2. iQ-F硬件与网络架构
在三菱iQ-F系列（以FX5U为代表）的产线虚拟调试工程中，硬件与网络架构决定了后续仿真模型能否与真实控制程序正确对接。虚拟调试的核心思路是：PLC程序在仿真环境中运行，而I/O信号通过真实或仿真的网络通道与虚拟设备模型交换数据。因此，必须先理清PLC本体、扩展模块、网络协议与远程I/O之间的层级关系，才能正确规划地址分配与通信参数。
一、PLC本体与扩展模块的硬件结构
FX5U本体集成了CPU、电源、输入输出点、以太网口和RS-485接口。以FX5U-32MT/ES为例，本体自带16点输入（X0～X17，八进制编号）和16点晶体管输出（Y0～Y17），同时内置2个以太网端口（Ethernet Port 1/2）和1个RS-485端口。本体右侧可通过总线连接器扩展I/O模块、模拟量模块、通信模块等，最多可连接16台扩展设备（含扩展板与适配器）。
扩展模块的I/O编号自动接续本体编号。例如本体输入占用X0～X17后，第一块扩展输入模块从X20开始编号；输出同理从Y20继续。这一规则在虚拟调试中非常关键：仿真模型中的信号地址必须与GX Works3中的实际分配一致，否则会出现“程序里写X20，模型里却映射到X30”的错位。
需要特别注意的是，FX5U的扩展总线采用专用连接器，扩展模块的供电由本体内部总线提供（DC 5V逻辑电源），但部分大功率模块需要外部DC 24V辅助电源。在虚拟调试阶段，如果只做逻辑仿真而不接实际模块，应在GX Works3的“模块配置图”中如实添加对应模块，使系统自动分配软元件地址，避免手工编号出错。
二、CC-Link IE Field Basic与以太网的分工
FX5U内置的以太网口支持两种用途：一是作为工程工具通信（与GX Works3连接、下载程序、监控），二是作为数据链路通信。CC-Link IE Field Basic是其中一种基于标准以太网的现场网络协议，它不需要专用ASIC芯片，直接使用100BASE-TX以太网物理层，通信周期通常为1～10ms可调。
CC-Link IE Field Basic采用主站/从站结构。FX5U可作为主站，最多连接16台从站设备（远程I/O站、远程设备站）。每个从站占用固定的链接软元件区域：远程输入RX、远程输出RY、远程寄存器RWr/RWw。主站通过参数设置分配各从站的站号（1～16）和占用点数（如16点、32点、64点）。
与CC-Link IE Field（千兆、需要专用芯片）相比，Field Basic的速率较低但成本更低，适合产线中分散的远程I/O、变频器、传感器集线器等设备。在虚拟调试中，如果使用真实PLC，远程I/O站可以替换为仿真从站软件；如果使用纯软件仿真（如GX Works3的仿真功能），则需通过SLMP或OPC UA等方式将链接软元件映射到虚拟模型。
三、远程I/O配置与地址映射
远程I/O站（如NZ2GF2B1-16T、NZ2GF2B1-16D）通过CC-Link IE Field Basic与主站交换数据。配置流程如下：
- 在GX Works3中打开“CC-Link IE Field Basic”配置，设置主站参数：通信周期、站数、链接软元件起始地址。
- 为每个从站分配站号，并设置占用点数。例如站号1的16点远程输入模块占用RX0～RX0F（对应主站X100～X10F），站号2的16点远程输出模块占用RY0～RY0F（对应主站Y100～Y10F）。
- 将链接软元件映射到实际I/O地址。FX5U中，远程输入RX自动映射到X100以后，远程输出RY映射到Y100以后，具体起始地址由参数决定。
- 下载参数并重启，观察主站模块的“L ERR.”指示灯是否熄灭，确认通信建立。
在虚拟调试中，远程I/O的地址映射必须与仿真模型中的信号表一一对应。例如产线中一个气缸的伸出/缩回传感器接在远程输入站1的RX0和RX1，对应主站X100和X101；电磁阀接在远程输出站2的RY0，对应主站Y100。仿真模型中的气缸状态就应读写X100/X101/Y100，而不是本体上的X0/Y0。
四、网络架构的层次与虚拟调试对接点
整个架构可分为三层：管理层（工程站、HMI、MES通过以太网TCP/IP通信）、控制层（FX5U主站与CC-Link IE Field Basic从站）、设备层（远程I/O、变频器、传感器）。虚拟调试的对接点通常有两个：一是控制层与设备层之间，用仿真从站替代真实远程I/O；二是管理层与控制层之间，用OPC UA服务器或SLMP仿真器替代真实PLC。
下面用一张架构图展示FX5U本体、扩展模块、CC-Link IE Field Basic网络与远程I/O的层次关系，以及虚拟调试中可替换的节点。
五、配置要点与常见问题
在实际配置中，有几个参数容易出错。第一，CC-Link IE Field Basic的站号不能重复，且主站默认占用站号0，从站从1开始。第二，链接软元件的起始地址需要在主站参数中统一设定，一旦设定后所有从站的RX/RY/RWr/RWw都按此偏移计算。第三，远程I/O的响应时间与通信周期相关，若产线节拍要求高，应将通信周期设为1ms或2ms，但需确认从站数量和电缆长度是否支持。
虚拟调试时，如果使用GX Works3的仿真功能，CC-Link IE Field Basic网络无法直接仿真，此时可用两种替代方案：一是将远程I/O信号改为本体I/O或内部继电器，在仿真环境中用强制操作模拟；二是使用第三方仿真从站软件，通过以太网与真实PLC通信，再由PLC与仿真模型交换数据。前者适合逻辑验证，后者适合通信时序验证。
最后需要强调：虚拟调试中的地址映射表是连接PLC程序与仿真模型的桥梁。建议在项目初期就建立一张信号对照表，列出每个信号的名称、类型（输入/输出）、PLC地址、远程站号、链接软元件地址和仿真模型变量名。这样在调试过程中出现信号错位时，可以快速定位是程序问题、网络配置问题还是模型映射问题。