PLC编程学会顺序功能图，编程一点就通！

功能表图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计plc的顺序控制程序的有力工具。功能表图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是—种通用的技术语言，可以用于进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流。

各个PLC厂家都开发了相应的功能表图，各国家也都制定了功能表图的国家标准。我国于1986年颁布了功能表图的国家标准（GB6988.6-86）。

如图1所示为功能表图的一般形式，它主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。

图1 功能表图的一般形式

PART1.步与动作

（1）步

在功能表图中用矩形框表示步，方框内是该步的编号。如图1所示各步的编号为ｎ-1、n、n+1。编程时一般用PLC内部编程元件来代表各步，因此经常直接用代表该步的编程元件的元件号作为步的编号，如M300等，这样在根据功能表图设计梯形图时较为方便。

（2）初始步

与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每一个功能表图至少应该有一个初始步。

（3）动作

一个控制系统可以划分为被控系统和施控系统，例如在数控车床系统中，数控装置是施控系统，而车床是被控系统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作”，对于施控系统，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”，将动作或命令简称为动作，并用矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应的步的符号相连。如果某一步有几个动作，可以用如图2所示的两种画法来表示，但是图中并不隐含这些动作之间的任何顺序。

图2 多个动作的表示

（4）活动步

当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。步处于活动状态时，相应的动作被执行。若为保持型动作则该步不活动时继续执行该动作，若为非保持型动作则指该步不活动时，动作也停止执行。一般在功能表图中保持型的动作应该用文字或助记符标注，而非保持型动作不要标注。

PART2.有向连线、转换与转换条件

（1）有向连线

在功能表图中，随着时间的推移和转换条件的实现，将会发生步的活动状态的顺序进展，这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。在画功能表图时，将代表各步的方框按它们成为活动步的先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。活动状态的进展方向习惯上是从上到下或从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。如果不是上述的方向，应在有向连线上用箭头注明进展方向。

（2）转换

转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。

（3）转换条件

转换条件是与转换相关的逻辑条件，转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边。转换条件X和x分别表示在逻辑信号X为“1”状态和“0”状态时转换实现。符号X↑和X↓分别表示当X从状态0到1和1到0状态时转换实现。使用最多的转换条件表示方法是布尔代数表达式。

PART3.功能表图的基本结构

（1）单序列

单序列由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步，如图3a所示。

图3 单序列与选择序列 a）单序列 b）选择序列开始 c）选择序列结束

（2）选择序列

选择序列的开始称为分支，如图3b所示，转换符号只能标在水平连线之下。如果步2是活动的，并且转换条件e=1，则发生由步5步6的进展；如果步5是活动的，并且f=1，则发生由步5步9的进展。在某一时刻一般只允许选择一个序列。

选择序列的结束称为合并，如图5-22c所示。如果步5是活动步，并且转换条件m=1，则发生由步5步12的进展；如果步8是活动步，并且n=1，则发生由步8步12的进展。

（3）并行序列

并行序列的开始称为分支，如图4a所示，当转换条件的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。当步4是活动步，并且转换条件a=1、3、7、9这三步同时变为活动步，同时步4变为不活动步。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。步3、7、9被同时激活后，每个序列中活动步的进展将是独立的。在表示同步的水平双线之上，只允许有一个转换符号。

图4 并行序列 a）并行序列开始 b）并行序列结束

并行序列的结束称为合并，如图4b所示，在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。当直接连在双线上的所有前级步都处于活动状态，并且转换条件b=1时，才会发生步3、6、9到步10的进展，即步3、6、9同时变为不活动步，而步10变为活动步。并行序列表示系统的几个同时工作的独立部分的工作情况。

（4）子步

如见图5所示，某一步可以包含一系列子步和转换，通常这些序列表示整个系统的一个完整的子功能。子步的使用使系统的设计者在总体设计时容易抓住系统的主要矛盾，用更加简洁的方式表示系统的整体功能和概貌，而不是一开始就陷入某些细节之中。设计者可以从最简单的对整个系统的全面描述开始，然后画出更详细的功能表图，子步中还可以包含更详细的子步，这使设计方法的逻辑性很强，可以减少设计中的错误，缩短总体设计和查错所需要的时间。

图5 子步

PART4.转换实现的基本规则

（1）转换实现的条件

在功能表图中，步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的。转换实现必须同时满足两个条件：

1）该转换所有的前级步都是活动步；

2）相应的转换条件得到满足。

如果转换的前级步或后续步不止一个，转换的实现称为同步实现，如图6所示。

图6 转换的同步实现

（2）转换实现应完成的操作

转换的实现应完成两个操作：

1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步；

2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。

PART5.绘制功能表图应注意的问题

（1）两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。

（2）两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。

（3）功能表图中初始步是必不可少的，它一般对应于系统等待起动的初始状态，这一步可能没有什么动作执行，因此很容易遗漏这一步。如果没有该步，无法表示初始状态，系统也无法返回停止状态。

（4）只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能变成活动步。如果用无断电保持功能的编程元件代表各步，则PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0”状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为活动步，否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。

PART6.绘制功能表图举例

某组合机床液压滑台进给运动示意图如图7所示，其工作过程分成原位、快进、工进、快退四步，相应的转换条件为SB、SQ1、SQ2、SQ3。液压滑台系统各液压元件动作情况如表1所示。根据上述功能表图的绘制方法，液压滑台系统的功能表图如图7a所示。

表1 液压元件动作表

元件

工步

YV1

YV2

YV3

原位

―

―

―

快进

┼

―

―

工进

┼

―

┼

快退

―

┼

―

图7 液压滑台系统的功能表图

如果PLC已经确定，可直接用编程元件M300～M303（FX系列）来代表这四步，设输入/输出设备与PLC的I/O点对应关系如表2所示，则可直接画出如图7b所示的功能表图接线图，图中M8002为FX系列PLC的产生初始化脉冲的特殊辅助继电器。

表2 输入/输出设备与PLC I/O对应关系

PLC I/O

X0

X1

X2

X3

Y0

Y1

Y2

输入/输出设备

SB

SQ1

SQ2

SQ3

YV1

YV2

YV3

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三菱PLC入门必学知识点——功能块指令

在PLC的编程语言中，最简单的就是图形语言，如我们所学的梯形图与SFC，这两者在编程软件中都属于简单工程。

而我之前所分享的文章中，讲到的那些基本指令和功能指令，都是基于简单梯形图形式进行示例。其实，对于很多功能（函数），如四则运算、比较传送等，在PLC编程中还有另外一种形式，那就是功能块形式，它们在编程软件中为结构化工程类型。

除此之外，PLC的编程语言中还有比较复杂的文本语言，即ST语言。提及ST语言，简直令我等凡夫俗子望而却步，因为它就是传说中的纯打代码，为了我的头发，ST语言我还是直接放弃吧。

既然放弃了ST语言，那么我今天就来给大家简单分享一下功能块指令的内容吧！

什么是功能块（FB、FUN）

所谓功能块，如下图27-1所示，简单来说，就是可以实现某些特定功能或函数的块，即FB块或FUN块，一般情况下把功能块叫FB块，但其实在三菱PLC中，功能块除了FB块之外，还有FUN块，即函数块。

图27-1

类似于子程序，功能块可以将特定的且需要经常使用的功能打包成一个块，在程序中多次调用，另外还可以打包成一个库文件，用于多台电脑上拷贝使用。这个“经常使用的功能”可以是我们自定义的，也可以是编程软件自带的。

例如电机的起保停程序，我们可以把整个起保停程序打包成一个功能块，如下图27-2所示，该功能块的输入输出、起保停的启动、停止和电机都以标签的形式定义，直到被调用时再由用户指定具体的软元件，如起保停的启动用“X0”、电机用“Y0”等。

图27-2

这个“起保停”的功能块，对应梯形图如下图27-3所示。还是类似于子程序，功能块在调用之前，如果是用户自定义的，显然，用户还需自己先编好一个功能块。

图27-3

当然，和子程序不同的是，这个自定义的功能块，其中的一些触点、线圈等只是用标签命名，如图27-3中的“启动”、“电机”等就是用文字命名的标签。

功能块与功能指令的区别

功能块用于结构化梯形图中，可以自行调用，如下图27-4所示，可以看到，这个结构化梯形图中有很多的块状结构（功能块），除此之外还有一些触点和线圈。所以结构化梯形图和简单梯形图其实区别不大，都是为了实现特定功能的程序。

图27-4

但到底是选用简单梯形图还是结构化梯形图，这就看个人喜欢了。就像是在顺控程序中，你可以用SFC的形式编写，也可以直接编写梯形图，问题不大。

而功能块和功能指令，若是对于一般的功能而言，其实两者区别不大，例如我们要实现两个数的相加：当驱动条件X0成立时，把D0的当前值加上K10，结果保存到D10中。

它可以通过功能指令实现，也可以运用功能块实现。如下图27-5所示为功能指令形式，X0接通，（D0）=K20，执行ADD指令后，D10的当前值为“和”K30。

图27-5

而功能块形式如图27-6所示，依然是X0接通，（D0）=K20，执行程序后，D10的当前值为“和”K30。

图27-6

从以上实现加法功能来看，功能指令和功能块可以自行选择用哪个，但对于较为复杂的功能，显然两种的区别还是比较明显的。这是因为功能块可以自定义，而功能指令却不行。

例如我们要实现D0、D1的值相加，在乘以D2的值，这就要用上两个功能指令ADD、SUB，而功能块可以把加和乘集中到一个块中，直接调用。此时的功能块，其功能其实更倾向于类似子程序的作用。

但更深入的功能块知识，我在这里就不再展开讲解啦，大家如果感兴趣，可以观看我们官网的相关课程哦！我在这里只不过是给大家了解一下，PLC编程中还有功能块这个玩意就行了~

其实，对于初学者，例如我这种小白而言，功能块这部分知识还是有点难度的，所以我还需要更多的时间去深入学习它，所以我也就不在这里班门弄斧了。

最后，希望有更多的志同道合的人（在PLC知识海洋中挣扎的人）和我一起共同努力、共同进步吧！

（来源：技成培训网原创，作者：杨思慧，欢迎大家转发评论，如有不足之处或者建议可在评论区留言）

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