PLC是以微處理器為核心的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制裝置，用PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)相比，具有可靠性高、安全性能高的特點(diǎn)，而且控制線路簡單，大大地減少了線路故障特點(diǎn)，因而，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。但是，由于PLC是一種智能化產(chǎn)品，是用一種軟元件的邏輯運(yùn)算來代替硬接線邏輯功能，在應(yīng)用中要根據(jù)控制要求通過編寫程序的方法來實(shí)現(xiàn)控制的目的。在PLC編程中常有以基本邏輯指令為基礎(chǔ)的梯形圖編程方法和以步進(jìn)指令為代表的SFC流程圖設(shè)計(jì)方法，以基本邏輯指令為基礎(chǔ)的梯形圖編程方法通常有替代設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法兩種。替代設(shè)計(jì)法就是把傳統(tǒng)繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的控制原理、控制思路通過PLC所給的特定軟元件繪制出來的具有相同功能圖形，這種編程方法與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，要求設(shè)計(jì)者有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、熟悉比較多的控制線路等。這種設(shè)計(jì)方法在聯(lián)鎖比較復(fù)雜的情況下，出現(xiàn)設(shè)計(jì)漏洞，不能保證設(shè)計(jì)的完整性 。邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)方法是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)中的邏輯設(shè)計(jì)方法進(jìn)行PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)。主要思路是：使用邏輯表達(dá)式描述實(shí)際問題，在得出邏輯表達(dá)式后，根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出梯形圖。邏輯設(shè)計(jì)法比較復(fù)雜，一般設(shè)計(jì)人員難以掌握。
SFC流程圖編程方法是在工序圖的基礎(chǔ)上利用PLC特定的狀態(tài)繼電器來描述順序控制功能的圖形，SFC狀態(tài)流程圖主要由狀態(tài)繼電器、控制對象、有向連線和轉(zhuǎn)移條件組成。用SFC進(jìn)行編程，編程者不用考慮各工序步之間的邏輯關(guān)系，而只需要對各個(gè)工序步驟進(jìn)行簡單的處理設(shè)計(jì)就能保證機(jī)械正確動作。因而具有結(jié)構(gòu)直觀、編程簡單、邏輯性不強(qiáng)、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。本文以四層智能多功能電梯控制過程為例，介紹了基于SFC 的電梯PLC 編程方法，供大家參考。
1 智能多功能教學(xué)電梯簡介
電梯是一種特殊的起重運(yùn)輸設(shè)備，智能多功能教學(xué)電梯由電梯門系統(tǒng)、轎廂懸掛及配重系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、電梯井道信號系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)等組成，是實(shí)際電梯縮小版。在電梯電氣控制上，與目前電梯行業(yè)主流控制系統(tǒng)相一致，采用PLC與變頻器開關(guān)量控制模式，能夠?qū)崿F(xiàn)全集成電梯的基本功能，包括層樓記憶功能、層樓校正功能、須向截車功能、遠(yuǎn)反方向截車功能、鎖梯功能、檢修功能、滿載功能、防粘連保護(hù)功能、電梯端站保護(hù)功能、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間保護(hù)功能、自檢平層功能、本層呼梯重開門功能、遠(yuǎn)運(yùn)行時(shí)間保護(hù)功能、檢修恢復(fù)正常開門功能。
2 智能多功能教學(xué)電梯的控制要求
（1） 開始時(shí)，電梯處于任意一層。
（2） 電梯應(yīng)能按照邏輯要求正確地響應(yīng)各種內(nèi)選、外呼信號。
（3） 輸入按鈕帶有指示燈。當(dāng)按外呼按鈕時(shí)，指示燈亮，到達(dá)外呼樓層后，外呼信號解除，指示燈滅。對同時(shí)有多個(gè)外呼信號，響應(yīng)原則為“先按定向，同向響應(yīng)，順向截梯，遠(yuǎn)端反向截梯”。
（4） 電梯到達(dá)響應(yīng)樓層后，電梯門應(yīng)能自動打開，5秒后，電梯門應(yīng)能自動關(guān)閉。
（5） 電梯超載時(shí)，電梯開門等待。
（6） 電梯在本層處于關(guān)門狀態(tài)，外呼按鈕能開門。
（7） 電梯具有終端限位保護(hù)功能。
（8） 打開電梯鎖（梯鎖有信號） 時(shí)電梯（從其他樓層返回） 停在一樓，并開門10秒后自動關(guān)門，此時(shí)不響應(yīng)所有內(nèi)呼和外呼信號，等關(guān)閉電梯鎖時(shí)電梯恢復(fù)正常工作。
（9） 電梯運(yùn)行過程中如因停電等原因停在非平層區(qū)域情況下，再次上電時(shí)電梯轎廂應(yīng)先自動回到1樓平層位置，之后電梯正常工作。
（10） 電梯具有檢修功能，檢修狀態(tài)下能點(diǎn)動控制電梯以檢修速度慢上或慢下運(yùn)行。
3 基于SFC的PLC編程方法
下面以智能教學(xué)電梯控制為例，介紹利用SFC 圖編寫PLC程序的方法。
（1） 明確控制對象和控制要求
由電梯工作原理可知電梯的控制對象主要為信號控制和動力拖動系統(tǒng)兩部分，信號控制主要有樓層顯示、呼梯信號指示、運(yùn)行方向指示等，動力拖動系統(tǒng)則有開關(guān)門控制、曳引機(jī)控制。而為了實(shí)現(xiàn)電梯的智能控制，必須具有像內(nèi)呼、外呼、平層檢測、開關(guān)門檢測、安全檢測等輸入信號，采用PLC為核心的電梯控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 PLC為核心的電梯控制系統(tǒng)框圖
（2） I/O 地址分配
根據(jù)電梯的控制要求，選用三菱FX3U－80MR PLC，此PLC輸入40點(diǎn)，輸出40點(diǎn)，繼電器輸出，I/O 地址分配表如表1所示。

表1 智能電梯PLC控制I/O 地址分配表
（3） SFC 編程設(shè)計(jì)
SFC是英文Sequential Function Chart（順序功能圖） 的縮寫，是PLC的一種編程語言。在PLC編程中，是用PLC特定的軟元件在工序圖的基礎(chǔ)上來描述順序控制功能的圖形，是一種圖形編程語言，它克服了指令表理論性強(qiáng)、梯形圖編程邏輯性強(qiáng)的缺點(diǎn)，具有直觀、條理清楚等特點(diǎn)。
SFC圖主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換條件和控制對象組成，有順序結(jié)構(gòu)、選擇分支(選擇)結(jié)構(gòu)和并行分支結(jié)構(gòu)三種基本結(jié)構(gòu)類型[4]。通過三種結(jié)構(gòu)的有機(jī)組合，可實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜的工藝控制要求。根據(jù)圖1所示的智能電梯控制要求，電梯要完成外呼內(nèi)行登記、上下行登記、開關(guān)門控制、上下行控制、指示控制和功能選擇等。因此在用SFC圖編程時(shí)可根據(jù)控制要求建立6個(gè)功能模塊，如圖2所示。其中0#和5#模塊采用傳統(tǒng)的梯形圖編程，1#~4#為SFC圖編程。
在SFC圖的類型上根據(jù)控制的邏輯性，外呼內(nèi)選只用了一個(gè)初始步圖1 PLC為核心的電梯控制系統(tǒng)框圖 ，完成1、2、3、4層的外呼登記和內(nèi)選登記功能，如圖3所示。開門關(guān)門控制狀態(tài)流程圖如圖4所示，通過分支實(shí)現(xiàn)重開門的功能。上下行登記是電梯控制的核心，關(guān)系到電梯的穩(wěn)定性問題，本程序運(yùn)用SFC圖選擇分支流程結(jié)構(gòu)，一條分支為上行登記，另一條分支為下行登記，如圖5所示。鎖梯控制則采用單流程結(jié)構(gòu)，如圖6所示，當(dāng)PLC收到鎖梯信號時(shí)，發(fā)出電梯下行信號，讓電梯下行，到達(dá)一層后鎖梯完成，任何樓層外呼不起作用，達(dá)到鎖梯的目的。

圖2 智能教學(xué)電梯PLC控制SFC功能模塊

圖3 外呼登記和內(nèi)選登記SFC圖

圖4 開門關(guān)門控制狀態(tài)流程圖SFC圖

圖5 上下行登記控制SFC圖

圖6 鎖梯控制SFC圖

4 總結(jié)
該SFC電梯程序經(jīng)在現(xiàn)場教學(xué)電梯模型中反復(fù)調(diào)試運(yùn)行，所有功能都能實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行平穩(wěn)、性能穩(wěn)定。使用SFC流程圖語言來設(shè)計(jì)PLC 控制程序，與傳統(tǒng)的梯形圖編程方法相比，編程者不用考慮各工序步之間的邏輯關(guān)系，而只需要對各個(gè)工序步驟進(jìn)行簡單的處理設(shè)計(jì)就能保證機(jī)械正確動作，具有結(jié)構(gòu)直觀、編程簡單、邏輯性不強(qiáng)、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。SFC狀態(tài)流程圖編程方法應(yīng)是所有PLC編程者在編程時(shí)方法。