AI(アナログ入力)とは?計装で使われるアナログ信号の入力をわかりやすく解説

計装

AI(アナログ入力)とは?

AI(Analog Input)とは、温度・圧力・湿度・流量などの連続的に変化する測定値を、DDCなどのコントローラへ取り込むためのアナログ入力です。空調・計装設備では、センサーから受け取った電圧や電流の信号を数値に換算し、自動制御や中央監視に利用します。

AIは「測定値を入力する機能」を表します。0-10Vや4-20mAは信号の伝送方式であり、AIそのものとは区別して理解する必要があります。

AIで取り込む情報

AIには、例えば次のような測定信号が入力されます。

  • 温度センサーからの温度測定信号
  • 圧力センサーからの圧力測定信号
  • 差圧センサーからの差圧測定信号
  • 流量センサーからの流量測定信号

センサーの出力方式とDDCの入力方式が一致している必要があります。例えば、センサーが4-20mA出力であれば、DDC側も対応する電流入力を備えていることを確認します。

AIの仕組みと信号の流れ

温度センサーを例にすると、信号は次のように流れます。

温度を検出 → センサーが電気信号に変換 → DDCのAIへ入力 → DDCが温度に換算 → 制御や中央監視に利用

例えば、測定範囲0〜50℃、出力範囲0〜10Vのセンサーであれば、5Vは設定範囲の50%に相当し、25℃として換算されます。この対応関係は説明用の例であり、実際にはセンサーとDDCの設定を確認します。

AIと0-10V・4-20mAの関係

AIは入力の区分であり、信号方式には複数の種類があります。

  • 0-10V:電圧の大きさで測定値を伝える方式
  • 2-10V:2〜10Vの電圧で測定値を伝える方式
  • 4-20mA:電流の大きさで測定値を伝える方式

これらは互換とは限りません。DDCのAIが対応する信号方式と、センサーの出力仕様を確認してください。

AIとDIの違い

AIは温度や圧力などの連続的に変化する値を取り込みます。一方、DI(デジタル入力)は、機器の運転状態や故障接点など、ON・OFFの状態を取り込みます。

項目AIDI
入力する情報温度・圧力などの測定値運転・停止・故障などの状態
信号の例0-10V、4-20mA接点信号など
用途の例室温の測定ポンプの運転状態確認

DIについてはDI(デジタル入力)の記事で解説しています。

AIの値が正しく表示されないときの確認点

  1. センサーの出力方式とDDCの入力方式が一致しているか
  2. センサーの測定範囲とDDCの換算設定が一致しているか
  3. 電源、配線、端子の接続が仕様どおりか
  4. センサー自体の測定値や出力に異常がないか
  5. DDCが受信した値と中央監視の表示値に差がないか

例えば、センサーから正常な信号が出ていても、DDC側の測定範囲が誤っていれば表示値はずれます。実測値・信号・設定の順に確認すると、原因を切り分けやすくなります。作業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はセンサーのこと?

A. AIはコントローラ側のアナログ入力を指します。センサーは物理量を検出する機器であり、役割が異なります。

Q. AIには4-20mAしか接続できない?

A. いいえ。0-10Vなどに対応する入力もあります。対応方式はDDCの仕様によります。

Q. AIとAOの違いは?

A. AIは信号を受け取る入力、AOは信号を出す出力です。詳しくはAO(アナログ出力)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:空調設備などを自動制御するコントローラ
  • センサー:温度や圧力などを検出する機器
  • DI:ON・OFFなどの状態を入力する機能
  • AO:連続的な制御信号を出力する機能
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