AI・AO・DI・DOとは？
AI・AO・DI・DOは、DDCなどのコントローラがセンサーや現場機器と信号をやり取りするときに使われる入出力の区分です。空調・計装設備では、測定値を取り込む、機器の状態を確認する、運転指令を出すといった用途に使われます。
4つの区分は、アナログかデジタルか、入力か出力かによって分かれます。
AI・AO・DI・DOの違い
| 略称 | 正式名称 | 役割 | 用途例 |
|---|---|---|---|
| AI | Analog Input | アナログ入力 | 温度・圧力の測定値を取り込む |
| AO | Analog Output | アナログ出力 | 電動弁の開度指令を出す |
| DI | Digital Input | デジタル入力 | ポンプの運転状態を確認する |
| DO | Digital Output | デジタル出力 | ポンプの運転・停止指令を出す |
AIとAOは連続的な値を扱う区分、DIとDOはON・OFFなどの状態を扱う区分です。また、AI・DIは入力、AO・DOは出力にあたります。
アナログ信号とデジタル信号
アナログ信号は、温度や圧力などの連続的に変化する値を表します。計装では0-10V、2-10V、4-20mAなどの方式が使われます。
デジタル信号は、ON・OFFなどの状態を扱います。例えば、ポンプの運転状態を接点で伝える場合や、DDCから運転指令を出す場合に使用されます。
AIの役割と具体例
AIは、センサーなどから測定値を取り込む入力です。例えば、温度センサーの信号をDDCへ入力し、DDCが設定された測定範囲に応じて温度に換算します。
温度センサー → アナログ信号 → DDCのAI → 温度値として処理
AIの入力方式とセンサーの出力方式が一致していること、測定範囲の設定が正しいことが重要です。詳しくはAI（アナログ入力）の記事を参照してください。
AOの役割と具体例
AOは、DDCから現場機器へ連続的な制御指令を出力する機能です。例えば、対応する電動弁へ0-10Vなどの信号を送り、信号値に応じて開度を調整します。
DDCのAO → 電圧信号 → 電動弁 → 開度を調整
指令値と実際の動作は必ずしも一致するとは限らないため、機器の仕様や設定を確認する必要があります。詳しくはAO（アナログ出力）の記事を参照してください。
DIの役割と具体例
DIは、現場機器のON・OFFなどの状態を入力する機能です。例えば、ポンプの補助接点をDDCへ入力することで、運転状態を監視できます。
ポンプの状態 → 接点信号 → DDCのDI → 状態を判定
接点の開閉とON・OFFの対応関係は、回路構成や設定によって異なります。詳しくはDI（デジタル入力）の記事を参照してください。
DOの役割と具体例
DOは、DDCから現場機器へON・OFFなどの制御指令を出す機能です。例えば、ポンプの運転指令を制御回路や電磁接触器へ伝えます。
DDCのDO → 運転指令 → 制御回路 → ポンプが運転
DOから指令を出しただけでは、実際に機器が運転したことを保証できません。運転状態はDIなどで別途確認する構成があります。詳しくはDO（デジタル出力）の記事を参照してください。
4つの信号を組み合わせた制御例
空調設備では、AI・AO・DI・DOを組み合わせて制御や監視を行う場合があります。例えば、ポンプと温度センサーを使う設備では、次のような役割分担が考えられます。
- AIで温度センサーの測定値を取り込む
- DDCが測定値と設定値を比較し、制御量を計算する
- AOで対応する電動弁へ開度指令を出す
- DOでポンプの運転指令を出す
- DIでポンプの運転状態や故障接点を確認する
これは仕組みを説明するための例です。実際の設備では、制御対象、インターロック、保護回路、機器仕様に応じて入出力の構成が決まります。
入出力点数とは？
DDCの仕様を検討する際には、AI・AO・DI・DOがそれぞれ何点必要かを整理します。一般に、1点は1つの信号を扱う入出力の単位です。
例えば、温度センサーが3台、電動弁が2台、ポンプの運転状態を確認する接点が2つ、ポンプの運転指令が2つある構成なら、信号の方式に応じて必要なAI・AO・DI・DOの点数を整理します。
ただし、機器の台数と入出力点数が必ず一致するとは限りません。1台の機器から複数の信号が出る場合や、通信によってデータを取得する場合もあります。
現場で確認するポイント
- 信号が入力なのか出力なのか
- アナログ信号かデジタル信号か
- 0-10Vや4-20mAなど、具体的な信号方式は何か
- DDCの入出力仕様と現場機器の仕様が一致しているか
- 中央監視の表示と、DDCが受信・出力している状態が一致しているか
不具合の切り分けでは、現場機器、配線、DDCの入出力、中央監視の表示を分けて確認すると、原因を絞り込みやすくなります。点検は機器の取扱説明書と現場の安全手順に従ってください。
よくある疑問
Q. AI・AO・DI・DOは機器の名前？
A. 機器名ではなく、コントローラが扱う信号の入出力区分です。
Q. AIとDIはどう違う？
A. AIは温度や圧力などの連続値を入力し、DIはON・OFFなどの状態を入力します。
Q. AOとDOはどう違う？
A. AOは連続的な制御信号を出力し、DOはON・OFFなどの制御指令を出力します。
Q. すべての設備で4種類を使う？
A. いいえ。必要な入出力は設備の構成や制御方式によって異なります。通信でデータを取得する機器もあります。
