アナログ専用線(テレメーター)をIP回線に置き換える ― Moxa ioLogik E1212の実践

アナログ専用線サービスが2029年3月で終了

NTTのアナログ専用線サービスが2029年3月31日で終了します。新規受付は既に停止されており、アナログ回線を用いたテレメーター(2地点接点伝送)を使っている設備は、期日までに別の通信手段へ移行する必要があります。

今回の案件

井戸ポンプの発停接点の更新依頼。既存は2回線で運用されていました。

• 受水槽側 → アナログ専用線① → 井戸ポンプ盤(発停信号)
• 井戸ポンプ盤 → アナログ専用線② → 受水槽側(故障信号)

アナログ専用線は1接点につき1回線必要なため、信号の数だけ回線契約と月額費用が発生していました。

何で置き換えるか

アナログ専用線の代替候補:

• IP回線+IPコンバーター ― IWAN(NTTの閉域IP網)または一般インターネット+VPN、どちらでもIP化装置を介して接点伝送 ← 今回採用
• 無線テレコン(429MHz特定小電力など、両端に無線機を置いて接点を電波で伝送する方式) ― 月額ゼロだが距離・障害物に弱い

IWANとインターネットのどちらを選んでも、回線の両端に接点をIP信号に変換する装置(IPコンバーター)が必要になります。

IPコンバーターの選定

IP化装置の候補としては、PLC(シーケンサ)+Ethernetユニットを使う方法もあります。三菱の MELSEC iQ-F や iQ-R、キーエンスの KV シリーズなどに Ethernet ユニットや内蔵LANポートを追加して、ソケット通信で接点情報をやり取りする構成です。

PLC案のメリットは、シーケンス制御を組み込めること(タイマー、インターロック、複雑な条件分岐など)。ただし今回のような「接点をそのまま相手側に伝えるだけ」の用途には、以下の理由で機能過多でした。

• コストが高い ― 本体+電源+Ethernetユニット+ラダーソフトで一気に数万〜十数万円規模
• ラダー作成・保守が必要 ― プログラマブルである分、引き継ぎ・改修に専用ソフトと知識が要る
• 2拠点で同じ機種を2セット必要 ― 構成が大掛かりになる

そこで採用したのが、Moxa社の ioLogik E1200シリーズ(今回は E1212 モデル)です。これは「イーサネットリモートI/O」と呼ばれるジャンルの製品で、接点入出力をEthernet経由でやり取りすることに特化した小型のIP変換装置です。PLCのようにプログラムは組めませんが、その分シンプルで、まさに今回のような接点をIP回線越しに伝えるだけの用途に向いています。

ioLogik E1212 の主な特徴(公式仕様より):

• DI 8点 + 設定可能DIO 8点 ― 8点は入力(DI)固定、残り8点はジャンパでDI/DOを切替可能(今回のように入出力混在の用途に柔軟に対応)
• ピアツーピア(P2P)通信 ― 2台間で入力値を相手側の出力に直接転送できる機能を標準搭載。配線と設定の手間を大幅削減
• Webブラウザで設定 ― 専用ソフト不要、ブラウザだけで設定が完結
• 産業用設計 ― 12〜36V DC電源、DINレール/壁面取付、動作温度-10〜60℃(広温度モデル-Tは-40〜75℃)

今回は「アナログ専用線の素直な代替」が目的なので、シーケンス制御は元のポンプ盤側で持たせたまま、接点伝送だけをIP化する役割分担にしました。そのため、機能を絞った専用機の ioLogik E1212 が最適と判断しています。

回線種別は発注者側で検討中のため、本記事ではIPコンバーター部分の実装に絞って記録します。

運転確認信号を追加した理由

なお、IP化することで1回線に多接点をまとめられるため、今回は既存の2接点(発停・故障)に加えて、「ポンプ運転確認」信号も追加で伝送する構成にしました(追加の回線契約は不要)。

「運転確認」を追加したのには明確な理由があります。これまでの構成では、受水槽側からポンプに「発停」信号を出すだけで、ポンプが実際に運転しているかどうかは確認できませんでした。受水槽側では「発信号を出した=ポンプが動いている前提」で滅菌器を起動していたため、もしポンプが故障や停電で動いていなかった場合、水が来ていないのに滅菌器だけ動いて薬剤濃度が異常に高くなるというトラブルが過去に発生していました。

アナログ専用線の時代は、信号1点増やすたびに回線契約が1本増えるためコスト的に難しかったのですが、IP化すれば1回線で何点でも乗せられるので、この機会に「運転確認」を追加して実運転状態を見てから滅菌器を動かすロジックに改めることにしました。

機器構成(ポンプ側)

ポンプ側の盤内構成の概略はこちら。

以下、それぞれの選定理由を説明します。

電源:AC100V

主電源はAC100Vを使っています。これは現地のONU(光回線終端装置)と電源を共用するためです。IP化するということは現地に必ずONUまたはルーターが必要になるので、ioLogik側も同じAC100V系統に乗せてしまえば、電源工事が一回で済みます。AC100V → DC24V変換は後段のパワーサプライで行います。

SPD(避雷器):OTOWA LT-2TS

屋外に近い盤、しかも井戸ポンプ系は雷サージのリスクが高い現場です。電源側に避雷器として OTOWAのLT-2TS を入れています。

DCパワーサプライ:オムロン S8VK-G01524

AC100VをDC24Vに変換するのが オムロンの S8VK-G01524。出力DC24V/0.65A(15.6W)。ioLogik E1212の消費電力(155mA@24V ≒ 約4W)と、補助リレーの駆動電流を合算しても十分な容量です。

補助リレー:OMRON MY4N(DC24V) ×3

ioLogikと既設のポンプ盤・受水槽盤の間に MY4N(24Vコイル)を介在させて、信号を変換しています。

• ioLogikのDI/DOは DC24V系
• 既設盤側の接点(図面の CRX・KX など)はそれとは別系統

なので、リレーを噛ませて電圧系統を分け、必要な接点を作って既設盤側へ渡しています。配線の詳細は次の節で説明します。

IPコンバーター:Moxa ioLogik E1212

主役の ioLogik E1212 はDINレールに取付。EthernetポートはONUまたはVPNルーターへ接続する想定です(回線種別が確定していないため、本記事執筆時点では仮配線)。電源はDC24V、I/O端子は補助リレー側へ接続しています。

配線(構成概略)

案件特定を避けるため、ここでは2拠点を「受水槽側」「深井戸側」として、構成概略を示します。

受水槽側 構成概略

[AC100V] ─ ブレーカ ─ アレスター ─┬─ パワーサプライ ─[DC24V]─┐
                                  │                         │
                                  └─[AC100V]→既設盤・他機器  │
                                                            │
  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┘
  │
  │  ┌─────────────────────────────────┐
  ├─→│  Moxa ioLogik E1212(受水槽側)  │←─ Ethernet → ONU/VPN
  │  └─────────────────────────────────┘
  │      │       │       │      │     |
  │     ▼DI0    ▼DI1    ▼DIO0  ▼DIO1  ▼DIO7
  │   フロート  既設盤  既設盤  既設盤   警報盤
  │  (発・停  (故障  (深井戸  (滅菌器    (通信断)
  │   信号源)  受信)  発停指令) 発停指令)
  │
  └─ MY4N(補助リレー)経由で電圧系統を分離

深井戸側 構成概略

[AC100V] ─ ブレーカ ─ アレスター ─ パワーサプライ ─[DC24V]
                                                      │
                                                      ▼
  ┌─────────────────────────────────┐
  │  Moxa ioLogik E1212(深井戸側)  │←─ Ethernet → ONU/VPN
  └─────────────────────────────────┘
      │       │              │
      ▼DI     ▼DI            ▼DO
   ポンプ   ポンプ         ポンプ発停
   故障接点 運転確認接点   指令出力
  (ﾎﾟﾝﾌﾟ盤  (ﾎﾟﾝﾌﾟ盤        (ﾎﾟﾝﾌﾟ盤
   より)    より)          へ)

信号の流れ(2拠点間 P2P)

このように、双方向で計3点の接点信号を、1本のIP回線でまとめて伝送しています。アナログ専用線時代は信号1点ごとに回線が必要だったので、3信号 = 3回線が、IP化で1回線に集約できる構図です。

ioLogik E1212 の設定

IPアドレスの設定

2台がIPで通信し合うので、それぞれに別のIPアドレスを振ります。

PCと同じネットワークに1台ずつ接続し、ブラウザから設定画面にアクセスして、別々のIPアドレスを設定します。今回は:

• 受水槽側:192.168.0.51
• 深井戸側:192.168.0.52

に仮で設定しました。

初回アクセスについて:
ioLogik E1212の工場出荷時IPは 192.168.127.254 です。PCを同じセグメントに合わせる(PCのIPを一時的に 192.168.127.x に変更する)か、Moxa純正の ioSearch ユーティリティを使うと簡単です。ioSearchならネットワーク内のioLogikを自動検出してくれるので、PCのIPを変えずにIPアドレスを変更できます。

一度IPを設定してしまえば、それ以降は通常のブラウザアクセスで設定できます。

Peer-to-Peer(P2P)設定

ここが今回の構成の心臓部です。P2P設定では、自機のDI(入力)が変化したとき、相手機のDO(出力)に自動転送するマッピングを定義します。

左メニューから I/O Settings → Peer to Peer Settings → Rule 1-10 を開きます。

受水槽側(192.168.0.51)の設定画面:

深井戸側(192.168.0.52)の設定画面:

設定方針:全ポート双方向ミラーリング

今回は、特定の信号だけマッピングするのではなく、両機の入出力を丸ごとミラーリングする方針にしました。

P2P設定には2種類のDirection(転送方向)があります。

• DI → DO (Peer to) ― 自機のDIを相手のDOへ送信
• DO ← DI (Peer From) ― 相手のDIを自機のDOに反映(受信)

理屈上は、両機で「Peer to(送信)」だけ設定すれば通信は成立するはずですが、確実性を優先して、送信(Peer to)と受信(Peer From)の両方を明示的に設定しました。1台あたり16ルール(送信8 + 受信8)、両機で合計32ルールという構成です。設定画面上は「Rule 1-10」に送信8ルール、「Rule 11-20」に受信8ルールを配置しています。

具体的なマッピングは以下のとおり。

• 192.168.0.51 の DI-00〜DI-07 → 192.168.0.52 の DO-00〜DO-07(送信ルール)
• 192.168.0.52 の DI-00〜DI-07 → 192.168.0.51 の DO-00〜DO-07(送信ルール)
• 上記を各機で「Peer From」としても明示設定(受信ルール)

こうすることで、「8組の接点を双方向で伝送する遠隔接続BOX」として汎用的に使える状態になります。後から「もう1点信号を追加したい」となっても、ioLogikの設定はノータッチで、空いている端子に配線するだけで済むのが大きなメリットです。

アナログ専用線時代の「線を引いたら以後は配線するだけ」という感覚に近い使い方ができるよう、ソフト的にミラーリングを済ませてしまう設計です。

主な設定項目

画面下部の Local Listen Port は、相手機から送られてくる信号を待ち受けるポート番号です。両機とも 9020 にしておけば、お互いに送受信できます。

Heart beat Interval time は、相手機との接続確認の間隔です。今回は1秒に設定しています。

設定のポイント

• 送信(Peer to)と受信(Peer From)の両方を設定することで、双方向の動作を確実にできます
• On Change を有効化しておくと、Interval Timeを待たずに状態変化時に即送信されるので、応答性が大幅に向上します(接点の即時連動が必要な今回のような用途では必須)
• 全8点ミラーリングにしておけば、後から信号が増えてもハードウェアの配線だけで対応可能

DO Safe Mode の設定(通信断対策)

P2P通信は便利ですが、LANケーブルが抜けたりONUがダウンすると、相手側からの信号は来なくなります。何も対策していないと、「実際は通信が切れているのに、出力が前回の状態のまま固まっている」という危険な状態になります。

ioLogik E1212には、これに対応する DO Safe Mode という機能があります。

左メニューから I/O Settings → Peer to Peer Settings → DO Safe Mode Settings を開きます。

各DOチャンネルごとに、通信断時にどの状態にするか(ON固定 / OFF固定)を設定できます。

今回は、空いている DO-07 を「通信断検知用」に割り当てました。通信が切れたら DO-07 を ON にするよう設定し、その接点を警報盤や上位監視装置に取り込むことで、回線異常を検知できるようにしています。

画面の Connect Status には現在の通信状態(ON LINE / OFF LINE)が、Safe Status には現在Safe Modeが発動しているかどうかが表示されます。

Safe Modeの考え方

通信断時に「ON にするか OFF にするか」は、用途次第です。

• ポンプ発停指令系:通信断時にポンプが暴走しないよう、OFF に倒すのが安全
• 異常警報系:通信断そのものを「異常」として知らせたいので、ON にするのが基本

今回のように、通信断検知用に1点割り当ててONさせる構成は、アナログ専用線の頃の「回線断=即異常通知」を再現する作りになります。

動作確認とハマりどころ

テスト方法

盤を組み上げた状態で、以下の手順で動作確認しました。

• 2台のioLogikをスイッチングハブ経由で接続
• 一方のDI端子をジャンパー線で短絡させて入力ON
• 相手側のDO端子をテスターで導通確認

結果:入力ONから相手側出力ONまで一瞬。「On Change」を有効にしているので、Interval Timeを待たず即座に伝送されます。アナログ専用線の代替として、応答性は十分です。

ハマりどころ:Sink / Source の違い

導通テストでは問題なく動いていたのに、リレーを動かすために電圧をかけたら反応しないという現象に遭遇しました。

原因は、ioLogik E1212のDOが「Sink」タイプだったこと。

配線するときの感覚的には、DO端子から「+24V」が出てきて、それで外部のリレーを駆動する…というイメージ(=Source)を持つことが多いと思います。ですが、ioLogikのDOはSink、その逆です。

つまり、外部リレーを駆動する場合、COM(COM1)に「+24V」を、DO端子からは「-(0V)」が出る配線になります。これが分からないと、テスターで導通(電圧なしの抵抗測定)はOKでも、実電圧をかけると動かない、という現象になります。

公式仕様にも「I/O Type: ioLogik E1211/E1212/E1242 models: Sink」と明記されています。配線前に必ず確認してください。

補足:Sourceタイプが必要なら E1213 という選択肢

同じE1200シリーズの中でも、ioLogik E1213 は DO が Source タイプ(端子から+24Vが出る、日本のシーケンサ感覚と同じ)です。さらに 1接点あたり500mA と E1212(200mA/ch)の倍以上の電流容量があるため、外部リレーを直接駆動したい場合や、Sink/Source の違いで悩みたくない場合は E1213 を選ぶのも手です。

ただしE1213は DI 12点固定 + 設定可能DIO 4点 + DO 4点固定と、入出力の振り分けが固定的なので、用途に応じて選定してください。

まとめ

アナログ専用線 → IP化で何が変わったか

IP回線の選択肢について

IP化する際の回線は、大きく2つの選択肢があります。

• NTT IWAN(閉域IP網) ― 通信品質・信頼性は高いが、月額費用はそれなりにかかる
• 一般インターネット+VPNルーター(固定IP) ― 月額は安価。VPNで暗号化すればセキュリティ的にも問題なく、コストパフォーマンスが高い

どちらを選ぶかは、設備の重要度・予算・既存のネットワーク環境次第です。

結果として、「アナログ専用線で困っていたことは、ほぼすべてIP化で解決」できました。むしろ、信号点数を自由に増やせる・通信断を検知できるなど、アナログ時代より高機能な構成になっています。

ioLogik E1212 を選んでよかった点

• PLCのようなプログラミング不要で、ブラウザだけで設定が完結する
• 全8点ミラーリング設定にしておけば、後から信号が増えても配線だけで対応可能 ― まさにアナログ専用線時代の感覚で扱える
• Safe Modeで通信断を検知できる(警報盤に取り込めば即故障扱いにできる)
• Webブラウザで設定状態と現在のI/O状態が一目で見えるので、保守時のトラブルシュートも楽

一方で、Sink/Source の違いだけは、日本のシーケンサに慣れている人ほど引っかかりやすいので、最初に確認しておく価値があります。

2029年問題、早めの動き出しを

改めて、NTTアナログ専用線サービスは2029年3月31日で終了です。新規受付はすでに停止しており、既存利用者は期限までに代替手段への移行が必要です。

河川水門・井戸ポンプ・集水井など、アナログ専用線を使ったテレメーター・接点伝送設備をお持ちの方は、早めに代替方式の検討と工事計画を立てることをおすすめします。期限が近づくほど、工事業者の手配や機器の調達が混み合います。

参考リンク

• Moxa ioLogik E1200 シリーズ 製品ページ
• ioLogik E1200 シリーズ データシート(日本語 PDF)
• NTT東日本「専用線サービスの新規販売停止とサービス終了について」
• NTT西日本「アナログ専用サービス」案内ページ