計装ループの端子極性

自動制御と計装 自動制御と計装

計装とは、自動制御を行う目的で、計測装置や計測制御装置を装備することをいいます。つまり、監視や制御の為に検出器や調節器などを取り付け、測定や計測をする技術のことです。このページでは制御と計装ループの方式について、基本的な回路でやさしく解説しています。

並列受信方式

電圧信号DC1~5Vの場合には機器を並列に接続します。この接続方式を並列受信方式と言います。並列受信方式

この回路の欠点として、ノイズの影響を受けやすいことと、長距離の伝送で電圧降下の影響を受けやすいといったデメリットがあります。

直列受信方式

電流信号DC4~20mAの場合には、機器をを直列に接続します。この接続方式を直列受信方式と言います。

直列受信方式

直列受信方式には、端子に+-の極性があります。信号源から電流が流れる向きを考えてやる解りやすいです。

変換器には出力負荷抵抗というものがあります。指示計器、警報設定器、記録計なども抵抗を持っており、一種の負荷として働きます。ループ内は許容範囲の抵抗内でないと誤差や故障の原因になります。尚、業界標準は750Ω以下となっています。

この回路の特徴としては、

  • ノイズの影響を受けにくい
  • 伝送線抵抗の影響が無い
  • 1-5V入力機器への信号変換が簡単
  • 2線方式センサーが可能(4mAを電源として供給できる機器がある)

といったメリットがあります。

直列・並列受信方式

図のように250Ωのシャント抵抗を挿入すれば、直列回路からと並列回路に変換できます。実際の現場では、シャント抵抗を使わず、アイソレータを使うことが多いです。

直列・並列受信方式

直列・並列受信方式のように実際の工業計装ループでは使われています。コントローラや機器についての多くは、DC1-5V入力として使用します。信号を受信する機器が収納されている盤内で、DC4-20mAの信号をDC1-5Vに変換しています。

この変換は250Ωのシャント抵抗を挿入すれば、簡単に変換できるのですが、信号を変換する大きなメリットとして調整や点検時にDC1-5Vの信号は取り扱いが簡単なためです。

DC4-20mA信号のままなら、信号を計測するときに端子から配線を外し、電流計を直列に入れなければなりません。DC1-5Vの信号なら、信号線を端子から外す必要がありません。そのままの状態で入力端子の両端を電圧計で計測するだけで済みます。

信号を分岐する場合についてDC4-20mAは250Ω抵抗1本で受け、DC1-5Vの入力機器に並列接続が可能です。ただし回路全体の抵抗値は750Ωまでです。

以上のような理由で直列・並列受信方式は多く採用されています。

計装ループの方式について、理解していただけたと思います。計装ループの道中はDC4-20mAの信号です。コントローラや機器についての入力はDC1-5Vが多く採用されています。

 

 

 

自動制御と計装
cubeをフォローする
基礎からわかる電気技術者の知識と資格

コメント