2. iQ-F PLC硬件与编程环境
在三菱iQ-F系列中，FX5U与FX5UC是机器人协同控制项目里最常见的两款主机。它们都支持以太网、RS-485、内置定位和高速计数，但结构形态差异明显：FX5U采用传统一体式机壳，本体自带电源、输入输出端子、扩展总线口；FX5UC则采用超薄模块化结构，CPU模块本身不含I/O端子，必须通过模块化扩展电缆连接I/O模块、电源模块和通信模块。理解这一差异，是后续做I/O分配和工程参数设置的前提。
FX5U与FX5UC的硬件结构差异
FX5U本体正面从上到下依次是：运行/停止拨码开关、SD卡槽、USB口（Mini-B）、以太网口（RJ45）、RS-485端子、扩展板插槽、扩展适配器接口、输入端子、输出端子、电源端子。其中扩展板插槽可插入FX5-485-BD、FX5-ENET-BD等通信板，扩展适配器接口可连接FX5-16EX、FX5-16EYR等扩展模块。FX5U的I/O点数按型号区分：FX5U-32MR/ES为16入16出继电器输出，FX5U-64MT/ES为32入32出晶体管输出，FX5U-80MT/ES为40入40出晶体管输出。
FX5UC的CPU模块（如FX5UC-32MT/D）只提供32点I/O的“逻辑容量”，物理端子必须通过模块化扩展获得。它右侧有模块连接接口，可依次挂接FX5-C16EX、FX5-C16EYT等I/O模块，以及FX5-CNV-BUS总线转换模块。FX5UC的电源模块（如FX5-C1PS）单独供电，CPU模块与I/O模块之间通过内部总线通信。因此FX5UC的I/O分配必须同时考虑“逻辑地址”和“物理模块位置”两个维度。
I/O分配的基本规则与实操方法
FX5U/FX5UC的I/O编号采用八进制：输入为X0~X7、X10~X17、X20~X27……输出为Y0~Y7、Y10~Y17……这一点在分配机器人协同信号时非常关键。例如，当FX5U-64MT本体有32点输入时，实际编号是X0~X37，而不是X0~X31。如果按十进制思维去规划，很容易在X7之后误写成X8，导致程序编译报错或地址冲突。
I/O分配应遵循“功能分区、就近排列、预留余量”的原则。以一台FX5U-64MT与六轴机器人协同的典型场景为例：机器人侧需要向PLC发送“机器人就绪”“程序运行中”“报警”“到达目标位”等信号，PLC侧需要向机器人发送“启动”“暂停”“复位”“允许抓取”等信号。建议将机器人交互信号集中分配在X0~X17和Y0~Y17，将本地按钮、指示灯、气缸传感器分配在X20以后和Y20以后，将高速计数或定位脉冲输出保留在X0~X7和Y0~Y3（因为这些点支持高速功能）。
具体操作时，先在GX Works3的“参数”→“FX5UCPU”→“模块参数”→“CPU模块”→“I/O分配”中查看默认地址。对于FX5UC，还需要在“系统参数”中确认模块挂接顺序，因为I/O地址是按模块从CPU侧向右依次自动分配的。如果实际接线与默认分配不一致，可以在“I/O分配”中手动修改起始地址，但必须保证不重叠、不超出模块点数范围。
GX Works3工程创建与基本参数设置
GX Works3是三菱iQ-F系列的官方编程软件，支持梯形图、ST、FBD/LD等多种语言。创建工程时，第一步是选择“新建工程”，在“系列”中选择“FX5CPU”，“机型”中选择实际使用的型号（如FX5U-64MT/ES或FX5UC-32MT/D），“程序语言”选择“梯形图”或“ST”。注意：机型必须与实际硬件一致，否则下载时会报“机型不匹配”错误。
工程创建后，首先进入“参数”→“FX5UCPU”→“CPU参数”进行基本设置。关键参数包括：
- 运行模式：选择“RUN”或“STOP”时的初始状态，通常保持默认“RUN”。
- 输出保持/清零：设置STOP→RUN切换时输出是保持还是清零。机器人协同场景建议设为“清零”，避免意外动作。
- 通信设置：在“以太网端口设置”中配置IP地址、子网掩码、默认网关。例如PLC设为192.168.1.10/24，机器人设为192.168.1.20/24，确保同一网段。
- RS-485设置：若使用Modbus RTU与机器人或变频器通信，需设置波特率（如9600/19200/38400）、数据位、停止位、校验方式，且必须与从站一致。
- 高速计数器设置：在“高速计数器”中启用对应通道，设置计数模式（单相/双相/脉冲+方向）和复位方式。
- 定位设置：在“定位”中设置脉冲输出单位、每转脉冲数、移动量等参数，用于控制机器人第七轴或外部滑台。
参数设置完成后，点击“应用”保存。随后在“软元件注释”中为X/Y/M/D等地址添加中文注释，例如X0注释为“机器人就绪”，Y0注释为“启动机器人”。注释会随程序一起下载到PLC，便于后期维护。
从工程创建到下载运行的关键检查点
完成参数设置后，按以下顺序操作：① 用USB或以太网线连接PLC与电脑；② 在GX Works3中点击“在线”→“PLC读取”或“PLC写入”，确认通信成功；③ 点击“在线”→“远程操作”，将PLC设为STOP状态；④ 下载程序与参数；⑤ 将PLC设为RUN状态，观察PWR/RUN/ERR指示灯：PWR常亮表示电源正常，RUN常亮表示运行正常，ERR熄灭表示无错误。若ERR闪烁或常亮，可通过“诊断”→“PLC诊断”查看错误代码。
对于机器人协同项目，下载完成后还需验证通信：在GX Works3的“在线”→“监视”中查看以太网通信状态，或使用“简单CPU通信”功能测试PLC与机器人控制器的数据交换。建议先用手动方式触发几个关键信号（如X0机器人就绪、Y0启动），确认机器人侧能正确接收和响应，再进入自动运行调试。
最后，养成工程备份习惯：在“工程”→“保存”中保存为.gx3格式，并定期导出为.gx3备份文件。对于FX5UC项目，建议同时保存“模块配置图”截图，以便现场核对模块型号和顺序。这些基础工作虽然简单，但直接决定了后续机器人协同控制程序能否稳定运行。