Описание
Непосредственно выполняя высокосинхронизированные управляющие последовательности с DIN-рейки, Beckhoff CX5020-N031 выступает как надёжный бесшумный встроенный контроллер для интенсивных задач ПЛК, управления движением и визуализации. Оснащённый встроенным процессором Intel Atom Z530 с тактовой частотой 1,6 ГГц, этот модуль поддерживает как высокоскоростные EtherCAT терминальные подключения (E-шина), так и устаревшие клеммные блоки (K-шина) с автоматическим обнаружением электрической шины. Вариант CX5020-N031 включает встроенный опциональный интерфейс RS422/RS485, позволяющий разработчикам промышленных систем напрямую подключать последовательные полевые приборы, устаревшие приводы или специализированные датчики без необходимости добавления внешних шлюзов. Спроектирован для работы в суровых условиях производства, его твердотельная конструкция поддерживается встроенным ИБП на 1 секунду для защиты нестабильных переменных и системных регистров непосредственно на Compact Flash.
Особенности
-
Архитектура Intel Atom Z530: Одноядерный промышленный процессор с частотой 1,6 ГГц, оптимизированный для энергоэффективного и детерминированного управления.
-
Универсальный интерфейс ввода-вывода: Двухпротокольный разъём шины автоматически масштабируется и отображается либо как EtherCAT (E-шина), либо как стандартные клеммные колодки (K-шина).
-
Выделенный порт RS422/RS485: Заводская опция (N031) обеспечивает последовательную связь точка-точка со скоростью до 115 кбод.
-
Высокоскоростная связь: Два независимых порта RJ45 с поддержкой Gigabit Ethernet 10/100/1000 Мбит/с для разделения сетей.
-
Встроенный ИБП на 1 секунду: Активное ёмкостное резервирование сохраняет до 1 МБ постоянных данных на Compact Flash при внезапных отключениях питания.
Применения
-
EtherCAT мастер-станции: Управление высокоточными многоосевыми контурами движения и децентрализованными кластерами ввода-вывода.
-
Серийные шлюзы для процессов: Интеграция старых последовательных приборов Modbus (RS485) в корпоративные Ethernet-топологии.
-
Управление в опасных зонах: Использование в взрывоопасных производственных помещениях при сочетании с корпусами стандартного типа ATEX Zone 2.
-
Автоматизация удалённых объектов: Системы управления подстанциями и очисткой воды, требующие бесшумной работы и надёжного хранения данных.
Технические характеристики
| Параметр |
Значение параметра |
| Производитель |
Beckhoff Automation |
| Номер модели |
CX5020-N031 |
| Процессор |
Intel Atom Z530, 1,6 ГГц |
| Количество ядер |
1 (одинарное ядро) |
| Системная память (RAM) |
512 МБ DDR2 RAM (заводское расширение до 1 ГБ) |
| Система хранения данных |
Слот Compact Flash (в комплекте карта CF 128 МБ) |
| Встроенный ИБП |
ИБП на 1 секунду (записывает 1 МБ постоянных данных во флеш) |
| Сетевые интерфейсы |
2 x RJ45 10/100/1000 Мбит/с (раздельные внутренние контроллеры) |
| Серийный интерфейс (N031) |
1 x RS422/RS485 D-Sub 9-контактный штекер |
| Дополнительные интерфейсы |
1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Рабочее напряжение |
24 В DC (-15% / +20%) |
| Ток питания шины |
Максимальный ток 2 А на шинах K-bus / E-bus |
| Максимальное энергопотребление |
13 Вт |
| Рабочая температура |
-25 °C до +60 °C |
| Температура хранения |
-40 °C до +85 °C |
| Относительная влажность |
95% без конденсации |
| Класс взрывозащиты |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX зона 2 с опциональным CX1900-0105) |
| Уровень платформы TwinCAT |
Performance (40) |
| Габариты (Ш x В x Г) |
106 мм x 100 мм x 92 мм |
| Чистый вес устройства |
575 g |
| Вес при транспортировке (расчётный) |
2,0 кг |
Подключения и интерфейсы
| Маркировка интерфейса |
Физический тип |
Функциональное назначение / Цель подключения |
| X001 / X002 |
2 x экранированных RJ45 |
Независимые гигабитные Ethernet-порты; поддержка TwinCAT Real-Time Ethernet или TCP/IP. |
| X100 |
DVI-D гнездо |
Прямой цифровой видеовыход для диагностических мониторов или промышленных дисплеев. |
| X200 - X203 |
4 x USB Type-A |
Подключения периферии USB 2.0 (клавиатура, мышь, носители памяти, ключи лицензий). |
| X300 / X301 |
D-Sub 9-контактный штекер |
Физический коммуникационный порт RS422 / RS485 (аппаратный вариант N031). |
| Клемма питания |
Клеммный блок с пружинным зажимом |
Контакт 1: 24 В DC (+), Контакт 2: 0 В (GND), Контакт 3: PE (защитное заземление). |
Эмпирические инженерные данные
Альтернативные модели и совместимость
Серия контроллеров CX5020 использует специальные физические аппаратные суффиксные коды "N-xxx", которые нельзя изменить через программную конфигурацию. CX5020-N031 оснащён заводской внутренней схемой RS422/RS485, что отличает его от CX5020-N030 (интерфейс RS232). Если вашему приложению требуются карты Fieldbus (например, EtherCAT Master, PROFIBUS Slave), убедитесь, что уровень лицензирования TwinCAT соответствует Performance (40), чтобы избежать ошибок инициализации лицензии во время выполнения (например, код ошибки 0x705 в TwinCAT 3).
Ошибки применения и инженерные заметки
Пассивная бесшумная система охлаждения CX5020 полностью полагается на конвекционные вертикальные воздушные потоки. Если контроллер установлен горизонтально или в закрытых корпусах с зазором менее 30 мм над и под ребрами охлаждения, эффективность отвода тепла значительно снижается. При высокой нагрузке процессор Intel Atom Z530 автоматически снижает частоту с 1,6 ГГц для защиты кремния, что может проявляться в виде резких сбоев реального времени TwinCAT или пиков таймаутов циклов (переполнение задачи RTime).
Советы по пусконаладке и подключению
При настройке опции последовательного интерфейса RS485 (N031) не забудьте активировать внутренние терминальные резисторы, если контроллер находится в физическом начале или конце последовательной сети. Кроме того, протокол автоматической идентификации E-bus и K-bus требует чистого питания 24 В постоянного тока. Убедитесь, что клемма заземления PE на разъеме питания 24 В подключена к DIN-рейке задней панели через низкоомный медный ремешок, чтобы предотвратить помехи высокочастотного ЭМИ, прерывающие тактовый сигнал шины данных E-bus.
Руководство по установке
КРИТИЧЕСКОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПОЛЯ
Перед монтажом или подключением системы полностью отключите основное питание панели управления 24 В постоянного тока. Высоковольтные разряды или горячее подключение активных модулей ввода-вывода на интерфейсе E-bus/K-bus могут привести к необратимому повреждению схемы задней панели CX5020 и повреждению файлов на карте Compact Flash.
1
Установите CX5020-N031 на стандартную DIN-рейку 35 мм (EN 60715), зацепив верхний вырез за рейку и нажав устройство до щелчка.
2
Вставьте карту Compact Flash объемом 128 МБ с соответствующим образом операционной системы Windows CE 6 или WES 2009 в выделенный передний слот CF.
3
Подключите низкоомный заземляющий ремешок к клемме PE и подключите входы источника питания 24 В постоянного тока, обеспечив правильную полярность.
4
Установите коммуникационную проводку через интерфейсы RJ45 (для подключения ПК разработки TwinCAT) и подключите последовательные линии RS422/RS485 к интерфейсу D-sub.