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中央監視制御の入出力条件とは?接点・アナログ・パルス信号の使い分けを整理

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接点信号、パルス信号、アナログ信号って、何が違うの?

どの信号をどの用途に使うのか、並べられると迷う…。

この記事の要点

入出力条件とは、中央監視制御の伝送端末装置と現場機器をつなぐときに、どの種類の信号でやりとりするかの決め方のことです。

信号は知りたいものの形で決まります。2値なら接点、いまの大きさならアナログ、積み上げた量ならパルスです。

誤りは計測と計量を入れ替えて作られます。1字違いで、当てる信号が逆になります。

伝送端末装置と現場機器の入出力条件は、1級に3年度分あります。並ぶ用途は発停制御・監視・計測・計量の4つで固定されています。

まず、どの信号がどの用途に向くのかを押さえます。

中央監視制御の入出力には、大きく2つの流れがあります。

  • 監視の入力:現場の状態や計測値を中央へ上げます。運転・停止や故障の有無、電流や電力量がここに入ります。
  • 制御の出力:中央から現場へ指令を下ろします。起動・停止の指令や設定値の変更です。

信号を運ぶ線そのものの扱いは中央監視制御設備の信号線で、静電誘導と電磁誘導で対策が分かれます。

信号は「何を知りたいか」で選ぶ

中央監視制御では、現場の機器と伝送端末装置を信号でつなぎます。信号の種類は、知りたいものの形で決まります。

知りたいものの形で、信号が決まる 2値 接点信号 入か切か 発停制御・監視 連続量 アナログ信号 いまの大きさ 電圧・電流の計測 積み上げ パルス信号 数えて積算する 電力量の計量
使い分けをイメージでつかむための模式図です。波形の形や周期は実物どおりではありません。正しいのは、3つの信号が知りたいものの形で分かれるという点だけです。

接点は開いているか閉じているかの2つの状態しかありません。だから入れるか切るか、動いているか止まっているかを扱うのに向きます。

用途 知りたいもの 出題で置かれた信号
発停制御 入れるか、切るか 接点信号(瞬時接点信号)
状態・故障(警報)の監視 動いているか、止まっているか 接点信号(無電圧連続接点信号)
電圧・電流の計測 いまの大きさ DC4〜20mAのアナログ信号
電力量の計量 積み上げた量 無電圧パルス信号

接点信号は、さらに2つに分かれます。発停制御は入・切の命令を一度だけ送ればよいので瞬時接点信号、監視は動いている間ずっと状態を伝え続けるので無電圧連続接点信号です。令和6年度はこの細かい呼び方で出ましたが、平成26年度と平成29年度はどちらも「接点信号」とだけ書かれていました。

選択肢1と選択肢2は3年度とも接点信号で、いずれも正しい側でした。呼び方が細かくなっても扱いは変わっていません。答えは必ず選択肢3か選択肢4にあります。

電流や電圧を測る側では、計器用変成器が一次側の大きな値を二次側に落とします。中央監視が受け取るのは、その二次側の値を変換した信号です。

誤りは計測と計量を入れ替えて作る

後半の2肢は、計測計量です。名前が1字違いで、当てる信号も逆になります。

計測は、いまその瞬間に何アンペア流れているかを見る仕事です。値は上がったり下がったりし続けるので、大きさをそのまま電流に置き換えて送ります。これがDC4〜20mAのアナログ信号です。計量は、1か月でどれだけ使ったかを積み上げる仕事です。一定量ごとに1発の信号を出して、受け取った側がその数を数えます。これが無電圧パルス信号です。現場側で計測を担うのが指示計器、計量を担うのが電力量計です。動作の違いは指示電気計器で扱っています。

年度・級・問 答えになった肢 位置
平成26年度 1級 No.39 電力量の計量を行うための現場機器の出力条件を、DC4〜20mAのアナログ信号とした 選択肢4
平成29年度 1級 No.39 (同じ内容。「現場機器の出力条件」が「入出力条件」に変わる) 選択肢4
令和6年度 1級 No.35 電流の計測を行うための入出力条件を、無電圧パルス信号とした 選択肢3

正しい形は、どちらも別の年度に実在します。令和6年度の選択肢4は「電力量の計量を行うための入出力条件を、無電圧パルス信号とした」で正しい側。平成26年度の選択肢3は「電圧の計測を行うための現場機器の出力条件を、DC4〜20mAのアナログ信号とした」、平成29年度の選択肢3は「電流の計測を行うための入出力条件を、DC4〜20mAのアナログ信号とした」で、どちらも正しい側です。

2つの用途で、正しい信号と誤りの信号がちょうど入れ替わっています。

例えば、肢に「電力量の計量を行うための入出力条件を、DC4〜20mAのアナログ信号とした」とあれば、そこで切れます。計量は積み上げる仕事なので、一定量ごとに1発を出すパルス信号でなければ数えられません。

言い換えると、「いまの値を知りたいならアナログ、積み上げを知りたいならパルス」ということです。信号の名前を覚えるより、知りたいものが「瞬間」か「合計」かで決まります。

信号を送る線の引き方も、出題の周りに出てきます。

  • 弱電の信号線は、動力の配線と離して引く(屋内配線で設備ごとに使うケーブルが決まる)
  • 金属管に収めるか、シールド付きのケーブルを使って誘導を防ぐ
  • 接点の入力は、無電圧のものを使って外部電源の回り込みを避ける

同じ信号が2つ並んだら、そこを疑う

令和6年度は、選択肢3と選択肢4がどちらも無電圧パルス信号でした。正しいのは計量の側だけです。計測に付いたほうが答えになります。

平成26年度と平成29年度は逆で、選択肢3と選択肢4がどちらもDC4〜20mAのアナログ信号でした。この場合は計量の側が答えです。

作り方はいつも同じです。正しい肢をそのまま1つ置いて、その信号をもう一方の用途にもコピーする。だから同じ語が2度出てきます。4つの肢を上から順に読むより、選択肢3と選択肢4の末尾だけを見比べるほうが早く見つかります。

同じ信号が2つ続いていたら、片方が誤りです。どちらかを決めるのは「計測か計量か」の一点だけになります。中央監視制御そのものの働きは中央監視制御装置、電流や電圧を取り出す側は計器用変成器で扱っています。

どこを確認すれば読み分けられるか

入出力条件は3年度とも1級の出題です。並ぶ用途も、肢の順も、3年度で変わりません。この系統の肢は、次の順に見ます。

  • 選択肢1と選択肢2を飛ばす:発停制御と監視の接点信号は3年度とも正しい側です
  • 選択肢3と選択肢4の信号を見比べる:同じ信号が2つ並んでいたら、どちらかが答えです
  • 計量にアナログ信号が付いたら答え:正しくはパルス信号です
  • 計測にパルス信号が付いたら答え:正しくはアナログ信号です
  • 呼び方の細かさは気にしない:瞬時や無電圧が付いても扱いは同じでした

まちがえやすいポイント

覚えるのは2行だけで足ります。

計測はアナログ、計量はパルス。これを入れ替えたのが3年度分の答えです。発停制御と監視の接点信号は3年度とも正しい側なので、選択肢1と選択肢2は読み飛ばせます。

混同しやすい語

計測と計量:計測はそのときの大きさ、計量は積み上げた量です。1字違いで信号が逆になります。

接点信号とパルス信号:どちらも入・切の形ですが、接点は状態をそのまま伝え、パルスは数を伝えます。

瞬時接点信号と無電圧連続接点信号:発停制御は瞬時、監視は連続です。令和6年度だけこの細かい呼び方で出ました。

DC4〜20mA:アナログ信号の大きさを表す範囲です。この数字が出てきたらアナログ信号の肢です。

理解度チェック

Q.

なぜ計量にはパルス信号、計測にはアナログ信号なのか?

パルスは1発ずつ数えられるので、積み上げる量に向きます。アナログ信号は大小を電流の大きさで表すので、そのときの値に向きます。計量は積算、計測はいまの大きさです。

Q.

電力量の計量にはどの信号が置かれたか?

無電圧パルス信号です。令和6年度の正しい肢にあります。

Q.

電圧や電流の計測にはどの信号が置かれたか?

DC4〜20mAのアナログ信号です。平成26年度と平成29年度の正しい肢にあります。

Q.

発停制御と監視にはどの信号が置かれたか?

接点信号です。3年度とも正しい肢に置かれました。

Q.

令和6年度で答えになった肢はどれか?

電流の計測に無電圧パルス信号を当てた選択肢3です。

まとめ

  • 計測はアナログ信号、計量はパルス信号。この2つを入れ替えたのが3年度分の答え。
  • 電力量の計量にアナログ信号とした肢が2年度とも選択肢4で答え。言い回しが変わっても中身は同じ。
  • 令和6年度は電流の計測にパルス信号を当てた選択肢3が答え。
  • 発停制御と監視の接点信号は3年度とも正しい側で、選択肢1と選択肢2は読み飛ばせる。

参考資料

  • 一般財団法人 建設業振興基金 試験研修本部「電気工事施工管理技術検定 問題・正答肢」(公式サイト)平成26年度1級・平成29年度1級・令和6年度1級
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