産業用品店の通路を歩き回ったり、制御コンポーネントのカタログをスクロールしたりしたことがある方なら、小型デバイスに電力を供給するための柔軟性があり、予算に優しく、どこにでもある 2 コア RVV ケーブルを見つけたことがあるでしょう。しかし、長年にわたって数多くの質問に対応してきたサプライヤーとして、私が最もよく耳にするのは、「低電圧電力用に設計されたこの同じケーブルが、実際に信号伝送にも使用できるのか?」というものです。簡単に言うと…それは状況によります。これは「はい」か「いいえ」で答えられる質問ではなく、推測に頼ると、セットアップが面倒で信頼性が低くなったり、専用の信号ケーブルに不必要に浪費したりする可能性があります。数千フィートの 2core RVV を販売し、顧客がプロジェクトをテスト (場合によってはトラブルシューティング) するのを何年も見てきた人の観点からこれを分析してみましょう。
まず、2 コア RVV ケーブルが実際にどのようなものであるかを理解しましょう。 RVV は、Rubber Sheathed Flexible の略で、PVC またはゴムの外側ジャケットで包まれたシールドなしの銅より線ケーブルの一種で、内側に 2 つの絶縁されたコアがあり、通常は極性を簡単に識別できるように黒と白、または茶色と青に色付けされています。その中心的な役割は、12V ドア ロックや小型 LED インジケータに電力を供給するなど、低電力の AC または DC 電力を小型モーター、センサー、またはコントロール パネル コンポーネントに供給することです。各コアは通常 0.75mm² ～ 2.5mm² で、これは低電圧電力アプリケーションの標準です。
一方、信号伝送は、純粋な電力ではなく、4 ～ 20mA のセンサー読み取り値、シリアル通信信号、単純なオン/オフ トリガーなどのデータまたは制御信号を伝送します。信号ケーブルは、干渉を回避し、距離を超えて信号の完全性を維持し、ライン内外へのノイズの侵入を防ぐ必要があります。ここで、2core RVV の境界線が曖昧になり始めます。
2コアRVVの場合から始めましょうできる信号を伝達する働き。短距離でリスクの低い信号の場合、多くの場合、これは実行可能で手間のかからない選択です。小さな DIY プロジェクトを考えてください。基本的な Arduino に近接センサーを接続したり、小さなコントロール ボックスに低速オン/オフ スイッチを接続したりするなどです。このような場合、信号は単純で低周波で、数フィート、たとえば最大 10 ～ 15 メートルしか伝わりません。 RVV のシールドされていない性質は、信号が弱すぎて近くの電力線、モーター、または Wi-Fi からの干渉を拾うことができないため、ここでは問題にならない可能性があります。多くの顧客がこれらの小規模なローカル アプリケーションに 2 コア RVV を使用しており、問題が発生していないのを見てきました。ここで重要なのは、距離と信号の周波数を制限することです。 RVV では、高周波信号 (1Mbps を超える速度のイーサネットや RS485 など) は急速に劣化し、長距離 (30 メートル以上など) を超える低周波信号はノイズが多くなり始めます。
さて、2core RVV では不十分な点ですが、これは私が常にお客様に代替案を検討するようアドバイスしている部分です。最大の制限は、2 コア RVV がシールドされていないことです。つまり、隣接する電源ケーブル、モーター、産業機器からの電磁干渉 (EMI) をブロックするための金属箔や編組がありません。 240V の電力線の隣、またはモーターを制御する可変周波数ドライブ (VFD) の近くに信号ケーブルを配線している場合、シールドされていない RVV はほぼ確実にノイズを拾います。このノイズにより、センサーが誤った読み取り値を示したり、スイッチが誤ってトリガーされたり、通信回線がデータをドロップしたりする可能性があります。
もう1つの問題はコアの設計です。 RVV コアは電力に合わせてサイズ設定されているため、そのインピーダンス (信号の流れに対するケーブルの抵抗の尺度) は、ほとんどの信号アプリケーションに必要な値と一致しません。たとえば、RS232 信号には約 100 オームの特定のインピーダンスが必要で、RS485 には約 120 オームのインピーダンスが必要です。 2 コア RVV は、通電容量に応じたサイズのコアを備えており、コアのサイズと距離に応じてインピーダンスが変化するため、長時間の使用でクリーンな信号を維持することが困難になります。そのため、ほとんどの専用信号ケーブルは、信頼性の高いデータ転送を保証するために、一貫したインピーダンスで構築されています。
しかし、ここで重要なのは、サプライヤーとして、実用的な代替案を提示せずに、顧客に「信号に RVV を使用しないでください」とは決して言いたくないということです。 2 コア以上の RVV が必要になるケースはたくさんありますが、高価なシールド付き信号ケーブルを購入する必要はありません。 RVV の代替手段を選択する場合とその理由、および当社の製品ラインがどのように適合するかを見てみましょう。
まず、信号が 20 メートルを超える場合、または他の電力機器がある環境で作業している場合、シールドは交渉の余地がありません。私たちの4芯1.5mmシールドケーブルここでは素晴らしい中間点です。 EMIをブロックする編組銅シールドが付いているため、240Vの電力線と一緒に動作している場合でも、機械のセンサーとPLCの間で制御信号を伝送するために機能します。 4 つのコアにより柔軟性が高まり、信号線用に 1 つ、グランド用に 1 つ、将来の拡張用に 2 つの予備が用意されているため、後でケーブルを再配線したくない小規模な産業用制御セットアップに最適です。
複数のセンサーやアクチュエーターの接続など、複雑な信号セットアップにさらに多くのコアが必要な場合は、コントロールケーブル 7芯が人気です。柔軟性があり、導管に通すのが簡単で、シールドされていないため、シールド付きバージョンよりも安価です。短距離から中距離にわたって強力なシールドを必要とせずに、複数のセンサーのオン/オフ信号を伝送する必要がある小型コンベヤ システムなどのアプリケーションに最適です。
大電流または長時間の運転を扱うお客様向けに、当社の製品群には次のようなオプションが含まれています。3コア1.5mm2 /3コア2.5mm2銅導体制御ケーブル。待てよ、なぜ 3 コアの電力制御ハイブリッドがここで登場するのか疑問に思われるかもしれない。信号と電力がケーブル配線を共有する必要があるからである。小型デバイスに電力を供給し、同じ回線で信号を送信する場合、このケーブルの大きなコアが過熱することなく電力と信号の両方を処理します。これは、ケーブル配線のスペースが限られているコントロール パネルにとって、大幅なスペースの節約になります。
温度センサーや近接スイッチのバンクなど、さらに多くの信号を扱う場合は、マルチコアフレキシブル銅線信号ケーブル 10*1.0mm ケーブルそのために特別に設計されています。 10 個の小型で安定したコアを備え、クロストークなしで複数の低レベル信号を伝送できるように構築されており、制御キャビネットの角に沿って曲げることができる十分な柔軟性があります。 1.0mm² コアは、電源だけでなく信号アプリケーションにも最適なサイズであるため、RVV ではできない、長時間の稼働でも一貫したインピーダンスを維持します。
また、異なるサイズのコアが必要なアプリケーション (たとえば、1 つのコアが高出力信号用で、もう 1 つのコアが低出力センサー用) の場合は、41.5mm 42.5mmフレキシブル銅線ケーブルしっかりとしたピックです。 1.5mm² と 2.5mm² のコアを 1 本のケーブルに組み合わせているため、4 ～ 20mA のセンサー信号を伝送する場合でも、小型アクチュエーターに電力を供給する場合でも、各コアをその役割に合わせることができます。
しかし、元の質問に戻ってみましょう。できる信号に2コアRVVを使用していますか？曖昧ではなく具体的にしましょう。 2core RVV は、次のすべてが当てはまる場合にのみ信号送信に機能します。
- 信号は、単純な低周波数のオン/オフ信号またはアナログ 0 ～ 10 V 信号です (イーサネット、CAN バス、または 1Mbps を超える RS485 のような高速データではありません)。
- 総ランレングスは 15 メートル以下です (これを超えると、信号の劣化や EMI が問題になります)。
- ケーブルは、電力線、モーター、VFD、またはその他の電磁ノイズ源に沿って配線しないでください。
- セットアップを将来にわたって保証する必要はありません (2 コアには 2 つの回線しかないため、後で 3 番目の信号を追加すると、ケーブルを再配線する必要があります)。
2 コア RVV を、溶接機の隣の PLC まで 50 メートル離れた場所で使用するなど、用途に適していない信号アプリケーションに使用して時間とお金を無駄にして、ラインにノイズが溢れ、機械が誤ってトリガしてしまうという顧客が私のところに来ました。小規模なホーム オートメーション設定にこれを使用し、ガレージのコントロール パネルにいくつかのセンサーを接続し、問題なく使用している人もいます。違いは、ケーブルの限界を理解することと、すべてのケーブルが同じであると想定しないことです。
サプライヤーとしての私の目標は、単にケーブルを販売することではありません。避けられたはずの問題のトラブルシューティングを終了することがないよう、プロジェクトに適したケーブルの選択を支援することです。そのため、私はケーブルを推奨する前に常にお客様に 3 つの質問をします。どのような信号を伝送していますか?どれくらいの距離を走っているのですか？で、環境はどうなの？ 2 コア RVV の場合、信号が単純で、距離が短く、ノイズが少ない環境であれば、それは適切な選択です。複雑な信号、長距離、または産業ノイズの場合、リスクを冒す価値はありません。
プロジェクトに取り組んでいて、2core RVV が信号伝送のニーズに適しているかどうかわからない場合、または代替案を検討したい場合は、お気軽にお問い合わせください。当社のチームは、小規模な DIY プロジェクトから大規模な産業セットアップに至るまで、お客様が制御ケーブルを選択できるようサポートしてきた長年の経験があり、お客様の要件に最適なソリューションを見つけるお手伝いをさせていただきます。
参考文献
- ウルブリッヒ、M. (2021)。電気ケーブルの基礎: インピーダンス、シールド、信号の完全性。株式会社インダストリアルプレス
- 米国電気製造者協会 (NEMA)。 （2022年）。制御および計装ケーブルの規格 (NEMA WC 5)。
- ミラー、J. (2019)。シールドされていないケーブルの電磁干渉: 原因と軽減策。 IEEE Transactions on Industrial Electronics、66(4)、2789-2796。
- シーメンスAG。 （2020年）。産業オートメーション向けの制御ケーブル選択ガイド。シーメンスの業界サポート文書。