Opis
Bezpośrednio realizując wysoce zsynchronizowane sekwencje sterowania z szyny DIN, Beckhoff CX5020-N031 działa jako wytrzymały, bezwentylatorowy sterownik wbudowany, przeznaczony do intensywnych zadań PLC, sterowania ruchem i wizualizacji. Wyposażona w zintegrowany procesor Intel Atom Z530 o taktowaniu 1,6 GHz jednostka modułowa obsługuje zarówno szybkie połączenia z terminalami EtherCAT (E-bus), jak i starsze bloki terminali (K-bus), z automatycznym wykrywaniem magistrali elektrycznej. Wariant CX5020-N031 obejmuje zintegrowany opcjonalny interfejs RS422/RS485, umożliwiając twórcom systemów przemysłowych bezpośrednie podłączanie szeregowych urządzeń obiektowych, starszych napędów lub specjalistycznych czujników bez dodawania zewnętrznych modułów bramki. Konstrukcja półprzewodnikowa, zaprojektowana do pracy w trudnych warunkach procesowych, jest wspierana przez zintegrowany zasilacz UPS 1-sekundowy, chroniący zmienne ulotne i rejestry systemowe bezpośrednio na pamięci Compact Flash.
Cechy
-
Architektura Intel Atom Z530: Jednordzeniowy procesor przemysłowy 1,6 GHz zaprojektowany do energooszczędnej, deterministycznej realizacji sterowania.
-
Uniwersalny interfejs wejść/wyjść: Złącze magistrali zgodne z dwoma protokołami automatycznie dostosowuje się i mapuje do EtherCAT (E-bus) lub standardowych terminali magistrali (K-bus).
-
Dedykowany port RS422/RS485: Fabrycznie skonfigurowany opcjonalny interfejs (N031) umożliwia komunikację szeregową punkt-punkt z prędkością do 115 kbaud.
-
Szybka komunikacja: Dwa niezależne porty RJ45 obsługujące interfejsy Gigabit Ethernet 10/100/1000 Mbit/s umożliwiające segmentację sieci.
-
Zintegrowany zasilacz UPS 1-sekundowy: Aktywne podtrzymanie pojemnościowe zachowuje do 1 MB danych trwałych na karcie Compact Flash podczas nagłych zaników zasilania.
Zastosowania
-
Stacje nadrzędne EtherCAT: Obsługa precyzyjnych, wieloosiowych pętli sterowania ruchem oraz zdecentralizowanych klastrów wejść/wyjść.
-
Bramki procesowe interfejsu szeregowego: Integracja starszych urządzeń Modbus z interfejsem szeregowym (RS485) z topologiami Ethernet na poziomie przedsiębiorstwa.
-
Sterowanie w strefach zagrożonych wybuchem: Zastosowanie w przestrzeniach z lotnymi substancjami w połączeniu ze standardowymi modyfikacjami obudowy ATEX Zone 2.
-
Zdalna automatyzacja obiektów: Systemy sterowania podstacjami i instalacjami uzdatniania wody, wymagające pracy bez wentylatora oraz bezpiecznego przechowywania danych trwałych.
Specyfikacja techniczna
| Parametr |
Wartość parametru |
| Producent |
Beckhoff Automation |
| Numer modelu |
CX5020-N031 |
| Procesor |
Intel Atom Z530, 1,6 GHz |
| Liczba rdzeni |
1 (jeden rdzeń) |
| Pamięć systemowa (RAM) |
Pamięć RAM DDR2 512 MB (fabrycznie rozszerzalna do 1 GB) |
| System pamięci masowej |
Gniazdo Compact Flash (w zestawie karta CF 128 MB) |
| Zintegrowany UPS |
UPS 1-sekundowy (zapisuje 1 MB danych trwałych w pamięci flash) |
| Interfejsy sieciowe |
2 x RJ45 10/100/1000 Mbit/s (oddzielne wewnętrzne kontrolery) |
| Interfejs szeregowy (N031) |
1 x męskie złącze RS422/RS485 D-Sub 9-pinowe |
| Dodatkowe interfejsy |
1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Napięcie robocze |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Prąd zasilania magistrali |
Maksymalny prąd 2 A na magistrali K-bus / E-bus |
| Maksymalny pobór mocy |
13 W |
| Temperatura pracy |
-25°C do +60°C |
| Temperatura przechowywania |
-40°C do +85°C |
| Wilgotność względna |
95%, bez kondensacji |
| Stopień ochrony przeciwwybuchowej |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX strefa 2 z opcjonalnym CX1900-0105) |
| Poziom platformy TwinCAT |
Performance (40) |
| Wymiary (szer. x wys. x gł.) |
106 mm x 100 mm x 92 mm |
| Masa netto jednostki |
575 g |
| Masa wysyłkowa (obliczona) |
2,0 kg |
Połączenia i interfejsy
| Etykieta interfejsu |
Typ fizyczny |
Przeznaczenie funkcjonalne / cel okablowania |
| X001 / X002 |
2 x ekranowane RJ45 |
Niezależne porty Gigabit Ethernet; obsługa TwinCAT Real-Time Ethernet lub TCP/IP. |
| X100 |
Żeńskie złącze DVI-D |
Bezpośredni interfejs cyfrowego wyjścia wideo do monitorów diagnostycznych lub przemysłowych paneli wyświetlających. |
| X200 - X203 |
4 x USB Type-A |
Połączenia urządzeń peryferyjnych USB 2.0 (klawiatura, mysz, nośniki pamięci, klucz licencyjny). |
| X300 / X301 |
Męskie złącze D-Sub 9-pinowe |
Fizyczny port komunikacyjny RS422 / RS485 (opcja sprzętowa N031). |
| Zacisk zasilania |
Złącze sprężynowe |
Pin 1: 24 V DC (+), pin 2: 0 V (GND), pin 3: PE (uziemienie ochronne). |
Wnioski z doświadczeń inżynierskich
Modele alternatywne i zgodność
Seria sterowników CX5020 wykorzystuje dedykowane kody fizycznych przyrostków sprzętowych „N-xxx”, których nie można zmienić za pomocą konfiguracji programowej. Model CX5020-N031 jest wyposażony w fabrycznie zainstalowane wewnętrzne układy RS422/RS485, co bezpośrednio odróżnia go od modelu CX5020-N030 (interfejs RS232). Jeśli aplikacja wymaga kart Fieldbus (np. EtherCAT Master, PROFIBUS Slave), należy sprawdzić, czy poziom platformy licencyjnej TwinCAT odpowiada wartości Performance (40), aby zapobiec błędom inicjalizacji licencji w czasie pracy (np. kod błędu 0x705 w TwinCAT 3).
Typowe problemy w zastosowaniach i uwagi techniczne
Pasywna, bezwentylatorowa konstrukcja chłodząca CX5020 opiera się całkowicie na pionowym przepływie powietrza wywołanym konwekcją. Jeśli sterownik zostanie zamontowany poziomo lub w zamkniętej obudowie, w której nad i pod żebrami chłodzącymi pozostaje mniej niż 30 mm wolnej przestrzeni, odprowadzanie ciepła znacznie się pogarsza. Przy dużym obciążeniu procesora Intel Atom Z530 automatycznie zmniejszy częstotliwość z 1,6 GHz, aby chronić układ, co może objawiać się nagłymi wahaniami czasu rzeczywistego TwinCAT lub skokami liczby przekroczeń czasu cyklu (przepełnienie zadania RTime).
Wskazówki dotyczące uruchamiania i okablowania
Podczas konfigurowania opcji szeregowej RS485 (N031) nie zapomnij włączyć wewnętrznych rezystorów terminujących, jeśli sterownik znajduje się na fizycznym początku lub końcu sieci szeregowej. Ponadto protokół automatycznej identyfikacji E-bus i K-bus wymaga stabilnego zasilania 24 V DC. Upewnij się, że zacisk uziemienia PE na złączu zasilania 24 V jest połączony z tylną szyną DIN za pomocą miedzianej taśmy o niskiej impedancji, aby zapobiec zakłócaniu zegara magistrali danych E-bus przez zakłócenia EMI o wysokiej częstotliwości.
Wytyczne dotyczące instalacji
KRYTYCZNE OSTRZEŻENIE DLA INSTALATORA
Przed montażem lub podłączeniem systemu całkowicie odłącz zasilanie główne panelu sterowniczego 24 V DC. Wyładowania wysokiego napięcia lub podłączanie pod napięciem aktywnych modułów I/O do interfejsu E-bus/K-bus mogą spowodować trwałe uszkodzenie obwodów płyty bazowej CX5020 oraz uszkodzenie plików zapisanych na karcie Compact Flash.
1
Zamontuj CX5020-N031 na standardowej szynie DIN 35 mm (EN 60715), zaczepiając górne wgłębienie o szynę i dociskając urządzenie, aż stabilnie zaskoczy na miejscu.
2
Włóż kartę Compact Flash o pojemności 128 MB, zawierającą odpowiedni obraz systemu operacyjnego Windows CE 6 lub WES 2009, do przeznaczonego do tego gniazda CF z przodu urządzenia.
3
Podłącz taśmę uziemiającą o niskiej impedancji do zacisku PE i podłącz wejścia źródła zasilania 24 V DC, zapewniając prawidłową polaryzację.
4
Wykonaj okablowanie komunikacyjne za pośrednictwem interfejsów RJ45 (w celu podłączenia komputera deweloperskiego TwinCAT) i podłącz linie szeregowe RS422/RS485 do interfejsu D-sub.