Descripción
Ejecutando directamente secuencias de control altamente sincronizadas desde el carril DIN, el Beckhoff CX5020-N031 actúa como un controlador embebido robusto y sin ventilador, diseñado para tareas intensivas de PLC, control de movimiento y visualización. Esta unidad modular incorpora un procesador Intel Atom Z530 integrado a 1,6 GHz y admite conexiones de terminales EtherCAT de alta velocidad (E-bus) y bloques de terminales heredados (K-bus), con detección eléctrica automática del bus. La variante CX5020-N031 incluye una interfaz opcional RS422/RS485 integrada, que permite a los desarrolladores de sistemas industriales conectar directamente instrumentos de campo serie, accionamientos antiguos o sensores especializados sin añadir módulos de pasarela externos. Diseñada para soportar condiciones de procesamiento exigentes, su construcción de estado sólido cuenta con un SAI integrado de 1 segundo para proteger las variables volátiles y los registros del sistema directamente en su almacenamiento Compact Flash.
Características
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Arquitectura Intel Atom Z530: Procesador industrial de un solo núcleo a 1,6 GHz, diseñado para una ejecución de control determinista y optimizada para el consumo energético.
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Interfaz de E/S universal: El conector de bus posterior de doble protocolo se adapta y asigna automáticamente a EtherCAT (E-bus) o a terminales de bus estándar (K-bus).
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Puerto RS422/RS485 dedicado: La interfaz opcional configurada de fábrica (N031) permite comunicaciones serie punto a punto de hasta 115 kbaudios.
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Comunicación de alta velocidad: Dos puertos RJ45 independientes compatibles con interfaces Ethernet Gigabit de 10/100/1000 Mbit/s para la segregación de redes.
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SAI integrado de 1 segundo: La batería de respaldo capacitiva activa conserva hasta 1 MB de datos persistentes en la tarjeta Compact Flash durante pérdidas repentinas de alimentación.
Aplicaciones
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Estaciones maestras EtherCAT: Control de bucles de movimiento multieje de alta precisión y grupos de E/S descentralizadas.
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Pasarelas serie para procesos: Integración de instrumentos Modbus serie antiguos (RS485) en topologías Ethernet de nivel empresarial.
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Control de áreas peligrosas: Implementación en espacios de procesamiento con riesgo de explosión cuando se combina con carcasas estándar mejoradas para ATEX Zona 2.
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Automatización remota de servicios: Sistemas de control de subestaciones y plantas de tratamiento de agua que requieren funcionamiento sin ventilador y seguridad del almacenamiento persistente.
Especificaciones técnicas
| Parámetro |
Valor de la especificación |
| Fabricante |
Beckhoff Automation |
| Número de modelo |
CX5020-N031 |
| Procesador |
Intel Atom Z530, 1,6 GHz |
| Número de núcleos |
1 (un solo núcleo) |
| Memoria del sistema (RAM) |
RAM DDR2 de 512 MB (ampliable de fábrica a 1 GB) |
| Sistema de almacenamiento |
Ranura Compact Flash (tarjeta CF de 128 MB incluida) |
| UPS integrada |
UPS de 1 segundo (escribe 1 MB de datos persistentes en la memoria flash) |
| Interfaces de red |
2 x RJ45 de 10/100/1000 Mbit/s (controladores internos separados) |
| Interfaz serie (N031) |
1 conexión RS422/RS485 D-Sub macho de 9 pines |
| Interfaces adicionales |
1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Tensión de funcionamiento |
24 V CC (-15 % / +20 %) |
| Corriente de alimentación del bus |
Corriente máxima de 2 A en K-bus / E-bus |
| Consumo máximo |
13 W |
| Temperatura de funcionamiento |
-25 °C a +60 °C |
| Temperatura de almacenamiento |
-40 °C a +85 °C |
| Humedad relativa |
95 % sin condensación |
| Grado de protección Ex |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX Zona 2 con CX1900-0105 opcional) |
| Nivel de la plataforma TwinCAT |
Performance (40) |
| Dimensiones (An. x Al. x Prof.) |
106 mm x 100 mm x 92 mm |
| Peso neto de la unidad |
575 g |
| Peso de envío (calculado) |
2,0 kg |
Conexiones e interfaces
| Etiqueta de la interfaz |
Tipo físico |
Asignación funcional / finalidad del cableado |
| X001 / X002 |
2 x RJ45 blindados |
Puertos Ethernet Gigabit independientes; compatibles con TwinCAT Real-Time Ethernet o TCP/IP. |
| X100 |
DVI-D hembra |
Interfaz de salida de vídeo digital directa para monitores de diagnóstico o paneles de visualización industriales. |
| X200 - X203 |
4 x USB tipo A |
Conexiones periféricas USB 2.0 (teclado, ratón, medios de memoria y llave de licencia). |
| X300 / X301 |
D-Sub macho de 9 pines |
Puerto físico de comunicación RS422 / RS485 (opción de hardware N031). |
| Terminal de alimentación |
Bloque de terminales de tipo resorte |
Pin 1: 24 V CC (+), pin 2: 0 V (GND), pin 3: PE (toma de tierra de protección). |
Conclusiones de ingeniería empíricas
Modelos alternativos y compatibilidad
La serie de controladores CX5020 utiliza códigos de sufijo de hardware físico «N-xxx» específicos que no pueden modificarse mediante la configuración del software. El CX5020-N031 incorpora circuitos internos RS422/RS485 instalados de fábrica, lo que lo distingue directamente del CX5020-N030 (interfaz RS232). Si su aplicación requiere tarjetas Fieldbus (p. ej., EtherCAT Master o PROFIBUS Slave), verifique que el nivel de la plataforma de licencias de TwinCAT coincida con Performance (40) para evitar fallos de inicialización de la licencia en tiempo de ejecución (p. ej., el código de error 0x705 en TwinCAT 3).
Errores de aplicación y notas de ingeniería
La estructura de refrigeración pasiva y sin ventilador del CX5020 depende por completo de las corrientes de aire verticales por convección. Si este controlador se monta horizontalmente o dentro de envolventes cerrados con menos de 30 mm de espacio libre por encima y por debajo de las aletas de refrigeración, la disipación térmica disminuye considerablemente. Con perfiles de carga elevada de la CPU, el procesador Intel Atom Z530 reducirá automáticamente su frecuencia de 1,6 GHz para proteger el silicio, lo que puede manifestarse como fluctuaciones repentinas del tiempo real de TwinCAT o picos de tiempo de espera del ciclo (desbordamiento de la tarea RTime).
Consejos de puesta en marcha y cableado
Al configurar la opción serie RS485 (N031), no olvide activar las resistencias de terminación internas si el controlador se encuentra al principio o al final físico de la red serie. Además, el protocolo de identificación automática de E-bus y K-bus requiere un suministro limpio de 24 V CC. Asegúrese de que el terminal de conexión a tierra PE del conector de alimentación de 24 V esté conectado al carril DIN del plano posterior mediante una correa de cobre de baja impedancia para evitar que el ruido EMI de alta frecuencia interrumpa el reloj del bus de datos E-bus.
Directrices de instalación
ADVERTENCIA CRÍTICA EN CAMPO
Antes de montar o cablear el sistema, desenergice por completo la alimentación principal de 24 V CC del panel de control. Las descargas de alta tensión o la conexión en caliente de módulos de E/S activos en la interfaz E-bus/K-bus pueden causar daños permanentes en los circuitos del plano posterior del CX5020 y corromper los archivos almacenados en la tarjeta Compact Flash.
1
Monte el CX5020-N031 en un carril DIN estándar de 35 mm (EN 60715), enganchando el rebaje superior sobre el carril y empujando la unidad hasta que encaje firmemente en su sitio.
2
Inserte la tarjeta Compact Flash de 128 MB que contiene la imagen del sistema operativo Windows CE 6 o WES 2009 correspondiente en la ranura CF frontal específica.
3
Conecte una correa de puesta a tierra de baja impedancia al terminal PE y cablee las entradas de la fuente de alimentación de 24 V CC, asegurándose de que la polaridad inversa esté alineada correctamente.
4
Establezca el cableado de comunicación mediante interfaces RJ45 (para la conexión al PC de desarrollo de TwinCAT) y conecte las líneas serie RS422/RS485 a la interfaz D-sub.