2. 三菱PLC硬件与I/O规划

伺服协同控制系统的稳定性，首先取决于PLC硬件平台是否选对、I/O是否规划清楚、电源与接地是否规范。很多现场“伺服偶尔报警、定位偶发偏差、急停后无法复位”的问题，根源并不在伺服参数，而在PLC选型余量不足、I/O点分配混乱或屏蔽接地处理不当。本节围绕FX与Q系列的选型逻辑、供电与接地、I/O模块分配，以及伺服使能与报警信号的实际接线展开。

一、FX与Q系列怎么选：先看轴数与任务复杂度

三菱PLC常见两类平台：FX系列（如FX3U、FX5U）属于紧凑型一体机，CPU、电源、I/O集成在一起，本体自带高速脉冲输出，适合单机、轴数少、逻辑相对独立的场合；Q系列属于模块化机架式PLC，CPU、电源、I/O、运动模块、网络模块分别插在基板上，适合多轴联动、需要大量I/O和网络通信的中大型系统。

选型时可抓住三个判断点：

• 轴数与运动方式：FX5U本体通常可支持3～4轴脉冲输出，若伺服轴数在4轴以内、以点位控制为主，FX5U性价比高；若轴数超过6轴或需要插补、电子凸轮，应选Q系列配QD77MS等运动模块。
• I/O规模：FX本体I/O一般几十点，扩展后可达256点；Q系列单机架可轻松扩展到上千点。I/O点数超过128点、且需要多种模块混插时，Q系列更从容。
• 通信与扩展：需要CC-Link IE、Ethernet/IP、SSCNETⅢ等总线连接伺服或远程I/O时，Q系列模块选择更完整；FX5U虽自带以太网，但多总线并行能力有限。

举例：一台设备有2个伺服轴、24点输入、16点输出，用FX5U-32MT加少量扩展即可；若同一设备扩到8轴、96点输入、64点输出，并要与上位MES通信，则应改用Q03UDECPU配QD77MS16运动模块和远程I/O站。

二、电源与接地：别让干扰毁掉定位精度

PLC供电建议采用独立开关电源，输入AC220V经隔离后输出DC24V，PLC本体、输入传感器、输出负载尽量分路供电。伺服驱动器功率部分与PLC控制电源应分开走线，避免驱动器启停时的大电流波动拉低PLC电源。

接地是重点。三菱PLC的接地端子应使用D类接地（接地电阻小于100Ω），且必须单独接地，不能与伺服驱动器、变频器、电焊机共用接地排。若现场只能共用接地，应确保接地线足够粗（≥2mm²），并采用星形一点接地，避免形成地环路。模拟量信号和脉冲信号线必须使用屏蔽双绞线，屏蔽层在PLC侧单端接地，伺服侧悬空，防止两端接地产生环流。

三、输入输出模块分配：按信号类型分区

I/O分配不是简单编号，而是按信号性质分区：

• 高速输入区：原点接近开关、伺服编码器Z相、高速计数信号，应接入PLC本体或高速输入模块的前几个点，如FX5U的X0～X7，避免经过普通输入滤波。
• 普通开关量输入区：急停、限位、气压检测、门开关等，接入普通输入点，注意急停和硬限位应使用常闭触点，断线即报警。
• 输出区：伺服使能、报警复位、抱闸释放等关键输出，建议使用晶体管输出（MT型），响应快、寿命长；接触器、电磁阀等感性负载应加续流二极管或RC吸收。

分配时预留10%～20%余量。例如32点输入实际用26点，剩余6点备用；输出同理。每个点应在图纸和程序中同步标注，如X10=左限位、Y0=伺服1使能，避免后期维护靠猜。

四、伺服使能与报警信号接线

以三菱MR-J4伺服为例，CN1接口中关键信号包括：

使能接线要点：SON信号由PLC晶体管输出驱动，伺服侧DOCOM接24V负极，形成回路。PLC程序中应先置位SON，延时100～200ms再发脉冲，等待伺服READY。报警ALM应接入PLC输入，程序里做常闭检测，一旦断开立即停止脉冲输出并置位报警标志。

急停回路建议采用硬线串联：急停按钮常闭触点串入伺服EMG和PLC输入，既切断使能又通知PLC。复位时先排除报警原因，再通过PLC输出报警复位信号（如MR-J4的RES），不能直接断电重启。

接线完成后，用万用表确认SON对DOCOM有24V电压、ALM对COM导通；上电后先不使能，观察RD是否输出；再置位SON，确认伺服面板显示“Ready”且无报警。若ALM常亮，先查CN1插头是否松动、编码器线是否接好，再查参数PA01是否设置正确。只有使能、报警、急停三条链路都验证通过，才进入脉冲定位调试。