PLC中的SFC到底是什么？

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在PLC编程的世界里，大家最熟悉的莫过于梯形图（LAD）和结构化文本（ST/SCL）。它们形象、易懂、应用广泛，是初学者与工程师的主流选择。

但在IEC61131-3标准中，其实还存在一种被许多人忽视的编程语言——SFC（Sequential Function Chart，顺序功能图）。这种语言并不新鲜，却因其强大的流程可视化能力与模块化思想，正在被越来越多的工业控制工程师重新关注。

一

什么是SFC顺序功能图？

SFC（顺序功能图），又称“状态转移图”或“功能表图”，是一种图形化的控制流程描述语言。它专为PLC控制系统而生，用于表达自动控制逻辑中的执行步骤、状态变化和转换条件。

SFC是IEC61131-3标准定义的五种PLC编程语言之一，与梯形图、功能块图、指令表、结构化文本并列。

SFC最大的特点是：

以“图形+逻辑条件”的方式清晰地呈现系统的工作流程。它能将复杂的控制逻辑分解为一个个“可视化的状态”，每个状态对应一个独立的操作或任务，使程序更加直观、层次分明。

二

SFC的基本组成

SFC程序主要由以下几个部分构成：

1、状态步（Step）

状态步表示系统的一个工作状态，可分为：

• 初始状态步：系统等待启动命令的阶段，用“双线矩形框”表示；

• 一般状态步：系统在运行过程中的任意步骤，用“单线矩形框”表示。

每个状态步内都可以定义动作指令、输出信号或调用其他功能块。

2、转移条件（Transition）

转移条件决定系统何时从一个状态跳转到另一个状态，通常用短横线或箭头连接两个状态步。只有当条件满足（如传感器信号到位、计时完成等），流程才会进入下一个状态。

3、有向连线

表示状态间的连接方向，一般从上到下排列，箭头可省略但逻辑必须明确。

4、动作与命令

每个状态步可附带相应动作，例如电机启动、阀门打开或计数器清零。

这些动作往往与PLC的具体逻辑操作相对应。

三

SFC的优势：让逻辑“看得见”

很多人在用梯形图或ST语言编程时，会将逻辑拆成多个“步骤”或“阶段”，例如：

• 继电器法：用M位标志位表示不同状态；

• 步进法：使用S0~S100的步进指令控制流程；

• 寄存器法：通过D寄存器数值来区分不同阶段。

这些方法本质上都是顺序控制，但逻辑隐藏在代码中，不够直观。

而SFC则将这种逻辑可视化。它用“图”的形式展示程序的执行顺序，使整个流程——从启动、运行、停止到复位——一目了然。

当你需要调试或排查问题时，只需观察图形化的状态变化即可快速定位问题，大大提升开发与维护效率。

四

SFC的实战应用：并行控制更轻松

假设我们有一个PLC系统，要控制三个独立工位。每个工位都有手动与自动模式，当进入自动运行时，需要实现以下逻辑：

按下“启动”，三个工位同时运行；

按下“停止”，三个工位同时停止；

执行“复位”，系统恢复到初始状态。

传统编程方式下，程序员可能会：

用继电器逻辑定义M0~M399的一系列标志位；

用步进法定义S0~S399的不同步骤；

或用寄存器法（如D10、D20、D30）分别表示不同工位的状态。虽然能实现功能，但逻辑层次繁琐，维护困难。

而采用SFC顺序功能图，我们可以直接用三个并行分支分别表示三个工位的控制逻辑。

每个分支既可独立运行，也能在上层逻辑中统一管理启动与停止信号。 这种方式不仅清晰可读，而且极易扩展，适合复杂、多工位、多模式的控制系统。

五

总结：

SFC编程的价值在于——

✅逻辑结构清晰：流程可视化，逻辑关系一目了然；

✅易于调试与维护：状态跳转直观显示；

✅支持并行与分支：轻松应对多任务控制；

✅符合IEC标准：兼容性好，便于跨平台开发。

在自动化控制系统越来越复杂的今天，掌握SFC不仅能让你编程更高效，也能让你的PLC项目更易于管理与交接。

如果梯形图是“电气思维”的延伸，那么SFC就是“系统思维”的体现。

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PROFILE

计为技术工程师

陈工

陈工，是计为自动化资深工程师，长期专注于液位测量设备的现场应用与技术改进，具备丰富的工程实践经验。曾多次参与石化、电力等行业项目，对雷达液位计、磁翻板液位计等仪表的选型、安装与故障分析有深入研究，尤其擅长解决密封、振动、温差等极端工况下的安装问题，帮助客户提升系统稳定性与测量可靠性。

计为专注于物位测量仪表的研发与生产，提供可靠的自动化解决方案。拥有50+项国家专利，荣获国家高新技术企业认证。

封面丨小黄

文字丨陈工

图片丨阿刀

审核丨小田