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企業について 4‐20 mA の 信号 ケーブル を 選べる 方法

4‐20 mA の 信号 ケーブル を 選べる 方法

2026-09-03

自動化制御技術プロジェクトでは,4〜20mAの信号ケーブルの選択がシステム反干渉性能を直接決定します信号伝送精度と長期的運用信頼性業界標準とフィールドエンジニアリングの慣習を組み合わせることで,以下の5つのコア次元から正確なケーブル選択を行うことができます.

I.コア・コンストラクションとアンチ・インターフェンス・デザイン

4−20 mA信号は,周波数変換機,大型電機,溶接機などの現場からの電磁気干渉に非常に敏感な弱いアナログ信号である.したがって,ケーブル構造は,次の要件を満たす必要があります..

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1. 扭曲ペア構造

扭曲ペアケーブルは必須である.扭曲ペアの対称性は外部の電磁場によって誘発される干渉を抵消する.より短い扭曲ピッチはより強力な反干渉能力を提供する.

2グループベース・シールド

Layered Shield S/FTP 構造を採用する:各ペアに別々のアルミホイールシールド加えて,銅糸のシールドこれはペア間の交差音と外部共通モードの干渉を効果的に軽減します.

3純銅導体

高純度銅導体 (銅含有量 ≥99.9%) を使用する.アルミコアまたは銅覆いアルミ導体使用は厳禁である.音伝導性を保証し,関節の酸化と過熱を防止する.

4. 隔熱層材料

隔熱はポリエチレン (PE) またはポリビニルクロリド (PVC) で,隔熱抵抗 ≥ 500 MΩ·km. PE隔熱は低介電常数と優れた高周波性能を有する.高速データ送信シナリオに適している.

II.電導体の横断と伝送距離

Loop voltage drop shall be calculated during selection to guarantee that the voltage at the transmitter terminal remains above its minimum operating voltage (typically ≥ 16 V) at maximum transmission distance標準的な24V電源システムの参考選定は下記に示されています.

送信距離 推薦された横切断 ロープ抵抗の近似 コメント
100m以内 1.0 mm2 ≤3.6 Ω 基本要件に対してコスト効率
100m~300m 1.5 mm2 ≤ 2.4 Ω 自動化プロジェクトにおける最も一般的な標準サイズ
300m~800m 2.0 mm2 または 2.5 mm2 ≤ 1.8 Ω / ≤ 1.2 Ω 線抵抗による電圧低下
800m以上 2.5 mm2 ≤ 1.2 Ω 厳格な電圧低下検証が必要.典型的な限界 (1000〜1500 m) を超えた距離では,信号隔離器または再現器を設置する.

電圧減量計算式:

ΔU = I × R × L × 2

ここで: ΔU = ループ電圧低下 (V); I = ループ電流 (mA); R = 単位長さの抵抗 (Ω/km); L = 一方向伝送距離 (km).

III. ジャケットの材料と環境との相容性

ケーブル外装は,実際の設置環境に応じて選択しなければならない.

応用シナリオ 推奨 ジャケット 材料 属性 適用される基準
一般的な室内/ケーブルトレイ路線 PVC 費用対効果があり,炎を阻害し,軽度の化学腐食に耐える GB/T1966
内部の制御キャビネット/密集したエリア LSZH (低煙ゼロハロゲン) 火事中に有毒ガスを放出しない.光伝達性 ≥ 60% GB/T 19666,IEC 61034
厳しい産業環境 (石油汚染,化学物質) PUR (ポリウレタン) またはCPE オイル耐性,磨損耐性,酸耐性,アルカリ耐性,低温耐性 HG/T 2006 年
頻繁な移動/ドラッグチェーン用途 高柔軟性PUR 折りたたみサイクル ≥100万回,扭曲耐性 VDE 0295

IV. 設置と接地に関する主要な仕様

適切なケーブルの選択は 最初のステップに過ぎません 適切な設置は 最終的な性能も決定します

1単点シールドの固定

ケーブルシールド信頼性のある接地が制御キャビネット (PLC/DCSカードモジュール) の端のみでなければならない.フィールド・インスプート末端のシールドは,隔離され,浮いている.両端の接地は禁止される.地位ポテンシャル差異が深刻な干渉と信号漂移をもたらす地上のループを作り出すため.

2低信号と電源ケーブルの分離

4〜20 mA の信号ケーブルは,電源ケーブル (例えば,380 V の電源ケーブル,周波数変換器の出力ケーブル) と電源ケーブルまたはケーブルトレイを決して共有してはならない.最低30cmの隔離を保持する横断が避けられない場合,ケーブルを90度垂直角で路線する.

3. 最小の曲線半径制御

設置中に鋭い曲がりや曲げを避ける.最小のケーブル曲がり半径は,ケーブルの外側の直径の6〜7.5 × 未満でなければならない.内部隔熱損傷や破損したシールド・ブレードワイヤを防ぐために.

4管の保護

線路ケーブルは,電磁金属管やケーブルトレイの内側にある.金属管の両端は,信頼性のある接地でなければならない.熱消耗と維持スペースを確保するため,管の充填因子は40%を超えてはならない..

V. 共通選択の落とし穴と緩和策

共通 の 罠 危険性 正しい 習慣
銅塗装アルミニウム導体 結合酸化,より高い接触抵抗,信号衰弱 高純度な酸素のない銅導体を指定する
両端にシールドが固定されている 地回路の干渉,信号の漂移 制御キャビネット端の地面シールドのみ
電源ケーブル付きの共有トレイ 電気磁気コップリング干渉,信号歪み トレイを別々に; 30cm以上のクリアランスを保持する
低電圧計算を無視する 遠隔操作器具の電源不足,異常信号 公式ごとに電圧低下を計算し,必要に応じてリピーターを追加します.
操作環境と一致しないジャケット ジャケットの裂け目と老化,隔熱障害 場所の条件にマッチしたジャケット材料を選択

VI. 迅速参照の選択表

応用シナリオ 導体材料 シールド構造 ジャケット素材 導体サイズ
標準的なDCS/PLC制御キャビネット 酸素のない銅 アルミホイール+銅糸のダブルシールド PVC 1.5 mm2
近周波数変換機/高干渉ゾーン 酸素のない銅 S/FTP 双層シールド PVC 1.5〜2.5mm2
石油化学/爆発危険地域 酸素のない銅 アルミホイール+銅糸のダブルシールド LSZH 1.5〜2.5mm2
屋外環境 / 厳しい環境 酸素のない銅 アルミホイール+銅糸のダブルシールド PUR/CPE 2.5 mm2
長距離伝送 (>800m) 酸素のない銅 S/FTP 双層シールド PVC / LSZH 2.5mm2プラスリピーター

締めくくり

4〜20 mA の信号ケーブルの選択は,体系的な工学的な課題です.環境耐久性と設置仕様を総合的に考慮する必要がありますエンジニアは,選択前に,サイト運営条件を完全に調査し,厳格に関連国家基準に従う必要があります.設置中にシールドの接地などの重要なステップの品質管理を強要する自動化制御システムの安定した長期的運用を保証する.

基準基準

‐ GB/T 19666‐2019耐火電線および光ケーブルに関する一般規則

‐ GB/T 5023‐2008ポリビニル塩化物から隔離された電源ケーブル

‐ HG/T 2006〜2022 年熱塑性ポリウレタンエラストマー

■ IEC 61034−2特定条件下で燃えるケーブルの煙密度の測定

‐ GB 50057‐2010建物防雷設計コード

‐ SH/T 3019‐2016石化工学の装置管路とケーブル設計に関する仕様