「4 ～ 20mA 出力と RS485 出力のどちらを選択すればよいでしょうか?」
どちらの信号タイプも産業オートメーション システムで広く使用されていますが、目的は異なり、さまざまなアプリケーション シナリオに適しています。この記事では、4 ～ 20mA 信号と RS485 信号の違い、それらの長所と短所、および産業用測定プロジェクトに適切な出力を選択する方法について説明します。
4 ～ 20mA 信号とは何ですか?
4～20mAは、産業オートメーションおよびプロセス制御システムで広く使用されているアナログ電流信号規格です。
センサーは測定値を電流信号に変換します。通常、4mA は最小測定値を表します20mA は最大測定値を表します
例えば：4mA=0m 水位20mA=10m 水位
受信機、PLC、またはコントローラーは電流信号を解釈して実際の測定値を決定します。
4 ～ 20mA 信号の利点
- 優れた耐干渉性能-
- 長距離伝送に適しています-
- シンプルで高い互換性
- 簡単な障害検出
4 ～ 20mA 信号の欠点
- 送信できる変数は 1 つだけです
- 限られたデジタル通信能力
RS485とは何ですか?
RS485産業用通信ネットワークで一般的に使用されるデジタル通信規格です。アナログ電流信号とは異なり、RS485 はセンサーと制御システムの間でデジタル データを送信します。 RS485 は、Modbus RTU や ASCII プロトコルなどの通信プロトコルと一緒に使用されることがよくあります。
RS485信号の利点
- 長距離通信-
- 1 つのバス上の複数のデバイス
- 豊富なデータ転送をサポート
- 測定値
- デバイスのステータス
- アラーム情報
- 設定パラメータ
- 診断データ
- 便利なリモート設定
- 住所変更
- パラメータを調整する
- 範囲の構成
- センサーに物理的にアクセスせずにデバイス情報を読み取ります。
RS485信号の欠点
- より複雑なシステム設定
- アドレス構成
- 通信パラメータのマッチング
- プロトコルの理解
これは初心者にとってはさらに複雑になる可能性があります。
- コントローラーに対するより高い要件
4 ～ 20mA と RS485: 主な違い
| 比較項目 | 4～20mA（アナログ） | RS485 (デジタル) |
| 信号の種類 | アナログ電流信号 | デジタル差動信号 |
| 送信内容 | 単一値 (現在のサイズ=物理量) | 完全なデータ フレーム (値 + ステータス + アドレス) |
| 送信モード | シングルエンド、ポイントツーポイント- | 差動、バス-タイプのマルチポイント- |
| 抗-能力 | 比較的強い（電流信号が電圧干渉の影響を受けにくい） | 非常に強い（差動信号がコモンモードノイズをキャンセルします） |
| 伝送距離 | <1000 meters (Affected by cable resistance) | <1200 meters |
| 配線の複雑さ | シンプル（2線） | シンプル（2線ツイストペア） |
| ノード数 | 1対1（または直列送信機）のみ | 最大32/128/256ノード |
| 電源モード | 2線式（信号線電源）または4線式 | 独立した電源が必要です |
| 正確さ | DAC/ADC 精度によって制限されます (通常 0.1% ～ 0.5%) | デジタル伝送、精度の損失なし |
| 故障診断 | 限定的（断線/短絡のみ判断可能） | リッチ（デバイスステータス、エラーコードを読み取ることができます） |
どれを選ぶべきですか?
次の場合は 4 ～ 20mA を選択します。- お使いのシステムは従来の PLC アナログ入力を使用しています
- シンプルかつ安定した測定伝送が必要
- プロジェクトには高い互換性が必要です
- 送信する必要があるプロセス変数は 1 つだけです
代表的な用途:
- ポンプ制御
- 水処理
- 油圧システム
- 基本的な産業オートメーション
次の場合は RS485 を選択してください。
- スマートなデジタルコミュニケーションが必要です
- 複数のセンサーを接続する必要がある
- リモートパラメータ設定が必要です
- プロジェクトには IoT またはリモート監視システムが含まれます
代表的な用途:
- スマートな水管理
- 遠隔遠隔測定システム
- インダストリアルIoT
- ビルディングオートメーション
- 環境モニタリング
概要: 選択ガイド
| あなたの要件 | 選択 |
| 1 点のみを測定するため、最もシンプルで信頼性の高い測定が必要です | 4-20mA |
| 複数のセンサーを接続する必要がある、ネットワークが必要 | RS485 |
| センサーが壊れているかどうかを遠隔から知る必要がある | RS485 |
| 温度、圧力、レベルを同時に測定する必要がある | RS485 (マルチ-パラメータ) |
| -防爆環境、制限された電力消費 | 4～20mA（2線式） |
選択の推奨事項
| シナリオ | 推奨される解決策 | 理由 |
| 単一点測定、シンプルかつ信頼性の高い- | 4-20mA | 非常にシンプルな配線、十分な干渉防止、低コスト |
| マルチポイント ネットワーキング、集中監視 | RS485 | 単一のバスで複数のデバイスを接続し、ケーブルを節約 |
| 遠隔診断が必要です | RS485 | デバイスのステータスや障害情報を読み取ることができます |
| 高精度の測定- | RS485 | デジタル伝送、精度の損失なし |
| 防爆-/本質安全環境 | 4-20mA | 2 線式本質安全防爆は実装が容易です- |
| 信号が急速に変化する- | 4-20mA | アナログ数量の優れたリアルタイム パフォーマンス、通信遅延なし |
| スマート センサー / マルチパラメータ- | RS485 | 温度、圧力、流量などの複数の量を同時に出力可能 |
センサーは 4 ～ 20mA と RS485 の両方をサポートできますか?
はい。最新の産業用センサーの多くは、さまざまな顧客の要件を満たすために 4 ～ 20mA 出力と RS485 出力の両方をサポートしています。たとえば、MACENSOR 圧力センサー、レベル センサー、流量計は次の機能を提供します。- 4～20mA
- RS485 Modbus RTU
- 電圧出力
- カスタマイズされた信号オプション
これにより、顧客はプロジェクトに最適なコミュニケーション方法を選択できるようになります。