Description
Exécutant directement des séquences de contrôle hautement synchronisées depuis le rail DIN, le Beckhoff CX5020-N031 agit comme un contrôleur embarqué robuste et sans ventilateur, conçu pour des tâches intensives de PLC, de contrôle de mouvement et de visualisation. Doté d’un processeur Intel Atom Z530 intégré cadencé à 1,6 GHz, cette unité modulaire supporte à la fois des connexions terminales EtherCAT haute vitesse (bus E) et des blocs terminaux hérités (bus K) avec détection automatique du bus électrique. La variante CX5020-N031 inclut une interface optionnelle RS422/RS485 intégrée, permettant aux développeurs de systèmes industriels de connecter directement des instruments de terrain série, des variateurs anciens ou des capteurs spécialisés sans ajouter de modules passerelle externes. Conçu pour résister à des conditions de traitement difficiles, son architecture à semi-conducteurs est soutenue par un onduleur intégré d’1 seconde pour protéger les variables volatiles et les registres système directement sur son stockage Compact Flash.
Caractéristiques
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Architecture Intel Atom Z530 : Processeur industriel monocœur 1,6 GHz conçu pour une exécution de contrôle déterministe et optimisée en consommation.
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Interface E/S universelle : Connecteur de backplane double protocole s’adaptant automatiquement et se mappant soit à EtherCAT (bus E), soit aux bornes standard (bus K).
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Port RS422/RS485 dédié : Interface optionnelle configurée en usine (N031) permettant des communications série point à point jusqu’à 115 kbaud.
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Communication haute vitesse : Ports RJ45 doubles indépendants supportant des interfaces Gigabit Ethernet 10/100/1000 Mbit/s pour la segmentation réseau.
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Onduleur intégré d’1 seconde : Sauvegarde capacitive active préservant jusqu’à 1 Mo de données persistantes sur la carte Compact Flash lors de coupures de courant soudaines.
Applications
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Stations maîtres EtherCAT : Pilotage de boucles de contrôle de mouvement multi-axes haute précision et de grappes d'E/S décentralisées.
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Passerelles série pour processus : Intégration d'instruments Modbus série anciens (RS485) dans des topologies Ethernet de niveau entreprise.
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Contrôle en zones dangereuses : Déploiement dans des espaces de traitement volatils lorsqu'il est combiné avec des boîtiers standard ATEX Zone 2.
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Automatisation à distance : Systèmes de contrôle de postes et de traitement de l'eau nécessitant une exécution sans ventilateur et une sécurité de stockage persistante.
Spécifications techniques
| Paramètre |
Valeur de spécification |
| Fabricant |
Beckhoff Automation |
| Numéro de modèle |
CX5020-N031 |
| Processeur |
Intel Atom Z530, 1,6 GHz |
| Nombre de cœurs |
1 (cœur unique) |
| Mémoire système (RAM) |
512 Mo DDR2 RAM (extensible en usine à 1 Go) |
| Système de stockage |
Emplacement Compact Flash (carte CF 128 Mo incluse) |
| UPS intégré |
UPS 1 seconde (écrit 1 Mo de données persistantes en flash) |
| Interfaces réseau |
2 x RJ45 10/100/1000 Mbit/s (contrôleurs internes séparés) |
| Interface série (N031) |
1 x RS422/RS485 D-Sub 9 broches mâle |
| Interfaces supplémentaires |
1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Tension de fonctionnement |
24 V CC (-15 % / +20 %) |
| Courant d'alimentation du bus |
Courant maximal de 2 A sur bus K / bus E |
| Puissance maximale consommée |
13 W |
| Température de fonctionnement |
-25 °C à +60 °C |
| Température de stockage |
-40 °C à +85 °C |
| Humidité relative |
95 % sans condensation |
| Indice de protection Ex |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX Zone 2 avec CX1900-0105 en option) |
| Niveau de plateforme TwinCAT |
Performance (40) |
| Dimensions (L x H x P) |
106 mm x 100 mm x 92 mm |
| Poids net de l'unité |
575 g |
| Poids d'expédition (calculé) |
2,0 kg |
Connexions et interfaces
| Étiquette d'interface |
Type physique |
Affectation fonctionnelle / But du câblage |
| X001 / X002 |
2 x RJ45 blindés |
Ports Ethernet Gigabit indépendants ; supporte TwinCAT Real-Time Ethernet ou TCP/IP. |
| X100 |
DVI-D femelle |
Interface de sortie vidéo numérique directe pour moniteurs de diagnostic ou panneaux d'affichage industriels. |
| X200 - X203 |
4 x USB Type-A |
Connexions périphériques USB 2.0 (clavier, souris, supports mémoire, clés de licence). |
| X300 / X301 |
D-Sub 9 broches mâle |
Port de communication physique RS422 / RS485 (option matérielle N031). |
| Bornier d'alimentation |
Bloc à ressort |
Broche 1 : 24 V CC (+), Broche 2 : 0 V (Masse), Broche 3 : PE (Terre de protection). |
Aperçus empiriques en ingénierie
Modèles alternatifs & 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 dispose d'un circuit interne RS422/RS485 installé en usine, ce qui le distingue directement du CX5020-N030 (interface RS232). Si votre application nécessite des cartes Fieldbus (par exemple, EtherCAT Master, PROFIBUS Slave), vérifiez que le niveau de votre plateforme de licence TwinCAT correspond à Performance (40) afin d'éviter des erreurs d'initialisation de licence à l'exécution (par exemple, Code d'erreur 0x705 dans TwinCAT 3).
Pièges d'application et notes d'ingénierie
La structure de refroidissement passive et sans ventilateur du CX5020 repose entièrement sur les courants d'air verticaux par convection. Si ce contrôleur est monté horizontalement ou dans des enceintes fermées avec moins de 30 mm d'espace libre au-dessus et en dessous des ailettes de refroidissement, la dissipation thermique diminue considérablement. Sous des charges CPU élevées, le processeur Intel Atom Z530 réduit automatiquement sa fréquence de 1,6 GHz pour protéger le silicium, ce qui peut se traduire par des fluctuations soudaines du temps réel TwinCAT ou des pics de dépassement de cycle (dépassement de 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 des bus E-bus et K-bus nécessite une alimentation 24 V CC propre. 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 via une bride en cuivre à faible impédance pour éviter que les interférences électromagnétiques haute fréquence n'interrompent l'horloge du bus de données E-bus.
Consignes d'installation
AVERTISSEMENT CRITIQUE SUR LE CHAMP
Avant de monter ou de câbler le système, coupez complètement l'alimentation principale 24 V CC du panneau de commande. Les décharges haute tension ou le branchement à chaud de modules E/S actifs sur l'interface E-bus/K-bus peuvent endommager définitivement le circuit de fond de panier du CX5020 et corrompre les fichiers stockés sur la carte Compact Flash.
1
Montez le CX5020-N031 sur un rail DIN standard de 35 mm (EN 60715) en accrochant la rainure supérieure sur le rail et en poussant l'appareil jusqu'à ce qu'il s'enclenche fermement.
2
Insérez la carte Compact Flash de 128 Mo contenant l'image du système d'exploitation Windows CE 6 ou WES 2009 correspondante dans le logement CF dédié en façade.
3
Connectez une bride de mise à la terre à faible impédance à la borne PE et câblez les entrées d'alimentation 24 V CC en veillant à respecter la polarité inverse correcte.
4
Établissez le câblage de communication via les interfaces RJ45 (pour la connexion du PC de développement TwinCAT) et connectez les lignes série RS422/RS485 à l'interface D-sub.