Beschreibung

Als kompaktes, feldbusfähiges Steuerungssystem integriert der Beckhoff CX8051 einen ARM9-Prozessor zur Ausführung lokaler SPS-Aufgaben und fungiert gleichzeitig nativ als leistungsfähige CANopen-Slave-Schnittstelle. Dieser Embedded-Controller verbindet die Vielseitigkeit der Industrie-PC-Technologie mit herkömmlichen Feldbussystemen und ermöglicht die modulare I/O-Integration in einem für die DIN-Schienenmontage geeigneten Gehäuse. Angetrieben von der TwinCAT 2-Laufzeitumgebung und dem Betriebssystem Windows Embedded CE 6 steuert das Gerät lokale Regelkreise und tauscht gleichzeitig wichtige Betriebsparameter über seine galvanisch entkoppelte D-Sub-Schnittstelle mit einem übergeordneten Steuersystem aus.

Funktionen

• Der ARM9-Prozessorkern mit 400 MHz ermöglicht eine zuverlässige deterministische Steuerung kleiner bis mittlerer Industriesysteme.
• Die integrierte kapazitive 1-Sekunden-USV erhält bei ungeplanten Stromausfällen bis zu 1 MB persistenter Variablen.
• Automatische physikalische Erkennung und Unterstützung sowohl für EtherCAT (E-Bus) als auch für Busklemmen (K-Bus).
• Galvanisch entkoppelter 9-poliger D-Sub-Anschluss gemäß den CANopen-Kommunikationsspezifikationen.
• Dedizierte Diagnose-LEDs zeigen TwinCAT-Betriebszustände und Feldbus-Kommunikationsstatus an.

Anwendungen

• Dezentrale I/O-Verarbeitung und Subsystemsteuerung in großen industriellen CANopen-Netzwerken.
• Integration in Infrastruktur- und Gebäudeautomatisierungssysteme mit TwinCAT 2-Programmierung.
• Gefährliche industrielle Prozesse, die die Einhaltung der Sicherheitsnormen ATEX, IECEx und cFMus Klasse I Division 2 erfordern.

Technische Spezifikationen

Anschlüsse und Schnittstellen

Empirische technische Erkenntnisse

Alternative Modelle & Kompatibilität

Der CX8051 ist ein feldbusabhängiger Controller der Produktfamilie CX80xx. Während Modelle wie der CX8090 die Kommunikation über Ethernet/IP oder Modbus TCP unterstützen, kann der CX8051 durch eine Firmwareänderung nicht für alternative Feldbusse angepasst werden, da die CANopen-Physical-Layer-Schnittstelle fest mit der Hauptplatine verbunden ist. Stellen Sie beim Aufrüsten älterer, mit TwinCAT 2 konfigurierter Systeme sicher, dass die Zieleinstellungen im TwinCAT System Manager auf die ARM-Plattform (ARMV4I) festgelegt sind, und prüfen Sie vor dem Download die Bibliotheksabhängigkeiten.

Anwendungsfallen und technische Hinweise

Sorgen Sie stets für ausreichenden thermischen Abstand (mindestens 30 mm oberhalb und unterhalb des Moduls), um eine passive Wärmeabfuhr durch Konvektion zu gewährleisten. Der Betrieb des CX8051 in kompakten Gehäusen ohne geeignete Belüftung kann dazu führen, dass das Gerät seine maximale Betriebstemperatur von +55 °C überschreitet, was eine Drosselung der CPU oder Fehler beim Speicherzugriff zur Folge haben kann. Außerdem dürfen Benutzer keine häufig zu protokollierenden zyklischen Parameter direkt auf die microSD-Karte schreiben. Standard-Flash-Zellen verschleißen bei schnellen Schreibmustern rasch; verwenden Sie für kontinuierliche Variablen den persistenten 1-MB-USV-Speicher und schreiben Sie Werte erst während kontrollierter Abschaltzyklen in den Flash-Speicher.

Tipps zu Inbetriebnahme und Verdrahtung

Die CANopen-Adresse (Node ID) des CX8051 kann über die sich hinter der Frontklappe befindenden physischen Adressschalter fest eingestellt oder direkt über die TwinCAT-Software konfiguriert werden. Für eine störungsfreie Buskommunikation muss an beiden physischen Enden des CAN-Bus-Netzwerks ein 120-Ohm-Abschlusswiderstand zwischen Pin 2 (CAN_L) und Pin 7 (CAN_H) angeschlossen werden. Halten Sie Signalkabel von Hochspannungs-Motorleitungen getrennt, um zu verhindern, dass elektromagnetische Störungen die galvanisch entkoppelte Kommunikationsschaltung beeinträchtigen.

Installationshinweise

1. 1 Montieren Sie den CX8051-Controller auf einer standardmäßigen 35-mm-DIN-Schiene (EN 60715), indem Sie den oberen Clip an der Schiene ausrichten und ihn nach unten drücken, bis der Verriegelungsmechanismus sicher einrastet.
2. 2 Richten Sie die angrenzenden EtherCAT-(E-Bus-) oder Busklemmen-(K-Bus-)Module aus und schieben Sie sie auf die DIN-Schiene. Stellen Sie sicher, dass die seitlich angebrachten Kontakte vollständig in den seitlichen Busanschluss des CX8051 eingreifen.
3. 3 Schließen Sie die 24-V-DC-Stromversorgung an die Hauptstromklemmen des Geräts an und achten Sie dabei auf die korrekte Polaritätskennzeichnung, um ein Auslösen der internen Sicherungen zu vermeiden.
4. 4 Stecken Sie das 9-polige D-Sub-CANopen-Kommunikationskabel in den unteren Busanschluss und ziehen Sie die Halteschrauben fest, um eine zuverlässige galvanische Erdung sicherzustellen.