【空気式・電気式】信号の伝達方式の比較

制御計装設計

NEONEEETです。

この記事は、化学工場の機電系設計者・プラントエンジニアを対象にしています。

この記事を読むと、計測機器の信号の伝達方式を知ることができます。

結論

計測機器の信号は電気式と空気式があります。

現在は電気式が主流です。

空気式のメリットは防爆と故障予見の2点くらいです。

はじめに

計測機器の信号は空気式と電気式の2つに区別できます。

この2つの比較を行います。

現在では電気式が主流ですが、過去の方式である空気式の特徴を理解することは、現在でも有用です。

電気式

計測機器の信号は、検出部→受信部→操作部に伝達されます。

この情報の伝達手段として有力なのが電気です。

その特徴を上げましょう。

  • 信号の遅れが無視可能
  • 信号の結合がかんたん
  • トレンド記録が楽

これらの特徴を解説します。

信号の遅れはほぼない

受信部で受けた信号を即座に受け取り、判断し、応答することは、基本と言えば基本でしょう。

プラントの運転のような信頼性が求められる場面では、遅れは致命的です。

テレビなどで海外と電話するときに、信号の遅れがある時は、イライラする程度で済みますが、プラントの運転となるとそうはいきません。

一瞬の遅れが致命的な災害につながる恐れがあります。

これが、電気式を採用する最大の理由と言っていいでしょう。

信号の結合がかんたん

これは電気回路を使ったプログラムが容易であることを示します。

プログラムができるということは、複雑で精密な制御ができるということです。

信号の足し算・引き算だけでも、空気式で行おうと思うと、物理的な機構が必要であり、非常に複雑になります。

掛け算や割り算なんて絶望的ですね。

トレンド記録が楽

化学プラントの運転データは、運転のためだけに使うのではなく、様々な支援にも使います。

電気式では、パソコンのスプレッドシートなどの形式で情報をやりとりできるので、自由に加工ができます。

これを空気式で行おうとしたらどうでしょうか?

記録紙を使わざるを得ません。

今となっては考えにくいですね。

情報の伝搬・共有という点では極めて遅く、保存性・加工性も悪いです。

空気式

電気式の方が明らかにメリットがありますが、空気式ならではのメリットも残っています。

それを紹介します。

防爆が不要

電気のデメリットは防爆。

化学工場ではどこでも防爆が必要。

防爆はあらゆる最先端の技術を使えず、一歩以上遅れたものしか使えないことを意味します。

これが緩和される流れになっていますが、一般化されるにはまだまだ時間がかかるでしょう。

防爆が不要という意味で空気式の方が、若干ですがメリットがあります。

故障が予測しやすい

空気式の方が故障が予測しやすいです。

というのも、電気式が壊れるときというのは突発的に壊れるからです。

機械装置で油圧の方がインバータ式よりも故障の予測がしやすいことと同じです。

電気式は目に見えないという意味で不安があります。

おわりに

計測機器は電気式が当然のように見えますが、空気式と比較することでそのメリット・デメリットが浮き彫りになります。

防爆は近いうちにデメリットでなくなるでしょう。

あとは故障の予見性。

これが汎用的に解決できるようになれば、大きな変革が起こるでしょう。

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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