測定および制御システムで産業用アナログ信号(4〜20mA、0〜10V、0〜5V、+/- 10Vなど)を活性化にして伝送するための電気/電子回路には、寄生電圧(Parasitic Voltage)またはグランドループ(Ground Loop)が発生する可能性があります。寄生電圧や接地ループは信号伝達過程で信号値を歪ませる原因となります。

信号アイソレータ(Signal Isolator、Isolation Amplifier)は、入力信号と出力信号の間を絶縁(Isolation、分離)することにより、信号インタフェース過程で信号値の歪みを防止する機器として使用されます。また、PLC、DCS、Controller、Indicator、Actuatorなどの信号入力段の近くにアイソレータを設置すると、信号伝達過程で発生するハミングノイズ(Humming Noise)を除去する効果も見られます。

入力信号(Input Signal)、出力信号(Output Signal)、供給電源(Power Supply)間の寄生電圧をどれだけ完全に遮断するかが、正確な信号を伝達(Interface)できるアイソレータの性能で評価されます。

ドラゴ信号アイソレータ(DRAGO Signal Isolator)はドイツで製造(Made in Germany)され、製品品質を5年間保証(5 Year Warranty)します。

ドラゴオートメーション(DRAGO Automation GmbH)
は、信号の調整(Conditioning)、増幅(Amplification)、線形化(Linearization)、変換(Converting)、フィルタリング(Filtering)、絶縁(Isolation)、活性化(Activation)、伝送(Transmitter)、入力/出力制御(Input/Output Control)、モドバスRS485通信など、使いやすく、高品質の信号処理ソリューションを幅広く提供します。


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1。信号出力に電圧が載っています(Active)。信号入力には電圧が載っていません(Passive)。
(4線式トランスミッタが測定した信号をPLC、制御装置、指示計、記録計などに送る場合)


活用方法1(受動信号アイソレータ、Passive Isolator、Loop-Powered Isolator)



 

産業用計測制御システムで最も簡単で経済的なアイソレーション方式で、産業用信号処理で一次的に検討される方法です。出力信号に載っている電源を利用してアイソレータが駆動されるため、アイソレータ自体のための補助電源やそのための追加配線は不要です。電源供給機能が不要なため、アイソレータ機器の価格も4線式外部電源方式に比べて安価です。単に信号の出力と入力の間にアイソレータを取り付けるだけです。外部電源なしで回路内の電源を利用するので、これをループ電源アイソレータ(Loop-Powered Isolator)といいます。このアイソレータは、電流型信号(0~20mA、4~20mA)の処理にのみ適用可能です。アイソレータでわずかな電圧降下が発生するため、出力信号に与えられた電圧が回路全体の機器を駆動するのに十分であることを確認する必要があります。したがって、ループ電源アイソレータを設置するときは、電圧降下の小さい製品を選択することをお勧めします。

受動(ループパワー)信号アイソレータ(DRAGO Passive Isolator、Loop-Powered Isolator)​


活用方法2(Active Isolator、外部電源供給アイソレータ)



 

産業用信号処理システムで最も一般的なアイソレーション方式です。アイソレータに補助電源を供給する方式で、電流型信号(4~20mAなど)と電圧型信号(0~10Vなど)に適用できます。また、アイソレーションとともに、伝送信号形式を変換することもできます。アイソレーション機能に加えて、4〜20mA信号を0〜10Vに、または0〜10V信号を4〜20mAに変更することもできます。基本的なアイソレーション機能に加え、この機器が持っている試験耐電圧(Test Voltage)や様々な形式の信号適用に対する柔軟性などにより計測制御システムに適用できる機器の性能と評価され、これらの性能によって機器の価格にも違いがあります。
 

標準信号変換器 / アイソレータ(DRAGO Isolation Amplifier、4〜20mA、0〜10V)

双極性信号変換器 / アイソレータ(DRAGO Bipolar Isolation Amplifier、+/-10、+/-5V、+/-20mA)

シャント/mV信号変換器 / アイソレータ(DRAGO Shunt/mV Isolation Amplifier、100mV、500mV)

信号分配器(入力1個/出力2個、DRAGO Isolation Signal Splitter、4〜20mA、0〜10V)

 


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2. 信号出力(Passive)と信号入力(Passive)に電圧が載っていません。
(2線式信号伝送器に電源を供給して測定信号を活性化し、4線式信号をPLC、制御装置などに送る場合)

 


 

測定点(信号源)に電源供給が困難な場合や、計測設備コストを節約する目的で、制御計測現場で2線式信号伝送器(2-wire Transmitter、トランスミッタ)がよく使われます。アイソレータに供給される補助電源を2線式フィールドトランスミッタに供給して活性化し、活性化されたトランスミッタが出力する信号をアイソレーションする方式です。2線式電流型信号(0~20mA、4~20mA)に適用できます。また、アイソレーションとともに、伝達信号形式を変換することもできます。4〜20mAの信号を0〜10Vに変更できます。スマートトランスミッタ(Smart Transmitter)の場合は、ハート(HART)通信を行うこともできます。2線式トランスミッタに電源を供給し、トランスミッタ信号を中継するという意味で、信号中継器(Transmitter Repeater)や中継器電源供給器(Repeater Power Supply)などと呼ばれます。アジア地域ではCurrent Loop Supplyとも呼ばれます。

超薄型2線式トランスミッタ電源供給器(DRAGO Repeater Power Supply DC52100)


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3. 信号出力に電圧が載っておらず(Passive)、信号入力に電圧が載っています(Active)。
(2線式信号処理:PLCや制御装置から2線式トランスミッタに電源を供給して信号を測定)


活用例1


 

活用例2


 

2線式フィールドトランスミッタにPLCや制御装置から電流ループ(Current Loop)方式で電源を供給し、活性化されたトランスミッタから信号を受け取る場合に使用できるアイソレーション方式です。信号入力側に載っている電源を利用してアイソレータが駆動されるため、アイソレータ自体のための補助電源やそのための追加配線は不要です。電源供給機能が不要なため、アイソレータ機器の価格も4線式外部電源方式に比べて安価です。単に信号の出力と入力の間にアイソレータを取り付けるだけです。外部電源なしで回路の電源を利用するため、これを受動トランスミッタ信号中継器(Passive Transmitter Repeater)といいます。このアイソレータは電流型信号(0~20mA、4~20mA)に適用可能です。アイソレータでわずかな電圧降下が発生するため、入力信号に与えられた電圧が回路全体の機器を駆動するのに十分であることを確認する必要があります。

受動信号アイソレータ(DRAGO Passive Isolator、Loop-Powered Isolator DH1000)
受動2線式トランスミッタ信号中継器(DRAGO Passive Transmitter Repeater DC58)



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4. 入力信号(Active)と出力信号(Active)の両端に電圧が載っています。
(4線式トランスミッタが測定した信号を電圧が載っているPLCや制御装置に送る場合の信号衝突防止)



 

4線式トランスミッタが測定した信号をPLCや制御装置の電圧が載っている信号入力ポートに送る際に活用できるアイソレーション方式です。信号の出力端と入力端に同時に電圧が載っている場合、電源衝突なしに信号を絶縁して伝達することができます。

受動2線式トランスミッタ信号中継器(DRAGO Passive Transmitter Repeater DC58)
 

 

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Tip.信号入出力端子のActive/Passive確認方法
トランスミッタ、アイソレータ、信号変換器、コントローラ(PLCなど)、インジケータ、アクチュエータなど信号入出力機器に電源が印加された状態(ON)で信号線を接続する前に信号(+)/(-)端子間の電圧をテスタで読み取ると、その信号入出力端子のActive/Pasive特性を簡単に確認できます。ある値の電圧が読み出された場合はアクティブ(Active)であり、電圧が読み取られない場合はパッシブ(Passive)です。

4線式伝送器(4-wire Transmitter)の信号出力段はアクティブ(能動、Active)、2線式伝送器(2-wire Transmitter)の信号出力段はパッシブ(受動、Passive)です。

 


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