功能表圖又稱做狀態轉移圖，它是描述控制系統的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計plc的順序控制程序的有力工具。功能表圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術，它是—種通用的技術語言，可以用于進一步設計和不同專業的人員之間進行技術交流。

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

如圖1所示為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．步與動作

（1）步  在功能表圖中用矩形框表示步，方框內是該步的編號。如圖1所示各步的編號為ｎ-1、n、n+1。編程時一般用PLC內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步的編號，如M300等，這樣在根據功能表圖設計梯形圖時較為方便。

（2）初始步  與系統的初始狀態相對應的步稱為初始步。初始狀態一般是系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，每一個功能表圖至少應該有一個初始步。

（3）動作  一個控制系統可以劃分為被控系統和施控系統，例如在數控車床系統中，數控裝置是施控系統，而車床是被控系統。對于被控系統，在某一步中要完成某些“動作”，對于施控系統，在某一步中則要向被控系統發出某些“命令”，將動作或命令簡稱為動作，并用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與相應的步的符號相連。如果某一步有幾個動作，可以用如圖2所示的兩種畫法來表示，但是圖中并不隱含這些動作之間的任何順序。

圖2  多個動作的表示

（4）活動步  當系統正處于某一步時，該步處于活動狀態，稱該步為“活動步”。步處于活動狀態時，相應的動作被執行。若為保持型動作則該步不活動時繼續執行該動作，若為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成為活動步的先后次序順序排列，并用有向連線將它們連接起來。活動狀態的進展方向習慣上是從上到下或從左至右，在這兩個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有向連線垂直的短劃線來表示，轉換將相鄰兩步分隔開。步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成的，并與控制過程的發展相對應。

（3）轉換條件  轉換條件是與轉換相關的邏輯條件，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“1”狀態和“0”狀態時轉換實現。符號和分別表示當X從狀態和從狀態時轉換實現。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  單序列由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅接有一個轉換，每一個轉換的后面只有一個步，如圖3a所示。

圖3  單序列與選擇序列

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分支，如圖3b所示，轉換符號只能標在水平連線之下。如果步2是活動的，并且轉換條件e=1，則發生由步5步6的進展；如果步5是活動的，并且f=1，則發生由步5步9的進展。在某一時刻一般只允許選擇一個序列。

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

（3）并行序列  并行序列的開始稱為分支，如圖4a所示，當轉換條件的實現導致幾個序列同時激活時，這些序列稱為并行序列。當步4是活動步，并且轉換條件a=1、3、7、9這三步同時變為活動步，同時步4變為不活動步。為了強調轉換的同步實現，水平連線用雙線表示。步3、7、9被同時激活后，每個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，只允許有一個轉換符號。

圖4  并行序列

a）并行序列開始   b）并行序列結束

并行序列的結束稱為合并，如圖4b所示，在表示同步的水平雙線之下，只允許有一個轉換符號。當直接連在雙線上的所有前級步都處于活動狀態，并且轉換條件b=1時，才會發生步3、6、9到步10的進展，即步3、6、9同時變為不活動步，而步10變為活動步。并行序列表示系統的幾個同時工作的獨立部分的工作情況。

（4）子步  如見圖5所示，某一步可以包含一系列子步和轉換，通常這些序列表示整個系統的一個完整的子功能。子步的使用使系統的設計者在總體設計時容易抓住系統的主要矛盾，用更加簡潔的方式表示系統的整體功能和概貌，而不是一開始就陷入某些細節之中。設計者可以從最簡單的對整個系統的全面描述開始，然后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個條件：

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后續步不止一個，轉換的實現稱為同步實現，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個操作：

1）使所有由有向連線與相應轉換符號相連的后續步都變為活動步；

2）使所有由有向連線與相應轉換符號相連的前級步都變為不活動步。

5．繪制功能表圖應注意的問題

1）兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉換將它們隔開。

2）兩個轉換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。

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

4）只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方式時各步均處于“0”狀態，因此必須要有初始化信號，將初始步預置為活動步，否則功能表圖中永遠不會出現活動步，系統將無法工作。

6．繪制功能表圖舉例

某組合機床液壓滑臺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SB、SQ1、SQ2、SQ3。液壓滑臺系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制方法，液壓滑臺系統的功能表圖如圖7a所示。

表1  液壓元件動作表

圖7  液壓滑臺系統的功能表圖

如果PLC已經確定，可直接用編程元件M300～M303（FX系列）來代表這四步，設輸入/輸出設備與PLC的I/O點對應關系如表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FX系列PLC的產生初始化脈沖的特殊輔助繼電器。

表2  輸入/輸出設備與PLC I/O對應關系