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。

iQ-R机架组态与GX Works3模块映射关系 物理机架(实际安装) 电源 R61P CPU R04CPU 输入 RX40 输入 RX40 输出 RY10 输出 RY10 以太网 RJ71 空槽(备用) GX Works3 模块配置表一一对应 GX Works3 导航窗口(软件组态) 模块配置 型号 起始XY 参数状态 槽0 电源 R61P — 默认 槽1 CPU R04CPU — 已设置 槽2 输入 RX40C7 X00~X0F 待确认 槽5 输出 RY10R2 Y00~Y0F 需设保持/清除

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。

建议在参数设置完成后,使用“参数检查”功能核对模块型号与参数是否匹配。若实际模块与配置不一致,下载时会报错或模块无法启动。

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。

不要忽略BAT LED。电池电压低会导致程序或参数在断电后丢失,虽然运行中不一定立即报错,但属于必须尽快更换的隐患。

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。