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μGPCdsP シリーズ

番 号

SHPC-535（高速アナログ入力モジュール）取扱説明書
記号 年 月 日

来歴

適用製命

QG18574

産業事業部
発 行
産業工場
部 門 デジタル開発チーム

訂正ﾍﾟｰｼﾞ 承認 調査作

成発行
SHPC-535（高速アナログ入力モジュール）取扱説明書

東 洋 電 機 製 造 株 式 会 社

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番 号

記 号

QG18574

目次
１．概要--------------------------

３

１．１

概要

--------------------------

３

１．２

回路ブロック--------------------------

３--------------------------

４

２．仕様

２．１

一般仕様--------------------------

４２．２

機能仕様

--------------------------

５２．３

入力変換特性--------------------------

５--------------------------

６--------------------------

６

３．各部名称・機能
３．１

概

３．２

ステータス表示器--------------------------

６３．３

外部入力端子台--------------------------

７

３．４

メモリバス/IO バス切替えスイッチ--------------------------

７--------------------------

８４．配

観線４．１

端子割り付け--------------------------

８４．２

配線例

--------------------------

８--------------------------

９５．ソフトウェアＩ／Ｆ５．１

概要--------------------------

９５．２

F 関数

--------------------------

９５．３

F 関数使用例--------------------------

１３５．４

I/O 割り付け--------------------------

１４--------------------------

１５６．オフセット／ゲイン調整
６．１

概要--------------------------

１５

６．２

調整手順

--------------------------

１５

東 洋 電 機 製 造 株 式 会 社

ページ番 号

１．

概要

１．１

概要

3/3

記 号

QG18574

本取扱説明書はμGPCdsPシリーズの高速アナログ入力モジュールについて説明したものです。

SHPC-５35は外部から入力されるアナログ信号（電圧）を整数型のデジタル値に変換して取り込みCPUモジュールに転送します。
A/D変換速度は 0.０5ｍｓ/6chと高速で、さらにCPUモジュールとのデータ転送にデュアルポートメモリを使用し高速化を図っています。
また、2チャンネルを１組とし、その組間で絶縁した回路構成となっております。

１．２

回路ブロックSHPC-５35の回路ブロック図を 図1-1 に示します。

A/D 変換回路
CH０

フォトカプラ
絶縁絶縁型
DC/DC

外部
入力
端子
台

A/D 変換回路
CH１

フォトカプラ絶縁

A/D 変換回路
CH２

フォトカプラ
絶縁絶縁型
DC/DCA/D 変換回路
CH３

フォトカプラ絶縁

A/D 変換回路
CH４

フォトカプラ
絶縁内部ロジック
回路

絶縁型
DC/DC
A/D 変換回路
CH５

図1-1

フォトカプラ絶縁回路ブロック図東 洋 電 機 製 造 株 式 会 社

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２．

仕２．１

一般仕様

4/4

記 号

QG18574

様SHPC-535 の一般仕様を
番号
１

項
外形寸法

目

２電源

３

物理的環境

４

機械的稼動条件

５

電気的稼動条件

６７

構造
冷却方式

表 2-1に示します。

仕 様
備 考1)幅４０ｍｍ
突起部は含まない
2)高さ
１３０ｍｍ
3)奥行き
１２２ｍｍ
1)電圧＋２４V±１０％2)消費電流２００ｍＡ以下
1)動作周囲温度
０～＋５５℃
2)保存温度－２０～＋７０℃
3)相対湿度結露しないこと
２０～９５％ＲＨ
4)塵埃導電性・可燃性の塵埃がないこと
5)腐食性ガス
腐食性のガスがないこと
有機溶剤の付着がないこと
6)使用高度
標高２０００ｍ以下
1)耐振動
ＪＩＳ Ｃ０９１１準拠
片振幅０．１５ｍｍ
定加速度 １９．６ｍ／ｓ ２時間
各方向２時間（計６時間）
2)耐衝撃
ＪＩＳ Ｃ０９１２準拠
ピーク加速度 １４７ｍ／ｓ ２
回数
各方向３回1)耐ノイズ
ノイズシミュレータ法
ノイズ電圧 ２０００Ｖ
パルス幅１μｓ
立上がり時間１ｎｓ2)耐静電気放電
気中放電法 ±８ｋＶ
盤内蔵型 ＩＰ３
自然冷却
表 2-1

一般仕様

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２．２

機能仕様

SHPC-５35 の機能仕様を
番号
１２３

名称型式
入力形式

項４５６７

チャンネル数デジタル変換値
デジタル分解能
誤差８９１０

変換速度
入力インピーダンス
実装位置

１１

PLC バスＩ／Ｆ

１２
１３占有スロット数
サービスパネル

表 2-2目に示します。

仕 様
高速アナログ入力モジュール
ＳＨＰＣ－５３５－Ｚ－Ａ１
電圧入力 ±１０V
２チャンネル毎絶縁
６チャンネル－３２７６８～＋３２７６７
１６ビット
１）２５℃
±０．１％以下
２）０～５５℃±１．０％以下
０．０５ｍｓ／６チャンネル
１ＭΩ
基本ベース、拡張ベース
電源、ＣＰＵスロットを除く全てのスロット
１）メモリバス
基本ベース実装時
２）ＩＯバス
基本ベース／拡張ベース実装時（切替え）１スロットモジュールステータス表示器
表 2-2

２．３機能仕様

入力変換特性SHPC-５35 のアナログ入力の変換特性グラフを

図 2-１に示します。

A/D 変換値
32767(7FFFH)-10V0

入力電圧+10V-32768(8000H)

図 2-１

変換特性グラフ東 洋 電 機 製 造 株 式 会 社5/5

記 号

QG18574

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３．

各部名称・機能３．１

概 観

SHPC-５35 の外観と各部の名称を

図 3-1

6/6

記 号

QG18574に示します。

裏面

前面モジュールステータス表示器

外部入力端子台

メモリバス/IO バス切替えスイッチ

図 3-1

３．２

外観と各部名称

モジュールステータス表示器

モジュールステータス表示器は SHPC-５35 の動作状態を表示する表示器です。

名 称
IO CNTRUN
ERR

意 味
CPU モジュールがリフレッシュを実行しているときに点灯します。
モジュールが正常に動作しているときに点灯します。
モジュールに異常が発生したときに点灯します。
3-1

モジュールステータス表示器

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３．３

7/7

記 号

QG18574

外部入力端子台

外部入力信号を接続する着脱式の端子台です。
端子の割り付けについては 4．１

３．４

端子割り付け を参照してください。

メモリバス/ＩＯバス 切替えスイッチメモリバス／ＩＯバス切替えスイッチは、SHPC-５35 と CPU モジュール間での入出力データの転送方式を設定するスイッチです。
SHPC-５35 を基本ベースに実装した場合、メモリバス／ＩＯバス共に使用可能です。
拡張ベースに実装した場合はＩＯバスによる転送方式となります。
メモリバス／ＩＯバスについては 5．ソフトフェアＩ／Ｆ で説明します。
ポジション

データ転送方式

ＯＦＦ（下）ＯＮ （上）

メモリバス方式
ＩＯバス方式

表 3-２

メモリバス／ＩＯバス切替えスイッチ

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QG18574

番 号

４．

配線

４．１

端子割り付け記 号

外部端子台の信号割り付けを 図 4-1 に示します。

１ ： 電 圧 入 力 ０ （ Ｖ Ｉ Ｎ ０ ）２ ： Ｎ Ｃ

チャンネル１

３ ： Ｇ Ｎ Ｄ ０

４ ： 電 圧 入 力 １ （ Ｖ Ｉ Ｎ １ ）６ ： Ｇ Ｎ Ｄ １

チャンネル５

９ ：１ ０ ： 電 圧 入 力 ３ （ Ｖ Ｉ Ｎ ３ ）１ １
１ ２ ： Ｇ Ｎ Ｄ ３
１ ３１ ４ ： Ｎ Ｃ
１ ５１ ６ ： 電 圧 入 力 ５ （ Ｖ Ｉ Ｎ ５ ）
１ ７
１ ８ ： Ｇ Ｎ Ｄ ５
１ ９
２ ０ ： Ｎ Ｃ

図 4-1

４．２

５ ： Ｎ Ｃ
７ ： 電 圧 入 力 ２ （ Ｖ Ｉ Ｎ ２ ）８ ： Ｎ Ｃ

チャンネル３

チャンネル０Ｇ Ｎ Ｄ ２

チャンネル２： Ｎ Ｃ： 電 圧 入 力 ４ （ Ｖ Ｉ Ｎ ４ ）： Ｇ Ｎ Ｄ ４

チャンネル４： Ｎ Ｃ： Ｎ Ｃ

端子割り付け

接続例

配線例を 図 4-2 に示します。
配線はツイストシールドケーブルを使用し SHPC-535 側で接地して下さい。
（ただし、周囲のノイズ環境によっては両端で接地したほうがよい場合があります）チャンネル 0① ＶＩＮ０アナログ出力機器③ ＧＮＤ０

チャンネル２⑦ ＶＩＮ２
アナログ出力機器⑨ ＧＮＤ２

図 4-2

配線例

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５．

ソフトウェアＩ／Ｆ

５．１

概9/9

記 号

QG18574

要

SHPC-５35 では CPU モジュールとの入出力データの転送方式として、デュアルポートメモリを使用し高速なデータ転送を可能としたメモリバス方式と、ｉ０／ｏ０レジスタを使用してデータの転送を行うＩＯバス方式とがあります。
（バス方式の切替えについては ３．４ メモリバス/ＩＯバス 切替えスイッチ を参照して下さい）

メモリバス方式では入出力レジスタをデュアルポートメモリ上に構成し、ｗレジスタが割り付けられます。
ｗレジスタを使用してアプリケーションプログラムを作成することができますが、この場合チェックサムコードの生成、照合やバンク操作などのプログラム処理をアプリケーションプログラムで実行しなければなりません。
アプリケーションプログラムとのソフトウェアインターフェイスを簡単にする為 SHPC-５35 用にＦ関数が用意されており、このＦ関数を使用すればチェックサムコードの生成、照合やバンク操作などのプログラム処理を行う必要はありません。
また、オフセット／ゲインによる補正もＦ関数内にて演算されます。
（オフセット／ゲインの調整方法にていては５．２

Ｆ関数６．オフセット／ゲイン調整を参照してください）（メモリバス方式）

SHPC-５35 の関数シンボルと引数設定ダイアログボックスを

図 5-1に示します。

Ｆ関数では４種類の引数を設定する必要があります。

図 5-1

関数シンボルと引数設定ダイアログボックス

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ページ 10/10 記 号

番 号

QG18574(1)SHPC-５35 スロット番号
SHPC-５35 を実装するベースモジュールのスロット番号を格納しているレジスタ名を設定します。

(2)パラメータ先頭
SHPC-５35 に設定するパラメータを格納しているレジスタブロックの先頭のレジスタ名を設定します。
図 5-2にパラメータレジスタブロックの構成を示します。

パラメータレジスタブロック用に７ワードの連続したレジスタを確保し、各レジスタには所定のパラメータを格納して下さい。

+0CH０

平均回数設定+1

CH１

平均回数設定+2

CH２

平均回数設定+3

CH３

平均回数設定+4

CH４

平均回数設定+5CH５

平均回数設定+6

コントロールワード
図 5-2

パラメータレジスタブロックの構成【平均回数設定】
Ａ／Ｄ入力値におけるフィルタ処理（移動平均値化）の定数を設定します。
０または１：フィルタ処理をしない
２～２００：設定回数分のサンプリングにおける平均値をＡ／Ｄ入力の変換値とする－１：Ａ／Ｄ変換を禁止する【コントロールワード】
１５

１４

ｵﾌｾｯﾄ/ｹﾞｲﾝ調整
ﾓｰﾄﾞ

調整モード切替え：０１

オフセット／ゲイン ：０
１

通常モード
オフセット／ゲイン調整モード
オフセット／ゲイン補正 有効（補正を行う）
オフセット／ゲイン補正 無効（補正を行わない）

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番 号

QG18574(3)Ａ／Ｄ変換値先頭
SHPC-５35 が検出したＡ／Ｄ変換値を格納するレジスタブロックの先頭のレジスタ名を設定します。
図 5-3にＡ／Ｄ変換値レジスタブロックの構成を示します。

６チャンネル分のＡ／Ｄ変換値とステータスワードが格納されますので、７ワードの連続したレジスタを確保しておく必要があります。

+0CH０

Ａ／Ｄ変換値+1CH１

Ａ／Ｄ変換値+2CH２

Ａ／Ｄ変換値+3CH３

Ａ／Ｄ変換値+4CH４

Ａ／Ｄ変換値+5CH５

Ａ／Ｄ変換値+6ステータスワード

図 5-3

Ａ／Ｄ変換値レジスタブロックの構成

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ページ 12/12 記 号

QG18574番 号(4)オフセット／ゲイン調整領域
オフセット／ゲイン補正値の調整レジスタブロックの先頭レジスタ名を設定します。
調整コマンド内の調整実行ビットの立ち上がりで、選択された CH 番号の補正値が更新され、SHPC-535 内の EEPROM へデータが書き込まれます。
図 5-4にオフセット／ゲイン調整領域レジスタブロックの構成を示します。

オフセット／ゲイン調整領域レジスタブロックには調整コマンドワードと調整ステータスワードが格納されますので、２ワードの連続したレジスタを確保しておく必要があります。

+0オフセット／ゲイン調整コマンド+1

オフセット／ゲイン調整ステータス

図 5-4

オフセット／ゲイン調整領域レジスタブロックの構成【オフセット／ゲイン 調整コマンド】
１３ １２ １１ １０９８

２

CH 選択 CH 選択 CH 選択 CH 選択 CH 選択 CH 選択
CH5
CH4
CH3CH2
CH1
CH0

オフセット調整実行

１０-ｹﾞｲﾝ +ｹﾞｲﾝ ｵﾌｾｯﾄ
調整実行調整実行 調整実行

：OFF→ON の立ち上がりで選択されたチャンネルの A/D 変換値をオフセット補正量として更新し、EEPROM へ書き込みます。

＋ゲイン調整実行：OFF→ON の立ち上がりで選択されたチャンネルの A/D 変換値を＋ゲイン補正量として更新し、EEPROM へ書き込みます。

－ゲイン調整実行：OFF→ON の立ち上がりで選択されたチャンネルの A/D 変換値を－ゲイン補正量として更新し、EEPROM へ書き込みます。

CH 選択(CH0～CH５)：調整の対象となるチャンネルを指定します。

【オフセット／ゲイン 調整ステータス】
調整コマンドに対する結果が表示されます。
１３ １２ １１ １０９８

異常終了 異常終了 異常終了 異常終了 異常終了 異常終了
CH5CH4CH3CH2CH1CH0５４３２１０

正常終了 正常終了 正常終了 正常終了 正常終了 正常終了
CH5CH4CH3CH2CH1CH0

正常終了(CH0～CH５)：調整が正常終了した場合 ON となります。
異常終了(CH0～CH５)：調整が異常終了した場合 ON となります。

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５．３

QG18574

Ｆ関数使用例SHPC-５35 のＦ関数使用例を

図 5-5に示します。

この例では引数を下記のように設定し、ＣＨ0～ＣＨ３のＡ／Ｄ変換値を平均回数１０回で読み出しています。
また、ＣＨ４、ＣＨ５はＡ／Ｄ変換を禁止しています。

【引数】【パラメータ】

ｽﾛｯﾄ番号

A/D 変換禁止

図 5-5

平均回数 10 回Ｆ関数使用例

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５．４

Ｉ／Ｏ割り付けQG18574（ＩＯバス方式）

Ｉ／Ｏバス方式使用時のメモリマップを

図 5-6に示します。

ｉ０レジスタ+0CH０

Ａ／Ｄ変換値+1

CH１

Ａ／Ｄ変換値+2CH２

Ａ／Ｄ変換値+3CH３Ａ／Ｄ変換値+4CH４Ａ／Ｄ変換値+5CH５

Ａ／Ｄ変換値+0

CH０

平均回数設定+1

CH１

平均回数設定+2

CH２

平均回数設定+3

CH３

平均回数設定+4

CH４

平均回数設定+5CH５

平均回数設定ｏ０レジスタ

図 5-6

メモリマップ（ＩＯバス方式）【平均回数設定】
Ａ／Ｄ入力値におけるフィルタ処理（移動平均値化）の定数を設定します。
０または１：フィルタ処理をしない
２～２００：設定回数分のサンプリングにおける平均値をＡ／Ｄ入力の変換値とする－１：Ａ／Ｄ変換を禁止する

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ページ 15/15 記 号

番 号

６．

オフセット／ゲイン調整

６．１

概QG18574

要

オフセット／ゲイン調整は本モジュールで使用している A/D 変換器などの電子部品の性能による特性の違いを補正するために行うものです。
6．２ 調整手順 に従い各チャンネルのオフセット値、＋ゲイン値、－ゲイン値をそれぞれ調整します。
オフセット／ゲイン調整で得た調整値はモジュール内のＥＥＰＲＯＭに保存され、F 関数を使用することで、オフセット／ゲイン調整値によるＡ／Ｄ変換値の補正を行うことができます。

A/D 変換値

ｵﾌｾｯﾄ値

32767
26214
２６+ｹﾞｲﾝ値-10V-8V
0+8V +10V

入力電圧-ｹﾞｲﾝ値-26214-32768
２６６．２

手順１

調整手順

オフセット／ゲイン調整モードへ移行①パラメータレジスタブロック内のコントロールワードの『調整モード切替え』ビットをＯＮとして下さい。

手順２

オフセット値の調整①調整対象となるチャンネルの入力端子に０Ｖを入力します。
（VIN－GND 端子短絡でも可）②オフセット／ゲイン調整コマンドの、調整対象となるチャンネル番号の『CH 選択』
ビットを ON とし、『オフセット調整実行』ビットをＯＦＦ→ＯＮとします。
③オフセット／ゲイン調整ステータスの調整対象となるチャンネル番号の『正常終了』
ビットが ON となればオフセット調整は完了です。
入力されている電圧が範囲外である場合（A／D 変換値で 0±1600）『異常終了』
ビットが ON となります。

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番 号

手順３

QG18574＋ゲイン値の調整①調整対象となるチャンネルの入力端子に＋８Ｖを入力します。
②オフセット／ゲイン調整コマンドの、調整対象となるチャンネル番号の『CH 選択』
ビットを ON とし、『＋ゲイン調整実行』ビットをＯＦＦ→ＯＮとします。
③オフセット／ゲイン調整ステータスの調整対象となるチャンネル番号の『正常終了』
ビットが ON となれば＋ゲイン値調整は完了です。
入力されている電圧が範囲外である場合（A／D 変換値で 26214±1600）『異常終了』
ビットが ON となります。

手順４－ゲイン値の調整①調整対象となるチャンネルの入力端子に－８Ｖを入力します。
②オフセット／ゲイン調整コマンドの、調整対象となるチャンネル番号の『CH 選択』
ビットを ON とし、『－ゲイン調整実行』ビットをＯＦＦ→ＯＮとします。
③オフセット／ゲイン調整ステータスの調整対象となるチャンネル番号の『正常終了』
ビットが ON となれば－ゲイン値調整は完了です。
入力されている電圧が範囲外である場合（A／D 変換値で－26214±1600）『異常終了』
ビットが ON となります。

手順５

オフセット／ゲイン調整モードの終了① オフセット／ゲイン調整コマンドの全てのビットをＯＦＦとし、コントロールワードの『調整モード切替え』ビットをＯＦＦとし終了となります。

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