4–20 mA信号は、プロセス計装やFA（ファクトリーオートメーション）において広く使用されているアナログ電流ループの信号方式です。温度、圧力、流量、変位などの連続量を電流の値に対応させて送信します。
【電流レンジの意味】
4 mA = 下限値
20 mA = 上限値
スパンは16 mAです。
【4 mAをゼロ点にする理由】
1. 断線時に0 mAとなり異常検出が容易になるため
2. トランスミッタ内部で自己消費電力を確保するため
3. ノイズに対してS/N比を改善できるため
【電流信号が使用される理由】
・配線抵抗の影響を受けにくい
・長距離でも信号劣化が少ない
・ノイズに強く、工場環境に向いている
・アイソレーションや防爆対応がしやすい
【よく使われる例】
温度トランスミッタ、圧力トランスミッタ、流量計、pH計、荷重計など。
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■ 配線構成（2線式の例）
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電源＋24V ─ ヒューズ ─ トランスミッタ＋
トランスミッタ− ─ PLCアナログ入力（4–20 mA） ─ 0V
・トランスミッタは電流源として動作します。
・PLC側のアナログ入力モジュールは信号を電圧に変換してA/D変換します。
【ループ抵抗について】
トランスミッタには最大許容負荷抵抗が規定されています。
(例) 供給電圧24V、内部損失12Vの場合：
許容負荷抵抗 R ≤ (24 − 12) / 0.02 = 600Ω
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■ PLCでの使用
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PLCには「4–20 mA入力対応アナログ入力モジュール」が標準的に存在します。
【国内メーカー例】
・三菱電機（MELSECシリーズ）
・オムロン（NX/NJ、CS/CJシリーズ）
・キーエンス（KVシリーズ）
・富士電機（MICREXシリーズ）
【海外メーカー例】
・Siemens（S7シリーズ）
・Rockwell Automation（ControlLogix/CompactLogix）
・Schneider Electric（Modiconシリーズ）
・Beckhoff（I/Oターミナル ELシリーズ）
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■ スケーリング例（PLCでの値変換）
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EU値 = EU_min + (I[mA] − 4) / 16 × (EU_max − EU_min)
例：0～100℃レンジ、入力値12 mAのとき
(12 − 4) / 16 × 100 = 50℃
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■ 異常検出
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3.6 mA以下 → 断線／センサ異常
21 mA以上 → 上限異常
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■ まとめ
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・4–20 mA信号は工業用アナログ信号の標準
・PLCには専用アナログ入力モジュールが存在する
・配線時はループ抵抗、絶縁、電源容量を確認すること
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