AO(アナログ出力)とは?計装で使われる制御信号をわかりやすく解説

計装

AO(アナログ出力)とは?

AO(Analog Output)とは、DDCなどのコントローラから現場機器へ、連続的に変化するアナログ信号を出力する機能です。空調・計装設備では、電動弁の開度、ダンパーの開度、インバータの回転数などを調整するために使用されます。

AOは出力の区分を表し、0-10Vや2-10Vなどは信号の伝送方式を表します。出力方式と接続する機器の入力仕様が一致していることが必要です。

AOで制御する機器

  • 電動弁:冷温水などの流量を調整する
  • ダンパーアクチュエータ:空気の流量を調整する
  • インバータ:ファンやポンプなどの回転数を調整する

ただし、すべての機器がAOによる制御に対応しているわけではありません。機器によってはON・OFF信号や通信によって制御する場合もあります。

AOの仕組み

電動弁を制御する例では、次のような流れになります。

DDCが制御量を計算 → AOから電圧信号を出力 → 電動弁が信号を受信 → 信号に応じて弁開度を調整

例えば、0〜100%の指令を0〜10Vで表す設定なら、5Vは50%の指令に相当します。2〜10Vを使う機器では、6Vが50%に相当する設定例があります。実際の対応関係は機器の仕様によって異なります。

AOと0-10V・2-10Vの関係

AOは、対応する出力方式に応じて電圧信号などを出力します。空調設備では0-10Vや2-10Vが使われる例があります。

  • 0-10V:0〜10Vを使う電圧信号方式
  • 2-10V:2〜10Vを使う電圧信号方式

例えば、DDCのAOが0-10Vに設定されているのに、接続先の機器が2-10Vを前提としていると、指令値と動作が一致しない場合があります。出力範囲、共通線、入力インピーダンスなど、必要な接続条件を確認します。

AOとDOの違い

AOは連続的な値を出力するのに対し、DO(デジタル出力)はON・OFFなどの状態を出力します。

項目 AO DO
出力内容 連続的な制御量 ON・OFF指令
用途例 電動弁の開度調整 ポンプの運転・停止
信号例 0-10V、2-10V 接点出力など

DOについてはDO(デジタル出力)の記事で解説しています。

制御指令と実際の動作は同じとは限らない

AOから50%の指令を出しても、接続機器の実際の開度や回転数が必ず50%になるとは限りません。機器の特性、設定、動作範囲、機械的な状態などによって結果が異なる場合があります。

そのため、AOの出力値だけでなく、機器の動作やフィードバック信号がある場合はその値も確認します。

AOが正しく動作しないときの確認点

  1. 接続先が電圧信号などのAO出力方式に対応しているか
  2. DDCの出力範囲と接続先の入力範囲が一致しているか
  3. 信号線と共通線が正しく接続されているか
  4. DDCから出力されている電圧が指令値と一致しているか
  5. 接続機器の電源、設定、動作状態に問題がないか

例えば、DDCが指令値を変更しているのに弁が動かない場合、AO出力、配線、電動弁の入力仕様や電源を順番に確認します。実際の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. AOは電動弁専用?

A. いいえ。対応するダンパーアクチュエータやインバータなどの制御にも使われます。

Q. AOから4-20mAを出力することもある?

A. 対応する出力回路を備えたコントローラであれば可能です。AOという名称だけで信号方式は決まらないため、仕様を確認してください。

Q. AOとAIの違いは?

A. AOはコントローラから信号を出す機能、AIは信号を受け取る機能です。詳しくはAI(アナログ入力)を参照してください。

関連用語

  • AI・AO・DI・DO:計装で使われる入出力信号の区分
  • DDC:設備を自動制御するコントローラ
  • 電動弁:電気信号などを受けて弁開度を調整する機器
  • インバータ制御:インバータを用いて回転数などを調整する制御
  • DO:ON・OFFなどの制御指令を出力する機能
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