PC embarqué Beckhoff CX5020-N031 de la série CX5000

Description

Exécutant directement des séquences de contrôle hautement synchronisées depuis le rail DIN, le Beckhoff CX5020-N031 agit comme un contrôleur intégré robuste et sans ventilateur, conçu pour les tâches intensives d’automate, de contrôle de mouvement et de visualisation. Équipée d’un processeur Intel Atom Z530 intégré cadencé à 1,6 GHz, cette unité modulaire prend en charge les connexions de bornes EtherCAT haut débit (E-bus) ainsi que les borniers hérités (K-bus), avec détection électrique automatique du bus. La variante CX5020-N031 comprend une interface optionnelle RS422/RS485 intégrée, permettant aux développeurs de systèmes industriels de connecter directement des instruments de terrain série, des entraînements hérités ou des capteurs spécialisés sans ajouter de modules passerelles externes. Conçue pour résister à des conditions de traitement difficiles, sa construction à semi-conducteurs est renforcée par un onduleur intégré d’une seconde afin de protéger les variables volatiles et les registres système directement sur son stockage Compact Flash.

Caractéristiques

• Architecture Intel Atom Z530 : processeur industriel monocœur de 1,6 GHz conçu pour une exécution de contrôle déterministe et optimisée en énergie.
• Interface d’E/S universelle : le connecteur de fond de panier à double protocole s’adapte et se mappe automatiquement à EtherCAT (E-bus) ou aux bornes de bus standard (K-bus).
• Port RS422/RS485 dédié : l’interface optionnelle configurée en usine (N031) permet des communications série point à point jusqu’à 115 kbaud.
• Communication haut débit : deux ports RJ45 indépendants prenant en charge des interfaces Ethernet Gigabit 10/100/1000 Mbit/s pour la segmentation du réseau.
• Onduleur intégré de 1 seconde : la sauvegarde capacitive active préserve jusqu’à 1 Mo de données persistantes sur la carte Compact Flash lors de coupures de courant soudaines.

Applications

• Stations maîtres EtherCAT : pilotage de boucles de contrôle de mouvement multiaxes de haute précision et de clusters d’E/S décentralisées.
• Passerelles série de processus : intégration d’anciens instruments Modbus série (RS485) dans des topologies Ethernet de niveau entreprise.
• Contrôle en zone dangereuse : déploiement dans des espaces de traitement présentant des risques d’explosion, avec des boîtiers standard ATEX Zone 2.
• Automatisation à distance des équipements : systèmes de contrôle de sous-stations et de traitement de l’eau nécessitant un fonctionnement sans ventilateur et une sécurité du stockage persistant.

Spécifications techniques

Connexions et interfaces

Informations techniques empiriques

Modèles alternatifs et compatibilité

La série de contrôleurs CX5020 utilise des codes suffixes matériels physiques dédiés « N-xxx » qui ne peuvent pas être modifiés via la configuration logicielle. Le CX5020-N031 intègre des circuits internes RS422/RS485 installés en usine, ce qui le distingue directement du CX5020-N030 (interface RS232). Si votre application nécessite des cartes Fieldbus (par ex. EtherCAT Master, PROFIBUS Slave), vérifiez que le niveau de plateforme de licence TwinCAT correspond à Performance (40) afin d’éviter les erreurs d’initialisation de licence à l’exécution (par ex. code d’erreur 0x705 dans TwinCAT 3).

Pièges liés aux applications et remarques techniques

La structure de refroidissement passive et sans ventilateur du CX5020 repose entièrement sur des courants d’air verticaux par convection. Si ce contrôleur est monté horizontalement ou dans une armoire fermée avec moins de 30 mm d’espace libre au-dessus et au-dessous des ailettes de refroidissement, la dissipation thermique diminue considérablement. En cas de forte charge du processeur, le processeur Intel Atom Z530 réduit automatiquement sa fréquence, de 1,6 GHz à une valeur inférieure, afin de protéger le silicium, ce qui peut se manifester par une gigue soudaine du temps réel TwinCAT ou des pics d’expiration du cycle (dépassement de la tâche RTime).

Conseils de mise en service et de câblage

Lors de la configuration de l’option série RS485 (N031), n’oubliez pas d’activer les résistances de terminaison internes si le contrôleur se trouve au début ou à la fin physique du réseau série. De plus, le protocole d’identification automatique E-bus et K-bus nécessite une alimentation 24 V CC stable. Assurez-vous que la borne de mise à la terre PE du connecteur d’alimentation 24 V est reliée au rail DIN du fond de panier par une tresse en cuivre à faible impédance afin d’empêcher les parasites EMI haute fréquence d’interrompre l’horloge du bus de données E-bus.

Directives d’installation