Sequential Function Chart エディタ (SFC)

概要

Sequential Function Chart (SFC) は 3 番目のグラフィカル IEC 61131-3 言語であり、ステップ-トランジションモデルを通じて 状態指向のシーケンス を記述します — 形式的にはペトリネットに関連します。SFC ダイアグラムは、条件付きの トランジション で接続された ステップ のシーケンスで構成されます。任意の時点でステップのサブセットがアクティブであり、ステップは出力トランジションが TRUE になると離れます。

SFC は シーケンシャル制御、モードマシン、バッチプロセス にとって自然な言語です — 「最初にこれ、次にそれ、ただし…の場合を除く」と記述するすべてのものです。

エディタのレイアウト

SFC エディタは FBD および LD と同じ 3 部構成スキーム (上部のツールバー、グリッド + ズーム + パン付きの QGraphicsView、右側の変数テーブル) に従います。ツールバーは各 SFC 要素タイプ用のツールを提供します。

要素タイプ

ステップ

ステップは名前付きの 長方形ボックス です。アクティブな間、それに関連付けられたアクションが実行されます。

初期ステップ: POU のエントリポイント。プログラム開始時にアクティブになります。エディタでは 二重の境界線 で描画されます。
後続ステップ: 単一の境界線で描画されます。先行するトランジションが発火するとアクティブになります。

ポート: 上 (IN、前のトランジションから)、下 (OUT、次のトランジションへ)、右 (アクションブロックへの接続)。

トランジション

トランジションは、2 つのステップ間の垂直接続線上の 短い水平バー です。バーの右側には条件があります — ST 式 (例: tmr.Q AND xReady)、またはファンクションブロックの出力です。

条件が TRUE になると、先行するステップが非アクティブになり、後続のステップがアクティブになります。

アクションブロック

アクションブロックは ステップがアクティブな間に何が起こるか を記述します。2 つのセルで構成されます: 左側の 修飾子 と、右側の アクション名 (ST アクションまたは出力変数への参照)。

修飾子	意味
`N`	Non-stored — ステップがアクティブな間に実行 (デフォルト)。
`P`	Pulse — ステップ起動時に 1 サイクル分だけ発火。
`S`	Set — 設定され、ステップ遷移を越えてアクティブのまま。
`R`	Reset — `S` で以前に設定されたアクションをクリア。
`L`	Limited — 指定された時間だけ実行。
`D`	Delayed — 指定された遅延後にのみ開始。

複数のアクションブロックを 1 つのステップにドッキングできます。

分岐と合流

分岐 (divergence) はシーケンスを複数のパスに分け、合流 (convergence) がそれらを再び結合します。SFC には 2 種類あります:

選択 (OR 分岐): どのトランジション条件が最初に TRUE になるかに応じて、パスのうち 正確に 1 つ に入ります。1 本の水平バー で描画されます。
並列 (AND 分岐): すべての パスが同時にアクティブになり、独立に実行されます。各パスが合流点に到達してはじめて、シーケンスが進みます。2 本の水平バー で描画されます。

ジャンプ

ジャンプアイテムは、ターゲットステップの名前を持つ 下向きの矢印 です。現在のパスから名前付きステップに制御を移します — 典型的にはシーケンスの末尾での「最初に戻る」、またはエラー処理 (「Step_Error にジャンプ」) に使用されます。

用途

SFC は、プログラムが明確な 時間的シーケンス を持つ場合に適しています:

マシンモード — Init → Idle → Running → Cleanup → Idle。
バッチプロセス — Fill → Heat → Mix → Drain。
安全シーケンス — 定義された順序で停止シーケンスを実行 (「最初にヒーターをオフ、次にポンプをオフ、次にメインコンタクタ」)。
プロセス工学 — 遅延と条件を伴う反応ステップ。

同じ機能を ST で実装する場合と比較して、SFC バージョンは大幅に読みやすくなります — ステップの順序と分岐条件がグラフィカルに自明であり、一方 ST では CASE state OF 構造が同じ情報を間接的にしか伝えません。