Beckhoff CX8051 PC embarqué avec esclave CANopen

Description

Conçu comme un système de commande compact compatible avec les bus de terrain, le Beckhoff CX8051 intègre un processeur ARM9 pour exécuter des tâches PLC locales tout en fonctionnant nativement comme une interface esclave CANopen hautes performances. Ce contrôleur embarqué associe la polyvalence de la technologie des PC industriels aux systèmes traditionnels de bus de terrain, permettant une intégration modulaire des E/S dans un format montable sur rail DIN. Fonctionnant avec l’environnement d’exécution TwinCAT 2 et le système d’exploitation Windows Embedded CE 6, l’unité gère les boucles de commande locales tout en échangeant des paramètres opérationnels critiques avec un système de commande maître via son interface D-sub à isolation galvanique.

Fonctionnalités

• Le cœur de traitement ARM9 à 400 MHz assure une commande déterministe fiable pour les systèmes industriels de petite à moyenne taille.
• UPS capacitive intégrée de 1 seconde conservant jusqu’à 1 MB de variables persistantes en cas de coupure imprévue de l’alimentation.
• Reconnaissance physique automatique et prise en charge d’EtherCAT (E-bus) et des bornes de bus (K-bus).
• Connexion D-sub à 9 broches à isolation galvanique, conforme strictement aux spécifications de communication CANopen.
• LED de diagnostic dédiées indiquant les états de fonctionnement de TwinCAT et les statuts de communication du bus de terrain.

Applications

• Traitement des E/S distribuées et commande de sous-systèmes au sein de grands réseaux industriels CANopen.
• Intégration à des systèmes d’infrastructure et d’automatisation des bâtiments utilisant la programmation TwinCAT 2.
• Processus industriels dangereux nécessitant la conformité aux normes de sécurité ATEX, IECEx et cFMus Classe I Division 2.

Caractéristiques techniques

Connexions et interfaces

Informations empiriques sur l’ingénierie

Modèles alternatifs et compatibilité

Le CX8051 est un contrôleur dédié dépendant d’un bus de terrain au sein de la famille CX80xx. Alors que des modèles comme le CX8090 prennent en charge la communication Ethernet/IP ou Modbus TCP, le CX8051 ne peut pas être converti pour prendre en charge d’autres bus de terrain par une modification du firmware, car la couche physique CANopen est câblée directement sur la carte principale. Lors de la mise à niveau d’anciens systèmes configurés avec TwinCAT 2, vérifiez que les paramètres cibles du TwinCAT System Manager sont verrouillés sur la plateforme ARM (ARMV4I) et contrôlez les dépendances des bibliothèques avant le téléchargement.

Pièges d’application et remarques techniques

Veillez toujours à assurer un dégagement thermique suffisant (au moins 30 mm au-dessus et au-dessous du module) afin de maintenir une convection naturelle efficace. L’utilisation du CX8051 dans des boîtiers compacts dépourvus d’une ventilation structurée peut faire dépasser à l’appareil sa limite maximale de fonctionnement de +55 °C, ce qui peut entraîner une limitation de la fréquence du processeur ou des défauts d’accès à la mémoire. En outre, les utilisateurs doivent éviter d’écrire directement sur la carte microSD des paramètres cycliques de journalisation à haute fréquence. Les cellules flash standard se dégradent rapidement en cas de cycles d’écriture rapprochés ; utilisez l’espace mémoire UPS persistant de 1 Mo pour les variables continues et n’enregistrez les valeurs dans la mémoire flash que lors de cycles d’arrêt contrôlés.

Conseils de mise en service et de câblage

L’adresse CANopen (ID de nœud) du CX8051 peut être codée matériellement au moyen des commutateurs d’adresse physiques situés derrière le volet avant, ou configurée directement dans les paramètres du logiciel TwinCAT. Pour assurer une communication fiable sur le bus, une résistance de terminaison de 120 ohms doit être raccordée entre la broche 2 (CAN_L) et la broche 7 (CAN_H) aux deux extrémités physiques du réseau CAN. Maintenez les câbles de signaux à distance des lignes moteur haute tension afin d’éviter que les interférences électromagnétiques ne perturbent les circuits de communication à séparation galvanique.

Directives d’installation

1. 1 Montez le contrôleur CX8051 sur un rail DIN standard de 35 mm (EN 60715) en alignant le clip supérieur avec le rail, puis appuyez vers le bas jusqu’à ce que le mécanisme de verrouillage s’enclenche fermement.
2. 2 Alignez les tranches EtherCAT (E-bus) ou Bus Terminal (K-bus) adjacentes et faites-les glisser sur le rail DIN, en vous assurant que les contacts latéraux s’engagent complètement dans le connecteur de bus latéral du CX8051.
3. 3 Raccordez l’alimentation 24 V CC aux borniers d’alimentation principaux de l’appareil, en veillant à respecter les repères de polarité afin d’éviter le déclenchement des fusibles internes.
4. 4 Insérez le câble de communication CANopen D-sub à 9 broches dans le connecteur de bus inférieur, en serrant les vis de fixation afin d’assurer une mise à la terre galvanique fiable.