Hvad er Sequential Function Chart (SFC) i industriautomation?

Sequential Function Chart (SFC) er et grafisk programmeringssprog, der beskriver rækkefølgen af operationer i en PLC-styret proces. IEC 61131-3-standarden definerer symbolerne og reglerne, så ingeniører, elektrikere og programmører kan arbejde ud fra samme "tegnefilm" af, hvad maskinen gør. SFC minder om et flowdiagram, men er lavet specifikt til automatisering: hvert trin svarer til en maskintilstand, og overgangene angiver de signaler eller tidspunkter, der skal være opfyldt, før styringen går videre.

Grundelementer

• Trin (Step): rektangler med de handlinger, der udføres, mens trinnet er aktivt, fx "start motor" eller "hold ventil åben".
• Handling (Action): selve programkoden. Den kan være kontinuerlig, en engangspuls eller tidsbegrænset.
• Overgang (Transition): en vandret streg med en betingelse under. Når betingelsen er sand, deaktiveres det foregående trin, og det næste aktiveres.
• Forgrening (Branch): parallelle sekvenser, så flere bevægelser kan køre samtidig.
• Initielt trin: markeret med dobbelt ramme. Her starter styringen efter opstart eller reset.

SFC i styre- og fordelingstavler

I en industrimaskine sidder PLC-CPU, ind- og udgangsmoduler, kontaktorer, sensorer og sikkerhedsrelæer samlet i tavlen. Tegner du sekvensen som SFC, kan du koble tavlens komponenter direkte til trin og overgange:

1. Det initielle trin tænder hovedrelæet og nulstiller alarmer.
2. En overgang bekræfter, at nødstopkredsen er OK.
3. Næste trin starter transportbåndet.
4. En fotocelle på indgangsmodulet melder emne til stede, og overgangen bliver sand.
5. Robottrinnet aktiverer udgangen til griberventilen, mens et parallelt trin lukker sikkerhedsafskærmningen via sikkerhedsrelæet.

Ved fejlfinding kan teknikeren se på HMI'en, hvilket trin der er aktivt, og går så direkte til den klemme eller sikring i tavlen, det drejer sig om. Hele holdet kan se, hvor i sekvensen maskinen står.

Fordele ved SFC

• Også folk uden PLC-erfaring kan følge sekvensen på tegningen. Det gør designreviews mellem mekanik, el og software lettere.
• Standardblokke som "motorstart med fejlhåndtering" kan kopieres til nye projekter, uden at koden skal skrives forfra.
• Under FAT kan man tvinge sekvensen frem trin for trin og teste sensorer og aktuatorer hver for sig, så idriftsættelsen bliver systematisk.
• Diagnosen er indbygget: står processen stille, ser man straks, om det er trinnet eller overgangsbetingelsen, der holder igen. Det giver kortere stoptid.
• Samme notation dækker en lille enkeltstation og en lang transferlinje. Store projekter deles bare op i under-SFC'er.

Typiske misforståelser

• "SFC erstatter alle andre sprog." I IEC 61131-3 kan sprogene blandes frit, og SFC suppleres ofte med Structured Text til beregninger og Ladder til klassiske relækredse.
• "SFC er kun til store anlæg." Selv en simpel vaskeautomat med sikker låge har glæde af trindeling og tydelige betingelser.
• "SFC kører langsomt." Moderne PLC'er kompilerer grafikken til samme bytekode som de andre sprog, og cyklustiden afhænger som regel mere af mekanikken end af logikken.

Sikkerhed og standarder

Maskinbyggere skal ofte dokumentere, at farlige bevægelser kun kan ske i den rigtige rækkefølge efter EN ISO 13849-1 eller IEC 62061. Med SFC kan man vise, at sikkerhedslågen skal være lukket (overgang), før pressetrinnet aktiveres, og at nødstop altid kan bryde sekvensen. Diagrammet indgår så i CE-dokumentationen og gør risikovurderingen lettere.