【国家标准(GB)】 顺序功能表图用GRAFCET规范语言

ICS29.020
中华人民共和国国家标准
GB/T21654—2008/IEC60848:2002代替GB/T6988.6—1993
顺序功能表图用GRAFCET规范语言GRAFCET specification language for sequential function charts（IEC60848:2002,IDT）
2008-03-24发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会　
2008-11-01实施
GB/T21654—2008/IEC60848:2002前言
规范性引用文件
术语和定义
元素的图形表示
顺序结构的图形表示
结构化
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
参考文献
压力控制示例
示例：自动称重一搅拌装置
本标准和GB/T15969.3顺序功能表图之间的关系19
GB/T21654-2008/IEC608482002
本标准等同采用1EC60848：2002《顺序功能表图用GRAFCET规范语言》（英文版）。本标准代替GB/T6988.6一1993《控制系统功能表图的绘制》。与GB/T6988.6一1993相比，有如下改动：
-·--作了全面的技术修订；
一主要增加了以下概念：输入事件、内部事件、指定、分配、强迫作用、宏步和封装。本标准的附录A、附录B和附录C是资料性附录。本标准由全国电气信息结构文件编制和图形符号标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位：机械科学研究总院中机生产力促进中心、信息产业部邮电工业标准化所。本标准主要起草人：郭汀、谭泳、高永梅、沈兵、高惠民、李萍。本标准所代替标准历次版本发布情况：-.-GB/T6988.6—1993。
GB/T21654--2008/IEC60848:2002引
为满足用户的需求，本标准进行了修订，在规范语言中增加了一些新的概念以及对结构和分级的描述。
第一版中已对GRAFCET作了语言描述和功能规定，除此之外，还有必要增加形式和行为方面的内容，这些都是定义一项真正的规范语言的基本要素。基于以上原因，需要对规范文件进行全面的修订。本标准主要面向那些需要对系统（自动机械的控制命令、安全部件等)行为进行说明的人员（设计、生产和维修工程师等。本规范语言也可作为自动系统的设计者和使用者沟通交流的手段。1范围
GB/T21654—2008/1EC60848:2002顺序功能表图用GRAFCET规范语言本标准规定了对控制系统中的顺序行为进行功能描述的GRAFCET\规范语言。本标准也规定了GRAFCET图形表示的符号、规则及说明。本标准还为工业应用中的自动生产系统打下基础，没有特别的应用领域排除在外。用GRAFCET制定规范的方法不在本标准包含的范围之内。如GB/T15969.3一1995规定的“SFC语言”就不包含在内，该语言规定了可编程控制器的编程语言集合。注：有关本标准与GB/T15969.3一1995的SFC执行语言之间关系的更多信息参见附录C。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T2900.56--2002电工术语自动控制（idt1IEC60050-351：1998）GB/T4728.12电气简图用图形符号第12部分：二进制逻辑元件（idtIEC60617database）3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。前面带“★”号的术语仅用于GRAFCET规范语言。术语按英文字母顺序排列。
*动作action
与步有关的GRAFCET语言元素，表示输出变量所进行的活动。3.2
表图chart
图graph
用图形方式描述系统的行为，如：两个或更多变量、操作或状态之间的关系。3.3
*有向连线directedlink
表示步之间路径进展的GRAFCET语言元素，它将步连接到转换并将转换连接到步。3.4
* grafcet 表图grafcet chart
使用GRAFCET的功能表图
注：“grafcet表图”简称\\grafcet”。3.5
★输入事件inputevent
在系统顺序部分的所有输人变量中，因至少一个值改变而引起的事件。1）转换阶段指令的功能图。
GB/T21654--2008/IEC60848:20023.6
★内部事件internalevent
由与系统顺序部分的状态有关的输入事件引起的事件。3.7
*翻译interpretation
GRAFCET中的一部分，能够连接：输人变量和结构，通过转换条件来实现；一输出变量和结构，通过动作来实现。3.8
★状态situation
在给定时刻由GRAFCET描述并由活动步表征的系统状态的名称。3.9
★步step
用于定义系统顺序部分状态的GRAFCET语言元素。注1；一个步可以是活动的或非活动的。注2：活动步的集合决定了系统的状态。3.10
＊结构structure
GRAFCET的一部分，能够描述状态之间可能的进展。3.11
系统system
在限定范围内被看成是一个整体并与周围环境分隔开的一组相互关联的元素。［[GB/T2900.56,351-11-01]
注1：此类元素既可以是客观物体也可以是概念和概念的产物（例如：组织形式、数学方法、程序语言）。注2；系统被认为由一虚拟面切断与周围环境及其他外部系统联系，使系统与其分隔开。注3：GRAFCET语言可用于描述任何系统的逻辑行为。3.12
★瞬时进展transientevolution随着单一输人事件的发生，由几个连续转换的事件所表征的进展。3.13
★转换transition
GRAFCET语言元素，指示出在两步或多步之间活动的可能进展。注：可能的进展通过转换实现来获得。3.14
★转换条件transition-condition与转换有关的GRAFCET语言元素，用布尔表达式的结果来表示。注：转换条件可以是真的也可以是假的。4通则
4.1上下文
自动系统的实现特别要求描述相关原因及结果。为了做到这一点，要描述系统预期行为的逻辑特征。通过布尔输入和输出变量所访问的系统的顺序部分，是这一物理系统的逻辑特征。系统行为的方式是输出变量依赖于输人变量（见图1的注）。GRAFCET的目标就是规定系统顺序部分的行为。2
输入变量
非布尔
输入变意
测试信号
系统顺序部分
（auto.Pv）+（P/PDcy）
GB/T21654--2008/IEC60848：20020
输出变量
非布尔
，输出变量
注：系统顺序部分由其输入变量、输出变量和行为来表征，顺序部分仅由输人和输出布尔变量组成。不过，扩展的GRAFCET规范语言可以描述非布尔变量的行为(例如：命题的判断或变的数值分配)。图1系统顺序部分的图形表示
4.2GRAFCET，一种行为规范语言用GRAFCET规范语言能够生成grafcet表图以表示给定顺序系统的预期行为。这种语言主要由图形元素来表征，此类图形元素与变量的字母数字表达式有关，在对系统状态间接描述的基础上，给出对其行为的综合表达方法。
状态中行为描述如下：“单标记”状态与GRAFCET状态有关，该状态隐含了在给定时刻状态的唯一性。各状态通过进展条件互相连接，进展条件描述从一个状态变为另一个状态的信息。为方便起见，最好用对步的描述即GRAFCET来代替对状态的行为描述。在GRAFCET语言中，若干步可以是同时活动的，因而在特定的时刻，状态可由活动步集合来表征。从一个步集合到另一个步集合的进展被翻译成一个或几个转换，每个转换可由如下步来表征：·它的前级步；
·它的后续步；
·相关的转换条件。
注：因这些原因产生了语法规则以加强步转换的选择，4.3GRAFCET，简要介绍
GRAFCET语言用来设计grafcet表图以给出顺序系统行为的图形和语法表示。（图2）可区分为：结构，用来描述状态之间可能的进展，翻译，使输入、输出变量和结构之间能够发生关系（为完成翻译，需要进展、指定和分配规则）。4.3.1由下列基本项组成的结构
步（定义：3.9，符号1)：一个步可以是活动的或非活动的，在任何给定时刻，grafcet表图的活动步集合表示了当时这个grafcet图的状态。转换（定义：3.13，符号7)：转换表示在二步或更多步之间活动进展的演进。进展通过转换终止·
来实现。
有向连线（定义3.3，符号10）：有向连线将一步或若干步连接到转换，或者将转换连接到一步或若干步。
GB/T21654—2008/IEC60848:20024.3.2下列元素用于翻译
·转换条件（定义：3.14，符号13)：转换条件是与每一个转换有关逻辑表达式，其值可为真也可以为假，由输入变量和/或内部变量组成。●动作（定义：3.1）：写在矩形框中，用指定（连续动作，符号20)或分配（存储动作，符号26)控制输出变量。
输入变量
步1和步2
有向直线
转换3和
转换4
结束进入
系统顺序部分
开始且在高位
结束进入
输出变量
由逻辑运算符“与”构成
转换条件的输入变
分配给步2动作
的输出变量
与步3和步4有
关的连续动作
与转换4有关
的转换条件
图2grafcet表图中，结构和翻译用来描述由输入和输出变量定义的系统顺序部分的行为4.4语法规则
无论连接顺序如何，步一转换和转换一步总是交替出现的。结论：
二个步永远不应被有向连线直接连接。·有向连线应仅将步连接到转换或将转换连接到步。4.5进展规则
由于在给定时刻每个状态都由活动步的集合来表征，因此对于步来说GRAFCET进展规则只影响4
系统顺序部分状态之间进展原则的应用。4.5.1初始状态
GB/T21654--2008/1EC60848:2002初始状态是初始时刻的状态，因此由这一时刻的活动步集合来描述。选择初始状态有不同方法，这些方法与系统顺序部分的类型有关。规则1：初始时刻的状态可由设计者选择。4.5.2转换实现
规则2：当所有连接到转换的直接前级步活动时，转换使能。转换的实现发生在：·当转换起使能；
·且当相关的转换条件为真。
4.5.3活动步的进展
规则3：转换实现的同时激活所有直接后续步，并使所有直接前级步去活。4.5.4同时进展免费标准下载网bzxz
两个活动状态之间的进展意味着：没有其他可能的中间状态，当状态用步的集合表示时，从一种状态到另一种状态的变化瞬间发生。规则4：几个能同时被实现的转换，可同时实现。4.5.5同时使一步活动与不活动
若一步既包含在前级状态中又包含在其随后的状态中，那么它只能保持活动。规则5：如在运行期间，活动步同时被激活或去活，则它保持活动。4.6输入事件
进展规则表明，只有输入变量值的变化可引起grafcet的进展。被称作“输入事件”的这种变化由所有输入变量的前一个值和后续值来定义，以表征这一单一事件。习惯上，输入事件集合仅由一个或多个布尔输入变量中被表征的状态变化(上升沿或下降沿)来定义。注：布尔变量前的记号“”表示逻辑变量的上升沿，当变量值从0到1变化时，上升沿只为真。布尔变量前的标记“→”表示逻辑变量的下降沿，当变量值从1到0变化时，下降沿只为真。这就是说“事件发生”在表征它的输入变量状态发生变化的时候。4.6.1输入事件规范
输人事件规范常出现在转换条件中，由一个或几个表征变量的逻辑表达式来执行，它极少可直接由：内部事件规定（见4.7）
示例1：
*a表达式“a”描述了所有输人事件的集合，若不考虑系统中其他输入变量的值，对该事件集来说，输人变a的前一个值是0，而它的后续值是1。示例2：
a·b表达式“a·专b”描述了所有输入事件的集合，若不考虑系统中其他输人变量的值，对该事件集来说，输入变量a的前一个值是1,输人变量b的前一个值是0而后续值是1。示例3：
a表达式“a”描述了所有输人事件的集合，若不考虑系统其他输入变量的值，对该事件集来说，输人变量a的后续值是1。
注：在转换条件中，该表达式会导致瞬时进展（见3.12)。4.7内部事件
只有确定的输人事件才能在给定的状态中发生。状态和发生于该状态的输人变量之间的连接称为内部事件（见3.6），这一概念主要是设计人员使用，使输出分配能适合内部事件集（见4.8.2）。内部事件集可用下列方式之一来实现。4.7.1用步的激活描述内部事件
步的激活用图形表示(符号27)，它描述了这样的内部事件集，其中的每一个内部事件都以步的激5
GB/T21654—2008/IEC60848:2002活作为结果。
4.7.2用步的去活描述内部事件
步的去活用图形表示（符号28），它描述了这样的内部事件集，其中的每一个内部事件都以步的去活作为结果。
4.7.3用转换实现描述内部事件
转换实现用图形表示(符号29)，它描述了这样的内部事件集，其中的每一个内部事件都以转换实现作为结果。
4.8输出模式
能使grafcet表图和输出之间的连线建立连接的动作。两种输出模式分别为连续模式和存储模式，描述了输出如何依赖于进展和系统输人。4.8.1连续模式（根据状态进行指定）连续模式中，如果步是活动的且指定条件被确认，则步的相关动作表明输出变量值为真。指定条件是输人变量和/或内部变量(见符号22)的逻辑表达式。如果没有一项条件符合，且假设与同一输出有关的其他动作都不符合条件，则输出变量取值为假。指定参考了赋给输出变量的值（真或假）。本地指定集合(在给定时刻与活动步有关)定义了此状态的所有输出变量的指定。指定规则：对于给定状态，指定与连续动作有关的输出值：·真值为：有关动作的每个输出与活动步相关且其指定条件能被确认；假值为：（没有指定真值的)其他输出。·
4.8.2存储模式（根据事件进行分配）存储模式中，如果有事件发生，内部事件的动作表明输出变量被赋值并保持该值。需要明确描述出事件的相关动作(激活步、去活步、转换实现等）。与存储动作有关的输出值一直保持不变直到一个新的规定事件改变其值。在特定时刻，分配要参考存储动作，已确定的值会影响输出变量。分配规则：与存储动作和事件相关的输出值会被分配为指示值。如规定的内部事件发生，无论是在初始状态、设置状态还是持续状态，输出值均为空。4.9进展规则的应用
进展亦可称之为“一步接一步，，它标明了渐进路径。当输入事件发生时，通过在每一转换连续应用进展规则，进展沿着该路径从前级状态变化的此事件确定的后续状态。翻译器是一种装置，能对间接规范的进展使能。但是设计人员应注意该路径上的转换实现不包括中间状态的有效活动。4.9.1非瞬时进展
进展通常是非瞬时的，这意味着输人事件仅会引起一个进展状态（同时有一个或多个转换实现）。E
(2)+ b
(3)+ c
示例：“非麟时进展”
前级状态：步11活动，a=0，b=0且c=0。进展可解释为：“a”值的变化包括转换（1)的实现和步12的激活，因为b二0，转换(2)无法实现；所以后续状态为：步12活动。进展的实际含义是：当输入事件发生，例如值从0到1的发生变化，直接导致后续状态为：步12活动。
4.9.2瞬时进展
GB/T21654—2008/IEC60848:2002在某些情况下，当第一个特定转换实现后，与后续转换相关的转换条件如果已经为真，（在几个进展阶段）应用进展规则能实现某些转换。有关瞬时进展的描述，是用路径来指明怎样从前级状态演变到后续的状态（见3.8）。
不激活不稳定的相关中间步，但假定它们沿着直观进展路径被“虚”激活和去活，同样，相关转换被“虚”实现。
（3）
(2）-
4.9.3依赖于指定的瞬时进展结果西
【3）
(1) + a
(2)+ b
4.9.4依赖于分配的瞬时进展结果示例：“瞬时进展”
前级状态：步11活动，a=0,b=1且c=0。进展直译为：“a”值的变化包括转换(1)的实现和步12的虚激活，于是转换(2)虚实现；因为b=1，所以后续状态为：步13活动。进展的实际翻译为：当输入事件发生，例如值从0到1发生变化，直接导致后续状态为：步13活动。
由于步没有真正被激活（见4.8.1），由瞬时进展中不稳定步的连续动作指定的输出值无效。示例：“不稳定步的连续动作”前级状态：步11活动，a=0，b=1且c=0。当输人事件发生，例如“a”值从0到1发生变化，直接导致后续状态为：步13活动。
前级状态(步11活动)和后续状态(步13活动)将0赋给输出变量B，不稳定的步12没有真正被激活，在瞬时进展中给B赋值为1无效。
由于分配与事件释放进展有关（见4.8.2），由瞬时进展中不稳定步的存储动作（符号26）分配的确定输出值有效。
【2）-
示例1：“激活不稳定步的存储动作”前级状态：步11活动，a=0,b=1且c=0。当输入事件发生，例如“a”的值从0到1发生变化，直接导致后续状态为：步13活动。
当输入事件真正地或虚拟地激活步12，将值1分配给输出变量B作为结果。
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