Описание
Изпълнявайки директно високосинхронизирани управляващи последователности от DIN шината, Beckhoff CX5020-N031 функционира като здрав, безвентилаторен вграден контролер, предназначен за интензивни задачи по PLC управление, управление на движението и визуализация. Модулното устройство разполага с интегриран процесор Intel Atom Z530 с тактова честота 1,6 GHz и поддържа както високоскоростни EtherCAT терминални връзки (E-bus), така и стари терминални блокове (K-bus) с автоматично разпознаване на електрическата шина. Вариантът CX5020-N031 включва интегриран опционален интерфейс RS422/RS485, който позволява на разработчиците на индустриални системи да свързват директно серийни полеви уреди, стари задвижвания или специализирани сензори, без да добавят външни шлюзови модули. Проектиран да издържа на тежки производствени условия, корпусът без подвижни части е допълнен от интегриран 1-секунден UPS, който защитава летливите променливи и системните регистри, като ги съхранява директно в Compact Flash паметта.
Характеристики
-
Архитектура Intel Atom Z530: Индустриален едноядрен процесор с тактова честота 1,6 GHz, проектиран за енергийно оптимизирано и детерминирано изпълнение на управляващи задачи.
-
Универсален интерфейс за входове/изходи: Двупротоколният конектор на задната шина автоматично се мащабира и разпознава съответно EtherCAT (E-bus) или стандартни шинни терминали (K-bus).
-
Специализиран RS422/RS485 порт: Фабрично конфигурируемият опционален интерфейс (N031) позволява серийна комуникация от точка до точка със скорост до 115 kbaud.
-
Високоскоростна комуникация: Два независими RJ45 порта, поддържащи Gigabit Ethernet интерфейси с 10/100/1000 Mbit/s за сегментиране на мрежата.
-
Интегриран 1-секунден UPS: Активното капацитивно резервиране съхранява до 1 MB постоянни данни на Compact Flash картата при внезапно прекъсване на захранването.
Приложения
-
EtherCAT главни станции: Управление на високоточни многокоординатни контури за управление на движението и децентрализирани клъстери за входове/изходи.
-
Последователни шлюзове за процеси: Интегриране на стари серийни Modbus уреди (RS485) в корпоративни Ethernet топологии.
-
Управление в опасни зони: Инсталиране във взривоопасни производствени помещения в комбинация със стандартни подобрения на корпусите за ATEX зона 2.
-
Автоматизация на отдалечени съоръжения: Системи за управление на подстанции и пречиствателни станции, изискващи работа без вентилатор и защита на постоянната памет.
Технически спецификации
| Параметър |
Стойност на спецификацията |
| Производител |
Beckhoff Automation |
| Номер на модела |
CX5020-N031 |
| Процесор |
Intel Atom Z530, 1,6 GHz |
| Брой ядра |
1 (едноядрен) |
| Системна памет (RAM) |
512 MB DDR2 RAM (фабрично разширяема до 1 GB) |
| Система за съхранение |
Слот за Compact Flash (включена CF карта с капацитет 128 MB) |
| Интегриран UPS |
UPS за 1 секунда (записва 1 MB постоянни данни във флаш паметта) |
| Мрежови интерфейси |
2 x RJ45 10/100/1000 Mbit/s (разделени вътрешни контролери) |
| Сериен интерфейс (N031) |
1 x RS422/RS485 мъжка D-Sub 9-пинова връзка |
| Допълнителни интерфейси |
1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Работно напрежение |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Захранващ ток на шината |
Максимален ток 2 A по K-bus / E-bus |
| Максимална консумирана мощност |
13 W |
| Работна температура |
-25 degC до +60 degC |
| Температура на съхранение |
-40 degC до +85 degC |
| Относителна влажност |
95% без кондензация |
| Степен на взривозащита |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX зона 2 с опционален CX1900-0105) |
| Ниво на платформата TwinCAT |
Performance (40) |
| Размери (Ш x В x Д) |
106 mm x 100 mm x 92 mm |
| Нетно тегло на устройството |
575 g |
| Тегло при транспортиране (изчислено) |
2,0 kg |
Връзки и интерфейси
| Етикет на интерфейса |
Физически тип |
Функционално предназначение / предназначение на свързването |
| X001 / X002 |
2 x екранирани RJ45 |
Независими Gigabit Ethernet портове; поддържат TwinCAT Real-Time Ethernet или TCP/IP. |
| X100 |
Женски DVI-D |
Директен цифров видеоизход за диагностични монитори или индустриални дисплейни панели. |
| X200 - X203 |
4 x USB Type-A |
Периферни връзки USB 2.0 (клавиатура, мишка, носители на памет, лицензен ключ). |
| X300 / X301 |
Мъжки D-Sub с 9 щифта |
Физически комуникационен порт RS422 / RS485 (хардуерна опция N031). |
| Захранващ клемен блок |
Пружинен клемен блок |
Щифт 1: 24 V DC (+), щифт 2: 0 V (GND), щифт 3: PE (защитно заземяване). |
Емпирични инженерни наблюдения
Алтернативни модели и съвместимост
Серията контролери CX5020 използва специални кодове на физическите хардуерни суфикси „N-xxx“, които не могат да бъдат променяни чрез софтуерна конфигурация. CX5020-N031 разполага с фабрично инсталирана вътрешна схема RS422/RS485, което го отличава директно от CX5020-N030 (интерфейс RS232). Ако приложението ви изисква Fieldbus карти (напр. EtherCAT Master, PROFIBUS Slave), проверете дали нивото на платформата за лицензиране на TwinCAT съвпада с Performance (40), за да предотвратите грешки при инициализацията на лиценза по време на изпълнение (напр. код за грешка 0x705 в TwinCAT 3).
Подводни камъни при приложението и инженерни бележки
Пасивната безвентилаторна охлаждаща конструкция на CX5020 разчита изцяло на вертикални конвективни въздушни потоци. Ако този контролер е монтиран хоризонтално или в затворен корпус с по-малко от 30 mm свободно пространство над и под охлаждащите ребра, разсейването на топлината значително намалява. При високи натоварвания на процесора Intel Atom Z530 автоматично ще намали честотата си от 1,6 GHz, за да защити силиция, което може да се прояви като внезапно нарастване на реалновремевия джитър в TwinCAT или пикове на прекъсванията на цикъла (препълване на задачата RTime).
Съвети за пускане в експлоатация и окабеляване
Когато конфигурирате серийната опция RS485 (N031), не забравяйте да активирате вътрешните терминиращи резистори, ако контролерът се намира във физическото начало или края на серийната мрежа. Освен това протоколът за автоматична идентификация на E-bus и K-bus изисква стабилно подаване на 24 V DC. Уверете се, че клемата за PE заземяване на конектора за захранване 24 V е свързана към задната DIN шина чрез медна лента с нисък импеданс, за да предотвратите прекъсване на тактовия сигнал на шината за данни E-bus от високочестотен електромагнитен шум.
Указания за монтаж
КРИТИЧНО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЗА ТЕРЕННИ УСЛОВИЯ
Преди монтажа или окабеляването на системата напълно изключете захранването на главния контролен панел 24 V DC. Разряди с високо напрежение или включване под напрежение на активни I/O модули към интерфейса E-bus/K-bus могат да причинят трайна повреда на схемите на задната платка на CX5020 и да повредят файловете, съхранени на картата Compact Flash.
1
Монтирайте CX5020-N031 върху стандартна 35-милиметрова DIN шина (EN 60715), като закачите горния жлеб върху шината и натиснете устройството, докато щракне и се фиксира стабилно на място.
2
Поставете картата Compact Flash с капацитет 128 MB, съдържаща съответния образ на операционната система Windows CE 6 или WES 2009, в предназначения за нея преден слот CF.
3
Свържете заземителна лента с нисък импеданс към клемата PE и окабелете входовете на източника на захранване 24 V DC, като осигурите правилно съответствие на полярността.
4
Изградете комуникационното окабеляване чрез интерфейсите RJ45 (за свързване на компютъра за разработка с TwinCAT) и свържете серийните линии RS422/RS485 към интерфейса D-sub.