第2編 受信計


1.はしがき

 本編の受信計は,発信器からの出力信号を受けて指示・記録・調節動作を行う計器であり,工業計器の中で人間とプロセスが結合をする部分である.また,自動制御において頭脳的役割をはたす部分である.別の見方で,発信器や操作端が現場据付計器であるのに対し,受信計はパネル取付計器である.発信器は測定対象の量や状態を検出し伝送する役割を担っている.(発信器の中には検出部・指示部・調節部などが一体形になっていて,それ自身でローカルに計測制御の目的を完成してしまう計器もある.)受信計はその信号を受けて,指示・記録・調節などを行うものである.
発信器から受信計に伝送される信号は,空気圧信号は0.2〜1.0 kPaであるが、電気信号は歴史的には電流(DC0〜16mA、DC4〜20mA、DC10〜50mA)、電圧(DC0〜5V、DC1〜5V)、直動などの種々の方式が開発されたが、DC4〜20mAの統一信号伝送方式に標準化された。

以下,原理,構造および特徴について簡単に述べる.
現実には上記の分類に,明確に分けられないものも多い.大部分の記録計は指示計を兼ねており,調節計も指示部を有することが多く,指示計に調節部を付加したものもある.特に,記録計はその発展の歴史の中で調節計とは不可分の関係にあり,記録調節計という製品がみられた時代もある.しかし,最近プロセス計装はコンピュータ制御システムが多くなり,プロセス入出力装置が発信器や操作端との信号受け渡しの役割をなすことが多くなってきている.また,フィールドのディジタル化にともない,アナログ信号にディジタル信号を重畳させたスマートまたはインテリジェント機能を持ったセンサの出現で,受信計もディジタル伝送機能を備えつつある.

図2.1 通信機能(スマート機能)の構成例

この編では補助機器も含めている。測定量の時間積分値を指示する積算計,主として調節計と共同して働く演算器・設定器・操作器・各種信号の変換器やディストリビュータ・空気源などの主要受信計以外の機器については補助機器としてまとめて掲載してある.補助機器とはいうものの,その役割は決して補助的というわけではなく,その機能が停止すれば重大な支障をもたらすことは他の機器と同じである.特にマイクロプロセッサを用いた演算器等には,機能面,価格面ともに調節計や記録計をしのぐものがある.

本編では,受信計を次のように分類してある.

1.指示計・記録計
2.調節計
3.受信計用補助機器類