4-20mA出力とは何ですか?
1.) はじめに
4 ～ 20mA (ミリアンペア) は、産業用プロセス制御およびオートメーション システムでアナログ信号を送信するために一般的に使用される電流の一種です。これは自己給電型の低電圧電流ループであり、信号を大幅に劣化させることなく、長距離にわたって、電気的にノイズの多い環境を通じて信号を送信できます。
4 ～ 20mA の範囲は 16 ミリアンペアの範囲を表し、4 ミリアンペアは信号の最小値またはゼロ値を表し、20 ミリアンペアは信号の最大値またはフルスケール値を表します。送信されるアナログ信号の実際の値は、この範囲内の位置としてエンコードされ、現在のレベルは信号の値に比例します。
4 ～ 20mA 出力は、温度プローブや圧力トランスデューサーなどのセンサーや他のフィールド デバイスからのアナログ信号を送信し、システムを制御および監視するためによく使用されます。また、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC) からバルブ アクチュエーターなど、制御システム内のさまざまなコンポーネント間で信号を送信するためにも使用されます。
産業オートメーションでは、4 ～ 20mA 出力は、センサーやその他のデバイスからの情報を送信するために一般的に使用される信号です。電流ループとも呼ばれる 4 ～ 20mA 出力は、ノイズの多い環境でも長距離にわたってデータを送信するための堅牢で信頼性の高い方法です。このブログ投稿では、4 ～ 20mA 出力の仕組みや、産業オートメーション システムで使用する際の利点と欠点など、4 ～ 20mA 出力の基本について説明します。
4 ～ 20mA 出力は、4 ～ 20 ミリアンペア (mA) の定電流を使用して送信されるアナログ信号です。圧力、温度、流量などの物理量の測定に関する情報を送信するためによく使用されます。たとえば、温度センサーは、測定した温度に比例した 4 ～ 20mA の信号を送信することがあります。
4 ～ 20mA 出力を使用する主な利点の 1 つは、それが産業オートメーションの世界標準であることです。これは、センサー、コントローラー、アクチュエーターなどの幅広いデバイスが 4 ～ 20mA 信号と互換性があるように設計されていることを意味します。4 ～ 20mA 出力をサポートしている限り、新しいデバイスを既存のシステムに簡単に統合できます。
2.）4-20mA出力はどのように機能しますか?
4 ～ 20mA の出力は、トランスミッターとレシーバーで構成される電流ループを使用して送信されます。送信機（通常は物理量を測定するセンサーまたはその他のデバイス）は、4 ～ 20mA 信号を生成して受信機に送信します。受信機は、通常、信号の処理を担当するコントローラーまたはその他のデバイスであり、4 ～ 20mA 信号を受信し、そこに含まれる情報を解釈します。
4 ～ 20mA の信号を正確に送信するには、ループを流れる定電流を維持することが重要です。これは、回路を流れる電流量を制限するトランスミッタ内の電流制限抵抗を使用することによって実現されます。電流制限抵抗の抵抗は、4 ～ 20mA の望ましい範囲がループを流れるように選択されます。
電流ループを使用する主な利点の 1 つは、信号劣化を受けることなく 4 ～ 20mA 信号を長距離伝送できることです。これは、信号が電圧ではなく電流として送信されるため、干渉やノイズの影響を受けにくいためです。さらに、電流ループはツイストペアまたは同軸ケーブルを介して 4 ～ 20mA 信号を送信できるため、信号劣化のリスクが軽減されます。
3.） 4-20mA出力を使用するメリット
産業オートメーション システムで 4 ～ 20mA 出力を使用すると、いくつかの利点があります。主な利点には次のようなものがあります。
長距離信号伝送:4 ～ 20mA の出力により、信号劣化を受けることなく長距離にわたって信号を送信できます。大規模な産業プラントや海洋石油掘削装置など、送信機と受信機が遠く離れている用途での使用に最適です。
A: 高いノイズ耐性:電流ループはノイズや干渉に対する耐性が高いため、ノイズの多い環境での使用に最適です。これは、モーターやその他の機器からの電気ノイズが信号伝送に問題を引き起こす可能性がある産業環境では特に重要です。
B: 幅広いデバイスとの互換性:4 ～ 20mA 出力は産業オートメーションの世界標準であるため、多くのデバイスと互換性があります。4 ～ 20mA 出力をサポートしている限り、新しいデバイスを既存のシステムに簡単に統合できます。
4.) 4-20mA出力を使用する場合の欠点
4 ～ 20mA 出力には多くの利点がありますが、産業オートメーション システムでの使用にはいくつかの欠点もあります。これらには次のものが含まれます。
A: 解像度が限られています:4 ～ 20mA 出力は、連続した値の範囲を使用して送信されるアナログ信号です。ただし、信号の分解能は 4 ～ 20mA の範囲に制限され、わずか 16mA です。これは、高度な精度や感度を必要とするアプリケーションには不十分な場合があります。
B: 電源への依存:4 ～ 20mA の信号を正確に送信するには、ループを流れる定電流を維持することが重要です。これには電源が必要ですが、追加のコストがかかり、システムが複雑になる可能性があります。さらに、電源が故障または中断される可能性があり、4 ～ 20mA 信号の伝送に影響を与える可能性があります。
5。結論
4 ～ 20mA 出力は、産業オートメーション システムで広く使用されているタイプの信号です。4 ～ 20mA の定電流を使用して送信され、送信機と受信機で構成される電流ループを使用して受信されます。4 ～ 20mA 出力には、長距離信号伝送、高いノイズ耐性、幅広いデバイスとの互換性など、いくつかの利点があります。ただし、解像度の制限や電源への依存など、いくつかの欠点もあります。全体として、4 ～ 20mA 出力は、産業オートメーション システムでデータを送信するための信頼性が高く堅牢な方法です。
4-20ma、0-10v、0-5v、I2C出力の違いは何ですか?
4 ～ 20mA、0 ～ 10V、および 0 ～ 5V はすべて、産業オートメーションやその他のアプリケーションで一般的に使用されるアナログ信号です。これらは、圧力、温度、流量などの物理量の測定に関する情報を送信するために使用されます。
これらのタイプの信号の主な違いは、送信できる値の範囲です。4 ～ 20mA 信号は 4 ～ 20 ミリアンペアの定電流を使用して送信され、0 ～ 10V 信号は 0 ～ 10 ボルトの範囲の電圧を使用して送信され、0 ～ 5V 信号は 0 ～ 5 ボルトの範囲の電圧を使用して送信されます。
I2C (Inter-Integrated Circuit) は、デバイス間でデータを送信するために使用されるデジタル通信プロトコルです。これは、多くのデバイスが相互に通信する必要がある組み込みシステムやその他のアプリケーションで一般的に使用されます。情報を連続した範囲の値として送信するアナログ信号とは異なり、I2C は一連のデジタル パルスを使用してデータを送信します。
これらのタイプの信号にはそれぞれ独自の長所と短所があり、最適な選択はアプリケーションの特定の要件によって異なります。たとえば、長距離信号伝送と高いノイズ耐性には 4 ～ 20mA 信号が好まれることがよくありますが、0 ～ 10V および 0 ～ 5V 信号はより高い分解能とより優れた精度を提供する場合があります。I2C は一般に、少数のデバイス間の短距離通信に使用されます。
1. 値の範囲:4 ～ 20mA 信号は 4 ～ 20 ミリアンペアの範囲の電流を伝送し、0 ～ 10V 信号は 0 ～ 10 ボルトの範囲の電圧を伝送し、0 ～ 5V 信号は 0 ～ 5 ボルトの範囲の電圧を伝送します。I2C はデジタル通信プロトコルであり、連続値を送信しません。
2.信号伝送:4 ～ 20mA および 0 ～ 10V の信号は、それぞれ電流ループまたは電圧を使用して送信されます。0～5Vの信号も電圧を使って伝送されます。I2C は、一連のデジタル パルスを使用して送信されます。
3.互換性:4 ～ 20mA、0 ～ 10V、および 0 ～ 5V 信号は、産業オートメーションやその他のアプリケーションで広く使用されているため、通常、多くのデバイスと互換性があります。I2C は主に、多くのデバイスが相互に通信する必要がある組み込みシステムやその他のアプリケーションで使用されます。
4. 解決策:4 ～ 20mA 信号は、送信できる値の範囲が限られているため (わずか 16mA)、分解能が限られています。0 ～ 10 V および 0 ～ 5 V 信号は、アプリケーションの特定の要件に応じて、より高い分解能とより優れた精度を提供する場合があります。I2C はデジタル プロトコルであり、アナログ信号のような解像度はありません。
5. ノイズ耐性:信号伝送に電流ループを使用するため、4 ～ 20mA 信号はノイズや干渉に対する耐性が高くなります。特定の実装によっては、0 ～ 10 V および 0 ～ 5 V 信号はノイズの影響を受けやすい場合があります。I2C は信号伝送にデジタル パルスを使用するため、一般にノイズに強いです。
どれが最もよく使われますか?
温度と湿度のトランスミッターに最適な出力オプションはどれですか?
どの出力オプションが温度および湿度トランスミッタに最もよく使用されるかを言うのは、システムの特定のアプリケーションと要件によって異なるため、言うのは困難です。ただし、4 ～ 20mA および 0 ～ 10V は、産業オートメーションやその他のアプリケーションで温度と湿度の測定値を送信するために広く使用されています。
4 ～ 20mA は、その堅牢性と長距離伝送能力により、温度および湿度トランスミッタとしてよく選ばれています。ノイズや干渉にも強いので、騒がしい環境での使用にも適しています。
0 ～ 10V は、温度および湿度トランスミッターに広く使用されているもう 1 つのオプションです。4 ～ 20mA よりも高い分解能と精度を提供します。これは、高精度が必要なアプリケーションで重要になる可能性があります。
最終的に、温度および湿度トランスミッターに最適な出力オプションは、アプリケーションの特定の要件によって異なります。送信機と受信機間の距離、必要な精度と分解能のレベル、および動作環境 (ノイズや干渉の存在など) が要因となります。
4-20mA出力の主な用途は何ですか?
4 ～ 20mA 出力は、その堅牢性と長距離伝送能力により、産業オートメーションやその他のアプリケーションで広く使用されています。4 ～ 20mA 出力の一般的な用途には次のようなものがあります。
1. プロセス制御:4 ～ 20mA は、温度、圧力、流量などのプロセス変数をプロセス制御システムのセンサーからコントローラーに送信するためによく使用されます。
2. 産業用計装:4 ～ 20mA は、流量計やレベルセンサーなどの工業用機器からコントローラーやディスプレイに測定データを送信するために一般的に使用されます。
3. ビルディングオートメーション:4 ～ 20mA は、温度、湿度、その他の環境条件に関する情報をセンサーからコントローラーに送信するためにビルディング オートメーション システムで使用されます。
4. 発電:4 ～ 20mA は、発電所でセンサーや機器からの測定データをコントローラーやディスプレイに送信するために使用されます。
5. 石油とガス:4 ～ 20mA は、石油およびガス業界で、海洋プラットフォームやパイプラインのセンサーや機器からの測定データを送信するために一般的に使用されます。
6. 水と廃水の処理:4 ～ 20mA は、上下水処理プラントでセンサーや機器からの測定データをコントローラーやディスプレイに送信するために使用されます。
7. 飲食物:食品および飲料業界では、センサーや機器からコントローラーやディスプレイに測定データを送信するために 4 ～ 20mA が使用されます。
8.自動車:自動車産業では、センサーや計測器からコントローラーやディスプレイに測定データを送信するために 4 ～ 20mA が使用されます。
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投稿時刻: 2023 年 1 月 4 日
