3. iQ-F的I/O系统与接线
三菱iQ-F系列（FX5U）PLC的I/O系统是控制柜内最容易出错、也最值得先理清的部分。它决定了外部按钮、接近开关、继电器、电磁阀、变频器端子等如何与PLC建立电气联系。本节围绕端子分配、漏型/源型接线、传感器与执行器接口、电源与接地规范四条主线展开，重点讲清"为什么这样接"和"实际怎么接"。
一、输入输出端子分配的基本规则
FX5U本体CPU模块的I/O编号采用八进制，输入以X开头、输出以Y开头，例如FX5U-32MT的输入为X0～X17（八进制，共16点），输出为Y0～Y17（共16点）。扩展模块和扩展板会按连接顺序自动续编，例如第一个8点输入扩展模块从X20开始，而不是X18——因为八进制中不存在X18、X19。这一点在编写程序前必须先确认，否则会出现"程序里写X20，实际端子却是X18"的错位。
端子分配应遵循几条实用原则：急停、限位、安全门等安全相关信号优先占用X0～X7，便于在程序中集中处理；高速计数、脉冲捕捉等特殊功能必须使用支持高速输入的X0～X7；输出侧，Y0～Y3通常用于高速脉冲输出（控制伺服或步进），普通电磁阀、指示灯可放在Y10以后。分配完成后应形成一张I/O分配表，作为编程、接线和后期排障的共同依据。
二、漏型与源型接线：先分清电流方向
漏型（Sink）与源型（Source）描述的是输入或输出回路的电流流向，判断依据是"电流从哪个端子流入、从哪个端子流出"。为避免混淆，本节统一约定：以PLC输入端子为参照，电流从外部经输入端子流入PLC内部公共端，称为漏型输入；电流从PLC内部公共端经输入端子流出到外部，称为源型输入。
FX5U的DC输入采用双向光电耦合器，S/S公共端既可接24V+（此时为漏型输入，传感器NPN输出接X端子），也可接0V（此时为源型输入，传感器PNP输出接X端子）。实际工程中，日系设备习惯用漏型（NPN传感器、S/S接24V+），欧系设备习惯用源型（PNP传感器、S/S接0V）。同一台PLC上所有输入点的S/S接法必须一致，不能一半接24V+、一半接0V。
输出侧，FX5U的晶体管输出（MT型）为漏型输出，即输出点导通时Y端子与COM端（0V）接通，负载一端接24V+、另一端接Y端子。若负载需要源型驱动，则需外加中间继电器或选用相应输出模块。继电器输出（MR型）为干接点，可交直流通用，但动作频率和寿命低于晶体管输出，不适合高频脉冲场合。
三、传感器与执行器接口的实际处理
传感器接口的关键是"三线制颜色约定"和"负载能力"。NPN三线传感器通常棕接24V+、蓝接0V、黑为输出；PNP则棕接24V+、蓝接0V、黑为输出，但输出为高电平有效。两线制传感器（如部分接近开关）需注意其漏电流，漏电流过大会导致输入点无法可靠关断，此时应在输入点并联一个泄放电阻（例如10kΩ/0.5W），把漏电流旁路掉。
执行器接口方面，电磁阀、接触器线圈、指示灯等感性负载必须在负载两端并联续流二极管（直流）或RC吸收器（交流），否则关断瞬间的反向电动势会击穿输出晶体管或干扰CPU。以DC24V电磁阀为例，可在阀线圈两端反向并联1N4007，阴极接24V+、阳极接Y端子侧。若负载电流超过输出点额定值（FX5U晶体管输出约0.5A/点），应通过中间继电器或固态继电器扩容，不要直接并联多个输出点来分流。
对于伺服、变频器等需要脉冲或模拟量接口的设备，脉冲输出用Y0/Y1/Y2，方向信号用Y3/Y4，公共端接对应COM；模拟量输入则通过扩展适配器接入，注意屏蔽层单端接地。
四、电源与接地规范
FX5U的CPU模块由AC100～240V供电（或DC24V型号），其内部开关电源为输入回路提供24V。但不要用CPU模块自带的24V输出给外部传感器和执行器供电——该24V容量有限（通常约0.4～0.6A），一旦过载会拉低整个PLC电源，导致CPU复位。正确做法是使用独立的DC24V开关电源，传感器、电磁阀、PLC输入回路分别从该电源取电，并在电源输出端加装熔断器或断路器分路保护。
接地方面，FX5U的接地端子应使用截面积不小于2mm²的导线，采用专用接地（接地电阻小于100Ω），接地线尽量短。若无法专用接地，可共用接地，但绝不能与变频器、大功率电机、电焊机共用同一接地干线，否则高频干扰会通过地线串入PLC。屏蔽电缆的屏蔽层应单端接地，通常接在PLC侧或控制柜的接地排上，另一端悬空，避免形成地环路。
五、I/O分配与接线检查示例
下面给出一份可直接参考的I/O分配与接线检查表，用于小型包装机控制示例（参数为教学示例，实际项目需按设备重新核算）。
| 软元件 | 信号名称 | 类型 | 接线要点 | 检查方法 |
|---|---|---|---|---|
| X0 | 启动按钮 | NPN常开 | S/S接24V+，黑线接X0 | 按下时X0指示灯亮 |
| X1 | 停止按钮 | NPN常闭 | 同上，常闭信号 | 未按时X1为ON |
| X2 | 料位检测 | PNP常开 | 需改S/S接0V，或加继电器转换 | 有料时X2为ON |
| X3 | 急停 | 常闭干接点 | 串入安全回路，接X3 | 拍下急停X3变OFF |
| Y0 | 输送电机 | 接触器线圈 | 线圈并RC吸收，COM接0V | Y0亮时接触器吸合 |
| Y1 | 封口电磁阀 | DC24V阀 | 反并1N4007续流 | Y1亮时阀动作 |
| Y2 | 运行指示灯 | LED | 串限流电阻 | Y2亮时灯亮 |
接线完成后，先不接负载，用万用表测量各输入点在传感器动作时的电压变化：漏型输入ON时应接近0V，OFF时接近24V；源型输入ON时应接近24V，OFF时接近0V。输出侧可在空载下用万用表通断档确认Y与COM的通断关系。确认无误后再接入负载，逐点测试并记录，形成完整的调试记录。
把端子分配、漏型/源型判断、传感器接口和电源接地这四件事一次做对，后续编程和排障会顺畅很多。尤其是S/S公共端的接法，必须在接线前就根据现场传感器类型统一确定，而不是边接边改。