Beschreibung
Die Ausführung von latenzarmer Steuerungslogik direkt auf Maschinenebene ermöglicht dem Beckhoff CX5020-0120 eine hocheffiziente Verarbeitung in einem kompakten, auf DIN-Schiene montierbaren Gehäuse. Dieser eingebettete Industriecontroller integriert einen Intel Atom Z530 1,6 GHz Prozessor und überbrückt die Lücke zwischen leistungsstarken Industrie-PCs und traditionellen modularen SPS-Systemen. Mit einem lüfterlosen Design und robusten Wärmeableitungswegen ist dieser Controller darauf ausgelegt, Zuverlässigkeit in anspruchsvollen industriellen Betriebsumgebungen ohne aktive Kühlung beweglicher Teile zu gewährleisten.
Das Gerät zeichnet sich durch seine intelligente I/O-Terminalanpassung aus, die eine einheitliche Backplane-Schnittstelle nutzt, welche sowohl E-Bus (EtherCAT-Terminals) als auch K-Bus (Standard-Bus-Terminals) automatisch erkennt und anbindet. Mit einer integrierten, wartungsfreien 1-Sekunden-USV werden kritische Systemzustandsvariablen bei unerwartetem Ausfall der Hauptstromversorgung sicher auf die Compact Flash-Karte geschrieben, um Dateibeschädigungen zu verhindern und die Datenintegrität über Betriebszyklen hinweg zu bewahren.
Hauptmerkmale
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Intel Atom Z530 Prozessor: Bietet eine stabile 1,6 GHz Taktfrequenz für präzise, einkernige deterministische Regelkreise.
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Universelles I/O-Backplane: Unterstützt automatische Erkennung und Dual-Kompatibilität mit Hochgeschwindigkeits-E-Bus- und konventionellen K-Bus-Kommunikationstopologien.
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Integrierte 1-Sekunden-USV: Schreibt beim Erkennen eines Spannungseinbruchs automatisch bis zu 1 MB persistenter Variablen auf das nichtflüchtige CF-Medium.
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Flexibler Kommunikationsstack: Zwei unabhängige RJ45-Gigabit-Ports ermöglichen physikalische Netztrennung zwischen übergeordneten Fabriknetzwerken und untergeordneten Steuerungs-Subnetzen.
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Erweiterungssteckplatz: Nimmt optionale modulare Feldbus-Schnittstellen auf für flexible Integration in bestehende Multi-Protokoll-Umgebungen.
Anwendungen
- Hochgeschwindigkeits-Fertigungsleitsysteme mit dichten, verteilten EtherCAT-Topologien.
- Eingebettete Maschinen-HMI und SPS-Koprozessoren über integrierte digitale Video- und USB-Konnektivität.
- Fernüberwachung und Pumpstationsüberwachung mit Anforderungen an weiten Temperaturbereich.
- Dezentrale Gebäudeautomationsnetzwerke und kritische Umweltinfrastruktursteuerungen.
Technische Spezifikationen
| Hersteller |
Beckhoff Automation |
| Modellnummer |
CX5020-0120 |
| Prozessor |
Intel Atom Z530 (1,6 GHz, Single-Core) |
| Flüchtiger Speicher |
512 MB RAM (werkseitig erweiterbar auf bis zu 1 GB) |
| Flash-Speicher-Steckplatz |
Compact Flash-Steckplatz (128 MB CF-Karte enthalten) |
| Persistenter Speicher |
1-Sekunden-USV (1 MB Zuweisung auf CF-Karte) |
| Betriebssystem |
Windows Embedded CE 6 / Windows Embedded Standard 2009 |
| Unterstützte Steuerungssoftware |
TwinCAT 2 Laufzeit, TwinCAT 3 Laufzeit (XAR) |
| TwinCAT 3 Plattform-Level |
Leistungsstufe (40) |
| I/O-Bus-Anschluss |
E-Bus (EtherCAT) oder K-Bus (Busklemmen) mit automatischer Erkennung |
| Max. Bus-Ausgangsstrom |
2 A DC (E-Bus / K-Bus Versorgungskapazität) |
| Versorgungsspannung |
24 V DC (-15 % / +20 %) |
| Stromverbrauch |
Maximal 13 W (ohne Lasten an nachgeschalteten Klemmen) |
| Physikalische Schnittstellen |
2 x RJ45 (10/100/1000 Mbps), 1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Umweltschutz |
Schutzart IP20 |
| Betriebstemperatur |
-25 °C bis +60 °C (-13 °F bis +140 °F) |
| Lagertemperatur |
-40 °C bis +85 °C (-40 °F bis +185 °F) |
| Abmessungen (B x H x T) |
106 mm x 100 mm x 92 mm |
| Versandgewicht |
3,0 kg (einschließlich handelsüblicher Schutzverpackung) |
Anschlüsse und Schnittstellen
| Port / Anschluss |
Funktion und Zuordnung |
| LAN1 / LAN2 (RJ45) |
Unabhängige Gigabit-Ethernet-Ports für die Verbindung zu TwinCAT-Steuerungsnetzwerken oder Unternehmensdatenbanken. |
| DVI-D |
Direkte digitale Videoausgangsschnittstelle für lokale grafische Panel-Schnittstellen und Visualisierungsanzeigen. |
| USB 1 - 4 |
Vier USB 2.0 Anschlüsse für Peripheriegeräteintegration, Programmierung und lokale manuelle Eingaben. |
| 24 V DC Anschluss |
Primäre Systemstromversorgung mit spezifischen Kontakten für Systemstrom und separater Feldbus-Terminalversorgung. |
Empirische Ingenieur-Einblicke
Alternative Modelle & Kompatibilität
Dieses CPU-Modul ist unter TwinCAT 3 Platform Level 40 (Performance) klassifiziert, was bedeutet, dass es keine Laufzeitanwendungen ausführen kann, die für niedrigere Plattformen (z. B. PL 30) oder höhere Plattformen (z. B. PL 50+) kompiliert wurden, ohne die Zielsystemeinstellungen und entsprechenden Lizenzen zu aktualisieren. Beim Austausch einer älteren Generation ist zu überprüfen, ob das vorhandene Compact Flash-Image mit der CPU-Architektur übereinstimmt, um Bootfehler zu vermeiden, die durch Treiberinkompatibilitäten zwischen TwinCAT 2 und TwinCAT 3 Laufzeiten verursacht werden.
Anwendungsfallen & technische Hinweise
Die integrierte 1-Sekunden-USV erfordert eine korrekt formatierte, industrielle Compact Flash-Karte mit aktiven Partitionen für persistente Daten. Verwenden Sie keine Consumer-CF-Karten, da diese nicht die erforderliche Schreibausdauer für häufige Schreibvorgänge während Stromzyklen unterstützen. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Gesamtgröße Ihrer persistenten Variablen das in der Twin-System-Boot-Konfiguration festgelegte Limit von 1 MB nicht überschreitet.
Inbetriebnahme- & Verkabelungstipps
Wenn die physikalische Verbindungslänge des lokalen E-Bus- oder K-Bus-Segmentlayouts die maximale Kapazität erreicht oder der gesamte nachgelagerte Terminalstrom den internen Versorgungsschwellenwert von 2 A überschreitet, müssen Sie eine Hilfsstromversorgungsklemme (wie das EL9400- oder KL9400-Modul) einfügen, um die Signalqualität zu erhalten und Kommunikationsabbrüche zu vermeiden.
Installationsrichtlinien
KRITISCHE WARNUNG
Trennen Sie alle Stromzuführungen vom System, bevor Sie mit der Montage der Hardware, dem Anschluss der Klemmen oder der Schnittstellenverbindung beginnen. Stellen Sie sicher, dass interne kapazitive Ladungen vollständig abgeklungen sind, bevor Sie interne Komponenten handhaben oder die Compact Flash-Karte austauschen. Die Nichteinhaltung dieser sicheren Installationspraktiken kann zu physischen Schäden an der Steuerungsschaltung oder instabilen Systemzuständen führen.
1
Montieren Sie das CPU-Modul vertikal auf einer Standard-DIN-Schiene 35 mm (EN 60715), um einen optimalen passiven Konvektionsluftstrom durch die oberen und unteren Kühlöffnungen zu gewährleisten. Blockieren Sie diese Wege nicht.
2
Stellen Sie sicher, dass der Erdungskontakt der DIN-Schiene mit einem niederohmigen Haupt-Erdungssystem verbunden ist, um elektromagnetische Störungen und Hochfrequenzrauschen zu minimieren.
3
Schieben Sie die nachgelagerten I/O-Module (E-Bus- oder K-Bus-Klemmen) fest auf die Bus-Schnittstelle auf der rechten Seite. Vergewissern Sie sich, dass die physischen Schiebesicherungen die Module nacheinander sichern.
4
Schließen Sie eine geregelte 24 V DC-Stromversorgung an die Haupteingangsklemmen an. Überprüfen Sie vor dem Ein- und Ausschalten, ob die Polarität mit dem Anschlussdiagramm übereinstimmt.