功能表圖又稱做狀態轉移圖，它是描述控製係統的控製過程、功能和特性的一種圖形，也是設計plc的順序控製程序的有力工具。功能表圖並不涉及所描述的控製功能的具體(ti) 技術，它是—種通用的技術語言，可以用於(yu) 進一步設計和不同專(zhuan) 業(ye) 的人員之間進行技術交流。

各個(ge) PLC廠家都開發了相應的功能表圖，各國家也都製定了功能表圖的國家標準。我國於(yu) 1986年頒布了功能表圖的國家標準（GB6988.6-86）。

如圖1所示為(wei) 功能表圖的一般形式，它主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和動作（命令）組成。

圖1  功能表圖的一般形式

1．步與(yu) 動作

（1）步  在功能表圖中用矩形框表示步，方框內(nei) 是該步的編號。如圖1所示各步的編號為(wei) ｎ-1、n、n+1。編程時一般用PLC內(nei) 部編程元件來代表各步，因此經常直接用代表該步的編程元件的元件號作為(wei) 步的編號，如M300等，這樣在根據功能表圖設計梯形圖時較為(wei) 方便。

（2）初始步  與(yu) 係統的初始狀態相對應的步稱為(wei) 初始步。初始狀態一般是係統等待起動命令的相對靜止的狀態。初始步用雙線方框表示，每一個(ge) 功能表圖至少應該有一個(ge) 初始步。

（3）動作  一個(ge) 控製係統可以劃分為(wei) 被控係統和施控係統，例如在數控車床係統中，數控裝置是施控係統，而車床是被控係統。對於(yu) 被控係統，在某一步中要完成某些“動作”，對於(yu) 施控係統，在某一步中則要向被控係統發出某些“命令”，將動作或命令簡稱為(wei) 動作，並用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與(yu) 相應的步的符號相連。如果某一步有幾個(ge) 動作，可以用如圖2所示的兩(liang) 種畫法來表示，但是圖中並不隱含這些動作之間的任何順序。

圖2  多個(ge) 動作的表示

（4）活動步  當係統正處於(yu) 某一步時，該步處於(yu) 活動狀態，稱該步為(wei) “活動步”。步處於(yu) 活動狀態時，相應的動作被執行。若為(wei) 保持型動作則該步不活動時繼續執行該動作，若為(wei) 非保持型動作則指該步不活動時，動作也停止執行。一般在功能表圖中保持型的動作應該用文字或助記符標注，而非保持型動作不要標注。

2．有向連線、轉換與(yu) 轉換條件

（1）有向連線  在功能表圖中，隨著時間的推移和轉換條件的實現，將會(hui) 發生步的活動狀態的順序進展，這種進展按有向連線規定的路線和方向進行。在畫功能表圖時，將代表各步的方框按它們(men) 成為(wei) 活動步的先後次序順序排列，並用有向連線將它們(men) 連接起來。活動狀態的進展方向習(xi) 慣上是從(cong) 上到下或從(cong) 左至右，在這兩(liang) 個(ge) 方向有向連線上的箭頭可以省略。如果不是上述的方向，應在有向連線上用箭頭注明進展方向。

（2）轉換  轉換是用有向連線上與(yu) 有向連線垂直的短劃線來表示，轉換將相鄰兩(liang) 步分隔開。步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成的，並與(yu) 控製過程的發展相對應。

（3）轉換條件  轉換條件是與(yu) 轉換相關(guan) 的邏輯條件，轉換條件可以用文字語言、布爾代數表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線的旁邊。轉換條件X和分別表示在邏輯信號X為(wei) “1”狀態和“0”狀態時轉換實現。符號和分別表示當X從(cong) 狀態和從(cong) 狀態時轉換實現。使用最多的轉換條件表示方法是布爾代數表達式，如轉換條件。

3．功能表圖的基本結構

（1）單序列  單序列由一係列相繼激活的步組成，每一步的後麵僅(jin) 接有一個(ge) 轉換，每一個(ge) 轉換的後麵隻有一個(ge) 步，如圖3a所示。

圖3  單序列與(yu) 選擇序列

a）單序列  b）選擇序列開始  c）選擇序列結束

（2）選擇序列  選擇序列的開始稱為(wei) 分支，如圖3b所示，轉換符號隻能標在水平連線之下。如果步2是活動的，並且轉換條件e=1，則發生由步5步6的進展；如果步5是活動的，並且f=1，則發生由步5步9的進展。在某一時刻一般隻允許選擇一個(ge) 序列。

選擇序列的結束稱為(wei) 合並，如圖5-22c所示。如果步5是活動步，並且轉換條件m=1，則發生由步5步12的進展；如果步8是活動步，並且n=1，則發生由步8步12的進展。

（3）並行序列  並行序列的開始稱為(wei) 分支，如圖4a所示，當轉換條件的實現導致幾個(ge) 序列同時激活時，這些序列稱為(wei) 並行序列。當步4是活動步，並且轉換條件a=1、3、7、9這三步同時變為(wei) 活動步，同時步4變為(wei) 不活動步。為(wei) 了強調轉換的同步實現，水平連線用雙線表示。步3、7、9被同時激活後，每個(ge) 序列中活動步的進展將是獨立的。在表示同步的水平雙線之上，隻允許有一個(ge) 轉換符號。

圖4  並行序列

a）並行序列開始   b）並行序列結束

並行序列的結束稱為(wei) 合並，如圖4b所示，在表示同步的水平雙線之下，隻允許有一個(ge) 轉換符號。當直接連在雙線上的所有前級步都處於(yu) 活動狀態，並且轉換條件b=1時，才會(hui) 發生步3、6、9到步10的進展，即步3、6、9同時變為(wei) 不活動步，而步10變為(wei) 活動步。並行序列表示係統的幾個(ge) 同時工作的獨立部分的工作情況。

（4）子步  如見圖5所示，某一步可以包含一係列子步和轉換，通常這些序列表示整個(ge) 係統的一個(ge) 完整的子功能。子步的使用使係統的設計者在總體(ti) 設計時容易抓住係統的主要矛盾，用更加簡潔的方式表示係統的整體(ti) 功能和概貌，而不是一開始就陷入某些細節之中。設計者可以從(cong) 最簡單的對整個(ge) 係統的全麵描述開始，然後畫出更詳細的功能表圖，子步中還可以包含更詳細的子步，這使設計方法的邏輯性很強，可以減少設計中的錯誤，縮短總體(ti) 設計和查錯所需要的時間。

圖5  子步

4．轉換實現的基本規則

（1）轉換實現的條件  在功能表圖中，步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成的。轉換實現必須同時滿足兩(liang) 個(ge) 條件：

1）該轉換所有的前級步都是活動步；

2）相應的轉換條件得到滿足。

如果轉換的前級步或後續步不止一個(ge) ，轉換的實現稱為(wei) 同步實現，如圖6所示。

圖6  轉換的同步實現

（2）轉換實現應完成的操作  轉換的實現應完成兩(liang) 個(ge) 操作：

1）使所有由有向連線與(yu) 相應轉換符號相連的後續步都變為(wei) 活動步；

2）使所有由有向連線與(yu) 相應轉換符號相連的前級步都變為(wei) 不活動步。

5．繪製功能表圖應注意的問題

1）兩(liang) 個(ge) 步絕對不能直接相連，必須用一個(ge) 轉換將它們(men) 隔開。

2）兩(liang) 個(ge) 轉換也不能直接相連，必須用一個(ge) 步將它們(men) 隔開。

3）功能表圖中初始步是必不可少的，它一般對應於(yu) 係統等待起動的初始狀態，這一步可能沒有什麽(me) 動作執行，因此很容易遺漏這一步。如果沒有該步，無法表示初始狀態，係統也無法返回停止狀態。

4）隻有當某一步所有的前級步都是活動步時，該步才有可能變成活動步。如果用無斷電保持功能的編程元件代表各步，則PLC開始進入RUN方式時各步均處於(yu) “0”狀態，因此必須要有初始化信號，將初始步預置為(wei) 活動步，否則功能表圖中永遠不會(hui) 出現活動步，係統將無法工作。

6．繪製功能表圖舉(ju) 例

某組合機床液壓滑台進給運動示意圖如圖7所示，其工作過程分成原位、快進、工進、快退四步，相應的轉換條件為(wei) SB、SQ1、SQ2、SQ3。液壓滑台係統各液壓元件動作情況如表1所示。根據上述功能表圖的繪製方法，液壓滑台係統的功能表圖如圖7a所示。

表1  液壓元件動作表

元件 工步	YV1	YV2	YV3
原位	―	―	―
快進	┼	―	―
工進	┼	―	┼
快退	―	┼	―

圖7  液壓滑台係統的功能表圖

如果PLC已經確定，可直接用編程元件M300～M303（FX係列）來代表這四步，設輸入/輸出設備與(yu) PLC的I/O點對應關(guan) 係如表2所示，則可直接畫出如圖7b所示的功能表圖接線圖，圖中M8002為(wei) FX係列PLC的產(chan) 生初始化脈衝(chong) 的特殊輔助繼電器。

表2  輸入/輸出設備與(yu) PLC I/O對應關(guan) 係

PLC  I/O	X0	X1	X2	X3	Y0	Y1	Y2
輸入/輸出設備	SB	SQ1	SQ2	SQ3	YV1	YV2	YV3