ภาพรวมคอนโทรลเลอร์ชั้นนำในตลาด
เดอะ X20CP1685 (X20CP1685) ทำหน้าที่เป็นเครื่องประมวลผลอุตสาหกรรมชั้นนำภายในระบบอัตโนมัติ B&R X20 แบบโมดูลาร์ ออกแบบมาเพื่อควบคุมลูปกระบวนการความเร็วสูงและการคำนวณอัลกอริทึมที่ซับซ้อน หน่วยประมวลผลกลางนี้โดดเด่นในการใช้งานภารกิจสำคัญในภาคการผลิต โรงไฟฟ้าทางทะเล และโครงสร้างพื้นฐานการกลั่นน้ำมัน ด้วยการผสานไมโครโปรเซสเซอร์ Intel Atom E3915 ที่ทำงานด้วยความถี่ 800 MHz เข้ากับโคโปรเซสเซอร์ I/O เบื้องหลังโดยเฉพาะ อุปกรณ์จึงขจัดคอขวดจากการสแกนเพื่อรักษารอบการทำงานระดับไมโครวินาทีที่มีความแน่นอน การผสาน SRAM แบบคงอยู่และพื้นที่จัดเก็บ eMMC สำหรับงานหนักช่วยให้ตัวแปรการทำงานและเมทริกซ์สูตรการผลิตยังคงอยู่เมื่อเกิดความผันผวนของระบบไฟฟ้าอย่างฉับพลัน ช่วยลดการสูญเสียจากเวลาหยุดทำงานในโรงงานผลิตอัตโนมัติได้อย่างมาก
สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์และการกำหนดค่าทางเทคนิค
สถาปัตยกรรมการประมวลผลหลักใช้ประโยชน์จากหน่วยประมวลผลเลขทศนิยมแบบติดตั้งบนบอร์ด (FPU) เพื่อรองรับการคำนวณเลขทศนิยม 64 บิตที่รวดเร็ว ซึ่งจำเป็นต่อการซิงโครไนซ์การเคลื่อนที่หลายแกนที่ซับซ้อน โมดูลควบคุมนี้ให้ความสำคัญกับโทโพโลยีการสื่อสารเป็นหลัก โดยมีอินเทอร์เฟซมาสเตอร์ POWERLINK V2 ในตัว ซึ่งทำงานเป็นโหนดจัดการ (ประเภท 4) เพื่อควบคุมเครือข่ายเรียลไทม์แบบซิงโครไนซ์ผ่าน Poll-Response Chaining สำหรับการเชื่อมต่อกับระบบโรงงานในแนวราบ พอร์ต Gigabit Ethernet แยกต่างหากจะจัดการการกำหนดเส้นทางข้อมูล SCADA และ ERP แบนด์วิดท์สูงอย่างเป็นอิสระ การกระจายสัญญาณภาคสนามใช้บัสแบ็กเพลนมาสเตอร์ X2X Link ซึ่งเป็นกรรมสิทธิ์ โดยจ่ายกำลังไฟให้โมดูล I/O ในพื้นที่ได้สูงสุด 7 W พร้อมรองรับการกำหนดค่าแหล่งจ่ายไฟสำรองแบบขนานหรือแบบซ้ำซ้อนอย่างเต็มรูปแบบ สล็อตโมดูลาร์หนึ่งช่องช่วยรองรับการขยาย โดยวิศวกรสามารถเพิ่มอินเทอร์เฟซฟิลด์บัส เช่น CANopen, Profibus DP หรือ DeviceNet ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยน CPU หลัก
ข้อมูลจำเพาะทางวิศวกรรม
| พารามิเตอร์ |
รายละเอียดข้อมูลจำเพาะ |
| รุ่น |
X20CP1685 |
| แบรนด์ |
B&R (Automation) |
| แหล่งกำเนิด |
ออสเตรีย |
| ประเภทโมดูล |
หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) |
| รหัส B&R ID |
0xF9EB |
| เทคโนโลยีโปรเซสเซอร์ |
Intel Atom E3915 (800 MHz) พร้อม FPU |
| หน่วยความจำระบบ |
LPDDR4 SDRAM 512 MB |
| พื้นที่จัดเก็บข้อมูลคงอยู่ |
SRAM 1 MB (จัดสรร 512 kB สำหรับตัวแปรคงอยู่) |
| แฟลชสำหรับแอปพลิเคชัน |
eMMC 1 GB (ติดตั้งบนบอร์ด) / สล็อต CompactFlash 1 ช่อง (ภายนอก) |
| อายุการใช้งานแฟลช |
เขียนข้อมูลรวม 40 TB (รอบลบ-เขียน 20,000 รอบ) |
| เวลาการทำงานรอบสั้นที่สุด |
200 us |
| เวลารอบคำสั่ง |
0.0028 us |
| บัสอนุกรม (IF1) |
RS232 1 พอร์ตผ่านเทอร์มินัลบล็อก X20TB12 (สูงสุด 115.2 kbit/s) |
| อินเทอร์เฟซเครือข่าย |
Gigabit Ethernet 1 พอร์ต (IF2), POWERLINK V2 1 พอร์ต (IF3) |
| พอร์ตอุปกรณ์ต่อพ่วง |
USB 2.0 Type A จำนวน 2 พอร์ต (สูงสุด 0.5 A ต่อพอร์ต) |
| เอาต์พุตบัสแบ็กเพลน |
มาสเตอร์ลิงก์ X2X, เอาต์พุตพิกัด 7 W |
| แรงดันไฟขาเข้าหลัก |
24 VDC (ช่วงที่อนุญาต: 19.2 ถึง 30 VDC) |
| กำลังไฟขาเข้าสูงสุด |
36 W (CPU / ลิงก์ X2X) |
| กำลังไฟขาเข้าส่วน I/O |
24 VDC (กำลังไฟขาเข้าสูงสุด 240 W, รองรับโหลดหน้าสัมผัส 10 A) |
| การแยกทางไฟฟ้า |
การแยกทางไฟฟ้าแบบกัลวานิก: เครือข่าย Ethernet, POWERLINK และ X2X |
| ขนาด (W x สูง x ลึก) |
150 มม. x 99 มม. x 85 มม. |
| น้ำหนักสุทธิ |
0.5 กก. |
| น้ำหนักจัดส่ง |
2.0 กก. |
| อุณหภูมิขณะทำงาน |
แนวนอน: -25 ถึง 60 deg C / แนวตั้ง: -25 ถึง 50 deg C |
| การป้องกันสภาพแวดล้อม |
IP20 |
| การรับรองสำหรับงานทางทะเล |
ได้รับการรับรองจาก ABS (American Bureau of Shipping) |
คำถามทั่วไปเกี่ยวกับการใช้งาน
ชุดโมดูลนี้รวมสื่อจัดเก็บซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการไว้ด้วยหรือไม่
ไม่ แม้โปรเซสเซอร์จะมีแฟลช eMMC ในตัวขนาด 1 GB แต่ระบบบูตหลักและลอจิกแอปพลิเคชันภายในต้องใช้การ์ด CompactFlash ที่ตรงรุ่น การ์ดนี้ต้องกำหนดขนาดและซื้อแยกต่างหากตามข้อกำหนดการบันทึกข้อมูลรันไทม์ของระบบอัตโนมัติ
CPU จัดการกับหน่วยความจำเสียหายจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าหรือรังสีแอลฟาอย่างไร
โครงสร้าง LPDDR4 SDRAM ขนาด 512 MB มีฟังก์ชันรหัสแก้ไขข้อผิดพลาด (ECC) ที่ทำงานด้วยฮาร์ดแวร์อย่างเต็มรูปแบบ ระบบจะตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดของหน่วยความจำแบบบิตเดียวแบบเรียลไทม์โดยอัตโนมัติ ป้องกันข้อมูลเสียหายและการหยุดทำงานของ CPU อย่างกะทันหันระหว่างการทำงานต่อเนื่อง
จำเป็นต้องใช้ฟิวส์ภายนอกชนิดใดเพื่อป้องกันเส้นทางจ่ายไฟแบบรวม
วงจรลอจิก CPU หลักและวงจร X2X Link มีฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์ภายในที่ไม่สามารถเปลี่ยนได้ อย่างไรก็ตาม เส้นทางจ่ายไฟ I/O สำหรับงานหนักซึ่งใช้กำลังไฟได้สูงสุด 240 W จำเป็นต้องใช้ฟิวส์สายภายนอกแบบหน่วงเวลาขนาดไม่เกิน 10 A เพื่อป้องกันหน้าสัมผัสขั้วต่อภายในจากความผิดปกติของกระแสเกิน
ข้อกำหนดด้านวิศวกรรมภาคสนามและความปลอดภัย
-
การจัดการความร้อนและการจัดวางตามข้อจำกัดการลดพิกัด: X20CP1685 ใช้การระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนโดยไม่ใช้พัดลม เว้นระยะว่างเหนือและใต้ชุดโมดูลอย่างน้อย 30 มม. เพื่อให้อากาศไหลเวียนได้สะดวก เมื่อติดตั้งในแนวนอน อุณหภูมิอากาศแวดล้อมต้องไม่เกิน 60 deg C สำหรับการจัดวางบนราง DIN แนวตั้ง ข้อจำกัดการลดพิกัดกำหนดให้อุณหภูมิแวดล้อมสูงสุดอยู่ที่ 50 deg C หากใช้งานที่ระดับความสูงมากกว่า 2000 m ให้ใช้เส้นโค้งการลดพิกัดอุณหภูมิเชิงเส้น เนื่องจากความหนาแน่นของอากาศลดลง
-
การบำรุงรักษาแบตเตอรี่และการปรับเทียบนาฬิกา: นาฬิกาเรียลไทม์แบบไม่ลบเลือน (RTC) ใช้เซลล์ลิเธียมภายในเพื่อเก็บรักษาข้อมูลเมื่อยกเลิกการจ่ายไฟให้ระบบ แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานประมาณ 4 ปีภายใต้รอบโหลดทั่วไป หากระบบควบคุมไม่มีไฟเลี้ยงที่อุณหภูมิแวดล้อมเฉลี่ย 23 deg C ให้เปลี่ยนเซลล์แบตเตอรี่ทุก 2 ปี เพื่อป้องกันการสูญเสียตัวแปรคงอยู่ ตรวจสอบรีจิสเตอร์สถานะแบตเตอรี่ผ่านซอฟต์แวร์ Automation Studio หรือ LED วินิจฉัยทางกายภาพบนอุปกรณ์
-
โปรโตคอลการป้องกันสัญญาณรบกวนและการแยกทางไฟฟ้าแบบกัลวานิก: แม้วงจร Ethernet, POWERLINK และ X2X Link จะมีการแยกทางไฟฟ้าแบบกัลวานิกภายใน ให้ต่อปลายชีลด์ของสายสื่อสารทั้งหมดที่จุดทางเข้าตู้ควบคุมโดยใช้แคลมป์กราวด์อิมพีแดนซ์ต่ำ ต่อขั้วกราวด์สายดินสำหรับการทำงานเข้ากับแผ่นยึดราง DIN โดยตรงด้วยแถบทองแดงหน้าตัดใหญ่และสั้น เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนความถี่สูงไม่ให้รบกวนการทำงานของคลาสงานความเร็วสูง 200 us