2. iQ-F硬件与I/O规划

复杂产线的顺控与联锁能否稳定落地，第一步不在程序，而在硬件与I/O规划。三菱iQ-F系列（FX5U/FX5UC）作为紧凑型PLC，CPU本体自带一定数量的I/O和高速功能，但面对多工位、多执行机构、多传感器的产线，必须通过扩展模块、远程I/O和合理的信号分配来构建完整的输入输出体系。本节围绕“选什么、怎么配、信号怎么分”三个层面展开。

一、CPU与电源：先算清容量再选型

FX5U CPU本体典型配置为：24点或40点、60点I/O规格，内置以太网口、RS-485、USB，支持最多16台扩展模块（含扩展板、适配器）。选型时先统计产线总I/O点数，再预留15%～20%余量。例如一条含8个工位的装配线，输入约96点、输出约72点，合计168点，若选用40点CPU（24入/16出），则需扩展约128点，可通过FX5-16EX/16EYR等模块组合实现。

电源规划常被忽视。iQ-F的DC 24V负载包括：输入传感器、输出继电器线圈、扩展模块内部消耗、远程I/O主站供电。以FX5U-40MT/ES为例，其DC 5V内部总线可向扩展模块提供约1.2A，DC 24V辅助电源约0.6A。若扩展模块总消耗超过该值，必须加装FX5-1PSU-5V电源模块或外部24V电源。计算时把每个扩展模块的5V电流（如FX5-16EX约50mA、FX5-16EYR约75mA）累加，与CPU可提供值比较，这是避免“模块识别不到、运行中掉站”的关键一步。

二、输入输出模块与信号类型匹配

输入模块按信号类型分为：DC输入（漏型/源型）、AC输入、高速计数/脉冲输入。产线中接近开关、光电开关多为DC 24V漏型（NPN）或源型（PNP），必须与模块公共端接法一致。FX5U本体输入为漏型/源型可切换（通过S/S端子接线），扩展输入模块如FX5-16EX为漏型/源型共用，接线时统一公共端极性，避免同一模块混用导致误动作。

输出模块按负载分为：继电器输出（FX5-16EYR）、晶体管输出（FX5-16EYT）、可控硅输出。继电器输出可带AC 220V负载，适合电磁阀、接触器线圈，但寿命受开关频率限制；晶体管输出响应快、寿命长，适合伺服脉冲、指示灯、DC负载，但只能带DC。产线中“气缸电磁阀”若动作频繁（如每分钟数十次），应优先选晶体管输出加中间继电器，而非直接继电器输出。

三、远程I/O与产线分布式布局

当产线跨度超过20米，或工位分散在多个区域时，集中式扩展会导致线束过长、干扰增大、故障排查困难。此时采用远程I/O：主站（FX5U内置以太网或CC-Link IE Field Basic）连接远程站（如NZ2GF2B1-16D、NZ2GF2B1-16T），每个远程站就近安装在工位电控箱内，传感器和执行器接入本地站，仅通过一根网线或专用电缆回主站。

远程I/O规划要点：①每个远程站分配独立站号，站号与物理位置对应并记录在图纸上；②远程站电源独立，避免主站断电导致全线信号丢失；③通信周期与顺控扫描周期匹配，一般设置1～5ms，联锁信号（如急停、安全门）不建议仅走远程I/O，应保留硬线回路。下图展示了一条典型产线的I/O分配与远程站布局关系。

四、产线设备信号分配方法

信号分配的核心原则是“按功能分区、按工位编号、按类型隔离”。具体做法：

• 按工位分区：每个工位分配独立的输入/输出地址段。例如工位A输入X0～X1F、输出Y0～Y1F；工位B输入X20～X3F、输出Y20～Y3F。这样在程序中定位故障时，看到X2A就知道是工位B的第10个输入。
• 按信号类型隔离：安全信号（急停、安全门、光幕）单独占用一组输入点，不与其他普通传感器混用同一公共端；模拟量信号（温度、压力）远离数字量高频信号，必要时使用屏蔽线并单端接地。
• 按电源分组：输入传感器电源与输出负载电源分开，避免输出侧感性负载反电动势干扰输入信号。每个远程站配置独立断路器，便于分段检修。

以下是一份可直接参考的I/O分配表示例（以工位A为例，参数为教学假设值）：

完成硬件选型与I/O分配后，应输出一份完整的I/O分配表、远程站布局图和电源容量计算表，作为编程、接线和后期维护的共同依据。这份文档的质量，直接决定了后续顺控程序的可读性和联锁逻辑的可靠性。