Описание
Выполняя строго синхронизированные последовательности управления непосредственно на DIN-рейке, Beckhoff CX5020-N031 служит надёжным безвентиляторным встраиваемым контроллером для интенсивных задач ПЛК, управления движением и визуализации. Этот модуль оснащён интегрированным процессором Intel Atom Z530 с тактовой частотой 1,6 ГГц и поддерживает как высокоскоростные соединения с клеммами EtherCAT (E-bus), так и устаревшие клеммные блоки (K-bus), автоматически определяя тип электрической шины. Модель CX5020-N031 оснащена встроенным дополнительным интерфейсом RS422/RS485, позволяющим разработчикам промышленных систем напрямую подключать последовательные полевые приборы, устаревшие приводы или специализированные датчики без внешних шлюзовых модулей. Твердотельная конструкция рассчитана на эксплуатацию в тяжёлых производственных условиях, а встроенный ИБП на 1 секунду защищает энергозависимые переменные и системные реестры, сохраняя их непосредственно в памяти Compact Flash.
Особенности
-
Архитектура Intel Atom Z530: Одноядерный промышленный процессор с частотой 1,6 ГГц, предназначенный для энергоэффективного выполнения задач управления с детерминированным временем отклика.
-
Универсальный интерфейс ввода-вывода: Разъём объединительной платы с поддержкой двух протоколов автоматически адаптируется и выполняет сопоставление для EtherCAT (E-bus) или стандартных клеммных модулей (K-bus).
-
Выделенный порт RS422/RS485: Настраиваемый на заводе дополнительный интерфейс (N031) обеспечивает последовательную связь «точка-точка» на скорости до 115 кбод.
-
Высокоскоростная связь: Два независимых порта RJ45 с поддержкой гигабитных интерфейсов Ethernet 10/100/1000 Мбит/с для разделения сетей.
-
Встроенный ИБП на 1 секунду: Активный ёмкостный резерв сохраняет до 1 МБ энергонезависимых данных на карте Compact Flash при внезапном отключении питания.
Применение
-
Станции-мастеры EtherCAT: Управление высокоточными контурами многокоординатного позиционирования и децентрализованными кластерами ввода-вывода.
-
Последовательные шлюзы для систем управления технологическими процессами: Подключение старых приборов Modbus с последовательным интерфейсом (RS485) к корпоративным сетям Ethernet.
-
Управление во взрывоопасных зонах: Применение во взрывоопасных производственных помещениях при использовании стандартного корпуса, модернизированного для соответствия требованиям ATEX Zone 2.
-
Автоматизация удалённых объектов: Системы управления подстанциями и водоочистными сооружениями, которым необходимы безвентиляторная работа и надёжное хранение данных.
Технические характеристики
| Параметр |
Значение характеристики |
| Производитель |
Beckhoff Automation |
| Номер модели |
CX5020-N031 |
| Процессор |
Intel Atom Z530, 1,6 ГГц |
| Количество ядер |
1 (одно ядро) |
| Системная память (ОЗУ) |
ОЗУ DDR2 объёмом 512 МБ (на заводе можно увеличить до 1 ГБ) |
| Система хранения данных |
Слот Compact Flash (карта CF на 128 МБ в комплекте) |
| Встроенный ИБП |
ИБП на 1 секунду (записывает 1 МБ энергонезависимых данных во флеш-память) |
| Сетевые интерфейсы |
2 разъёма RJ45 10/100/1000 Мбит/с (раздельные внутренние контроллеры) |
| Последовательный интерфейс (N031) |
1 соединение RS422/RS485 с вилкой D-Sub, 9 контактов |
| Дополнительные интерфейсы |
1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Рабочее напряжение |
24 В постоянного тока (-15% / +20%) |
| Ток питания шины |
Максимальный ток на K-bus / E-bus — 2 А |
| Максимальная потребляемая мощность |
13 W |
| 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 (зона ATEX 2 с дополнительным модулем CX1900-0105) |
| Уровень платформы TwinCAT |
Performance (40) |
| Размеры (W x H x D) |
106 мм x 100 мм x 92 мм |
| Масса устройства нетто |
575 g |
| Расчётная масса при отправке |
2,0 кг |
Подключения и интерфейсы
| Обозначение интерфейса |
Физический тип |
Назначение функции / назначение проводки |
| X001 / X002 |
2 экранированных разъёма RJ45 |
Независимые гигабитные порты Ethernet; поддерживают TwinCAT Real-Time Ethernet или TCP/IP. |
| X100 |
Розетка DVI-D |
Цифровой видеовыход для диагностических мониторов или промышленных дисплейных панелей. |
| X200 - X203 |
4 порта USB Type-A |
Подключения периферийных устройств USB 2.0 (клавиатура, мышь, носитель памяти, ключ лицензии). |
| X300 / X301 |
Вилка D-Sub, 9 контактов |
Физический порт связи RS422 / RS485 (вариант оборудования N031). |
| Клемма питания |
Пружинный зажим |
Контакт 1: 24 В постоянного тока (+), контакт 2: 0 В (GND), контакт 3: PE (защитное заземление). |
Практические инженерные выводы
Альтернативные модели и совместимость
В серии контроллеров CX5020 используются специальные физические коды суффиксов оборудования «N-xxx», которые нельзя изменить с помощью программной конфигурации. Модель CX5020-N031 оснащена установленной на заводе внутренней схемой RS422/RS485, что отличает её от CX5020-N030 (интерфейс RS232). Если приложению требуются карты Fieldbus (например, ведущий EtherCAT, ведомый PROFIBUS), убедитесь, что уровень лицензирования платформы TwinCAT соответствует Performance (40), чтобы избежать ошибок инициализации лицензии во время выполнения (например, ошибки 0x705 в TwinCAT 3).
Проблемы при эксплуатации и инженерные рекомендации
Пассивная безвентиляторная система охлаждения CX5020 полностью зависит от вертикальных конвективных воздушных потоков. При горизонтальной установке контроллера или монтаже в закрытом корпусе с зазором менее 30 мм сверху и снизу охлаждающих рёбер эффективность отвода тепла значительно снижается. При высокой нагрузке на ЦП процессор Intel Atom Z530 будет автоматически снижать тактовую частоту с 1,6 ГГц для защиты кристалла, что может привести к резким колебаниям времени выполнения циклов TwinCAT в реальном времени или всплескам тайм-аутов (переполнение задачи RTime).
Советы по вводу в эксплуатацию и подключению
При настройке последовательного интерфейса RS485 (N031) не забудьте включить внутренние оконечные резисторы, если контроллер находится в физическом начале или конце последовательной сети. Кроме того, протокол автоматической идентификации E-bus и K-bus требует стабильного питания 24 В постоянного тока. Во избежание помех ЭМИ высокой частоты, способных нарушить тактовый сигнал шины данных E-bus, подключите клемму PE разъёма питания 24 В к DIN-рейке объединительной платы медной перемычкой с низким сопротивлением.
Рекомендации по установке
КРИТИЧЕСКОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ДЛЯ МОНТАЖНИКОВ
Перед монтажом системы или выполнением электромонтажа полностью обесточьте источник питания панели управления 24 В постоянного тока. Разряды высокого напряжения или подключение модулей ввода-вывода под напряжением к интерфейсу E-bus/K-bus могут необратимо повредить схемы объединительной платы CX5020 и повредить файлы, хранящиеся на карте Compact Flash.
1
Установите CX5020-N031 на стандартную DIN-рейку 35 мм (EN 60715): зацепите верхний паз за рейку и нажмите на устройство, пока оно надёжно не зафиксируется со щелчком.
2
Вставьте карту Compact Flash объёмом 128 МБ с соответствующим образом операционной системы Windows CE 6 или WES 2009 в предназначенный для неё слот CF на передней панели.
3
Подключите заземляющую перемычку с низким сопротивлением к клемме PE и подключите входы источника питания 24 В постоянного тока, соблюдая правильную полярность.
4
Подключите линии связи через интерфейсы RJ45 (для соединения с ПК разработки TwinCAT) и подведите линии последовательной связи RS422/RS485 к интерфейсу D-sub.