自动化设备上的I/O数量一直在增加，但真正让设备制造商头疼的，往往不是点数本身，而是不同机器需要的输入和输出比例并不一样。

8月18日，Festo公布CPX-AP-I分布式I/O平台的新产品。其中，新型数字I/O模块提供16个通道，每个通道都可以根据设备实际需求设置为数字输入或数字输出。与此同时，Festo还增加了支持CC-link IE Field Basic的CPX-AP-I总线节点，使这一分布式I/O体系能够进一步进入采用三菱电机控制架构的设备。

这种产品更新并没有改变PLC控制的基本方式，却直接碰到了机械设备批量设计中一个很常见的问题。

一台自动化设备里，输入点通常连接光电传感器、接近开关、按钮和位置检测，输出点则负责电磁阀、指示灯、接触器以及其他执行元件。不同型号的机械即使主体结构相同，真正需要的I/O比例也可能完全不同。

例如同一系列包装设备，基础型号可能只有较多传感器输入，高配版本增加气动执行机构以后，数字输出数量就会明显增加。如果使用固定8入8出、16入或者16出的传统模块，设备厂往往需要根据不同机器分别配置，甚至会出现某些通道长期空置，而另外一种模块又不够用的情况。

Festo此次新增模块的思路，是把这种固定比例拆开。

16个通道可以全部作为输入，也可以全部作为输出，也可以按照设备需要组合使用。产品出厂时默认设置为16路输入，如果需要输出功能，再通过软件进行参数设置。部分输出通道最高可提供500 mA电流，M12接口版本目前已经推出。

对于终端工厂来说，这似乎只是控制柜或设备内部的一块I/O模块，但对批量机械制造商而言，影响会更加直接。

机械设备越来越强调系列化。同一套机械平台可能做成不同速度、不同工位数量或者不同自动化等级，核心结构保持一致，却会因为客户要求增加传感器、气缸、安全装置或者辅助机构。如果每一次变化都需要重新更换I/O模块组合，电气设计也必须跟着调整。

可配置I/O提供了一种更灵活的处理方式。

设备厂可以在多个机型中尽量保留相同的分布式I/O硬件，再根据具体设备的软件和现场点数调整通道用途。这样做并不是为了让I/O本身变得复杂，而是尽量减少一台机器因为增加几个输出点，就必须重新改变整个硬件结构的情况。

这种需求在模块化设备上尤其明显。

包装线、装配线、输送系统和物流机械经常采用多个相似单元拼接。一段输送模块可能需要较多传感器，另一段增加挡停机构和气缸以后，输出数量就会上升。过去每个区域根据实际点数分别选模块，设备规模扩大后，很容易形成多种相近配置。

现在分布式I/O越来越靠近机器安装以后，这种差异更加明显。

传统自动化控制大量采用集中式I/O，所有现场信号通过电缆返回主控制柜。设备越来越大以后，大量传感器和电磁阀距离控制柜较远，线缆数量和施工工作也随之增加。分布式I/O则把信号采集和输出节点放到设备现场，使传感器、执行器可以就近接线，再通过工业网络与PLC通信。

这种架构已经在很多大型机械和生产线上得到应用。

Festo公布的信息显示，CPX-AP-I平台可以连接最多80个模块，相邻模块之间距离最高可达到50米。除了数字I/O，还可以将阀岛和IO-link设备纳入同一分布式体系。这种结构更适合设备由多个独立单元组成的机械，也方便设备后期扩展新的工位。

随着这种架构普及，现场I/O本身的适应能力就变得更加重要。

如果一个分布式节点已经安装到机器内部，再因为增加两三个执行器而更换整块模块，工程和装配工作都会受到影响。通道能够根据设备变化重新配置后，可以给机械改型留下更多空间。

此次产品更新的另一个重点，是CC-link IE Field Basic总线节点。

Festo此前的CPX-AP-I平台已经能够进入EtherNet/IP、PROFINET、EtherCAT和Modbus TCP等控制环境，新总线节点加入后，可以进一步连接使用CC-link IE Field Basic的三菱电机控制系统。

这一变化对出口设备和跨地区机械制造商更有现实意义。

很多设备厂并不会永远只使用一种PLC平台。同一台机械销售到不同客户后，可能根据客户工厂标准配置不同控制器。欧洲客户可能指定一种工业网络，北美项目又采用另一套体系，亚洲部分客户则大量使用三菱电机PLC和CC-link相关通信。

机械主体没有明显变化，但控制系统却需要跟着地区和客户调整。

如果现场I/O平台能够保持相同，只更换对应网络接口，设备厂在电气结构上就不需要进行大范围重新设计。对于已经形成标准机械平台的厂家而言，这种兼容性比增加一个单独通信功能更有价值。

自动化市场现在越来越重视这种“同一台机器适配不同控制平台”的能力。

大型设备制造企业通常不会希望每换一种PLC品牌，就重新建立一套完全不同的现场I/O、阀岛和接线体系。硬件体系能够尽量保持一致，只在网络接口和控制程序上做适配，有利于机械标准化，也能降低不同市场之间的工程差异。

从供应链角度看，可配置模块还会改变设备厂对I/O规格的管理方式。

过去一种设备需要16路输入，另一种设备需要8路输入8路输出，再有一种需要更多输出，企业可能长期使用多种数字量模块。机型数量增加以后，相似但用途不同的模块也会跟着增多。

如果一块可配置模块能够覆盖其中多个应用，设备制造商就有机会减少重复规格，使设备设计和售后维护更加统一。

但这种便利并不意味着所有设备都应该改用可配置I/O。

对于已经长期批量生产、输入输出比例完全固定的设备，传统固定式模块仍然有其合理性。如果一个模块几十年都只需要16个输入，那么可配置功能并不会自动带来额外价值。真正适合这类产品的，是设备版本较多、扩展频繁或者现场点数容易变化的机械。

这也是这次产品更新比较值得注意的地方。

工控元件的发展过去很容易被理解为处理速度更快、通信带宽更高或者产品尺寸更小，而现在越来越多新品开始针对设备制造中的工程问题进行调整。一个I/O模块能不能减少型号变化，能不能让设备更容易改型，同样可能直接影响机械制造企业是否愿意采用。

对于维护人员而言，可配置I/O也带来了新的要求。

传统固定I/O模块从型号上通常就能判断它是输入还是输出，可配置产品则需要同时确认软件参数和实际接线状态。维修更换时，如果只更换硬件而没有正确恢复通道配置，设备并不一定能够按照原来的方式运行。

因此，设备厂在采用这类产品以后，程序备份、模块参数保存以及电气资料的重要性会进一步提高。

LED通道状态显示可以帮助现场快速判断输入输出状态，但真正长期维护仍然需要完整的项目文件。尤其是一台设备存在多个相同模块，而每块模块的通道配置又不同，资料是否准确会直接影响后期排查效率。

这也是自动化设备逐渐软件化以后越来越普遍的问题。

过去维修电工通过接线图和万用表就能够处理大量故障，现在很多现场元件本身都带有参数。I/O、变频器、伺服、传感器甚至阀岛都可能需要软件配置，设备的“备件”已经不再只是一个实物型号，还包括对应的参数和程序。

Festo此次同时扩充可配置I/O和CC-link IE Field Basic网络支持，实际上对应着机械设备制造中的两个现实变化：一是同一台机器的I/O需求越来越容易随着配置变化，二是同一种机械需要进入不同PLC和工业网络环境。

这两件事看起来并不轰动，却和设备厂每天的设计工作距离很近。

自动化设备市场进入成熟阶段以后，企业越来越少为了一个新功能彻底改变整台机器，而是希望现有机械平台能够更容易扩展、更容易复制到不同客户，也更容易维护。

分布式I/O正是在这种环境下不断向设备现场延伸。

从主控制柜集中接线，到现场模块分散布置，再到通道本身可以重新定义，I/O产品的变化越来越围绕实际机械结构展开。对于包装、装配、物流输送以及其他模块化设备来说，这类看似基础的控制元件，实际上正在决定一台机器以后能不能方便增加工位、改变配置或者进入新的客户控制体系。

Festo此次CPX-AP-I平台更新没有改变自动化设备的基本控制逻辑，却进一步减少了固定I/O配置对机械设计的限制。对于设备制造商而言，未来I/O选型可能越来越少只看“需要多少点”，而会同时考虑这些点以后是否会变化、机器是否需要扩展，以及同一设备平台准备适配多少种控制系统。

这种变化也说明，自动化产品的竞争正在从单一硬件性能，逐渐延伸到设备整个设计和使用周期。