Descripción
Diseñado para tareas de automatización de alto rendimiento que requieren montaje compacto en riel DIN, el Beckhoff CX5140-N031-0004 representa un controlador de grado industrial equipado con un procesador Intel Atom cuádruple núcleo. Esta unidad integra una interfaz serial opcional N031 RS422/RS485 dedicada, permitiendo puntos finales de comunicación full dúplex directamente desde el conjunto del procesador. Diseñado para operar sin ventilador, el dispositivo aprovecha una arquitectura de refrigeración pasiva para ofrecer una ejecución robusta de tareas de control TwinCAT, haciéndolo ideal para aplicaciones de PLC de alta velocidad, control de movimiento y pasarelas de comunicación.
Características clave
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Procesador Intel Atom cuádruple núcleo: Ofrece potencia computacional multi-núcleo de alta velocidad optimizada para secuencias de automatización en tiempo real y bucles de control deterministas.
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Interfaz serial N031: Conector hembra D-sub estándar de 9 pines configurado para operación RS422/RS485 como punto final full dúplex terminado.
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Doble puerto Ethernet Gigabit: Dos interfaces RJ45 independientes que soportan 10/100/1000 Mbps para topologías de red separadas y comunicación de control.
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Conectividad universal de E/S: Detección automática y soporte de conmutación de bus para terminales EtherCAT (E-bus) o terminales estándar (K-bus).
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Diseño robusto sin mantenimiento: Operación sin ventilador con compatibilidad para medios de almacenamiento de estado sólido, minimizando riesgos de fallos mecánicos en entornos hostiles.
Aplicaciones industriales
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Maquinaria de embalaje de alta velocidad: Sirve como plataforma principal de control de movimiento coordinando accionamientos sincronizados multi-eje vía EtherCAT.
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Pasarelas de control de procesos: Conecta redes de campo heredadas que utilizan la interfaz serial RS422 con capas empresariales modernas EtherCAT o TCP/IP.
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Energía eólica y generación eléctrica: Realiza control determinista de turbinas y monitoreo estructural bajo amplias variaciones de temperatura.
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Automatización distribuida de edificios: Coordina la iluminación, HVAC e integración de subsistemas en instalaciones físicas extensas.
Especificaciones técnicas
| Parámetro de especificación |
Valor / Descripción |
| Fabricante |
Beckhoff |
| Número de modelo |
CX5140-N031-0004 |
| Procesador |
Intel Atom (1,91 GHz, cuádruple núcleo) |
| Configuración de memoria |
4 GB DDR3 RAM (interna, no ampliable) |
| Interfaz serial (N031) |
RS422 / RS485 (D-sub de 9 pines, hembra) |
| Interfaces Ethernet |
2 x RJ45 (10/100/1000 Mbit/s, independientes) |
| Puertos USB |
4 x USB 2.0 |
| Interfaz de pantalla |
1 x DVI-D |
| Conexión al sistema de bus |
Detección automática de E-bus (EtherCAT) o K-bus (bus de terminal estándar) |
| Voltaje de funcionamiento |
24 V CC (-15 % / +20 %) |
| Temperatura de funcionamiento |
-25 °C a +60 °C |
| Peso de envío (calculado) |
3,00 kg |
Conexiones e interfaces
La opción N031 proporciona una interfaz serial configurada para operación de punto final RS422 full dúplex con resistencias de terminación internas activadas. La conexión se realiza mediante un conector hembra D-sub de 9 pines con las siguientes asignaciones de pines:
| Pin D-sub |
Asignación de señales (RS422 Full Duplex) |
| Pin 2 |
TxD+ (Datos transmitidos +) |
| Pin 3 |
RxD+ (Datos recibidos +) |
| Pin 5 |
GND (Tierra de señal) |
| Pin 7 |
TxD- (Datos transmitidos -) |
| Pin 8 |
RxD- (Datos recibidos -) |
Perspectivas empíricas de ingeniería
Modelos alternativos y compatibilidad
El CX5140-N031-0004 puede reemplazar directamente los sistemas estándar CX5140-0004, siempre que los perfiles de aplicación a nivel de sistema se actualicen en TwinCAT System Manager para mapear el puerto COM virtual asignado al chip serial N031. Tenga en cuenta que cambiar las conexiones físicas del bus terminal de K-bus estándar a E-bus no requiere conmutación manual de hardware, ya que el controlador interno consulta e inicia automáticamente el controlador de capa física correcto al arrancar.
Errores comunes en la aplicación y notas de ingeniería
Debido a que la interfaz N031 cuenta con resistencias internas de terminación no conmutables, agregar bloques de terminación externos en el extremo del controlador del segmento del bus RS422 resultará en una carga excesiva de la señal. La doble terminación en el nodo local puede degradar los márgenes de la señal de comunicación, causando errores esporádicos de CRC o de trama, especialmente al operar a altas velocidades de baudios y largas distancias.
Consejos para puesta en marcha y cableado
Al enrutar enlaces seriales junto a cables de motor de alta tensión, verifique que la cubierta metálica D-sub de 9 pines haga una conexión robusta y continua de 360 grados con la pantalla del cable. Asegúrese de que la tierra de la pantalla esté conectada solo en un único bus de referencia a tierra dentro del recinto principal para bloquear corrientes de bucle de tierra que atraviesen las líneas de comunicación.
Directrices de instalación
ADVERTENCIA CRÍTICA
Aísle y apague completamente todas las fuentes de alimentación primarias y auxiliares de 24 V CC antes de montar o desmontar el bloque de la CPU. Intentar acoplar o desacoplar los terminales del bus (E-bus/K-bus) con la alimentación conectada generará picos de tensión transitorios que pueden dañar permanentemente la lógica electrónica del backplane.
1
Monte el dispositivo en un riel DIN estándar de 35 mm (EN 60715) presionando la lengüeta de bloqueo integrada hacia abajo, posicionando la unidad contra el riel y dejando que la lengüeta se enganche de nuevo de forma segura.
2
Alinee los terminales adyacentes E-bus/K-bus hacia la interfaz del lado derecho, empujándolos juntos hasta que los pestillos de bloqueo físico hagan clic.
3
Establezca el sistema de alimentación y las conexiones en serie utilizando cables de alimentación de CC aislados de 24 V con una sección nominal de alambre de al menos 1,0 mm² para limitar la caída de tensión en la transmisión bajo cargas altas de la CPU.