BECKHOFF CX5020-N031-0002 Embedded-PC mit Intel Atom Z530

Produktübersicht

Der CX5020-N031-0002 (CX5020N0310002) ist ein robuster, lüfterloser Embedded-PC, der für leistungsstarke SPS- und Motion-Control-Anwendungen innerhalb der Beckhoff-CX-Serie entwickelt wurde. Angetrieben von einem Intel-Atom-Z530-Prozessor mit 1,6 GHz schließt dieses Gerät die Lücke zwischen einfachen Buskopplern und leistungsstarken Industrie-PCs. Sein modularer Aufbau ermöglicht den direkten Anschluss sowohl an E-Bus (EtherCAT) als auch an K-Bus (Busklemmen) mit automatischer Signalerkennung und bietet damit ein flexibles Gateway für dezentrale I/O. Durch die Integration einer 1-Sekunden-USV und die Unterstützung von Windows-Embedded-Umgebungen gewährleistet der CX5020-N031-0002 maximale Systemverfügbarkeit und Datenintegrität in anspruchsvollen Bereichen wie erneuerbaren Energien, der Halbleiterfertigung und der Gebäudeautomation.

Technische Konfiguration (im Detail)

Die Architektur des CX5020-N031-0002 ist auf deterministische Steuerung und eine lange industrielle Lebensdauer optimiert:

• Rechenleistung: Die Single-Core-CPU Intel Atom Z530 erreicht innerhalb des TwinCAT-3-Ökosystems die „Performance Level 40“ und kann komplexe Mehrachs-Bewegungen sowie umfangreiche Logikaufgaben bei geringem Stromverbrauch (max. 13 W) bewältigen.

• Speicherverwaltung: Ausgestattet mit 512 MB RAM und einem Compact-Flash-(CF-)Steckplatz trennt das System Betriebssystem und TwinCAT-Laufzeitumgebung von mechanischen Fehlerquellen. Die integrierte 1-Sekunden-USV nutzt interne Kondensatoren, um bei einem Stromausfall 1 MB persistenter Daten auf der CF-Karte zu speichern und so eine Beschädigung von Zustandsvariablen zu verhindern.

• Erweiterung und Konnektivität: Neben den beiden 10/100/1000-Mbit/s-Ethernet-Ports und vier USB-2.0-Schnittstellen verfügt die Variante „N031“ über eine spezielle optionale Schnittstelle. Sie unterstützt sowohl TwinCAT 2 als auch TwinCAT 3 (XAR) und ermöglicht damit die Unterstützung älterer Systeme oder eine moderne objektorientierte Programmierung.

Technische Spezifikationen

Technische FAQs

• Wie funktioniert die automatische I/O-Erkennung zwischen E-Bus und K-Bus?

  Der CX5020-N031-0002 verfügt über eine intelligente Backplane-Schnittstelle. Beim Start erkennt der Controller die elektrische Signatur des angeschlossenen Klemmenverbunds. Er schaltet sein internes Kommunikationsprotokoll automatisch entweder auf EtherCAT (E-Bus) oder auf das standardmäßige Beckhoff-Busklemmenprotokoll (K-Bus) um, ohne dass manuelle Hardware-Überbrückungen erforderlich sind.

• Kann die Batterie der internen Uhr vom Benutzer ausgetauscht werden?

  Ja. Der Embedded-PC verfügt über eine batteriegepufferte interne Uhr zur Synchronisierung von Uhrzeit und Datum. Die Batterie ist austauschbar, sodass das System auch nach längeren spannungsfreien Zeiträumen genaue Zeitstempel in Protokollen und geplante Aufgaben beibehält.

• Welche Betriebssysteme sind mit dieser Hardware kompatibel?

  Dieses spezielle Modell ist für Windows Embedded CE 6 oder Windows Embedded Standard 2009 ausgelegt. Diese Betriebssystemversionen sind für den industriellen Einsatz optimiert und bieten einen geringen Speicherbedarf sowie eine höhere Stabilität für die TwinCAT-Laufzeitumgebung.

Leitfaden für Engineering und Installation

• Verarbeitung persistenter Daten durch die USV: Damit die 1-Sekunden-USV ordnungsgemäß funktioniert, muss das TwinCAT-Projekt so konfiguriert werden, dass bestimmte Variablen als „RETAIN“ gekennzeichnet sind. Bei einem Stromausfall verfügt die Hardware über ausreichend gespeicherte Energie, um diese Variablen aus dem RAM auf die Compact-Flash-Karte zu schreiben. Stellen Sie sicher, dass die CF-Karte für Ihre Anwendung über eine ausreichende Lebensdauer hinsichtlich der Schreibzyklen verfügt.

• Thermomanagement und Montage: Das Gerät ist lüfterlos und nutzt natürliche Konvektion. Es muss horizontal auf der DIN-Schiene installiert werden, damit die Luft durch die vertikalen Kühlrippen strömen kann. Halten Sie oberhalb und unterhalb des Geräts einen Abstand von mindestens 30 mm ein. Für Umgebungen, in denen die Grenze von 60 °C erreicht wird, muss der Schaltschrank über eine aktive Belüftung verfügen.

• Erdung und EMV: Verwenden Sie eine niederimpedante Verbindung zwischen der DIN-Schiene und dem zentralen Erdungspunkt des Schaltschranks. Der CX5020-N031-0002 entspricht EN 61000-6-2/4, jedoch ist eine ordnungsgemäße Schirmung der RJ45-Ethernetkabel zwingend erforderlich, um Kommunikationsjitter in Umgebungen mit hohem Störpegel in der Nähe von Frequenzumrichtern oder leistungsstarken Schützen zu verhindern.

Engineering-Vorteile

Der CX5020-N031-0002 bietet durch seine ATEX- und UL-Zertifizierungen einen erheblichen technischen Vorteil und eignet sich bei Auswahl der entsprechenden Bestelloptionen für explosionsgefährdete Bereiche (Zone 2/22). Seine Fähigkeit, ohne externe Heizung bis -25 °C zu arbeiten, ermöglicht den Einsatz in Außen-Schaltschränken oder unbeheizten Industrieanlagen. Die Kombination aus Intel-basierter Architektur und modularer I/O-Schnittstelle bietet eine zukunftssichere Plattform, die von einfacher Logiksteuerung bis hin zu anspruchsvollen, vernetzten Automatisierungssystemen skaliert werden kann.