Beckhoff CX2040-0130 Eingebetteter PC, Basismodul mit CPU

SKU CX2040-0130

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Hersteller: BECKHOFF
Produkt-Nr.: CX2040-0130
Herkunftsland:Deutschland
Produkttyp: CPU-Module für Embedded-PCs
Zahlung: T/T, Western Union
Gewicht: 500g
Abmessungen: 144 mm x 99 mm x 91 mm
Versandhafen: Xiamen
Garantie: 12 Monate

Beschreibung

Mit der Quad-Core-Verarbeitungsleistung eines Intel Core i7 direkt auf der DIN-Schiene dient der Beckhoff CX2040-0130 als leistungsstarker Industriecontroller für anspruchsvolle Anwendungen in der Bewegungssteuerung, Visualisierung und SPS. Dieses grundlegende CPU-Modul koordiniert komplexe Automatisierungsaufbauten mit mehreren Achsen und rechenintensive Aufgaben, ohne den Platzbedarf im Schaltschrank zu erhöhen. Das Gerät verfügt über integrierte Diagnosefunktionen, umfangreiche Schnittstellenoptionen und ein robustes Hardwaredesign, das für den Dauerbetrieb unter anspruchsvollen thermischen und mechanischen Bedingungen optimiert ist.

Funktionen

Intel-Core-i7-Verarbeitung: Die Quad-Core-CPU mit 2,1 GHz bietet eine hohe Rechenleistung für komplexe Steuerungsalgorithmen.
Hochgeschwindigkeits-Speicherarchitektur: Ausgestattet mit 4 GB DDR3-RAM und 128 kB integriertem nichtflüchtigem NOVRAM zur dauerhaften Datenspeicherung.
Flexible Speicheroptionen: Der CFast-Kartensteckplatz unterstützt standardmäßig Speicherkapazitäten von 20 GB oder 40 GB, mit Erweiterungsmöglichkeit abhängig vom Betriebssystem.
Integrierte aktive Kühlung: Eine kugelgelagerte Lüftereinheit mit Drehzahlüberwachung gewährleistet eine zuverlässige Wärmeableitung.
Dual-Gigabit-Ethernet: Zwei RJ45-Anschlüsse unterstützen Netzwerkgeschwindigkeiten von 10/100/1000 Mbit/s zur unabhängigen Segmentierung von Steuerungs- und Unternehmensnetzwerken.
Robuste Diagnoseschnittstelle: Direkte Diagnose-LEDs für Power, TwinCAT-Status, Flash-Zugriff und Busstatus ermöglichen eine sofortige physische Fehlererkennung.

Anwendungen

Hochgeschwindigkeits-Mehr-Achs-Bewegungssteuerung und synchronisierte Servo-Anwendungen.
Zentralisierte SPS- und Visualisierungsknoten in komplexen Verpackungsmaschinen.
Gateways für die Verarbeitung großer Datenmengen, die I/Os aus der Fertigungsebene mit MES-/SCADA-Netzwerken verbinden.
Industrielle Prüfstände, die eine Echtzeitmesswerterfassung und kurze Zykluszeiten erfordern.

Technische Daten

Parameter	Spezifikation
Hersteller	Beckhoff
Modellnummer	CX2040-0130
Prozessor	Intel Core i7 2715QE (2,1 GHz, 4 Kerne)
Arbeitsspeicher	4 GB DDR3-RAM (nicht erweiterbar)
Persistenter Speicher	128 kB NOVRAM (integriert)
Speicherschnittstelle	CFast-Kartensteckplatz (20 GB oder 40 GB abhängig von der Betriebssystemkonfiguration)
Betriebssystem	Windows Embedded Standard 7 P
TwinCAT-Plattformlevel	High Performance (70)
Schnittstellen	2 x RJ45 (10/100/1000 Mbit/s), 1 x DVI-I, 4 x USB 2.0, 1 x optionaler Steckplatz
I/O-Anschluss	Über Stromversorgungsmodul (unterstützt E-Bus und K-Bus mit automatischer Erkennung)
Versorgungsspannung	24 VDC (-15 % / +20 %)
Max. Leistungsaufnahme	32 W
Abmessungen (B x H x T)	144 mm x 99 mm x 91 mm
Nettogewicht	1230 g
Versandgewicht (berechnet)	3,0 kg
Betriebstemperatur	-25 bis +60 °C
Lagertemperatur	-40 bis +85 °C
Relative Luftfeuchtigkeit	95 %, nicht kondensierend
Schutzart	IP20
Zulassungen	CE, UL

Anschlüsse und Schnittstellen

Portname	Anschlusstyp	Beschreibung / Funktion
LAN 1	RJ45	Gigabit-Ethernet-Schnittstelle (PCI-Express-basiert), 10/100/1000 Mbit/s
LAN 2	RJ45	Gigabit-Ethernet-Schnittstelle (PCI-Express-basiert), 10/100/1000 Mbit/s
DVI-I	DVI-Buchse	Videoausgang für lokale Anzeige / Panel-Konnektivität
USB 1–4	USB Typ-A	4 x USB 2.0-Anschlüsse für Konfigurationsgeräte, Tastaturen oder Flash-Laufwerke
Optionaler Steckplatz	Feldbus-Steckplatz	Kann werkseitig mit Feldbus-Schnittstellen ausgestattet werden (z. B. EtherCAT-Master, PROFINET, PROFIBUS)

Erfahrungsbasierte technische Erkenntnisse

Alternative Modelle und Kompatibilität

Der CX2040-0130 verfügt über die grundlegende Hardwareplattform ohne vorinstallierte Lizenzen für die TwinCAT-Runtime-Software. Diese Konfiguration bietet Systemintegratoren die Flexibilität, benutzerdefinierte TwinCAT-3-Konfigurationen oder proprietäre Runtime-Setups bereitzustellen. Anders als die Systeme CX2020 und CX2030 verwendet der CX2040 einen vierkernigen Intel-Core-i7-Prozessor (Platform Level 70), sodass geeignete TwinCAT-3-Kernlizenzmodelle erforderlich sind, die seinem Verarbeitungspotenzial entsprechen. Für den Anschluss an Standard-E-Bus- oder K-Bus-Backplanes ist ein Stromversorgungsmodul CX2100 erforderlich.

Anwendungsfallen und technische Hinweise

Aufgrund des Wärmeprofils der vierkernigen Core-i7-CPU verwendet der CX2040-0130 eine aktive Kühlung. Im Gehäuse muss oberhalb und unterhalb des Geräts unbedingt ein Mindestabstand von 30 mm eingehalten werden. Eine Behinderung des Luftstroms führt zur thermischen Drosselung der CPU-Kerne, was sich durch unerklärliche Erhöhungen der Zykluszeiten und des Jitters in TwinCAT-Aufgaben bemerkbar macht. Überwachungen müssen das Warnbit „Fan Fail“ in den TwinCAT-System-PLC-Bibliotheken überwachen, um vor Erreichen der thermischen Grenzwerte eine sichere Abschaltung der Maschine auszulösen.

Tipps zu Inbetriebnahme und Verdrahtung

Bei der Verwendung von Echtzeit-EtherCAT-Zyklen unter 1 ms wird empfohlen, Aufgaben mit hoher Priorität an isolierte CPU-Kerne zu binden und Core 0 für standardmäßige Windows-Embedded-Aufgaben (Benutzeroberfläche, Netzwerk, USB-Abfrage) freizuhalten. Verwenden Sie ausschließlich zertifizierte CFast-Karten in Industriequalität (pSLC- oder SLC-Flash), die mit dem spezifischen Betriebssystemabbild von Beckhoff formatiert sind. Karten für den Endverbraucher verfügen nicht über die erforderlichen Wear-Leveling-Algorithmen, um zyklische Persistenzschreibvorgänge von NOVRAM in den Flash-Speicher zu verkraften, was zu vorzeitigem Kartenverschleiß und Dateikorruption führt.

Installationsrichtlinien

KRITISCHER SICHERHEITSHINWEIS

Trennen Sie vor der Montage, Demontage oder dem Einsetzen des CFast-Speichermediums alle 24-VDC-Stromquellen, die den CPU- und die nachgeschalteten I/O-Module versorgen. Unterspannung oder Hot-Plugging während der Karteninitialisierung kann zu einer dauerhaften Beschädigung des Controller-Flash-Speichers und der internen physikalischen Busschnittstellen führen.

1

Montieren Sie das CPU-Modul CX2040-0130 auf einer standardmäßigen 35-mm-DIN-Schiene (EN 60715) neben dem zugehörigen Stromversorgungsmodul CX2100. Stellen Sie sicher, dass die seitlichen Steckverbindungen fest einrasten.

2

Schieben Sie die vorbereitete CFast-Systemkarte mit dem Systemabbild von Windows Embedded Standard 7 P vorsichtig in den dafür vorgesehenen Steckplatz an der Frontplatte, bis sie sicher einrastet.

3

Schließen Sie die Kabel der Netzwerkarchitektur (empfohlen wird geschirmtes Kabel der Kategorie 6) an die Anschlüsse LAN 1 oder LAN 2 an und führen Sie die Abschirmung zum zentralen Erdungsleiter mit niedriger Impedanz.

4

Legen Sie 24 VDC an das angrenzende Stromversorgungsmodul an und vergewissern Sie sich, dass die LEDs „Power“ und „TC Status“ auf der Frontplatte des CPU-Moduls leuchten. Dies zeigt einen normalen Systemstart und Betriebsstatus an.

FAQ

Wird der CX2040-0130 mit einer vorinstallierten TwinCAT-Lizenz geliefert?

Nein, dieses Modell wird mit Windows Embedded Standard 7 P geliefert, enthält jedoch keine vorinstallierten TwinCAT-Lizenzen. Benutzer müssen die für TwinCAT 3 Platform Level 70 (High Performance) entsprechenden Lizenzen erwerben und aktivieren.

Welches Stromversorgungsmodul ist für den Betrieb der CPU CX2040-0130 erforderlich?

Der CX2040-0130 benötigt ein Netzteil der Serie CX2100 (z. B. das CX2100-0014), das an seiner rechten Seite angeschlossen wird, um die Systemstromversorgung bereitzustellen und die Verbindung zu E-Bus-/K-Bus-Klemmen herzustellen.

Kann der Systemspeicher (RAM) dieses CPU-Moduls vor Ort erweitert werden?

Nein, der 4-GB-DDR3-RAM ist direkt auf der CPU-Systemplatine integriert und kann vor Ort weder aufgerüstet noch erweitert werden.

Wie geht das Kühlsystem mit Lüfterausfällen um?

Der integrierte Lüfter mit Kugellager verfügt über eine interne Drehzahlüberwachung. Wird ein Lüfterausfall oder ein Abfall der Drehzahl erkannt, wird ein Fehler im Betriebssystem registriert. Dieser kann mit TwinCAT-SPS-Aufgaben verknüpft werden, um ein sicheres Herunterfahren einzuleiten.

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