Описание
Beckhoff CX5020-N031 напрямую выполняет высокосинхронизированные последовательности управления, установленные на DIN-рейке, и представляет собой надёжный безвентиляторный встраиваемый контроллер для интенсивных задач ПЛК, управления движением и визуализации. Модуль оснащён встроенным процессором Intel Atom Z530 с тактовой частотой 1,6 ГГц и поддерживает как высокоскоростные подключения к терминалам EtherCAT (E-bus), так и устаревшие клеммные блоки (K-bus) с автоматическим определением электрической шины. Вариант CX5020-N031 оснащён встроенным опциональным интерфейсом RS422/RS485, позволяющим разработчикам промышленных систем напрямую подключать последовательные полевые приборы, устаревшие приводы или специализированные датчики без добавления внешних шлюзовых модулей. Твердотельная конструкция рассчитана на эксплуатацию в суровых условиях технологических процессов и дополнена встроенным ИБП на 1 секунду, который защищает энергозависимые переменные и системные реестры, сохраняя их непосредственно в хранилище Compact Flash.
Характеристики
-
Архитектура Intel Atom Z530: Одноядерный промышленный процессор с частотой 1,6 ГГц, предназначенный для энергоэффективного детерминированного выполнения задач управления.
-
Универсальный интерфейс ввода-вывода: Разъём объединительной платы с поддержкой двух протоколов автоматически адаптируется и отображает подключения либо на EtherCAT (E-bus), либо на стандартные клеммные модули (K-bus).
-
Выделенный порт RS422/RS485: Опциональный интерфейс заводской конфигурации (N031) обеспечивает последовательную связь «точка-точка» на скорости до 115 кбит/с.
-
Высокоскоростная связь: Два независимых порта RJ45 с поддержкой интерфейсов Gigabit Ethernet 10/100/1000 Мбит/с для сегментации сети.
-
Встроенный ИБП на 1 секунду: Активный ёмкостный резерв сохраняет до 1 МБ постоянных данных на карте Compact Flash при внезапном отключении питания.
Применения
-
Станции-мастеры EtherCAT: Управление высокоточными многокоординатными контурами движения и децентрализованными кластерами ввода-вывода.
-
Последовательные шлюзы для технологических процессов: Интеграция устаревших последовательных приборов Modbus (RS485) в корпоративные сети Ethernet.
-
Управление во взрывоопасных зонах: Развёртывание в помещениях с опасными летучими веществами при использовании стандартных модернизированных корпусов ATEX Zone 2.
-
Удалённая автоматизация инженерных систем: Системы управления подстанциями и водоочистными сооружениями, требующие работы без вентилятора и безопасного хранения данных при отключении питания.
Технические характеристики
| Параметр |
Значение характеристики |
| Производитель |
Beckhoff Automation |
| Номер модели |
CX5020-N031 |
| Процессор |
Intel Atom Z530, 1,6 ГГц |
| Количество ядер |
1 (одноядерный) |
| Системная память (ОЗУ) |
ОЗУ DDR2 512 МБ (с возможностью заводского расширения до 1 ГБ) |
| Система хранения данных |
Слот Compact Flash (карта CF 128 МБ в комплекте) |
| Встроенный ИБП |
ИБП на 1 секунду (записывает 1 МБ постоянных данных во флеш-память) |
| Сетевые интерфейсы |
2 x RJ45, 10/100/1000 Мбит/с (раздельные внутренние контроллеры) |
| Последовательный интерфейс (N031) |
1 x RS422/RS485, штекер D-Sub, 9 контактов |
| Дополнительные интерфейсы |
1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Рабочее напряжение |
24 V DC (-15 % / +20 %) |
| Ток питания шины |
Максимальный ток 2 A на K-bus / E-bus |
| 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) |
| Габариты (Ш x В x Г) |
106 mm x 100 mm x 92 mm |
| Масса нетто устройства |
575 g |
| Масса при транспортировке (расчётная) |
2,0 kg |
Подключения и интерфейсы
| Обозначение интерфейса |
Физический тип |
Назначение / функция подключения |
| X001 / X002 |
2 x экранированных RJ45 |
Независимые порты Gigabit Ethernet; поддерживают TwinCAT Real-Time Ethernet или TCP/IP. |
| X100 |
Гнездо DVI-D |
Прямой цифровой видеовыход для диагностических мониторов или промышленных дисплейных панелей. |
| X200 - X203 |
4 x USB Type-A |
Периферийные подключения USB 2.0 (клавиатура, мышь, носители памяти, лицензионный ключ). |
| X300 / X301 |
Штекер D-Sub, 9 контактов |
Физический коммуникационный порт RS422 / RS485 (аппаратная опция N031). |
| Силовой разъём |
Пружинный клеммный блок |
Контакт 1: 24 V DC (+), контакт 2: 0 V (GND), контакт 3: PE (защитное заземление). |
Практические инженерные выводы
Альтернативные модели и совместимость
Серия контроллеров CX5020 использует специализированные коды аппаратных суффиксов «N-xxx», которые невозможно изменить программной конфигурацией. Модель CX5020-N031 оснащена установленной на заводе внутренней схемой RS422/RS485, что напрямую отличает её от CX5020-N030 (интерфейс RS232). Если для вашего приложения требуются карты Fieldbus (например, EtherCAT Master или PROFIBUS Slave), убедитесь, что уровень платформы лицензирования TwinCAT соответствует Performance (40), чтобы предотвратить ошибки инициализации лицензии во время выполнения (например, код ошибки 0x705 в TwinCAT 3).
Проблемы при эксплуатации и инженерные замечания
Пассивная безвентиляторная система охлаждения CX5020 полностью зависит от вертикальных конвективных воздушных потоков. Если этот контроллер установлен горизонтально или в закрытом шкафу с зазором менее 30 мм над и под рёбрами охлаждения, эффективность отвода тепла значительно снижается. При высокой нагрузке на ЦП процессор Intel Atom Z530 автоматически снизит частоту с 1,6 ГГц для защиты кристалла, что может проявляться внезапными скачками джиттера реального времени TwinCAT или всплесками превышения времени цикла (переполнение задачи RTime).
Советы по вводу в эксплуатацию и подключению
При настройке последовательного интерфейса RS485 (N031) не забудьте активировать внутренние согласующие резисторы, если контроллер находится в начале или конце физической линии последовательной сети. Кроме того, протокол автоматической идентификации E-bus и K-bus требует стабильной подачи питания 24 В постоянного тока. Убедитесь, что клемма заземления PE на разъёме питания 24 В соединена с задней DIN-рейкой медной шиной с низким импедансом, чтобы предотвратить прерывание тактового сигнала шины данных E-bus высокочастотными электромагнитными помехами.
Рекомендации по установке
КРИТИЧЕСКОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ДЛЯ ПОЛЕВЫХ РАБОТ
Перед монтажом или подключением системы полностью обесточьте основной источник питания панели управления 24 В постоянного тока. Разряды высокого напряжения или подключение активных модулей ввода-вывода к интерфейсу E-bus/K-bus «на горячую» могут привести к необратимому повреждению схемы объединительной платы CX5020 и повреждению файлов, сохранённых на карте Compact Flash.
1
Установите CX5020-N031 на стандартную DIN-рейку 35 мм (EN 60715): зацепите верхний паз за рейку и надавливайте на устройство, пока оно не зафиксируется с щелчком.
2
Вставьте карту Compact Flash объёмом 128 МБ с соответствующим образом операционной системы Windows CE 6 или WES 2009 в предназначенный для неё фронтальный слот CF.
3
Подключите низкоимпедансную заземляющую шину к клемме PE и подведите входы источника питания 24 В постоянного тока, соблюдая правильную полярность.
4
Проложите коммуникационную проводку через интерфейсы RJ45 (для подключения ПК разработки TwinCAT) и подключите последовательные линии RS422/RS485 к интерфейсу D-sub.