Beckhoff CX2040-0130 Embedded-PC-Basis-CPU-Modul

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 Rechenleistung eines Intel Core i7 mit vier Kernen direkt auf der DIN-Schiene ist der Beckhoff CX2040-0130 eine leistungsstarke Industriesteuerung für anspruchsvolle Anwendungen in den Bereichen Bewegungssteuerung, Visualisierung und SPS. Dieses Basis-CPU-Modul koordiniert komplexe Mehrachs-Automatisierungssysteme und Rechenaufgaben, ohne den Platz im Schaltschrank zu beeinträchtigen. Das Gerät verfügt über integrierte Diagnosefunktionen, vielfältige Schnittstellenoptionen und eine robuste Hardwareauslegung, die für den Dauerbetrieb unter anspruchsvollen thermischen und mechanischen Bedingungen optimiert ist.

Merkmale

Intel Core i7-Verarbeitung: Die 2,1-GHz-CPU mit vier Kernen bietet hohen Rechendurchsatz 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 standardmäßige Speicherkapazitäten von 20 GB oder 40 GB und kann je nach Betriebssystem erweitert werden.
Integrierte aktive Kühlung: Eine Lüftereinheit mit Kugellager und Drehzahlüberwachung sorgt für zuverlässige Wärmeableitung.
Duales Gigabit-Ethernet: Zwei RJ45-Anschlüsse unterstützen Netzwerkgeschwindigkeiten von 10/100/1000 Mbit/s und ermöglichen die unabhängige Segmentierung von Steuerungs- und Unternehmensnetzwerken.
Robuste Diagnoseschnittstelle: Direkte Diagnose-LEDs für Stromversorgung, TwinCAT-Status, Flash-Zugriff und Busstatus ermöglichen eine sofortige Erkennung von Fehlern vor Ort.

Anwendungen

Hochgeschwindigkeits-Mehr-Achsen-Bewegungssteuerung und synchronisierte Servo-Anwendungen.
Zentrale SPS- und Visualisierungsknoten in komplexen Verpackungsmaschinen.
Datenverarbeitungsgateways mit hohem Durchsatz, die die E/A der Produktionsebene mit MES-/SCADA-Netzwerken verbinden.
Industrielle Prüfstände, die Echtzeit-Messdatenerfassung 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)
Permanenter Speicher	128 kB NOVRAM (integriert)
Speicherschnittstelle	CFast-Kartensteckplatz (20 GB oder 40 GB je nach Betriebssystemkonfiguration)
Betriebssystem	Windows Embedded Standard 7 P
TwinCAT-Plattformebene	Hohe Leistung (70)
Schnittstellen	2 x RJ45 (10/100/1000 Mbit/s), 1 x DVI-I, 4 x USB 2.0, 1 x optionaler Steckplatz
E/A-Anschluss	Über Stromversorgungsmodul (unterstützt E-Bus und K-Bus mit automatischer Erkennung)
Versorgungsspannung	24 V DC (-15 % / +20 %)
Max. Leistungsaufnahme	32 W
Abmessungen (W 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

Anschlussname	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 / Bedienfeldanschluss
USB 1 - 4	USB Typ-A	4 USB-2.0-Ports für Konfigurationsgeräte, Tastaturen oder USB-Sticks
Optionssteckplatz	Feldbussteckplatz	Kann werkseitig mit Feldbusschnittstellen ausgestattet werden (z. B. EtherCAT-Master, PROFINET, PROFIBUS)

Erfahrungswerte aus der Praxis

Alternative Modelle und Kompatibilität

Das CX2040-0130 verfügt über die Basishardwareplattform und wird ohne vorinstallierte TwinCAT-Laufzeitlizenzen ausgeliefert. Diese Konfiguration ermöglicht Systemintegratoren, eigene TwinCAT-3-Konfigurationen oder proprietäre Laufzeitumgebungen einzusetzen. Im Gegensatz zu den Systemen CX2020 und CX2030 nutzt das CX2040 einen Intel-Core-i7-Quad-Core-Prozessor (Plattformstufe 70), für den geeignete TwinCAT-3-Kernlizenzmodelle erforderlich sind, um seine Verarbeitungsleistung auszuschöpfen. Zum Anschluss an standardmäßige E-Bus- oder K-Bus-Backplanes ist ein Netzteilmodul CX2100 erforderlich.

Anwendungsfallen und technische Hinweise

Aufgrund des Wärmeprofils der Quad-Core-CPU Core i7 ist das CX2040-0130 aktiv gekühlt. Im Schaltschrank muss ober- und unterhalb des Geräts unbedingt ein Mindestabstand von 30 mm eingehalten werden. Eine blockierte Luftströmung führt zur thermischen Drosselung der CPU-Kerne und äußert sich in unerklärlich längeren Zykluszeiten und erhöhtem Jitter innerhalb der TwinCAT-Aufgaben. Überwachungsroutinen müssen das Warnbit „Fan Fail“ in den TwinCAT-System-PLC-Bibliotheken auswerten, um vor Erreichen der thermischen Grenzwerte ein sicheres Herunterfahren der Maschine auszulösen.

Tipps zu Inbetriebnahme und Verdrahtung

Bei Echtzeit-EtherCAT-Zyklen unter 1 ms wird empfohlen, Aufgaben mit hoher Priorität an dedizierte CPU-Kerne zu binden und Core 0 für Standardaufgaben von Windows Embedded (Benutzeroberfläche, Netzwerk, USB-Abfrage) freizuhalten. Verwenden Sie ausschließlich zertifizierte CFast-Karten in Industriequalität (pSLC- oder SLC-Flash), die mit dem für Beckhoff spezifischen Betriebssystemabbild formatiert wurden. Karten für den Consumer-Bereich verfügen nicht über die erforderlichen Wear-Leveling-Algorithmen, um zyklische Schreibvorgänge zur Speicherung von NOVRAM-Daten im Flash zu bewältigen. Dies führt zu vorzeitigem Kartenverschleiß und Dateibeschädigungen.

Installationsrichtlinien

WICHTIGER SICHERHEITSHINWEIS

Trennen Sie vor der Montage, Demontage oder dem Einsetzen des CFast-Speichermediums alle 24-VDC-Spannungsquellen, die das CPU- und die nachgeschalteten E/A-Module versorgen. Unterspannung oder das Einsetzen im laufenden Betrieb während der Karteninitialisierung kann zu irreparablen Schäden am Flash-Speicher des Controllers und an den internen physikalischen Busschnittstellen führen.

1

Montieren Sie das CPU-Modul CX2040-0130 auf einer Standard-DIN-Schiene mit 35 mm Breite (EN 60715) neben dem zugehörigen Netzteilmodul CX2100. Achten Sie darauf, 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 hörbar einrastet.

3

Schließen Sie Netzwerkkabel (empfohlen wird ein geschirmtes Kabel der Kategorie 6) an die Ports LAN 1 oder LAN 2 an und führen Sie den Schirm zu einer zentralen niederohmigen Erdungsschiene.

4

Legen Sie 24 VDC an das angrenzende Netzteilmodul an und prüfen Sie, ob die LEDs „Power“ und „TC Status“ an der Frontplatte des CPU-Moduls leuchten. Dies zeigt den 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 Lizenzen erwerben und aktivieren, die der TwinCAT 3 Platform Level 70 (High Performance) entsprechen.

Welches Netzteilmodul wird für den Betrieb der CPU CX2040-0130 benötigt?

Der CX2040-0130 benötigt ein Netzteil der Serie CX2100 (z. B. den CX2100-0014), das an seiner rechten Seite angeschlossen wird, um das System mit Strom zu versorgen 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 in die CPU-Systemplatine integriert und kann vor Ort weder aufgerüstet noch erweitert werden.

Wie reagiert das Kühlsystem auf Lüfterausfälle?

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

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