アナログスケーリング計算ツール【4-20mA⇔デジタル値⇔工学値】｜PLCのスケーリングを一発換算
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このページは アナログスケーリングを一発で換算できる無料の計算ツール です。会員登録もログインも不要で、4-20mAの電流信号・アナログ入力ユニットが返すデジタル値・現場で使う工学値（℃・MPa・%など） を相互に換算できます。入力レンジ・デジタルレンジ・工学値レンジはすべて自分で入れられるので、手元の伝送器とユニットの設定どおりの数字で確かめられます。ラダーを書く前の当たり付け、表示器の値がおかしいときの検算に、スマホからも使えるよう作っています。
📐 アナログスケーリング計算ツール
※ この計算結果はあくまで参考値です。デジタル値の下限・上限（分解能）は機種とレンジ設定で変わるため、既定値を入れていません。使うユニットのマニュアルの値を入れてください。
アナログスケーリングとは：ユニットが返すのは「ただの数値」
温度センサや圧力の伝送器は、測った量を 4-20mA のような電気信号でPLCに送ります。アナログ入力ユニットはその電流をA/D変換して ただの整数値（デジタル値） にするところまでしかやりません。モニタに「8000」と出ていても、それが何℃なのか何MPaなのかはユニットは関知していません。
この「ただの数値」を、現場で意味の通る単位——℃・MPa・%——に直す計算が スケーリング です。中身は比例計算（線形補間）1本で、下限と上限の対応が分かっていれば途中の値は比で求まります。
E = E_lo +（I − I_lo）×（E_hi − E_lo）÷（I_hi − I_lo）
E が工学値、I が入力信号の値、添字の lo・hi がそれぞれの下限・上限です。4-20mA が 4mA から始まる理由（断線と測定値ゼロを区別できるライブゼロ）は アナログ信号の種類まとめ｜4-20mA・0-10V・熱電対・測温抵抗体の使い分け で解説しています。
3つのタブの使い分け
- 電流→工学値：E = E_lo +（I − I_lo）×（E_hi − E_lo）÷（I_hi − I_lo）。テスタで測った電流から、いま何℃・何MPaを指しているかを出す
- 工学値→電流：I = I_lo +（E − E_lo）×（I_hi − I_lo）÷（E_hi − E_lo）。「50℃のときは何mA流れているはずか」を逆算して、シミュレータや校正の目標値にする
- デジタル値⇔工学値：デジタルレンジと工学値レンジを入れて相互に換算する。ラダーで組む計算と同じ答えが出るので、回路の検算に使える
レンジの下限と上限に同じ値を入れると割る数がゼロになるため、「レンジが不正」 と表示して計算を止めます。また、入力値がレンジの外側にあるときは計算結果とあわせて 「レンジ外」 と表示します（式をそのまま延長した値なので、信号側の異常を疑う材料として見てください）。
計算例2つ
例1：4-20mA を 0〜100℃ に割り当てた温度伝送器が 12mA を出している
E = 0 +（12 − 4）×（100 − 0）÷（20 − 4）= 8 × 100 ÷ 16 = 50℃
12mA は 4-20mA のちょうど中央なので、工学値も 0〜100℃ の中央である50℃になります。対応関係を並べるとこうなります。
| 入力電流 | 工学値 |
|---|---|
| 4mA（下限） | 0℃ |
| 12mA（中央） | 50℃ |
| 20mA（上限） | 100℃ |
例2：デジタル値 0〜16000 を 0〜10MPa に割り当てたユニットが 8000 を返している
E = 0 +（8000 − 0）×（10 − 0）÷（16000 − 0）= 8000 × 10 ÷ 16000 = 5MPa
どちらも下限が0なので、式は「工学値 ＝ デジタル値 × 工学スパン ÷ デジタルスパン」まで簡単になります。ここで使った 0〜16000 はあくまで例 です。デジタル値がいくつからいくつまでになるかは機種とレンジ設定で異なるので、自分のユニットのマニュアルの値をツールに入れてください。下限が0でないレンジ（−50〜150℃など）でも、式の最後に工学下限を足す形は変わりません。
こんな場面で使える（活用シーン）
- アナログ入力ユニットの設定確認：レンジ設定を変えたあと、下限・中央・上限の3点で工学値が狙いどおりになるかを机上で確かめる
- 表示器（HMI）の表示値の検算：画面に出ている値と、デジタル値から手計算した値が一致するかを突き合わせる。ずれていればスケーリング回路か表示器の小数点設定を疑う
- 伝送器のレンジ変更・機器入れ替えのとき：工学値レンジだけ書き換えて、同じデジタル値が何に化けるかを先に出しておく
- ラダーで組んだスケーリング回路の答え合わせ：GX Works3での具体的な回路の組み方（乗算を先・除算を後にする理由、10倍値で小数を持つ方法、断線時に読む値の考え方）は 【GX Works3】アナログ入力のスケーリング回路｜4-20mAを工学値に変換する実例 で解説しています
よくある質問（FAQ）
Q1：デジタルレンジ（分解能）に初期値が入っていないのはなぜですか？
A：デジタル値の下限・上限はアナログ入力ユニットの機種とレンジ設定で決まる値で、こちらで決め打ちすると表示が全部ずれる原因になります。使うユニットのマニュアルで自分の設定の値を確認して、その数字を入れてください。
Q2：0-10Vや1-5Vの電圧入力でも使えますか？
A：使えます。入力レンジの下限・上限を 0と10、または1と5に書き換えれば、電流のときと同じ線形補間で工学値が求まります。式は変わらず、読み替えるのは単位だけです。
Q3：「レンジ外」と表示されました。計算結果は使えませんか？
A：レンジ外は入力値が下限〜上限の外側だという注意表示で、計算そのものは式をそのまま延長して出しています。4-20mAで4mAを大きく下回る値は断線や機器異常のサインなので、工学値として読むより先に信号側を疑ってください。
Q4：実機の表示値とこのツールの結果が合わないときは？
A：入力レンジ・デジタルレンジ・工学値レンジの3つが実機の設定と同じかを、まず確認してください。それでも最後の桁が合わない場合は、PLC側が整数演算で小数を切り捨てている影響が考えられます。