1 基本说明
一体化控制器是 G3 控制系统的核心单元。一体化控制器具有控制运算、数据采集和通讯处理等功能。部件采用 UCP 统一控制协议与过程控制层（操作员站、工程师站）相连，接收相关的管理命令，向上传递工艺装置的特性数据和实时数据；与现场设备层设备实时通信，实现对现场设备的控制。控制器 GCU331-S 为 G3 系统一体化控制器之一，支持环网协议、支持 485 通信、支持凸台扩展、支持本地 I/O、本地总线扩展 I/O 和以太网远程扩展 I/O。
GCU331-S 支持 MODBUS TCP 客户端/服务器、MODBUS RTU 主站/从站和自定义通讯协议。
GCU331-S 控制器含有 20 个 I/O 通道，其中前 6 通道支持通用 I/O 信号（可复用为数字输入、数字输出、模拟输入及模拟输出），中间 8 通道支持数字信号输入，后 6 通道支持数字信号输出，信号统一隔离。
2 性能指标
网络驱动能力：一个控制分区内最多可带 32 个 I/O 设备。
MODBUS RTU 驱动能力：每个一体化控制器下最多可带 64 个 MODBUS RTU 从站，64 条MODBUS RTU 命令。
MODBUS TCP 驱动能力：每个一体化控制器下最多可带 4 个 MODBUS TCP 服务器，16条MODBUS TCP 命令。
最大支持 2048 个 DI、2048 个 DO、2048 个 AI、2048 个 AO，I/O 内存输入位号和输出位号均不大于 8KB。
提供 1 个启动任务，1 个主任务，3 个周期任务，1 个事件任务。
表 2-1 性能指标
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参数 |
说明 |
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基本指标 |
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供电电源 |
24VDC±20%V |
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静态功耗 |
＜5W |
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通讯方式 |
以太网，RS485，ECI |
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代码区容量 |
程序代码区 |
512KBytes |
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自定义功能块代码区 |
64KBytes |
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通信串口 |
以太网接口 |
2个 |
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RS485接口 |
2个，隔离 |
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通信波特率 |
（1200～115200）bps |
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通信速率 |
10/100Mbps |
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通信协议 |
UCP |
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拓扑规范 |
菊花链型、星型、环型 |
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控制网冗余方式 |
环网冗余 |
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工作温度 |
－30℃~＋75℃ |
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存储温度 |
－40℃~＋85℃ |
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正常工作湿度(%) |
10%RH~90%RH无凝露 |
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储存湿度(%) |
10%RH~90%RH无凝露 |
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工作大气压 |
62kPa~106kPa |
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防腐 |
符合G3防腐标准 |
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安装和线缆连接 |
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安装方式 |
标准导轨安装 |
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参数 |
说明 |
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电缆线径 |
现场信号端子 |
（0.08～1.5）mm2 |
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电源端子 |
（0.08～1.5）mm2 |
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RS485连接 |
插拔式连接端子 |
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以太网连接 |
RJ45连接端子 |
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ECI连接 |
底板总线连接 |
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隔离方式 |
统一隔离 |
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EMC指标（通信侧） |
工业三级B |
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EMC指标（信号侧） |
工业三级B |
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信号种类 |
数字输入 |
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信号类型 |
有源触点/无源触点 |
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通道闭合电流 |
有源触点 |
（3～6）mA |
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无源触点 |
（3～6）mA |
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ON、OFF条件 |
有源触点 |
ON：（15～30）VDC； OFF：＜5VDC |
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无源触点 |
ON：<1kΩ OFF：>100kΩ |
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隔离电压 |
通道对大地：500VAC |
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信号种类 |
数字输出 |
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信号类型 |
有源晶体管输出（共地） |
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单路最大驱动电流 |
100mA/24VDC |
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总体最大驱动电流 |
400mA/24VDC |
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状态输出 |
ON：输出电压（20~24）V@24V； OFF：通道漏电流≤0.1mA |
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输出延迟 |
ON-OFF |
2ms |
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OFF-ON |
2ms |
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隔离电压 |
通道对大地：500VAC |
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信号种类 |
模拟输入 |
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信号类型 |
4～20mA |
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分辨率 |
16bit |
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采样周期（软件选择） |
快速采样 |
250ms |
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正常采样 |
500ms |
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共模抑制比 |
100dB@50Hz |
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串模抑制比 |
60dB@50Hz |
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精度 |
0.10%FS@25°C |
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信号测量范围 |
（4～20）mA |
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信号最大输入范围 |
（2.4～21.6）mA |
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隔离电压 |
通道对大地：500VAC |
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信号种类 |
模拟输出 |
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信号类型 |
（4～20）mA |
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分辨率 |
12bit |
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负载能力 |
700Ω |
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信号输出范围 |
（4～20）mA |
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参数 |
说明 |
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响应时间 |
10%～90%＜10ms |
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信号最大输出范围 |
（2.4～21.6）mA |
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精度 |
0.2%FS@25°C |
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线性度 |
0.2%FS@25°C |
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自检方式 |
通道自检、输出自检 |
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隔离电压 |
通道对大地：500VAC |
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3 结构简图
一体化控制器结构如 图 3-1 所示。
图 3-1 结构图
如上图所示，一体化控制器包含两路以太网接口、若干个可插拔式端子（图中被盖板遮掩）、一个旋转开关以及若干个指示灯。
以太网接口支持三种连接模式，分别是菊花链型、星型和环网冗余连接模式，用于同系统
内其他部件通信。
若干个可插拔式端子用于连接信号、电源以及 RS485 串行通信数据。
旋转开关用于选择工作模式（参见 3.4 节）。
扩展接口用于扩展本地扩展模块。
指示灯用于指示模块的工作状态以及 I/O 通道状态。
4 模块尺寸
尺寸如下图所示，单位为 mm。
