Opis
Zaprojektowany z myślą o solidnym montażu na szynie DIN w średniej wielkości systemach automatyki, Beckhoff CX5020-1122 pełni funkcję wydajnego, bezwentylatorowego sterownika wbudowanego z procesorem Intel Atom Z530. Ten przemysłowy komputer PC płynnie łączy zadania sterowania, wizualizację i interfejsy komunikacyjne w niezwykle kompaktowej obudowie. Wyposażony w interfejs z automatycznym wykrywaniem warstwy fizycznej, urządzenie samodzielnie rozpoznaje i obsługuje szybkie terminale EtherCAT (E-bus) lub standardowe terminale magistrali (K-bus), zapewniając maksymalną elastyczność w modułowych konfiguracjach wejść/wyjść. Konstrukcja pozbawiona ruchomych części wykorzystuje gniazdo karty Compact Flash do przemysłowej pamięci półprzewodnikowej oraz zintegrowany pojemnościowy zasilacz UPS podtrzymujący przez 1 sekundę, który zapobiega uszkodzeniu danych dzięki bezpiecznemu zapisowi zmiennych trwałych na nośniku flash podczas nagłych przerw w zasilaniu.
Najważniejsze cechy
-
Procesor Intel Atom Z530: Jednordzeniowa praca z częstotliwością 1,6 GHz, zoptymalizowana pod kątem deterministycznych operacji sterowania.
-
Obsługa dwóch magistral: Automatyczne wykrywanie i zarządzanie liniami E-bus (EtherCAT) oraz K-bus (standardowy terminal wejść/wyjść).
-
Zintegrowany zasilacz UPS podtrzymujący przez 1 sekundę: Pojemnościowy mechanizm magazynowania energii przeznaczony do zabezpieczenia danych pamięci trwałej na karcie Compact Flash podczas awarii zasilania.
-
Rozbudowane możliwości komunikacyjne: Standardowe interfejsy obejmują dwa niezależne porty Gigabit Ethernet, cztery szybkie porty USB 2.0 oraz graficzny port DVI-D.
-
Bezwentylatorowa konstrukcja termiczna: Odprowadzanie ciepła odbywa się pasywnie przez zoptymalizowane radiatory, co eliminuje wymagające konserwacji wentylatory chłodzące.
-
Elastyczna kompatybilność z systemami operacyjnymi: W pełni przygotowany do pracy w środowiskach wykonawczych TwinCAT 2 i TwinCAT 3 (runtime XAR).
Zastosowania
-
Zdecentralizowane sterowanie maszynami: Pełni funkcję samodzielnego sterownika systemowego dla złożonych linii montażowych, maszyn pakujących i gniazd produkcyjnych.
-
Automatyzacja procesów: Realizuje wysoce deterministyczne zadania sterowników PLC i logikę sterowania ruchem w zakładach przetwórczych oraz stacjach uzdatniania wody.
-
Systemy zarządzania budynkiem: Zapewniają ujednoliconą platformę do komunikacji wieloprotokołowej i scentralizowanego monitorowania mediów technicznych na terenie zakładu.
-
Agregacja danych podstacji: Urządzenie wdrożone jako niezawodna brama komunikacyjna, konwertująca lokalne dane pomiarowe z fizycznych wejść/wyjść na sieci nadrzędne magistrali polowej lub TCP/IP.
Specyfikacje techniczne
| Parametr |
Wartość specyfikacji |
| Producent |
Beckhoff Automation |
| Numer modelu |
CX5020-1122 |
| Typ procesora |
Intel Atom Z530 (1,6 GHz, jednordzeniowy) |
| Pamięć systemowa (RAM) |
512 MB (fabrycznie rozszerzalne do 1 GB) |
| Gniazdo pamięci flash |
Compact Flash typu I/II (dołączona karta przemysłowa 128 MB) |
| Pamięć trwała |
Zasilacz UPS na 1 sekundę (1 MB pamięci nieulotnej mapowanej na kartę CF) |
| Interfejsy sieciowe |
2 × porty RJ45, 10/100/1000 Mbit/s (oddzielne linie kontrolera) |
| Dodatkowe interfejsy |
1 × DVI-D, 4 × USB 2.0, 1 × opcjonalne gniazdo interfejsu |
| System połączeń I/O |
E-bus (EtherCAT) lub K-bus (zacisk magistrali), automatyczne wykrywanie |
| Maksymalna moc wyjściowa zasilacza |
2 A (przeznaczone wyłącznie do zasilania podłączonych zacisków E-bus/K-bus) |
| Nominalne napięcie wejściowe |
24 V DC (tolerancja od -15 procent do +20 procent) |
| Maksymalny pobór mocy |
13 W |
| Stopień ochrony |
IP20 |
| Temperatura pracy |
od -25 stopni Celsjusza do +60 stopni Celsjusza |
| Temperatura przechowywania |
od -40 stopni Celsjusza do +85 stopni Celsjusza |
| Zakres wilgotności względnej |
95 procent, stan bez kondensacji |
| Wymiary fizyczne |
106 mm × 100 mm × 92 mm |
| Masa netto |
575 g |
| Masa wysyłkowa (obliczona) |
2,0 kg |
| Poziom platformy TwinCAT 3 |
Performance (poziom platformy Level 40) |
Połączenia i interfejsy
| Interfejs złącza |
Format fizyczny |
Mapowanie funkcji i sygnałów |
| LAN 1 / LAN 2 |
RJ45 |
Porty Gigabit Ethernet (niezależne linie MAC PCIe) |
| Wyjście DVI |
Żeńskie DVI-D |
Bezpośrednie cyfrowe wyjście wideo do paneli operatorskich HMI |
| Porty USB 1–4 |
USB typu A |
Interfejs USB 2.0 do urządzeń wejściowych, pamięci masowych lub urządzeń peryferyjnych |
| Wejście zasilania |
Modułowa listwa zaciskowa śrubowa |
Zasilanie systemowe 24 V DC, zasilanie styków zacisków I/O oraz uziemienie |
Wnioski z badań empirycznych
Modele alternatywne i kompatybilność
Seria CX5020 łączy starsze systemy z unowocześnionymi magistralami polowymi EtherCAT. Stanowi bezpośrednią ścieżkę modernizacji starszych systemów modułowych CX1010/CX1020. Podczas migracji należy pamiętać, że CX5020-1122 działa na poziomie platformy TwinCAT 3 Level 40 (Performance). Istniejące licencje przeznaczone dla poziomu platformy Level 30 (Economy) należy uaktualnić do poziomu Level 40 w portalu licencyjnym Beckhoff. Sprzęt umożliwia bezpośrednie ponowne wykorzystanie istniejących zacisków K-bus, eliminując konieczność ponownego okablowania wcześniej zainstalowanych fizycznych węzłów sterowania.
Problemy aplikacyjne i uwagi inżynierskie
Zintegrowany zasilacz UPS o czasie podtrzymania 1 sekundy wymaga prawidłowej konfiguracji w programie Windows TwinCAT System Manager, w ramach procedury Write Persistent Data. Ponieważ jest to system pojemnościowy, nie podtrzymuje działania całego systemu operacyjnego; zapewnia jedynie wystarczającą ilość energii do zapisania bufora danych trwałych na karcie CF. Należy koniecznie monitorować stan karty CF; stosowanie nieprzemysłowych kart pamięci flash MLC może prowadzić do wyczerpania limitu cykli zapisu, powodując natychmiastowe uszkodzenie obrazu systemu operacyjnego w przypadku nagłego odcięcia zasilania.
Wskazówki dotyczące uruchamiania i okablowania
Aby zapobiec ograniczaniu wydajności cieplnej w środowiskach o wysokiej temperaturze otoczenia, moduł CX5020 należy zainstalować pionowo na poziomej szynie DIN. Nad i pod żebrami chłodzącymi należy zachować co najmniej 30 mm wolnej przestrzeni, aby umożliwić naturalną konwekcję powietrza. W przypadku łączenia zacisków E-bus i K-bus w tym samym klastrze lokalnym należy upewnić się, że wszelkie fizyczne przejścia między typami zacisków wykorzystują właściwe komponenty sprzęgaczy magistrali, oraz obliczyć łączne zużycie prądu, aby upewnić się, że podłączone zaciski nie przekraczają limitu 2 A styku zasilania modułu CX5020.
Wytyczne dotyczące instalacji
KRYTYCZNE OSTRZEŻENIE DLA PERSONELU TERENOWEGO
Odłącz wszystkie źródła zasilania 24 V DC przed montażem lub demontażem jakichkolwiek elementów systemu albo połączeń zaciskowych. Wykonywanie lub rozłączanie połączeń zaciskowych, gdy moduł jest zasilany, może wywołać skoki napięcia, trwale uszkadzając wewnętrzną logikę interfejsu E-bus i uniemożliwiając działanie sterownika.
1
Wyrównaj tylny wycięcie montażowe modułu CX5020 z górną krawędzią szyny DIN 35 mm (EN 60715), a następnie przyłóż siłę w dół i do tyłu, aż moduł zablokuje się stabilnie na miejscu.
2
Wsuń sąsiednie zaciski magistrali I/O na prawą stronę urządzenia, sprawdzając, czy fizyczne połączenia na pióro i wpust są prawidłowo i płynnie wyrównane.
3
Włóż wstępnie skonfigurowaną przemysłową kartę Compact Flash do przeznaczonego do tego gniazda, upewniając się, że fizyczna dźwignia blokująca kartę jest całkowicie zabezpieczona.
4
Podłącz przewody zasilania 24 V DC do wejściowego bloku zacisków. Podłącz dedykowany przewód ochronny (PE) bezpośrednio do szyny DIN lub płyty montażowej, aby utworzyć ścieżkę odprowadzania zakłóceń o niskiej impedancji.