コントロールI/O

(control I/O)
「入出力(IO)制御」のこと。FAの現場で制御を行っているPLC(Programmable Logic Controller)や、一般のコンピュータがセンサやアクチュエータなどの外部機器と信号をやり取りし、機器の状態監視や動作制御を行う技術・システムを総称して「コントロールI/O」と呼んでいる。FA(工場の自動化)現場ではスイッチの検知、モータやシリンダの駆動、ランプの点灯などを行う重要な機能。計装の世界ではI/Oは特別な意味で使われるワードで、一言では説明しきれない。なぜ「コントロールI/O」なる特別な表現をするかの説明は難しい。
物理的に離れた場所にある機器との通信信号を、ネットワークを介して1本のケーブルで集約・制御し、配線を大幅に削減する仕組みを「リモートI/O」と呼ぶ。コントロールI/O(ローカル/集中I/O)はPLCと同じ盤内にあり直接配線する方式で、リモートI/Oはネットワークを経由して遠くの機器を制御・監視する分散方式を指していることが多い。リモートI/Oは大量の信号を1本の通信線で集約できるため、遠距離・広範囲な設備で省配線・ノイズ対策に優れている。どちらにせよコントロールI/OとリモートI/Oは似た仲間で、同じような概念である(計装の世界のプロでない筆者は「同じような物だろう」という理解をしている。FA村の住人には怒られそうだが)。
コントロールI/Oである「IO制御(入出力制御)」は、デジタル信号(オン/オフ)の「デジタルI/O」が多いが、温度や圧力などの連続値を扱う「アナログI/O」も現役で稼働している。

試験用交流電源は電気計測器の代表である。2023年発売のエヌエフ回路設計ブロックの交流電源 DP020ASの外部制御機能は2種類あり、「通信インタフェース(GP-IB、RS-232C、LAN、USB)」と「コントロールI/O」である。コンピュータは通信インタフェースを使い、PLCのときはコントロールI/O(または通信インタフェース)を使うと説明されている。コントロールI/Oには出力機能で「電源オンオフ」「リミッタ動作」など約10種類があり、入力機能も「出力オフ」「シーケンス停止」など約10種類ある。基本測定器の代表である交流電源の機能名に「コントロールI/O」なる名称があることに筆者は新鮮な驚きがあった。コントロールI/Oとは「入出力制御のこと」と説明されているが、PLCなどの工業計器が交流電源を外部制御するときの、(一般的な通信インタフェースとは別の)特別なインタフェースを、ここでは「コントロールI/O」と呼んでいる。つまりこの場合、計装(FA)用の特別な通信規格が「コントロールI/O」である。試験用交流電源が計装機器から制御されることを大前提にしているので、このような機能があるといえる。計装の素人には、「FA用インタフェース」や「PLC用外部制御入出力」と命名していただけるとわかりやすいが、計装を知っている技術者には「コントロールI/O」で通じるのだと思われる。このコントロールI/Oの実態は何か、計装の世界に広く導入されているRS-422やRS-485なのか? PLCに使われるプロトコルであるModbusなのか、などなど素人の筆者には興味が尽きない。コントロールI/Oを調べると「利用シーンによって各種の規格が使われる」そうである。

計装の世界ではコントロールI/OやリモートI/Oは基本用語だが、計測器村(汎用計測器と通信計測器を包含する電気計測器一般)では既知の基本用語ではない(30年以上も計測器村にいる筆者は知らない用語である)。コントロール(制御)やI/O(入出力)は誰でも理解できる平明なワードだが、それを組み合わせた「コントロールI/O」は計装の世界では基礎概念で、特別な意味を持つワードと思われる。交流電源の機能名にさらっと使われているが、その奥深い意味を正確に理解するのは(用語が平明であるだけに)難儀だと筆者は思う。

オートメーションの総合技術展であるIIFES(アイアイフェス)2025で、代表的な計装メーカである(株)エムジーは新製品のPLC8を展示した。同社はPLCを「コントローラ」と呼称しているが、PLC8の写真を掲載した大きな展示パネルには「コントローラ・リモートI/O」と書いてある。つまりPLC8はコントローラ(PLC)でもありリモートI/Oでもあるということを、この展示パネルは明確にPRしている。読者諸氏はご理解されただろうか? 一体何のときにPLCはリモートI/Oになるのだろうか? この製品(PLC)はリモートI/Oの機能がある、ということをいいたいのだろうか? 「計装村」の住人だけにしか計装の機器は理解できない。閉ざされた世界を部外者が理解するのは容易ではない。

(株)エムジーの展示パネル。