DI/DO, AI/AO, PI/PO क्या है: जापानी I/O लिस्ट कैसे पढ़ें
जापानी इक्विपमेंट सप्लायर आपको अपनी signal list भेजता है। जापानी में इसे shingo risuto कहते हैं, और इसे I/O list भी कहा जाता है। हर लाइन पर DI, DO, AI, AO, PI या PO लिखा होता है, और spec वाले कॉलम में "a接点", "b接点", "無電圧接点、保持" जैसे नोट होते हैं।
आपका काम हर लाइन को अपने PLC या DCS के card से जोड़ना है। यहाँ सबसे पहले यही उलझन आती है कि सप्लायर का DI आपका DO हो सकता है।
छोटा जवाब: DI/DO, AI/AO और PI/PO बताते हैं कि सिग्नल किस तरह का है और किस तरफ़ जा रहा है। पहला अक्षर सिग्नल की किस्म है: D मतलब digital (ON/OFF), A मतलब analog (जैसे 4–20 mA), और P मतलब pulse। दूसरा अक्षर दिशा है: I मतलब input और O मतलब output, और यह उस पैनल की तरफ़ से लिखा जाता है जिसने लिस्ट बनाई है।
नीचे हर जोड़ी को समझाया गया है, साथ में जापानी लिस्ट में मिलने वाले शब्द और वायरिंग शुरू होने से पहले हर लाइन पर मिलाने वाली बातें।
एक ही सिग्नल भेजने वाले की तरफ़ से Output होता है और लेने वाले की तरफ़ से Input।
उदाहरण: फ़्लोमीटर का 4–20 mA आउटपुट फ़्लोमीटर की तरफ़ से AO है और DCS की तरफ़ से AI। उसका totalizer pulse फ़्लोमीटर पर PO है और DCS पर PI। पैनल डिज़ाइनर आम तौर पर सिग्नल को अपने पैनल की तरफ़ से लिखते हैं, इसलिए हर लिस्ट में देखें कि वह किस तरफ़ से लिखी गई है।
विषय-सूची
- DI/DO, AI/AO और PI/PO: हर सिग्नल क्या ले जाता है
- DI/DO: ON/OFF सिग्नल
- AI/AO: Analog सिग्नल और 4–20 mA
- PI/PO: Total और Positioning के लिए Pulse सिग्नल
- जापानी signal list (I/O list) कैसे पढ़ें
- भारत में ध्यान रखने की बातें
- Checklist: हर लाइन पर क्या मिलाना है
- जापानी सप्लायर से पूछने वाले सवाल
- इस गाइड की सीमाएँ
- FAQ
- Sources
DI/DO, AI/AO और PI/PO: हर सिग्नल क्या ले जाता है
तीनों जोड़ियों में फ़र्क़ इस बात का है कि सिग्नल क्या ले जाता है: ON/OFF की हालत, लगातार बदलती वैल्यू, या गिनती। जैसे DI सिग्नल एक digital सिग्नल है जो लिस्ट लिखने वाले पैनल के अंदर आ रहा है।
नीचे की figure में तीनों को साथ रखकर दिखाया गया है।
ON/OFF, लगातार बदलती वैल्यू, या गिनी हुई मात्रा: पूरा फ़र्क़ बस इतना है।
O: solenoid valve खोलना/बंद करना, पंप start/stop
O: control valve की opening, VFD का speed reference
O: total दूसरे डिवाइस को देना, stepper motor को command
हार्डवेयर के नाम Mitsubishi Electric की MELSEC iQ-R सीरीज़ के हैं। जापानी दस्तावेज़ों में module को "unit" (yunitto) कहते हैं। दूसरी कंपनियाँ "module" या "card" कहती हैं।
अब तुलना को दो बातों तक सीमित करके देखें: कौन-सा सिग्नल कब इस्तेमाल होता है, और दोनों तरफ़ क्या मिलाना पड़ता है।
| DI/DO | AI/AO | PI/PO | |
|---|---|---|---|
| क्या ले जाता है | ON/OFF (दो हालतें) | उस पल की लगातार बदलती वैल्यू | pulse की गिनती (जोड़ी हुई मात्रा) |
| किसके लिए ठीक | Status, fault, run command | रीडिंग की निगरानी, valve opening का command | Totalized flow और energy, positioning |
| कमज़ोरी | वैल्यू कितनी बड़ी है, यह नहीं बताता | जोड़ने (totalize) के लिए ठीक नहीं | pulse weight दोनों तरफ़ अलग हो तो total गलत हो जाता है |
| आम फ़ॉर्म | Dry contact, 24 V DC | 4–20 mA, 1–5 V | Contact pulse, voltage pulse |
| क्या मिलाना है | वोल्टेज है या नहीं, a/b contact, maintained या pulse | Range, लूप को पावर कौन देता है | Pulse weight, pulse width, maximum frequency |
ये सिग्नल DCS में आएँगे या लोकल कंट्रोल पैनल में, यह प्लांट के साइज़ पर निर्भर करता है।
DI/DO: ON/OFF सिग्नल
DI मतलब digital input और DO मतलब digital output। ये ON/OFF सिग्नल ले जाते हैं, ज़्यादातर operating command, status और fault सिग्नल। ज़्यादातर 24 V DC इंस्ट्रूमेंट पावर पर चलते हैं, हालाँकि कुछ प्लांट 100 V DC या 100 V AC के सिग्नल भी इस्तेमाल करते हैं।
वोल्टेज कौन-सी तरफ़ देगी, यह डिज़ाइन का फ़ैसला है और प्रोजेक्ट के हिसाब से बदलता है। जापान में बनी मशीन पर 100 V के सिग्नल मिल सकते हैं, जबकि आपके प्लांट में आम तौर पर 24 V DC और 230 V AC होते हैं, इसलिए वोल्टेज पहले ही मिला लें।
आम DI/DO सिग्नल ये हैं:
- Sensor input (proximity sensor, photoelectric sensor, limit switch)
- Pushbutton की हालत (ON/OFF)
- दरवाज़े और cover का खुला/बंद होना (safety interlock)
- मशीन का running/stopped status
- Solenoid valve खोलने/बंद करने के command
- मशीन को start/stop सिग्नल
ऑटोमैटिक valve को खोलने/बंद करने का command और उसके limit switch का feedback, DO/DI की आम जोड़ी है। दोनों साथ कैसे काम करते हैं, इसके लिए valve के jutai (travel timeout) alarm वाली गाइड देखें।
DI लेना: Dry Contact और Wet Contact
जब DI किसी दूसरी मशीन से आता है, तो एक आम तरीक़ा dry contact है, जिसे जापानी में mudenatsu setten (無電圧接点, "बिना वोल्टेज वाला contact") कहते हैं। Contact में खुद कोई वोल्टेज नहीं होती। लेने वाले पैनल की पावर दूसरी तरफ़ के contact से होकर input terminal पर लौटती है, इसलिए contact बंद होते ही input ON हो जाता है।
अगर दूसरी तरफ़ wet contact (वोल्टेज वाला contact) भेजती है, जिसे yudenatsu setten (有電圧接点) कहते हैं, तो वोल्टेज की किस्म और लेवल अपने input module से मिलाएँ।
24 V DC input के ON/OFF लेवल PLC के स्टैंडर्ड IEC 61131-2 से आते हैं, जिसमें तीन input type हैं। Type 1 मैकेनिकल contact के लिए है और 15 V या ज़्यादा पर ON, 5 V या कम पर OFF होता है। Type 2 और 3 2-wire sensor के लिए भी ठीक हैं और 11 V या ज़्यादा पर ON होते हैं।
DO भेजना: Relay, Transistor या Triac आउटपुट
आउटपुट की तरफ़ लोड के हिसाब से आउटपुट का तरीका चुनें। Mitsubishi Electric के PLC में तीन तरीक़े हैं:
- Relay आउटपुट: contact से चालू/बंद करता है और DC व AC दोनों लोड के साथ चलता है (24 V DC या 240 V AC, 2 A प्रति पॉइंट)
- Transistor आउटपुट: सिर्फ़ DC लोड के लिए। इसमें मैकेनिकल contact नहीं होता, इसलिए तेज़ ON/OFF के लिए ठीक है (12/24 V DC)
- Triac आउटपुट: सिर्फ़ AC लोड के लिए (100–240 V AC)
Transistor आउटपुट में करंट किस तरफ़ बहता है, इसके हिसाब से sink और source type होते हैं, और इन्हें दूसरी तरफ़ के input circuit से मिलाना पड़ता है। हर आउटपुट की वोल्टेज, करंट और response time को लेने वाली मशीन और module, दोनों की datasheet से मिलाएँ।
ऐसे ON/OFF सिग्नल जोड़कर मशीन चलाने को sequence control कहते हैं।
AI/AO: Analog सिग्नल और 4–20 mA
AI मतलब analog input और AO मतलब analog output। ये 4–20 mA जैसे analog सिग्नल ले जाते हैं, ज़्यादातर temperature, pressure, flow जैसे sensor की रीडिंग, और control valve जैसे actuator को command। Analog सिग्नल उस पल की वैल्यू बताता है, लेकिन समय के साथ मात्रा जोड़ने (totalize) के लिए ठीक नहीं है।
आम AI/AO सिग्नल ये हैं:
- Temperature sensor के सिग्नल
- Pressure transmitter के आउटपुट
- फ़्लोमीटर के analog आउटपुट (4–20 mA वगैरह)
- Level sensor के सिग्नल
- pH और conductivity meter के आउटपुट
- Motor के करंट और वोल्टेज की निगरानी
- VFD (inverter) को speed reference
- Proportional control valve को opening command
- Analog indicator को आउटपुट
प्लांट इंस्ट्रूमेंटेशन में 4–20 mA आम सिग्नल है। मापने की range का सबसे निचला सिरा 4 mA को दिया जाता है, सबसे ऊपरी सिरा 20 mA को, और बीच की हर वैल्यू सीधी रेखा में बँटती है।
16 mA का फ़ासला 0–100% को कवर करता है। 0% 4 mA पर है, इसलिए 0 mA की रीडिंग अलग से fault दिख जाती है।
Range का प्रतिशत = (करंट − 4) ÷ 16 × 100%। जैसे 0–5 m के level transmitter पर 12 mA का मतलब 50%, यानी 2.5 m। किस करंट से नीचे सिग्नल को fault माना जाए, यह लेने वाले डिवाइस में सेट होता है या इंस्ट्रूमेंट की spec में तय होता है।
करंट इसलिए इस्तेमाल होता है कि लंबे केबल पर भी उसकी वैल्यू टिकी रहती है। 0% को 4 mA पर रखने से, तार टूटकर करंट शून्य हो जाए तो वह सही शून्य रीडिंग की जगह fault के रूप में दिख जाता है।
लेने वाली तरफ़ करंट को एक resistor से गुज़ारकर वोल्टेज नापी जाती है। जैसे Mitsubishi Electric के R60AD4 analog input module में current input के लिए 250 Ω input resistance है, इसलिए 4–20 mA ठीक 1–5 V बन जाता है।
AI पर 4–20 mA लेना है या 1–5 V, यह मशीन की spec पर निर्भर है। वायरिंग तय करने से पहले इसकी पुष्टि कर लें।
PI/PO: Total और Positioning के लिए Pulse सिग्नल
PI मतलब pulse input और PO मतलब pulse output। ये pulse सिग्नल ले जाते हैं, ज़्यादातर totalized flow और totalized energy की निगरानी के लिए।
भेजने और लेने वाली तरफ़ मिलकर एक pulse weight तय करती हैं, यानी हर pulse कितनी मात्रा दर्शाता है। लेने वाली तरफ़ हर pulse आने पर उतनी मात्रा जोड़ती जाती है। अगर फ़्लोमीटर 1 pulse = 0.1 m³ पर सेट है और एक घंटे में 1,200 pulse भेजता है, तो उस घंटे का flow 120 m³ है। इसीलिए दोनों तरफ़ pulse weight अलग हो तो total उसी अनुपात में गलत हो जाता है।
आम PI/PO सिग्नल ये हैं:
- फ़्लोमीटर का pulse आउटपुट (pulse की गिनती = flow)
- Encoder का pulse input (position और speed की पहचान)
- Energy meter के pulse (totalized kWh)
- Conveyor लाइन पर प्रोडक्ट की गिनती (photoelectric sensor के साथ)
- Stepper motor को step pulse
- बाहरी counter या दूसरे PLC को pulse सिग्नल
PO के दो इस्तेमाल हैं: total को दूसरे डिवाइस तक पहुँचाना, या motor को बताना कि कितना घूमना है। दूसरा काम PLC का positioning module करता है।
लेने वाली तरफ़ यह भी देखें कि input pulse की रफ़्तार के साथ चल पाएगा या नहीं। जैसे Mitsubishi Electric का high-speed counter module DC input पर 200 kpulse/s (यानी एक सेकंड में 2,00,000 pulse) तक गिन सकता है।
जापानी signal list (I/O list) कैसे पढ़ें
जब दो मशीनें आपस में जुड़ती हैं, तो कोई एक signal list बनाता है जिसमें उनके बीच का हर सिग्नल एक लाइन में लिखा होता है। पैनल डिज़ाइन, वायरिंग और PLC प्रोग्रामिंग, सब इसी लिस्ट पर चलते हैं। नीचे कुछ लाइनें दिखाई गई हैं, जो कंट्रोल पैनल की तरफ़ से लिखी हैं।
किस्म और दिशा के अलावा, एक कॉलम और जोड़ें जिसमें हर सिग्नल पर मिलाई जाने वाली spec लिखी हो।
Tag और spec काल्पनिक हैं, सिर्फ़ समझाने के लिए। a-contact आराम की हालत में खुला रहता है और ON होने पर बंद होता है; b-contact इसका उल्टा है।
दिशा सबसे आसानी से गलत होने वाली चीज़ है। लिस्ट के सबसे ऊपर लिखें कि वह किस पैनल की तरफ़ से लिखी है, और अपनी लिस्ट को दूसरी कंपनी की लिस्ट से मिलाते समय सबसे पहले यही बात पक्की करें।
लिस्ट में मिलने वाले जापानी शब्द
जापानी लिस्ट में अक्सर नीचे के शब्द आते हैं, कभी सिर्फ़ kanji में और कभी kanji व English मिलाकर। जो शब्द katakana में लिखे जाते हैं, उन्हें यहाँ सिर्फ़ रोमन अक्षरों में दिया गया है।
इनमें से हर शब्द बदल देता है कि लाइन की वायरिंग या सेटिंग कैसे होगी।
अंग्रेज़ी स्रोत इन्हें Form A (NO) और Form B (NC) भी कहते हैं। अगर सप्लायर की लिस्ट में अपनी legend है, तो मतलब उसी से पक्का करें।
Signal list के tag आम तौर पर P&ID (piping and instrumentation diagram) के instrument number से मिलते हैं। जापानी ड्रॉइंग पढ़ने में नए हों तो जापानी engineering drawing पढ़ने की गाइड भी देखें।
भारत में ध्यान रखने की बातें
PLC के स्टैंडर्ड IEC 61131-2 को BIS ने भारतीय स्टैंडर्ड के रूप में अपनाया है: IS 14254 (Part 2), जो IEC 61131-2 (2003 संस्करण) के समान है। जापानी सप्लायर की datasheet किसी नए IEC संस्करण का हवाला दे सकती है, इसलिए संस्करण और input type (Type 1/2/3) सप्लायर से पूछ लें।
4–20 mA के लिए IEC 60381-1 है। इसका कोई BIS समकक्ष हम पक्का नहीं कर पाए, इसलिए इस पर "IS के बराबर" न लिखें, सप्लायर से पूछें।
सिग्नल की वायरिंग और terminal का काम पावर बंद करके, lockout/tagout (LOTO) के साथ, अधिकृत इलेक्ट्रीशियन ही करे। Factories Act 1948 और 2020 के OSH Code (Occupational Safety, Health and Working Conditions Code) की शर्तें राज्य और समय के हिसाब से अलग लागू हो सकती हैं। अपने plant के safety officer से पूछ लें।
Checklist: हर लाइन पर क्या मिलाना है
किस्म और दिशा मिल जाने पर भी spec में फ़र्क़ हो तो मशीन नहीं चलेगी। हर लाइन को दूसरी मशीन की datasheet और अपने I/O module की datasheet से मिलाएँ।
- Viewpoint: लिस्ट किस पैनल की तरफ़ से लिखी है, आपकी लिस्ट में भी और उनकी लिस्ट में भी
- DI/DO: dry या wet contact, वोल्टेज और करंट, a-contact या b-contact, maintained या pulse
- AI/AO: range (4 mA और 20 mA किस वैल्यू के बराबर हैं), लूप को पावर कौन देता है
- PI/PO: pulse weight, pulse width, maximum frequency
- Tag: P&ID के instrument number से मेल खाते हों
जापानी सप्लायर से पूछने वाले सवाल
अगर सप्लायर की लिस्ट में इनमें से कुछ साफ़ नहीं है, तो पैनल बनने से पहले पूछ लें। नीचे के सवाल English में हैं, ताकि आप इन्हें सीधे ईमेल में पेस्ट कर सकें।
- Is your signal list written from your panel's side or from ours? Please state this at the top of the list.
- For each DI/DO, is the contact dry or wet? If wet, what voltage and current?
- For each contact, is it an a-contact (NO) or b-contact (NC), and is it maintained or pulse? If pulse, what is the pulse width?
- For each AI/AO, what engineering values do 4 mA and 20 mA correspond to? Is the loop 2-wire, and which side supplies the loop power?
- For each PI/PO, what is the pulse weight, minimum pulse width, and maximum frequency?
- Do the tags match the instrument numbers on the P&ID?
इस गाइड की सीमाएँ
- Module के नाम, रेटिंग और स्पीड Mitsubishi Electric की MELSEC iQ-R सीरीज़ के उदाहरण हैं। दूसरी PLC कंपनियों के नाम और वैल्यू अलग होते हैं, इसलिए जो module आप इस्तेमाल कर रहे हैं उसकी datasheet देखें।
- वोल्टेज कौन-सी तरफ़ देती है और 100 V के सिग्नल इस्तेमाल होते हैं या नहीं, यह प्रोजेक्ट और डिज़ाइनर की आदत पर निर्भर है।
- 4–20 mA सिग्नल का fault threshold लेने वाले डिवाइस में सेट होता है या इंस्ट्रूमेंट तय करता है, इस गाइड में नहीं।
- नमूना signal list काल्पनिक है।
FAQ
DI सिग्नल क्या होता है?
DI सिग्नल एक ON/OFF सिग्नल है जो कंट्रोल पैनल या PLC बाहर से लेता है। यह switch की हालत, या मशीन चल रही है या fault में है, यह दो हालतों में बताता है: contact बंद या contact खुला।
PIO और DIO क्या PI/PO जैसे ही हैं?
नहीं। DIO का मतलब digital I/O है और यह आम तौर पर PC में लगने वाले digital input/output board को कहते हैं। PIO भी board के मॉडल नाम में आता है, जैसे Contec की PIO सीरीज़, और वही कंपनी सिर्फ़ input वाले "PI" और सिर्फ़ output वाले "PO" मॉडल भी बेचती है। ये board ON/OFF सिग्नल संभालते हैं, इसलिए इंस्ट्रूमेंटेशन के pulse वाले PI/PO से इनका मतलब अलग है।
क्या DI से analog वैल्यू पढ़ी जा सकती है?
सीधे नहीं। DI को सिर्फ़ ON या OFF पता चलता है। अगर बस इतना चाहिए कि level सेट वैल्यू से ऊपर जाए तो alert मिले, तो इंस्ट्रूमेंट या alarm unit के contact आउटपुट (DO) को DI में दे सकते हैं। अगर वैल्यू खुद चाहिए, तो AI इस्तेमाल करें।
DI module और DI unit में क्या फ़र्क़ है?
नाम के अलावा कोई फ़र्क़ नहीं। Mitsubishi Electric के जापानी दस्तावेज़ इसे "input unit" कहते हैं, जबकि दूसरी कंपनियाँ और जापान के बाहर के सप्लायर "DI module" या "input card" कह सकते हैं।
Sources
- I/O module के प्रकार और रेटिंग: Mitsubishi Electric, MELSEC iQ-R Series I/O modules (Japanese)
- Module की श्रेणियाँ: Mitsubishi Electric, MELSEC iQ-R Series module list (Japanese)
- High-speed counter की स्पीड (200 kpulse/s, DC input): Mitsubishi Electric, MELSEC iQ-R high-speed counter modules
- R60AD4 की input range और 250 Ω input resistance: Mitsubishi Electric Automation, "iQ-R Series Selection Guide: Analog Input Modules" (2019)
- 24 V DC input के IEC 61131-2 ON/OFF लेवल: Beckhoff Application Note DK9222-0909-0008
- IEC 61131-2 के समान भारतीय स्टैंडर्ड: IS 14254 (Part 2): 2006, Programmable Controllers, Equipment Requirements and Tests (BIS)
- Process control के DC analog सिग्नल: IEC 60381-1:1982, Analogue signals for process control systems, Part 1: Direct current signals
- 4–20 mA क्यों इस्तेमाल होता है: Lessons In Industrial Instrumentation, "4 to 20 mA analog current signals"
- a-contact / b-contact (NC, break contact): Hokuyo Automatic, glossary
- Contec के PIO और PI digital I/O board: PIO-16/16L(LPCI)H और PI-64L(PCI)H (NTT-X Store product pages, Japanese)
मूल जापानी लेखयह गाइड जापान के पाठकों के लिए लिखे गए MONOSCOPE के एक लेख पर आधारित है: DI/DO・AI/AO・PI/POとは？信号の種類と方向の違い・使い分けと信号リストの注意点
संपादक के बारे में
MONOSCOPE संपादकीय टीमFOUNDER & EDITORप्लांट उपकरण निर्माता और प्लांट इंजीनियरिंग कंपनी में लगभग दस साल तक उपकरणों के प्रस्ताव, डिज़ाइन और कमीशनिंग का काम करने के बाद डिजिटल मार्केटिंग में आए। आज B2B निर्माताओं को वेब कंसल्टिंग देते हैं, ताकि वे अपने उत्पाद और तकनीक आसानी से समझा सकें। जापान के राष्ट्रीय लाइसेंस Energy Manager और तृतीय श्रेणी चीफ़ इलेक्ट्रिकल इंजीनियर धारक।
2017 से एक इंजीनियरिंग ब्लॉग (500 से ज़्यादा लेख) और लगभग 20,000 सब्सक्राइबर वाला जापानी YouTube चैनल चलाते हैं। हर गाइड जापानी शॉप फ़्लोर के नज़रिए से लिखा जाता है और उद्धृत मानकों से मिलाकर जाँचा जाता है।
