7搬入条件还未满足，而CV8具备搬入可条件，此时DL2是没必要执行下降动作，再上升到二楼平台执行CV8搬入。应该在TR1182后增加一个虚拟步来判断应该是直接下降到位，还是直接进行CV8搬入动作。其SFC的修改增加1个虚拟步，增加3个转换条件和1个转移目标。在LD程序中就是增加3行转换条件的程序内容。

七、末

JTEKT（捷太格特）是日本丰田和光洋等公司合作创办的企业，主要生产汽车轴承、转向系统、机床等。TOYOPUC（国内简称丰田工机）是JTEKT的机电一体化的控制器系列品牌（官方网址：https://toyoda.jtekt.co.jp/c/products/mecha.html）。有TOYOPUC小型、中型、大型、安全PLC、远程模块、通信模块、触摸屏、运动控制器等产品。相关通信协议有FL-远程、FL-net、以太网等。国内基本只有一汽丰田和广汽丰田的工厂在使用TOYOPUC控制器产品，而且由于价格较昂贵，对比其他日本品牌如三菱、欧姆龙等，没那么让大家熟悉。可能大家刚开始接触TOYOPUC PLC时，会感觉不太习惯，但慢慢的会发现其产品的使用理念和丰田公司精细化管理的理念很相似。特别注重安全、解决故障的效率、程序功能上的统一性。

本文参考资料《TOYOPUC SFC使用说明书：程序设计篇》本文部分照片、资料出自相关设备厂商，纯为学习、交流之用，如有侵权麻烦联系删除，谢谢！

FACTORY IO软件与西门子1200PLC实物连接入门讲解，传送带启停

大家好，今天我给大家讲解一下一款非常实用的PLC学习软件：factory iu。

这款软件不仅可以与西门子PLC进行连接，还可以三菱欧姆龙等进行连接。它不仅可以连接在线模拟PLC的运行，还可以与PLC进行实物连接。像我现在就是实物连接的PLC程序，我用的是西门子1215PLC。

这里大家可以打开添加至任务栏，任务栏这里可以看到传感器，包括传感器有没有检测到，比如传感器二，传感器二是后面传感器检测了，就是遮挡住，遮挡住这两句是灭的。现在亮了，我现在已经给大家把这个去进行连接，连接好大家可以看到效果，它不停的送料机构在不停的送料。

当料送到传感器二的时候，如果没有人去搬运它，塑料机构是暂停塑料的。我的鼠标有点卡是因为把录屏软件和翻动的PLC有个打开的原因，现在又在动作检测第二个传感器，第一个传感器两个都检测。

现在也可以看电机二，电机二在旋转了，电机二就是后面一节输送带，在旋转了就会亮起来，前面一节如果旋转也会像后面一节一样亮起来的。

这款软件对于学习PLC非常的有帮助，如果学指令可能就像写字一样，可能大家都会写，但是要写出好多文，上好的作文，成为大师级别的人物还是要多做项目。刚开始不可能有拿着项目做，拿着像就必须要自己找一些场景进行访问。

这里这个软件里面有非常非常多的场景，非常多的，它是由容易到困难。如果把这些场景都学会，像自动学会、暂停、急停这些都学会，出去找工作应该是非常容易的。

大家这个软件不仅可以用现成的场景，也可以进行自行搭建，大家需要这个软件也可以找我要。现在再看一下，把后面主料的这块工装板打开，打开现在后面又开始塑料，已经给大家连接好了PLC了。

看一下程序主要包括送料和滚筒，滚筒程序重要的就是前面这个，可以选择清空任务了，把这里面的L表给取消掉，这里就是下料，就是送料的FB封装好，后面这里连接滚筒就是用的是奇宝体起。起跑停神器是非常的简单，当然这个可以放大看一下，传感器是长臂型的传感器，长臂型的传感器是用的长b型的传感器，这里就不能像常开型的传感器，这里七八天就必须选择闭合的按钮，当它接通的时候，当外部接通的时候这里就闭合，这里看起来有点绕，长闭合，外部接着长，长闭合，常开敞开是反着来的，反正大家理清楚思路就可以了。

·然后看一下送料程序，送料的程序这里可以放料，放料技术，放下这个，放下技术这里放量放出了，设定的是三十个箱子，只要有三十个箱子，走完三十个箱子就会停止，停止之后必须要把这个复位一下，现在已经走了二十四个箱子出来了，复位一下，再断开，现在已经停了，修改为来，看一下这箱子，这箱子太多了，太多了。反着重置一下，它在不停走。

·看一下放量程序，它现在走了三块板，三块板出来，看到没有？一二三，三块板。

·电脑开启录屏软件和io有点卡，大家多谅解一下。创业程序是封装成的fb，这里是启动，相当于七宝亭。

·这里放点设定值和放点总数，放点设定值。如果大雨放进总去，就这个技术，它是会走的，如果小鱼就不走。

·再看一下这里运行，运行了之后传感器二，后面传感器被遮挡，遮挡就是处于断开的状态。

·当拿掉这个东西之后，这里就开始闭合，通电也是及时去开始，接通五秒，停两秒。

·接通五秒之后，滋味放面，放面之后接通一个脉冲，定时发声器。

·这里定时器不知道大家用的多不多，这里放料，等一下放进来，接通。接通之后会自卫一个放电，自卫一个放电电池不管后面是接通还是断开，都会发生两秒的脉冲。

·两秒的脉冲后面用了一个下降，两秒的脉冲之后会复位放量，复位放量，这里每放一次尿，定时器接通一次，接通一次这里会将技术加一，这里扣零点零，接通下面电机，并且就是第一节输送带。

这款软件非常的好用，对学习plc非常的有帮助，讲解一下这款软件的使用方法。

·首先需要打开一个项目，打开云的项目，卡的很。

·在这里选择plc，像两百smart就选择这个，然后西门子1200和150就选择这个。

·如果没有实物plc就选择后面这个，选择好之后需要点击配置，关联变量，选择plc的ip地址。选择电脑的网卡。

·这里还是一个比较重要的东西，这里选择五，五开始如果选择零就是i零点零开始，五就是i五点零开始。西门子1200p o c默认的是i零点零开始，就不能选i零点零开始，i零点零开始就会和食物p r c地址冲突了，到时候前面也纠结了很久。

·如果选择i五点零，有可能factory i u和博图软件是连接不上的，比如i零点零，i五点零接这里明明是接通的，在这里就看不到接通的状态，是这个样子。

·还有最重要一点就是导出标签，导出之后如果不选择标签导出的，这里是没法和博图软件进行连接的。博图软件导出之后要选择这个，稍等一下，p l c变量里面默认选择默认变量表，然后点导入，刚才导入文件就可以。

大家有什么不明白的地方可以在评论中留言或者私信我，当然可以，想要这款学习软件可以找我要。今天讲的就是这些了，谢谢大家。

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