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Beckhoff CX5140-N031-0004 Embedded-PC der CX5100-Serie

SKU CX5140-N031-0004

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  • Hersteller: BECKHOFF

  • Produkt-Nr.: CX5140-N031-0004

  • Herkunftsland:Deutschland

  • Produkttyp: Embedded-PC-Module

  • Zahlung: T/T, Western Union

  • Gewicht: 500g

  • Versandhafen: Xiamen

  • Garantie: 12 Monate

Beschreibung

Der für leistungsstarke Automatisierungsaufgaben mit kompakter DIN-Schienenmontage entwickelte Beckhoff CX5140-N031-0004 ist eine Steuerung in Industriequalität mit einem Intel-Atom-Quad-Core-Prozessor. Dieses Gerät verfügt über eine dedizierte serielle N031-RS422/RS485-Optionsschnittstelle und ermöglicht Vollduplex-Kommunikationsendpunkte direkt über die Prozessorbaugruppe. Das lüfterlose Gerät nutzt eine passive Kühlungsarchitektur und ermöglicht eine zuverlässige Ausführung von TwinCAT-Steuerungsaufgaben. Damit eignet es sich ideal für Hochgeschwindigkeits-SPS, Bewegungssteuerung und Kommunikations-Gateway-Anwendungen.

Wichtige Merkmale

  • Intel Atom Quad-Core-Prozessor: Bietet hohe Rechenleistung mit mehreren Kernen, optimiert für Echtzeit-Automatisierungsabläufe und deterministische Regelkreise.
  • Serielle N031-Schnittstelle: Standardmäßige 9-polige D-Sub-Buchse, konfiguriert für den RS422/RS485-Betrieb als terminierter Vollduplex-Endpunkt.
  • Zwei Gigabit-Ethernet-Ports: Zwei unabhängige RJ45-Schnittstellen mit Unterstützung für 10/100/1000 Mbit/s zur Trennung von Netzwerktopologien und Steuerungskommunikation.
  • Universelle I/O-Konnektivität: Automatische Erkennung und Busumschaltung für EtherCAT-Klemmen (E-Bus) oder Standard-Busklemmen (K-Bus).
  • Robustes, wartungsfreies Design: Lüfterloser Betrieb mit Unterstützung für Solid-State-Speichermedien minimiert das Risiko mechanischer Ausfälle in rauen Umgebungen.

Industrielle Anwendungen

  • Hochgeschwindigkeits-Verpackungsmaschinen: Dient als primäre Bewegungssteuerungsplattform zur Koordination mehrachsig synchronisierter Antriebe über EtherCAT.
  • Gateways für die Prozesssteuerung: Verbindet veraltete Feldnetzwerke über die serielle RS422-Schnittstelle mit modernen EtherCAT- oder TCP/IP-Unternehmensebenen.
  • Windenergie und Stromerzeugung: Führt eine deterministische Turbinensteuerung und Strukturüberwachung bei großen Temperaturschwankungen durch.
  • Verteilte Gebäudeautomation: Koordiniert Beleuchtung, HLK und die Integration von Subsystemen in weitläufigen Gebäudekomplexen.

Technische Daten

Spezifikationsparameter Wert / Beschreibung
Hersteller Beckhoff
Modellnummer CX5140-N031-0004
Prozessor Intel Atom (1,91 GHz, Quad-Core)
Speicherkonfiguration 4 GB DDR3-RAM (intern, nicht erweiterbar)
Serielle Schnittstelle (N031) RS422 / RS485 (9-polige D-Sub-Buchse)
Ethernet-Schnittstellen 2 x RJ45 (10/100/1000 Mbit/s, unabhängig)
USB-Anschlüsse 4 x USB 2.0
Displayschnittstelle 1 x DVI-D
Anschluss des Bussystems E-Bus (EtherCAT) oder K-Bus (Standard-Klemmenbus), automatische Erkennung
Betriebsspannung 24 V DC (-15 % / +20 %)
Betriebstemperatur -25 °C bis +60 °C
Versandgewicht (berechnet) 3.00 kg

3,00 kg

Anschlüsse und Schnittstellen

Die N031-Option stellt eine serielle Schnittstelle für den Vollduplex-RS422-Endpunktbetrieb mit aktivierten internen Abschlusswiderständen bereit. Der Anschluss erfolgt über eine 9-polige D-Sub-Buchse mit der folgenden Pinbelegung: D-Sub-Pin
Signalzuordnung (RS422 Vollduplex) TxD+ (Sendedaten +)
Pin 3 RxD+ (Empfangsdaten +)
Pin 5 GND (Signalmasse)
Pin 7 TxD- (Sendedaten -)
Pin 8 RxD- (Empfangsdaten -)

Empirische technische Erkenntnisse

Alternative Modelle und Kompatibilität

Der CX5140-N031-0004 kann Standardsysteme des Typs CX5140-0004 direkt ersetzen, sofern alle anwendungsspezifischen Systemprofile im TwinCAT System Manager aktualisiert werden, um den dem N031-Serienchip zugewiesenen virtuellen COM-Port abzubilden. Beachten Sie, dass eine Änderung der physischen Klemmenbus-Anbindungen von K-Bus zu E-Bus keine manuelle Hardware-Umschaltung erfordert, da der interne Controller beim Booten automatisch den passenden Treiber der physikalischen Schicht abfragt und initialisiert.

Anwendungsfallstricke und technische Hinweise

Da die N031-Schnittstelle über nicht abschaltbare interne Abschlusswiderstände verfügt, führt das Hinzufügen externer Abschlussmodule am Controller-Ende des RS422-Bussegments zu einer übermäßigen Signalbelastung. Eine doppelte Terminierung am lokalen Knoten kann die Kommunikationssignalreserven verschlechtern und sporadische CRC- oder Rahmenfehler verursachen, insbesondere bei hohen Baudraten über große Entfernungen.

Tipps zu Inbetriebnahme und Verdrahtung

Wenn Sie serielle Leitungen neben Hochspannungs-Motorkabeln verlegen, stellen Sie sicher, dass die metallische Haube des 9-poligen D-Sub-Steckers eine robuste, durchgängige 360-Grad-Verbindung mit dem Kabelschirm herstellt. Stellen Sie sicher, dass der Schirm nur an einer einzigen Massebus-Referenz innerhalb des Hauptschaltschranks angeschlossen ist, um zu verhindern, dass Masseschleifenströme durch die Kommunikationsleitungen fließen.

Installationsrichtlinien

KRITISCHE WARNUNG

Trennen Sie alle primären und zusätzlichen 24-V-DC-Stromquellen und schalten Sie sie vollständig ab, bevor Sie den CPU-Block montieren oder demontieren. Das Koppeln oder Entkoppeln von Busklemmen (E-Bus/K-Bus) bei angelegter Spannung erzeugt transiente Spannungsspitzen, die die elektronische Rückwandlogik dauerhaft beschädigen können.

1
Montieren Sie das Gerät auf einer standardmäßigen 35-mm-DIN-Schiene (EN 60715), indem Sie die integrierte Verriegelungslasche nach unten drücken, das Gerät an der Schiene positionieren und die Lasche sicher in ihre Position zurückschnappen lassen.
2
Richten Sie benachbarte E-Bus-/K-Bus-Klemmen an der rechten Schnittstelle aus und schieben Sie sie zusammen, bis die Rastnasen der mechanischen Verriegelung hörbar einrasten.
3
Stellen Sie die Stromversorgung und seriellen Verbindungen mit isolierten 24-V-DC-Stromkabeln mit einem nominalen Leiterquerschnitt von mindestens 1,0 mm² her, um den Spannungsabfall bei hoher CPU-Last zu begrenzen.

FAQ

Welche Funktion hat der Optionscode N031 bei diesem Embedded-PC?

Der Optionscode N031 bezeichnet eine integrierte serielle Schnittstelle, die über eine 9-polige D-Sub-Buchse als RS422/RS485-Schnittstelle konfiguriert ist. Sie arbeitet als Vollduplex-Endpunkt mit aktivierter interner Terminierung.

Welche Softwareumgebungen sind mit diesem CX5140-Modul kompatibel?

Diese Hardwareversion ist für die Laufzeitumgebung TwinCAT 3 unter Windows Embedded Compact 7 optimiert und ermöglicht Echtzeitsteuerung sowie SPS- und Bewegungssteuerungskonfigurationen.

Wie handhabt das Gerät die Verbindungen zu I/O-Klemmen?

Der Controller verfügt über eine direkte Backplane-Schnittstelle, die EtherCAT-Klemmen (E-Bus) oder Busklemmen (K-Bus) automatisch erkennt und mit ihnen kommuniziert.

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