まず、知る必要があるのは状態か値かを決める
ドアが閉まっているかどうかは、2つの状態が分かれば十分です。一方、タンクの水位がどれほど高いかを知るには、連続的に変化する値が必要です。前者には通常ディスクリートI/Oを、後者には通常アナログ信号を使用します。ディスクリートI/O光トランシーバは対応する状態を延長伝送し、アナログ光トランシーバは適合する電流または電圧の測定値を延長伝送します。同じプロジェクトで両方を同時に使用できますが、どちらも端子と光ファイバに接続するという理由だけで相互に置き換えることはできません。
例えば、ドアのマグネット接点の開閉を制御室の警報入力へ送り、液位伝送器の4–20mAをPLCのアナログ入力へ送ります。液位上限警報は別のスイッチ接点でも報告できますが、その接点が示すのはしきい値を超えたかどうかだけであり、液位の全体的な値を伝えることはできません。型式を選ぶ前に、元の信号が何であり、遠端でどの情報が必要なのかを明記してください。これにより、測定が必要なのに誤って警報状態伝送用の機器を購入することを防げます。
DI、DO、AI、AOはそれぞれどこに位置するか？
DIはデジタル入力またはディスクリート入力、DOはそれに対応する出力を意味します。AIはアナログ入力、AOはアナログ出力を意味します。通常、入力は現場信号から情報を取得し、出力は遠隔の受信機器に適合する信号を供給します。1台のマルチサービス機器がこれらのインターフェースを同時に備える場合もありますが、実際の数量、方向、組み合わせは型式ごとに確認する必要があります。インターフェース数をそのまま双方向チャネル数とみなすことはできません。
センサからPLCへの測定経路は、現場側AIから遠隔側AOへ伝送し、そこからPLCのAIへ接続する流れとして表せます。PLCが電流設定値を現場のアクチュエータへ送る場合は方向が逆になり、この戻り経路を同時に提供できるかどうかは別途確認する必要があります。送信端と受信端を表示する際は、具体的なサービスの方向を基準にしてください。機器全体を常に送信器と呼ぶことで、逆方向のチャネルを見落とさないようにします。
ディスクリートI/Oでも電気的形式の確認が必要
リレーの一組の接点など、無電圧接点自体は対応する検出電圧を能動的に供給しません。一方、有電圧接点では通常、インターフェース条件に外部電圧信号が含まれます。機器入力が接点を検出するのか、どの電圧を検出するのか、またコモン端子をどのように接続するのかは、実際の説明書で確認する必要があります。無電圧接点のみを許容する端子に外部電源を接続しないでください。また、一般的な一組のリレー接点が任意の電圧や電流を扱えると考えないでください。
入力検出回路は物理的な状態を対応する論理情報に変換し、受信端はそれをリレー、電子スイッチ、または指定されたレベルとして出力します。DOは必ずしも機械式リレーではなく、入力状態と出力の開閉との対応も試験する必要があります。リレーの応答、接点バウンス、機器の入力フィルタは高速パルスに影響します。一般的な警報チャネルが、そのままあらゆる高速カウントやエンコーダの用途に対応できるわけではありません。
アナログ信号では連続値と変換精度が必要
アナログ入力はまず信号調整を経て、ADCが電流または電圧をデジタルコードに変換します。光リンクで伝送した後、受信端はDACを使って対応するアナログ出力を復元できます。ADCとDACは、それぞれA/D変換器とD/A変換器です。信号はもはや単なるオン／オフではなく、レンジ、分解能、オフセット、ゲイン誤差がすべて最終的な測定に影響します。
4–20mAと0–10Vは、端子の外観だけで相互接続することはできません。電流ループでは電源供給の役割と負荷条件を確認し、電圧信号では入力レンジ、インピーダンス、基準端子を確認する必要があります。連続信号を単純にスイッチとして描くことはできず、光ファイバを通過すればすべての変換誤差がなくなるとも言えません。光ファイバは伝送媒体の条件を改善しますが、その前後にあるアナログインターフェースは、依然として個別の適合確認と検証が必要です。
分かりやすい例でレンジの誤りを明らかにする
液位範囲を0～10メートルとし、伝送器が液位を4–20mAで線形に表すとします。この場合、4mAは0メートル、12mAは5メートル、20mAは10メートルに対応します。遠端で12mAが正しく復元されても、PLCが誤って0–20mAを0～10メートルに対応させる設定になっていれば、表示は6メートルになります。これはスケーリング定義の誤りであり、より長い光ファイバへの交換やADCのビット数の増加では解決できません。
ドアのマグネット接点の例は異なります。開閉を繰り返し、遠隔側の状態と警報ロジックが現場に合っていることを確認するとともに、断線時にどの状態を示すかも確認します。通常、一般的な接点配線だけでは、正常な開路とケーブル断線を自動的に区別できません。回線監視が必要な場合は、対応する回路または支援機構を備えたシステムを選ぶ必要があります。連続値と状態のどちらも受入確認が必要ですが、試験方法をまったく同じにすることはできません。
複数の信号がそれぞれ1本の光ファイバを占有するとは限らない
ハイブリッド機器は、複数の状態と測定コードを対応する伝送構造に組み込み、適合する受信端で復元できます。したがって、1つの光リンクで伝送できる信号数は機器の実装によって異なります。各アナログチャネルが必ず光ファイバを1心占有するとは言えません。光ポート数、物理的な光ファイバ心数、サービスの方向、チャネル数は、それぞれ異なる4つの事項です。
双方向伝送やバックアップが必要な場合は、対応する光モジュールとポートの関係を確認する必要があります。1心双方向と2つのバックアップ経路は同じ概念ではありません。前者は1心の光ファイバで双方向サービスを伝送する方式を示し、後者は障害時の切り替え方法に関わります。型式の裏付けがないまま、見栄えのよいトポロジを描くためだけに、単一チャネル製品へリングネットワーク機能や冗長化機能を根拠なく付け加えないでください。
ハイブリッド光トランシーバとネットワーク収集装置を別々に確認する
飛暢科技のハイブリッド光トランシーバの詳細情報では、アナログ信号、ディスクリートI/O、シリアルポートの選択可能な組み合わせが紹介されており、同一光リンク上のマルチサービス要件の確認に利用できます。このページには異なるディスクリートI/O出力形式が記載されており、調達時には接点出力版か電子出力版かも確認する必要があります。単にDOと1つ記入するだけでは不十分です。チャネルの組み合わせとポートの電源条件は、正確な型式の端子表に基づいて確認してください。
飛暢科技のDI/DO/AI/AO光ファイバ収集装置の資料には、Modbus RTUやTCPなどの収集方式が記載されています。ネットワーク経由のレジスタアクセスが必要な場合は、物理的な光ポートだけでなく、局番、アドレスマッピング、データ型、更新機構も併せて確認する必要があります。対向機器によるアナログ出力の復元と、ネットワーク経由での値の読み取りは、異なる情報提供経路です。プロトコルによる収集が可能だからといって、すべての現場端子に対して同じレンジのAOを提供するとは限りません。
信号の種類ごとに受入確認表を記入する
ディスクリートI/Oでは、入力の電気的条件、開閉状態、遠隔側の出力形式、負荷を記録し、チャネルごとに開閉、電源投入、通信途絶時の状態を試験します。アナログ信号では、入出力レンジ、電源、負荷、PLCのスケーリングを記録し、低点、中点、高点、およびそれらの間の測定点で値を検証します。高速応答が必要な場合は、更新とステップ応答を別途試験します。ハイブリッド機器では、同時に動作させる必要のあるチャネルの組み合わせも試験してください。
設置と試験は端子の説明および現場の保守条件に従い、確認されていないアクチュエータ制御をアナログ出力で直接置き換えてはいけません。ドアのマグネット接点が対応するドア接点変数に、液位が液位変数に接続されるよう、チャネルマッピングを保存してください。必要なディスクリート情報と連続情報を正しく選び、電気的インターフェース、光リンク、遠隔側の読み取りをそれぞれ検証することで、一式の機器を本当に必要な用途に使用できます。
資料に関する注記：原理図は技術内容と照合済みで、一般的な仕組みを説明するためのものです。実際の製品写真や実測記録ではありません。具体的なインターフェース、モード、機能は、選択した型式、バージョン、および現場での検証によって異なります。
検証資料： 飛暢科技のアナログ製品カテゴリ
飛暢科技の複合型光トランシーバーの製品詳細と光ファイバー断時の値保持に関する説明
飛暢科技のDI/DO/AI/AO光ファイバ収集装置の詳細
TI：2線式4–20mAループと電圧余裕
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中国語の技術記事から翻訳。原文の初公開：2023-11-22。原文の最終改訂：2026-10-13T12:13:11+08:00。 中国語の原文を読む
