- 功能图的产生及基本概念
PLC的功能图（也称为功能流程图或状态转移图）是专门用于工业顺序控制程序设计的一种功能性说明语言，它通过图形化的方式描述顺序控制系统的工作过程、功能和特性，是分析、设计电气控制系统控制程序的重要工具。
1. 功能图的本质与作用
功能图是一种描述顺序控制系统动态过程的图形表示方法，类似于“流程图+状态机”的结合，能完整呈现系统的运行逻辑（从初始状态到各工作状态，再到状态间的转移）。它专为工业顺序控制设计，可先绘制功能流程图，再转化为梯形图程序（中小型PLC常用此流程；部分大型/中型PLC可直接用功能图编程）。
2. 功能图的核心组成元素
功能图主要由 “状态”“转移” 及 有向线段 等元素组成，通过合理运用这些元素，可分别表达系统的静态结构（状态的含义、动作）和动态过程（状态间的转移逻辑）。
（1）状态
状态是控制系统中相对不变的性质，对应一个“稳定的情形”（系统在此状态下保持某种工作模式，直到触发转移）。状态的图形符号为矩形框，矩形框内可标注状态的编号或代码。
- 初始状态：功能图运行的起点，一个控制系统至少有一个初始状态。图形符号为双线矩形框，实际应用中也可用单线矩形框加横线表示“功能图开始”。
- 工作状态：系统正常运行时的状态，可分为动状态（当前正在运行的状态）和静状态（未运行的状态，动/静状态的概念不做深入讨论）。
- 与状态对应的动作：每个稳定状态下，系统可能执行特定动作（如电机运转、阀门开关等）。动作的表示方法如图：在状态框旁（或下方）用“动作”标注，说明该状态下的操作。
（2）转移
转移描述从一个状态到另一个状态的变化，核心是“状态切换的条件与触发”。
- 图形表示：用有向线段表示转移方向，线段上用一段横线标记“转移点”；转移条件标注在横线附近（如图，状态A到状态B的转移，条件标注在横线上）。
- 转移的逻辑：
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- 转移使能：转移对应的“条件成立”时，称为“转移使能”（如“按下启动按钮”这个条件满足）。
- 触发：若转移使能后，系统能从状态A转移到状态B，则称为“触发”。触发的前提是：状态A为动状态（当前处于运行状态，允许转移），且转移条件满足。
- 转移条件的表示：通常用文字、逻辑方程或符号描述（如“X0=ON”“T10定时完成”“A+B>C”等），表示系统从状态A到状态B的“必要条件”。
3. 功能图的设计逻辑
功能图的设计思路是：
- 分析控制要求：明确系统的初始状态、各工作状态、状态间的转移条件、每个状态的动作。
- 绘制功能图：用“状态框”“转移线+条件”“动作标注”等元素，把逻辑转化为图形（先体现静态的状态与动作，再连接状态间的转移）。
- 转化为梯形图：根据功能图的逻辑，用PLC的指令（如步进指令、基本逻辑指令）编写梯形图程序；或直接用支持功能图编程的PLC进行可视化编程。
总结
PLC功能图是一种面向顺序控制的图形化设计语言，通过“状态（静态）”“转移（动态）”和有向线段的组合，清晰描述系统的运行流程、动作逻辑和状态切换条件。它是从“控制需求”到“PLC程序”的桥梁，让复杂的顺序控制逻辑更直观、易设计。
