Descrição
Executando diretamente sequências de controle altamente sincronizadas a partir do trilho DIN, o Beckhoff CX5020-N031 atua como um controlador embutido robusto e sem ventilador, projetado para tarefas intensivas de PLC, controle de movimento e visualização. Com um processador Intel Atom Z530 integrado rodando a 1,6 GHz, esta unidade modular suporta conexões de terminais EtherCAT de alta velocidade (E-bus) e blocos de terminais legados (K-bus) com detecção automática do barramento elétrico. A variante CX5020-N031 inclui uma interface opcional RS422/RS485 integrada, permitindo que desenvolvedores de sistemas industriais conectem diretamente instrumentos seriais de campo, acionamentos legados ou sensores especializados sem adicionar módulos gateway externos. Projetado para suportar condições severas de processamento, sua construção em estado sólido é suportada por uma UPS integrada de 1 segundo para proteger variáveis voláteis e registros do sistema diretamente em seu armazenamento Compact Flash.
Características
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Arquitetura Intel Atom Z530: Processador industrial de núcleo único de 1,6 GHz projetado para execução de controle determinístico otimizada para consumo de energia.
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Interface Universal de E/S: Conector de backplane de protocolo duplo que escala e mapeia automaticamente para EtherCAT (E-bus) ou Terminais padrão (K-bus).
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Porta RS422/RS485 Dedicada: Interface opcional configurada de fábrica (N031) que permite comunicações seriais ponto a ponto de até 115 kbaud.
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Comunicação de Alta Velocidade: Portas RJ45 duplas independentes suportando interfaces Gigabit Ethernet 10/100/1000 Mbit/s para segregação de rede.
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UPS Integrada de 1 Segundo: Backup capacitivo ativo preserva até 1 MB de dados persistentes no cartão Compact Flash durante quedas repentinas de energia.
Aplicações
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Estações Mestre EtherCAT: Controle de laços de movimento multi-eixo de alta precisão e clusters descentralizados de E/S.
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Gateways Seriais de Processo: Integração de instrumentos modbus seriais antigos (RS485) em topologias Ethernet de nível empresarial.
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Controle em Áreas Perigosas: Implantação em espaços de processamento voláteis quando combinada com atualizações padrão de invólucro ATEX Zona 2.
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Automação Remota de Utilitários: Sistemas de controle de subestações e tratamento de água que exigem execução sem ventilador e segurança de armazenamento persistente.
Especificações Técnicas
| Parâmetro |
Valor da Especificação |
| Fabricante |
Beckhoff Automation |
| Número do Modelo |
CX5020-N031 |
| Processador |
Intel Atom Z530, 1,6 GHz |
| Contagem de Núcleos |
1 (Núcleo Único) |
| Memória do Sistema (RAM) |
512 MB DDR2 RAM (expansível de fábrica para 1 GB) |
| Sistema de Armazenamento |
Slot Compact Flash (Cartão CF de 128 MB incluído) |
| UPS Integrado |
UPS de 1 segundo (grava 1 MB de dados persistentes na flash) |
| Interfaces de Rede |
2 x RJ45 10/100/1000 Mbit/s (controladores internos separados) |
| Interface Serial (N031) |
1 x RS422/RS485 D-Sub 9 pinos macho |
| Interfaces Adicionais |
1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Tensão de Operação |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Corrente de Alimentação do Barramento |
Corrente máxima de 2 A no barramento K / barramento E |
| Consumo Máximo de Energia |
13 W |
| Temperatura de Operação |
-25 °C a +60 °C |
| Temperatura de Armazenamento |
-40 °C a +85 °C |
| Umidade Relativa |
95% sem condensação |
| Classificação de Proteção Ex |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX Zona 2 com CX1900-0105 opcional) |
| Nível da Plataforma TwinCAT |
Performance (40) |
| Dimensões (L x A x P) |
106 mm x 100 mm x 92 mm |
| Peso Líquido da Unidade |
575 g |
| Peso para Envio (Calculado) |
2,0 kg |
Conexões e Interfaces
| Etiqueta da Interface |
Tipo Físico |
Atribuição Funcional / Propósito da Fiação |
| X001 / X002 |
2 x RJ45 Blindados |
Portas Gigabit Ethernet independentes; suporta TwinCAT Real-Time Ethernet ou TCP/IP. |
| X100 |
DVI-D Fêmea |
Interface direta de saída de vídeo digital para monitores de diagnóstico ou painéis industriais. |
| X200 - X203 |
4 x USB Tipo-A |
Conexões periféricas USB 2.0 (teclado, mouse, mídia de memória, chave de licença). |
| X300 / X301 |
D-Sub 9 pinos Macho |
Porta física de comunicação RS422 / RS485 (opção de hardware N031). |
| Terminal de Energia |
Bloco de mola |
Pino 1: 24 V DC (+), Pino 2: 0 V (GND), Pino 3: PE (aterramento de proteção). |
Insights Empíricos de Engenharia
Modelos Alternativos & Compatibilidade
A série de controladores CX5020 utiliza códigos de sufixo físico dedicados "N-xxx" que não podem ser alterados via configuração de software. O CX5020-N031 possui circuitos internos RS422/RS485 instalados de fábrica, diferenciando-o diretamente do CX5020-N030 (interface RS232). Se sua aplicação requer placas Fieldbus (por exemplo, EtherCAT Master, PROFIBUS Slave), verifique se o nível da plataforma de licenciamento TwinCAT corresponde a Performance (40) para evitar falhas na inicialização da licença em tempo de execução (por exemplo, Código de Erro 0x705 no TwinCAT 3).
Armadilhas de Aplicação e Notas de Engenharia
A estrutura passiva e sem ventilador do CX5020 depende inteiramente de correntes de ar convectivas verticais. Se este controlador for montado horizontalmente ou dentro de gabinetes fechados com menos de 30 mm de espaço livre acima e abaixo das aletas de resfriamento, a dissipação de calor cai significativamente. Sob perfis de alta carga da CPU, o processador Intel Atom Z530 reduzirá automaticamente sua frequência de 1,6 GHz para proteger o silício, o que pode se manifestar como jitter repentino em tempo real do TwinCAT ou picos de timeout de ciclo (estouro da tarefa RTime).
Dicas de Comissionamento e Fiação
Ao configurar a opção serial RS485 (N031), não esqueça de ativar os resistores de terminação internos se o controlador estiver na extremidade física inicial ou final da rede serial. Além disso, o protocolo de identificação automática do E-bus e K-bus requer fornecimento limpo de 24 V CC. Certifique-se de que o terminal de conexão de aterramento PE no conector de alimentação 24 V esteja conectado ao trilho DIN da placa traseira por meio de uma braçadeira de cobre de baixa impedância para evitar que ruídos EMI de alta frequência interrompam o clock do barramento de dados E-bus.
Diretrizes de Instalação
AVISO CRÍTICO DE CAMPO
Antes de montar ou fazer a fiação do sistema, desligue completamente a alimentação principal de 24 V CC do painel de controle. Descargas de alta tensão ou hot-plugging de módulos I/O ativos na interface E-bus/K-bus podem causar danos permanentes ao circuito da placa traseira do CX5020 e corromper arquivos armazenados no cartão Compact Flash.
1
Monte o CX5020-N031 em um trilho DIN padrão de 35 mm (EN 60715) encaixando a reentrância superior sobre o trilho e empurrando a unidade até que ela encaixe firmemente no lugar.
2
Insira o cartão Compact Flash de 128 MB contendo a imagem do sistema operacional Windows CE 6 ou WES 2009 correspondente no slot CF dedicado na parte frontal.
3
Conecte uma braçadeira de aterramento de baixa impedância ao terminal PE e faça a fiação das entradas da fonte de alimentação de 24 V CC, garantindo o alinhamento correto da polaridade inversa.
4
Estabeleça a fiação de comunicação via interfaces RJ45 (para conexão do PC de desenvolvimento TwinCAT) e conecte as linhas seriais RS422/RS485 à interface D-sub.