1. iQ-F以太网集成工程导入

三菱iQ-F系列（FX5U/FX5UC）PLC在小型控制系统中被广泛使用，其最大的工程价值之一，就是CPU本体自带以太网口，无需额外扩展通信模块即可完成编程下载、HMI连接、上位机数据采集以及PLC之间的数据交换。本章作为整门课程的导入，先建立三个基础认知：iQ-F内置以太网口的硬件架构、FX5以太网通信功能的全景分类，以及典型网络拓扑的构成方式。理解这三件事，后续的Socket通信、SLMP协议、Modbus TCP、CC-Link IE Field Basic等具体配置才有落脚点。

一、iQ-F内置以太网口的硬件架构

FX5U CPU模块正面设有两个独立的RJ45以太网端口，标注为CH1（P1）和CH2（P2）。这两个端口并非简单的交换机式并联，而是各自拥有独立的通信处理通道，可分别设定IP地址、子网掩码和默认网关，也可分别承担不同角色的通信任务。例如CH1用于工程工具（GX Works3）下载与调试，CH2用于连接上位机或触摸屏，两者互不抢占带宽，也不会因为一路通信异常而直接拖垮另一路。

从内部结构看，以太网口通过CPU内部的通信协处理器与PLC的软元件区（D、M、W、R等）交互。用户程序通过专用指令（如SOCKET通信指令、SLMP相关指令、简单CPU通信设置）或参数化设置，把外部网络报文映射为对软元件的读写。也就是说，以太网通信在PLC侧最终表现为“对某段软元件的读写”，这是理解后续所有通信方式的统一视角。

端口指示灯是现场判断链路状态最直接的依据。RJ45插座旁的LINK/ACT灯常亮表示链路已建立，闪烁表示有数据收发；SPEED灯指示当前协商速率（100Mbps或10Mbps）。实际工程中若发现GX Works3无法连接，第一步往往不是改参数，而是先看LINK灯是否点亮，以区分“物理链路问题”和“参数配置问题”。

二、FX5以太网通信功能全景

FX5U的以太网功能可以按“谁主动、用什么协议、传什么数据”三个维度来梳理，常见的有以下几类：

• 工程工具通信：GX Works3通过以太网直接连接CPU，进行程序下载、在线监视、软元件批量读写和诊断。这是最基础、最先要打通的一路通信。
• SLMP（SeamLess Message Protocol）：三菱的通用报文协议，上位机、触摸屏、其他PLC都可以用SLMP读写FX5U的软元件。它分为二进制和ASCII两种编码，支持TCP和UDP。
• Socket通信（无协议通信）：用户程序通过SP.SOCSND、SP.SOCRCV等指令，直接收发原始字节流，适合与自定义协议的设备（如扫码枪、称重仪表、第三方控制器）对接。
• 简单CPU通信：只需在参数中填写“对方IP、对方软元件、本机软元件、数据长度”，无需编写通信程序，PLC之间即可周期性交换数据，适合多台FX5U组网。
• Modbus TCP：FX5U可作为Modbus TCP客户端或服务器，与支持该协议的仪表、变频器、第三方PLC交换数据。
• CC-Link IE Field Basic：基于标准以太网实现循环通信，可与支持该协议的远程IO、伺服、变频器进行周期性数据交换。

这六类功能并不是互斥的，同一台FX5U可以同时启用其中若干项，只要端口资源和连接数不超限。工程上常见的做法是：CH1固定给GX Works3和触摸屏，CH2用于上位机数据采集或PLC间通信，把调试通道和生产通道在物理上分开，减少相互影响。

三、典型拓扑与选型思路

小型iQ-F以太网系统最常见的拓扑是“星型+交换机”结构：FX5U的CH1、CH2分别接入工业交换机，交换机再连接触摸屏、上位机、其他PLC。如果只有两三台设备，也可以让触摸屏直接接CH2，GX Works3接CH1，省去交换机。设备数量超过端口数时，必须使用工业交换机扩展。

拓扑设计时有几个实际约束需要注意：第一，FX5U每个端口可建立的TCP连接数有限，做Socket服务器时要预留余量；第二，如果使用UDP广播做设备发现，要确认交换机没有开启广播抑制；第三，不同网段之间通信需要网关支持，FX5U本身不做路由。下面给出一个典型的小型系统连接示例，供参考。

四、学习本课程需要建立的三个习惯

第一，先确认物理层再查参数。网线、交换机、指示灯是排障的第一现场，很多“连不上”其实是网线水晶头压接不良或交换机端口故障。第二，先规划IP和端口再动手配置。把每台设备的IP、子网掩码、通信端口、协议类型列成一张表，配置时逐项核对，比事后逐台排查高效得多。第三，先打通一路最小通信再扩展。例如先用GX Works3通过CH1连上PLC，确认能下载和监视，再逐步加入HMI、上位机和PLC间通信。每增加一路，都单独验证一次，问题定位范围就始终很小。