適切な計装ケーブルを選択するにはどうすればよいですか?

産業オートメーションとプロセス制御では、データの整合性が最も重要です。 計装ケーブル は、センサーから制御システムに低電圧信号を伝送する重要なシステムです。障害が発生すると、不正確な測定値、シャットダウン、または安全上のインシデントが発生する可能性があります。正しいケーブルを選択することは、信号の完全性、環境要因、および建設基準を理解する必要がある技術的な決定です。このガイドは、エンジニアが情報に基づいた選択を行うためのフレームワークを提供します。

知っていましたか？

1 本のシールドされた計装ケーブルで、それぞれが他の信号から保護された、数十の固有の信号を伝送できます。これにより、複雑な制御システムを最小限のケーブルで実装できるようになり、設置の複雑さと潜在的な障害点が軽減されます。

基本原則: シグナルインテグリティとノイズ耐性

計装ケーブルの主な機能は、クリーンで正確な信号を送信することです。最大の敵は電気ノイズ、つまり電磁妨害 (EMI) です。ケーブル設計は、外部ノイズから敏感な信号を保護することに重点を置いています。

• EMI/RFI の脅威: 産業環境では、可変周波数ドライブ (VFD)、モーター、電力線などの発生源から EMI が発生します。このノイズは不要な電圧を誘発し、信号を破損する可能性があります。
• ツイストペアの役割: 導体をツイストしてペアにすると、誘導ノイズが両方のワイヤに共通して発生します。このノイズは、受信機器の差動入力によって除去されます。よりきつめのねじれにより、より優れたノイズ除去効果が得られます。
• 接地とシールド: 適切なシールドと接地が不可欠です。遮蔽されたノイズに対してグランドへの経路を提供するには、シールドを正しく終端する必要があります。接地が正しくないと、ノイズ問題が悪化する可能性があります。

主要なケーブル構造とシールドの種類

ケーブルの性能は、その構造、特にシールドによって決まります。さまざまなシールド戦略により、さまざまなレベルの干渉に対する保護が提供されます。

ゴールドスタンダード: シールド計装ケーブル

産業用途には、シールド付き計装ケーブルが必要です。シールドはバリアとして機能し、外部ノイズを遮断し、信号導体から遠ざけます。ケーブルの効果はシールドの種類と品質によって異なります。

• フォイルシールド: アルミニウム - ポリエステル テープの薄い層で、100% をカバーします。高周波ノイズ（RFI）の遮断に優れ、軽量です。
• ブレイドシールド： 物理的な保護と接地への低抵抗経路を提供する銅より線の編まれたメッシュ。低周波ノイズ (EMI) をブロックするのにさらに効果的です。
• フォイル/ブレードの組み合わせ: 最も一般的で効果的なシールド。フォイル シールドの 100% カバレージと編組シールドの低抵抗を組み合わせて、最も広範囲の EMI/RFI から保護します。

用途に応じて、全体的なシールドまたは個別のペア シールドのいずれかを選択します。個々のペアのシールドにより、同じケーブル内のペア間のクロストークが防止されます。

最も過酷な環境向け: 装甲計装ケーブル

ケーブルが埋設や衝撃などの機械的ストレスにさらされる場合、導体とシールドを保護するために外装された計装ケーブルが必要です。

• 防具の種類: スチール ワイヤー アーマー (SWA) が一般的で、粉砕や衝撃に対する優れた保護を目的とした亜鉛メッキ鋼線で構成されています。
• 安全性と信頼性の強化: この装甲は、粉砕、突き刺し、げっ歯類による損傷に対する堅牢なバリアを提供し、システムの信頼性を高めます。
• 接地に関する考慮事項: 金属外装は追加の接地導体として機能します。安全性とノイズ軽減のためには、適切な終端処理が非常に重要です。

装甲は高価で柔軟性に欠けますが、機械的損傷が発生する可能性がある場合には不可欠です。

特殊な用途と重要な考慮事項

多くの場合、ケーブルは特定の環境要件と安全要件を満たさなければならず、ジャケットや絶縁体に特殊な素材を使用する必要があります。

防火地域向け: 耐火計装ケーブル

公共の建物、トンネル、製油所では、火災時に回路の完全性を維持することが重要です。耐火計装ケーブルは、火災にさらされた場合でも指定された期間動作するように設計されており、重要なシステムが機能できるようになります。

• 火災サバイバル技術: 高温で優れた絶縁体であるマイカテープなどの特殊な素材を使用し、低煙ゼロハロゲン (LSZH) シースで保護されています。
• 回路の完全性: Cables are tested and rated to maintain circuit integrity for a specific duration (e.g., 1-3 hours) as per standards like IEC 60331.
• LSZH のプロパティ: 外側のシースは、安全な避難と機器の保護にとって重要な、毒性のない煙や腐食性ガスをほとんど放出しません。

優れたパフォーマンスを実現: PUR 計装ケーブル

油、化学薬品、紫外線、機械的磨耗を伴う過酷な産業環境には、PUR 計装ケーブルが優れています。ポリウレタン (PUR) は、優れた耐久性を備えた高性能エラストマーです。

• 優れた耐薬品性と耐油性: 油、グリース、燃料に対する耐性が高く、工作機械や石油化学プラントに最適です。
• 優れた機械的靭性: PVCに比べて耐摩耗性、耐引裂性、耐衝撃性に優れています。動的屈曲や一定の摩擦に最適です。
• 柔軟性と温度範囲: 低温でも柔軟性を保ち、幅広い特性を維持します。

最初は高価ですが、過酷な環境での耐用年数が長いため、総所有コストが低くなります。

サプライヤーの評価: 品質と信頼性のパートナー

制御システムのパフォーマンスはコンポーネントの品質に依存します。サプライヤーの選択はパートナーシップです。強力な製造基盤と品質への取り組みを備えたサプライヤーは、非常に貴重な資産です。

高度な製造ニーズに江陰恵通と提携する理由

Huitong の中核となる哲学と卓越した製造は、あらゆる高品質コンポーネント サプライヤーの模範となります。 Huitong をリーダーたらしめている原則は、ケーブル メーカーに求めるものと同じです。

• 革新と精度の遺産: 1996 年に設立された Huitong の使命は 400 を超える特許によって裏付けられており、研究開発への深い取り組みと先進的なアプローチを示しています。
• 妥協のない製造品質: 日本の MAZAK マシニング センターやドイツの TRUMPF レーザーなどの世界クラスの設備への投資は、精度への献身的な姿勢を示しており、コンポーネントが厳密な公差に従って製造されることを保証します。
• 強力なサポートとグローバルな展開: 大規模な倉庫と 10 か国以上にわたるサービス ネットワークを持つ Huitong は、真のパートナーの証であるアフターセールス サポートの重要性を理解しています。

結論: システムの整合性のための戦略的な選択

適切な計装ケーブルを選択するには、アプリケーションの電気的、機械的、環境的要件を理解する必要があります。シールド、外装、ジャケットの素材を考慮することで、システムの精度、安全性、信頼性が確保されます。革新性、正確性、顧客サポートを体現するサプライヤーを探すことで、長期にわたる業務の健全性に投資することになります。

よくある質問

計装ケーブルと制御ケーブルの違いは何ですか?

主な違いは信号のタイプと構造です。計装ケーブルは、低電圧で高感度のアナログ信号 (例: 4 ～ 20mA) を伝送し、ほとんどの場合、個別にシールドされたツイストペアを備えています。制御ケーブルは、モーターやリレーを動作させるための高電圧デジタル信号 (DC 24V など) を伝送し、通常、個別にシールドされたペアはありません。

個別にシールドされたペアと全体的なシールドを使用する必要があるのはどのような場合ですか?

同じケーブルで複数の敏感な信号を伝送する場合は、クロストークを防ぐために個別にシールドされたペアを使用します。すべてのペアがクロストークの影響を受けない信号を伝送する場合、またはバンドルを外部ノイズから保護する必要がある場合のみ、全体シールドを使用します。重要なプロセス制御では、個別にシールドされたペアが標準的な選択肢です。

耐火ケーブルはなぜこれほど高価なのでしょうか?

高コストの原因は、特殊な素材と厳格なテストによるものです。主要なコンポーネントは高価なマイカテープです。また、ケーブルは、IEC 60331 などの規格に従って、火災時の特定の期間にわたって回路の完全性を維持できることを証明するために、広範なサードパーティのテストを受ける必要があります。

計装ケーブルと電源ケーブルを同じ導管またはトレイに配線できますか?

使用しないことを強くお勧めします。低電圧信号ケーブルを高電圧電源ケーブルの隣に配線すると、信号を破壊する可能性のある大量の EMI 源が発生します。ベストプラクティスは、別々のトレイまたは導管を使用し、コードで定義されている最小分離距離を維持してそれらを分離することです。

計装ケーブルにおける「トライアド」または「トリプル」とは何を意味しますか?

「トライアド」または「トリプル」は、一緒に撚り合わされた 3 本の導体のグループです。これは一般的に、正確な温度補償のために 3 つのワイヤを必要とする 3 線式 RTD 信号回路に使用されます。トライアドの 3 本の導体は、信号をノイズから保護するために 1 つのユニットとして一緒にシールドされています。