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1、 浙江中控技术股份有限公司 浙江中控技术股份有限公司 G3 控制系统控制系统 一体化控制器 使用手册 一体化控制器 使用手册 声声 明明 严禁转载本手册的部分或全部内容。 在不经预告和联系的情况下，本手册的内容有可能发生变更，请谅解。 本手册所记载的内容，不排除有误记或遗漏的可能性。如对本手册内容有疑问， 请与我公司联系。 文档标志符定义文档标志符定义 警告警告：标示有可能导致人身伤亡或设备损坏的信息。 WARNING: Indicates information that a potentially hazardous situation which, if not avoided, cou
2、ld result in serious injury or death. 电击危险电击危险：标示有可能产生电击危险的信息。 Risk of electrical shock: Indicates information that Potential shock hazard where HAZARDOUS LIVE voltages greater than 30V RMS, 42.4V peak, or 60V DC may be accessible. 防止静电防止静电：标示防止静电损坏设备的信息。 ESD HAZARD: Indicates information that Dange
3、r of an electro-static discharge to which equipment may be sensitive. Observe precautions for handling electrostatic sensitive devices 注意注意：提醒需要特别注意的信息。 ATTENTION: Identifies information that requires special consideration. 提示：提示：标记对用户的建议或提示。 TIP：Identifies advice or hints for the user. 目目 录录 一体化控制器
4、.1 1 基本说明.1 1.1 功能特点1 1.2 网络结构2 2 性能指标.2 3 使用说明.4 3.1 结构简图4 3.2 模块尺寸5 3.3 指示灯说明5 3.3.1 工作状态指示灯.6 3.3.2 DI信号指示灯6 3.3.3 DO信号指示灯6 3.4 拨码开关说明6 3.4.1 RS485A RS485B使用模式.7 3.4.2 RS232 RS485B使用模式7 3.5 接口特性7 3.5.1 有源触点信号输入.7 3.5.2 无源触点信号输入.8 3.5.3 晶体管开关信号输出.8 3.5.4 有源变送器型电流信号输入.9 3.5.5 无源变送器型电流信号输入.9 3.5.6 型
5、电流信号输出.10 3.6 端子接线说明10 3.6.1 GCU321-S端子接线说明10 3.6.2 GCU322-S端子接线说明12 3.6.3 GCU323-S端子接线说明14 3.6.4 GCU324-S端子接线说明15 3.7 系统组态说明16 3.8 IP地址设置.17 4 异构系统连接应用举例.17 4.1 MODBUS RTU主站应用举例.17 4.1.1 准备工作.17 4.1.2 串口硬件连接.17 4.1.3 一体化控制器通信组态.18 4.1.4 编译、下载.22 4.2 MODBUS RTU从站应用举例.22 4.2.1 准备工作.22 4.2.2 串口硬件连接.22
6、 4.2.3 一体化控制器通信组态.23 4.2.4 MODBUS命令序号与映射.23 4.2.5 编译、下载.25 4.2.6 触摸屏主站组态命令.25 4.3 MODBUS TCP客户端应用举例25 4.3.1 准备工作.25 4.3.2 网络连接.26 4.3.3 一体化控制器通信组态.26 4.3.4 编译、下载.30 4.4 MODBUS TCP服务器应用举例30 4.4.1 准备工作.30 4.4.2 网络连接.31 4.4.3 一体化控制器通信组态.31 4.4.4 编译、下载.33 4.4.5 触摸屏客户端组态命令.33 5 工程应用.33 5.1 应用注意事项33 5.2 在
7、线下载说明33 5.3 用户任务超时处理33 5.4 模块故障分析34 6 资料版本说明.34 G3 系统一体化控制器 1 一体化控制器一体化控制器 1 基本说明基本说明 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。 一体化控制器支持 MODBUS TCP、MODBUS RTU 通讯协议和自定义通讯协议。 一体化控制器支持数字输入、数字输出、模拟输入及模拟输出，信号
8、统一隔离。 1.1 功能特点功能特点 控制功能 基于优先级的多任务调度 支持 1 个主任务、3 个周期任务、1 个事件任务 支持最大 128 幅用户程序 提供 IEC61131-3 标准功能块以及其它常用功能块 组态功能 通过以太网上载 / 下载组态 支持离线 / 在线下载组态 I/O 通信功能 通过 UCP 统一控制协议与其他设备通信 异构通信功能 支持 MODBUS RTU 通信协议： 支持 RS485 和 RS232 串口通信 支持 MODBUS RTU 主站 / 从站协议 支持 MODBUS RTU 1、2、3、4、5、6、15、16 号命令，支持用户的自定义通讯 协议 支持 MODB
9、US TCP 通信协议： 支持 MODBUS TCP 通信协议客户端模式、服务器模式，支持 1、2、3、4、5、6、 15、16 号命令，支持用户的自定义通讯协议。 容量：支持 4 个 MODBUS TCP 链接。 故障诊断功能 支持上电自检和实时诊断功能 使用看门狗技术对用户任务进行异常看护 位号强置功能 能够在联机状态下对 I 区和 Q 区强制置值，方便调试 触发式串行通信 G3 系统一体化控制器 2 用户可以编写程序控制串行通信自定义命令的执行流程，如是否发送某条命令，发送 的命令是否需要响应，是否重发某条命令，以及发送哪一条命令等。 1.2 网络结构网络结构 图 1-1 一体化控制器在
10、系统结构中的位置 如 图 1-1 所示，一体化控制器可安装在系统的环网中的任一位置，负责系统数据输入输出、控 制运算以及组态管理工作。 2 性能指标性能指标 网络驱动能力： 一个控制分区内最多可带 31 个分布式 RTU 模块 （E 型） 和 64 个分布式 RTU 模块（R 型） ； MODBUS RTU 驱动能力：每个一体化控制器下最多可带 8 个 MODBUS RTU 从站，32 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
11、 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 个主任务，3 个周期任务，1 个事件任务； 表 2-1 一体化控制器性能指标 参数参数 说明说明 基本指标基本指标 供电电源 24V5%V DC 静态功耗 5W 通讯方式 以太网，RS485/RS232 代码区容量 程序代码区 512KBytes G3 系统一体化控制器 3 参数参数 说明说明 自定义功能块代码区 64KBytes 以太网接口 2 个 RS485 接口 1 个，隔离 通信串口 RS485/RS232 复用接口 1 个，非隔离 通信波特率 1200115200 通信速
12、率 10/100Mbps 通信协议 UCP 拓扑规范 菊花链型、星型、环型 控制网冗余方式 环网冗余 工作温度 20，70 存储温度 40，85 正常工作湿度(%) 10%RH90%RH 无凝露 储存湿度(%) 5%RH95%RH 无凝露 工作大气压 62 kPa，106kPa 防腐 符合 G3 防腐标准 安装和线缆连接安装和线缆连接 安装方式 标准导轨安装 现场信号端子 （0.081.5）mm2 电缆线径 电源端子 （0.081.5）mm2 RS485/RS232 连接 插拔式连接端子 以太网连接 RJ45 连接端子 隔离方式 统一隔离 EMC 指标（通信侧） 工业二级 B EMC 指标（信
13、号侧） 工业三级 B 信号种类信号种类 数字输入数字输入 信号类型 有源触点 通道闭合电流 （36）mA ON、OFF 条件 ON（1530）VDC； OFF5VDC 隔离电压 通道对大地：500VAC 信号种类信号种类 数字输出数字输出 信号类型 晶体管输出 单路最大驱动电流 100mA/24VDC 总体最大驱动电流 400mA/24VDC 状态输出 ON：通道压降2V； OFF：通道漏电流0.1mA 脉宽输出 输出脉冲宽度： （160000）ms 输出延迟 ON-OFF 5ms G3 系统一体化控制器 4 参数参数 说明说明 OFF-ON 5ms 隔离电压 通道对大地：500VAC 信号种
14、类信号种类 模拟输入模拟输入 信号类型 420mA 分辨率 16 bit 采样周期 250ms/四通道 共模抑制比 100dB50Hz 串模抑制比 60dB50Hz 精度 0.10% FS 20C 信号测量范围 （420）mA 信号最大输入范围 （2.421.6）mA 隔离电压 通道对大地：500VAC 信号种类信号种类 模拟输出模拟输出 信号类型 420mA 分辨率 16 bit 负载能力 700 信号输出范围 （420）mA 响应时间 10%90% 100ms 信号最大输出范围 （2.421.6）mA 精度 0.2% FS 20C 线性度 0.2% FS 20C 自检方式 通道自检、输出自
15、检 隔离电压 通道对大地：500VAC 3 使用说明使用说明 一体化控制器通道类型如 表 3-1 所列。 表 3-1 一体化控制器通道类型说明 GCU321-S GCU322-S GCU323-S GCU324-S 模拟输入 4 通道 8 通道 模拟输出 2 通道 2 通道 数字输入 8 通道 8 通道 16 通道 数字输出 8 通道 8 通道 8 通道 G3 系统一体化控制器 5 3.1 结构简图结构简图 一体化控制器结构如 图 3-1 所示。 图 3-1 一体化控制器结构图 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、一组拨码开关以及若 干个指示灯。 以太网接口支持三种
16、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传统模拟信号、电源以及 RS485/RS232 串行通信数据； 拨码开关用于配置两个串行通信接口参数（参见 3.4 节） ； 指示灯用于指示模块的工作状态以及数字信号的通道状态。 3.2 模块尺寸模块尺寸 图 3-2 模块外形尺寸 G3 系统一体化控制器 6 3.3 指示灯说明指示灯说明 一体化控制器共有三组指示灯，分别是工作状态指示灯、DI 信号指示灯、DO 信号指示灯。 3.3.1 工作状态指示灯工作状态指示灯 表 3-2 模块面板指示灯说明 LED 指示灯指示灯 意义 状态 电源指示灯 运行状态灯 故障指示灯 网口 1 连接 状态指示灯 网口 2 连接 状态指示灯 串口A连接 状态指示灯 串口 B 连接 状态指
