2. iQ-R硬件组态与GX Works3工程创建
iQ-R系列的可编程控制器不是“买来即用”的整机,而是由基板、电源、CPU、I/O及智能功能模块拼装而成的模块化系统。硬件组态的本质,是在GX Works3中把实际机架上的物理排列,一比一映射成软件里的模块配置表。只有映射正确,后续的参数设置、下载和诊断才有意义。
一、CPU选型:先看任务,再看余量
选型从三个维度切入:控制规模、运算性能、通信需求。控制规模决定I/O点数与模块数量,运算性能决定扫描周期能否满足节拍,通信需求决定是否需要内置以太网、CC-Link IE或支持SSCNETⅢ/H的运动控制。
以一条中等规模包装线为例:数字量输入约96点、输出约64点,另需2轴定位与上位机以太网通信。此时可选R04CPU(程序容量40K步、内置以太网),若节拍要求更严或后续要扩展运动轴,则升级到R08CPU或R16CPU。选型时建议程序容量与I/O点数均保留30%以上余量,避免后期改造时被迫换CPU。
需要注意,R系列CPU分标准型、过程控制型、安全型和运动型。普通逻辑控制选标准型即可;涉及安全回路须选安全CPU并搭配安全I/O;涉及多轴同步运动则考虑运动CPU或iQ-R系列的定位模块方案。
二、基板、电源与I/O模块配置
基板决定模块的安装位置与数量。主基板用于安装CPU、电源和主站模块,扩展基板通过扩展电缆与主基板连接。常见规格有3槽、5槽、8槽、12槽。配置时先数清模块总数,再留1~2个空槽备用。
电源模块的选型不能只看“够不够插”,而要看5V和24V的总电流消耗。每个模块在手册中都标有内部5V消耗电流,把所有模块的5V电流相加,再乘以1.2的安全系数,就是电源模块需要提供的5V容量。例如:CPU 1.2A、输入模块0.1A×4、输出模块0.15A×3、以太网模块0.5A,合计约2.65A,乘1.2后约3.2A,应选R61P(5V/6A)而非R60P(5V/3A)。
I/O模块配置要区分输入类型(漏型/源型)、输出类型(继电器/晶体管)、公共端分组和响应时间。高速脉冲输出必须选晶体管输出模块,继电器输出不适合频繁通断场合。模块在基板上的排列顺序会影响扫描刷新,一般建议输入模块靠近CPU、输出模块次之、智能功能模块靠后。
三、模块参数设置:地址与行为的双重约定
模块插入后,GX Works3会自动分配起始XY地址,但自动分配不一定符合编程习惯。可以在“模块配置”中手动修改起始地址,例如把输入模块统一安排在X00~X7F、输出安排在Y00~Y7F,便于后期维护。
参数设置分两层。第一层是模块级参数,如输入模块的响应时间(默认10ms,可改为1ms/5ms等)、输出模块的保持/清除行为(CPU停止时输出是保持还是全部清除)。第二层是智能功能模块参数,如以太网模块的IP地址、子网掩码、通信协议,定位模块的轴参数、单位设置、软限位。这些参数不是写在程序里,而是随工程一起下载到CPU的模块参数区。
四、工程创建与下载流程
新建工程时,在GX Works3中选择“新建”,机型选R04CPU,程序语言选梯形图或ST。工程创建后,先在“模块配置”中按实际机架逐槽添加模块,再设置参数,最后编写程序。
下载前需确认三点:一是PC与CPU的连接方式(USB直连或以太网),二是CPU处于STOP状态,三是工程已编译无错误。下载内容包括程序、模块参数和网络参数。下载完成后将CPU切到RUN,观察RUN LED是否常亮、ERR LED是否熄灭。
下载前检查清单(示例):
1. 模块配置与实际机架一致
2. 电源5V总消耗 ≤ 电源模块额定值 × 0.8
3. 输入/输出起始地址无重叠
4. 智能模块参数已设置并写入
5. 工程编译无错误、无警告
6. CPU处于STOP状态
7. 连接目标IP或USB端口正确
五、硬件诊断方法
硬件问题优先看LED,再看GX Works3的诊断缓冲区。CPU模块上的RUN、ERR、BAT、MODE灯是最直接的状态指示:RUN常亮表示运行正常,ERR闪烁表示轻微错误(如参数不一致),ERR常亮表示严重错误(如模块脱落、总线故障)。
在GX Works3中打开“诊断”→“模块诊断”,可以查看每个模块的状态和错误代码。例如错误代码“2401”通常表示模块配置与实际不符,“2100”表示I/O模块故障。诊断缓冲区会记录错误发生的时间、模块位置和错误内容,是排障的第一手依据。
对于智能功能模块,还可以使用“模块专用诊断”查看通信状态、站号、链路状态等。若以太网模块无法通信,先确认IP地址是否与PC同网段,再检查模块的LINK LED是否点亮,最后查看诊断缓冲区中的通信错误代码。
硬件组态与工程创建是iQ-R系统投运的第一步,也是最容易埋下隐患的一步。把物理机架准确映射到软件配置、把参数设置到位、把下载和诊断流程走通,后续的程序调试和网络通信才有可靠的基础。