Beschreibung
Als kurzzeitige Notstromversorgung für geordnete Systemabschaltungen ist der Beckhoff CX1100-0920 ein integriertes kapazitives USV-Modul, das für die direkte Systembusintegration in Embedded-PCs der CX-Serie entwickelt wurde. Über eine 16-Bit-ISA-PC/104-Standardsystemschnittstelle verhindert dieses Hardwaremodul bei einem plötzlichen Netzausfall kritischen Datenverlust, indem es die Host-CPU direkt mit gepufferter Energie versorgt. Durch die Verwendung langlebiger Ultrakondensatoren anstelle elektrochemischer Batterien bietet das Gerät wartungsfreien Betrieb und eine hohe Temperaturbeständigkeit in anspruchsvollen industriellen Umgebungen.
Merkmale
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Kapazitive Speichertechnologie: Wartungsfreier Energiespeicher mit Goldkondensatoren, der chemischen Verschleiß und Batteriealterung vermeidet.
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Integrierte PC/104-Schnittstelle: Nahtlose 16-Bit-ISA-Daten- und Stromversorgung direkt am Embedded-Controller-Stack.
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Anpassbare Überbrückungszeit: Lastabhängige Pufferzeitfenster lassen sich per Systemsoftware konfigurieren und an bestimmte Abschaltzyklen der CPU anpassen.
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Visuelle Diagnoseanzeige: Integrierte LEDs zeigen den Echtzeitstatus des 24-V-DC-Eingangs, des 24-V-DC-Ausgangs und des Ladevorgangs an.
Anwendungen
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Permanente Datenspeicherung: Sicherstellung, dass persistente Variablenregister von TwinCAT bei Spannungsausfällen vollständig in den nichtflüchtigen Flash-Speicher geschrieben werden.
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Geordnetes Anhalten der Maschine: Versorgung kritischer Steuerstromkreise mit geringer Stromaufnahme, um aktive Maschinen vor dem vollständigen Ausschalten der CPU in einen sicheren physischen Zustand zu versetzen.
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Instabile Stromnetze: Überbrückung von Mikro-Unterbrechungen und Spannungseinbrüchen in industriellen Fertigungsanlagen ohne Neustart des Systems.
Technische Spezifikationen
| Parameter |
Wert / Spezifikation |
| Hersteller |
Beckhoff Automation |
| Modellnummer |
CX1100-0920 |
| Eingangsspannung |
24 V DC (-15 % / +20 %) |
| Energiespeichermedium |
Kapazitiv (Ultrakondensatoren) |
| Energiekapazität |
40 As (Ampere-Sekunden) |
| Maximaler Ausgangsstrom |
1,1 A bei 24 V DC |
| Maximaler Ladestrom |
4,0 A |
| Maximaler Leistungsverlust |
2 W |
| Schnittstellenstandard |
16-Bit-ISA (PC/104-Standard) |
| Schutzart |
IP20 |
| Betriebstemperatur |
0 bis +55 °C |
| Lagertemperatur |
-25 bis +85 °C |
| Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit |
maximal 95 %, nicht kondensierend |
| Normen & Zulassungen |
CE, EN 61000-6-2 (Störfestigkeit), EN 61000-6-4 (Störaussendung) |
| Vibrations- / Stoßfestigkeit |
Entspricht EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27 |
| Abmessungen (B x H x T) |
95 mm x 100 mm x 91 mm |
| Nettogewicht des Geräts |
617 g |
| Versandgewicht (berechnet) |
2,0 kg |
Empirische technische Erkenntnisse
Alternative Modelle & Kompatibilität
Der CX1100-0920 wurde speziell für die Integration in Beckhoff-CX1010-, CX1020- und CX1030-Embedded-PC-Hardwarekonfigurationen entwickelt. Er ist nicht mit den neueren Mehrkernarchitekturen der CX2000-Serie kompatibel, da diese abweichende Buslayouts und Kopplungsmechanismen der Stromversorgung verwenden. Überprüfen Sie stets, ob die Kontaktstifte der vorhandenen CPU-Anschlussleiste dem physikalischen 16-Bit-PC/104-Bus-Raster entsprechen, bevor Sie die Stapelmodule miteinander verriegeln.
Anwendungsfehler und technische Hinweise
Kapazitive Speichereinheiten wie der CX1100-0920 weisen im Vergleich zu chemischen Batterien eine lineare Spannungsentladekurve auf. Bei einer Kapazität von 40 As hängt die tatsächliche Überbrückungszeit stark von der Last ab. Bei einer maximalen Systemlast von 1,1 A wird die Versorgung etwa 36 Sekunden lang aufrechterhalten. Systeme müssen in der TwinCAT-Software so konfiguriert werden, dass bei Erkennung eines Netzausfalls unmittelbar der dauerhafte Schreibzyklus auf die Festplatte ausgelöst wird. Der direkte Betrieb externer, nicht CPU-busgespeister Peripheriegeräte über dieselbe 24-V-DC-Leitung während eines Ausfalls kann die kapazitiven Reserven schnell erschöpfen, bevor die Schreibsequenzen abgeschlossen sind.
Tipps zur Inbetriebnahme und Verdrahtung
Bei der Erstinbetriebnahme benötigt das Modul bis zu 4,0 A Ladestrom, um die internen Ultrakondensatorzellen aus dem entladenen Zustand aufzuladen. Stellen Sie sicher, dass die primäre Systemstromversorgung ausreichend dimensioniert ist, um diesen transienten Einschaltstrom zusätzlich zu den üblichen Betriebslasten zu bewältigen. Prüfen Sie, ob die LED-Diagnoseanzeigen auf der Platine dauerhaft „Charge“ anzeigen, was auf eine vollständige Ladung der Kondensatorzellen hinweist, bevor Sie im Steuerungsprogramm dauerhafte Dateischreibvorgänge aktivieren.
Installationsrichtlinien
WICHTIGER WARNHINWEIS: Schalten Sie alle primären und Hilfsstromquellen spannungsfrei, bevor Sie den Modulverbund handhaben. Kapazitive Bauteile in diesem Modul können auch nach dem Trennen der Netzversorgung elektrische Spannung speichern. Vergewissern Sie sich, dass die Spannung vollständig abgebaut ist, bevor Sie Systembusmodule verbinden oder trennen, um eine physische Zerstörung der internen ISA-Schnittstellenelektronik durch ESD zu verhindern.
1
Modulkontakte ausrichten:
Überprüfen Sie die PC/104-Schnittstellenstecker an der Seite des CX Embedded PC und des Moduls. Schieben Sie das Modul vorsichtig auf die Montageschiene und führen Sie dabei die Stiftkontakte gerade in die passenden Buchsen.
2
Schienenverriegelung sichern:
Betätigen Sie die mechanische Halteverriegelung der Schiene an der Unterseite des Modulgehäuses, um ein Verschieben oder einen Kontaktverlust durch Systemvibrationen zu verhindern.
3
Erdung und Stromversorgung herstellen:
Schließen Sie die Verdrahtung der Stromversorgung über hochwertige, geschirmte Kabel an die 24-V-DC-Klemmen an. Stellen Sie sicher, dass die DIN-Schienenverbindung zur Unterdrückung transienter Störungen ordnungsgemäß mit der Funktionserde (FE) verbunden ist.