คำอธิบาย
ออกแบบมาเป็นระบบควบคุมขนาดกะทัดรัดที่รองรับฟิลด์บัส Beckhoff CX8051 ผสานรวมโปรเซสเซอร์ ARM9 สำหรับประมวลผลงาน PLC ภายในเครื่อง พร้อมทำงานเป็นอินเทอร์เฟซสเลฟ CANopen ประสิทธิภาพสูงโดยตรง คอนโทรลเลอร์แบบฝังตัวนี้ผสานความยืดหยุ่นของเทคโนโลยีพีซีอุตสาหกรรมเข้ากับระบบฟิลด์บัสแบบดั้งเดิม ช่วยให้รวม I/O แบบโมดูลาร์ในรูปแบบที่ติดตั้งบนราง DIN ได้ ขับเคลื่อนด้วยสภาพแวดล้อมรันไทม์ TwinCAT 2 และระบบปฏิบัติการ Windows Embedded CE 6 อุปกรณ์นี้จัดการลูปควบคุมภายในเครื่อง พร้อมแลกเปลี่ยนพารามิเตอร์การทำงานที่สำคัญกับระบบควบคุมหลักผ่านอินเทอร์เฟซ D-sub แบบแยกทางไฟฟ้า
คุณสมบัติ
- แกนประมวลผล ARM9 400 MHz ให้การควบคุมที่เชื่อถือได้และกำหนดเวลาได้แน่นอนสำหรับระบบอุตสาหกรรมขนาดเล็กถึงขนาดกลาง
- UPS แบบคาปาซิทีฟในตัวขนาด 1 วินาที ช่วยเก็บรักษาตัวแปรถาวรได้สูงสุด 1 MB เมื่อเกิดไฟฟ้าดับโดยไม่ได้วางแผน
- รองรับและตรวจจับทางกายภาพโดยอัตโนมัติทั้ง EtherCAT (E-bus) และขั้วต่อบัส (K-bus)
- การเชื่อมต่อ D-sub 9 พินแบบแยกทางไฟฟ้า ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดการสื่อสาร CANopen อย่างเคร่งครัด
- ไฟ LED วินิจฉัยเฉพาะสำหรับแสดงสถานะการทำงานของ TwinCAT และสถานะการสื่อสารฟิลด์บัส
การใช้งาน
- การประมวลผล I/O แบบกระจายและการควบคุมระบบย่อยภายในเครือข่าย CANopen อุตสาหกรรมขนาดใหญ่
- การผสานรวมเข้ากับระบบโครงสร้างพื้นฐานและระบบอัตโนมัติในอาคารโดยใช้การเขียนโปรแกรม TwinCAT 2
- กระบวนการอุตสาหกรรมอันตรายที่ต้องปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัย ATEX, IECEx และ cFMus Class I Division 2
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค
| พารามิเตอร์ |
ค่าข้อมูลจำเพาะ |
| ผู้ผลิต |
Beckhoff Automation |
| หมายเลขรุ่น |
CX8051 |
| โปรเซสเซอร์ |
ARM9, 400 MHz (แกนประมวลผลเดี่ยว) |
| หน่วยความจำแฟลช |
microSD ขนาด 512 MB (ขยายได้ด้วยการ์ดเกรดอุตสาหกรรม) |
| หน่วยความจำหลัก |
RAM DDR2 ขนาด 64 MB (ไม่สามารถขยายได้) |
| หน่วยความจำถาวร |
UPS 1 วินาที (ความจุข้อมูลถาวร 1 MB) |
| ระบบปฏิบัติการ |
Windows Embedded CE 6 |
| ซอฟต์แวร์ควบคุม |
รันไทม์ TwinCAT 2 PLC |
| อินเทอร์เฟซ |
1 x RJ45 (10/100 Mbit/s), 1 x USB Device (ใต้ฝาครอบด้านหน้า), 1 x CANopen D-sub 9 พิน |
| บัส I/O ที่รองรับ |
E-bus (EtherCAT) หรือ K-bus (ขั้วต่อบัส) พร้อมการตรวจจับอัตโนมัติ |
| กระแสไฟเลี้ยงบัส |
สูงสุด 2.0 A |
| การใช้พลังงาน |
สูงสุด 3.0 W |
| ขนาด (W x H x D) |
64 มม. x 100 มม. x 73 มม. |
| น้ำหนักสุทธิ |
180 g |
| น้ำหนักจัดส่ง (คำนวณ) |
0.5 กก. (รวมบรรจุภัณฑ์อุตสาหกรรม) |
| อุณหภูมิในการทำงาน |
0 degC ถึง +55 degC |
| อุณหภูมิในการจัดเก็บ |
-25 degC ถึง +85 degC |
| ความชื้นสัมพัทธ์ |
95% ไม่ควบแน่น |
| ระดับการป้องกัน |
IP20 |
| เครื่องหมาย Ex (ATEX) |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc, II 3 D Ex tc IIIC T135 degC Dc |
การเชื่อมต่อและอินเทอร์เฟซ
| ขั้วต่อ D-sub 9 พิน |
การกำหนดสัญญาณ CANopen |
| พิน 2 |
CAN_L (สายบัส Low แบบเด่น) |
| พิน 3 |
CAN_GND (จุดอ้างอิงกราวด์) |
| พิน 7 |
CAN_H (สายบัส High แบบเด่น) |
| พิน 1, 4, 5, 6, 8, 9 |
ไม่ได้เชื่อมต่อ / สงวนไว้ |
ข้อมูลเชิงลึกด้านวิศวกรรมจากการใช้งานจริง
รุ่นทางเลือกและความเข้ากันได้
CX8051 เป็นคอนโทรลเลอร์เฉพาะทางที่ต้องพึ่งพาฟิลด์บัสภายในตระกูล CX80xx แม้รุ่นอย่าง CX8090 จะรองรับการสื่อสาร Ethernet/IP หรือ Modbus TCP แต่ CX8051 ไม่สามารถปรับเปลี่ยนให้รองรับฟิลด์บัสทางเลือกด้วยการแก้ไขเฟิร์มแวร์ได้ เนื่องจากชั้นกายภาพ CANopen ถูกเดินวงจรแบบตายตัวเข้ากับเมนบอร์ด เมื่ออัปเกรดระบบเก่าที่กำหนดค่าด้วย TwinCAT 2 ให้ตรวจสอบว่าการตั้งค่าเป้าหมายใน TwinCAT System Manager ถูกล็อกไว้ที่แพลตฟอร์ม ARM (ARMV4I) และตรวจสอบไลบรารีที่ต้องพึ่งพาก่อนดาวน์โหลด
ข้อผิดพลาดในการใช้งานและหมายเหตุทางวิศวกรรม
ตรวจสอบให้มีระยะห่างสำหรับการระบายความร้อนอย่างเพียงพอเสมอ (อย่างน้อย 30 มม. เหนือและใต้โมดูล) เพื่อคงการพาความร้อนแบบพาสซีฟ การใช้งาน CX8051 ในตู้ขนาดกะทัดรัดที่ไม่มีการระบายอากาศอย่างเป็นระบบอาจทำให้เครื่องมีอุณหภูมิเกินขีดจำกัดการทำงานสูงสุดที่ +55 degC ส่งผลให้ CPU ลดความเร็วหรือเกิดข้อผิดพลาดในการเข้าถึงหน่วยความจำ นอกจากนี้ ผู้ใช้ต้องหลีกเลี่ยงการเขียนพารามิเตอร์บันทึกข้อมูลแบบวนรอบถี่ๆ ลงในการ์ด microSD โดยตรง เซลล์แฟลชมาตรฐานจะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วเมื่อมีรูปแบบการเขียนถี่ ควรใช้พื้นที่หน่วยความจำ UPS แบบถาวรขนาด 1 MB สำหรับตัวแปรต่อเนื่อง และเขียนค่าลงแฟลชเฉพาะในรอบการปิดระบบที่ควบคุมไว้เท่านั้น
เคล็ดลับการเริ่มใช้งานและการเดินสาย
สามารถกำหนดที่อยู่ CANopen (Node ID) ของ CX8051 แบบฮาร์ดโค้ดได้ผ่านสวิตช์กำหนดที่อยู่จริงที่อยู่ด้านหลังฝาครอบด้านหน้า หรือกำหนดค่าโดยตรงผ่านการตั้งค่าซอฟต์แวร์ TwinCAT เพื่อให้การสื่อสารบนบัสทำงานได้อย่างไม่มีปัญหา ต้องเชื่อมต่อตัวต้านทานเทอร์มิเนชันขนาด 120 โอห์มคร่อมพิน 2 (CAN_L) และพิน 7 (CAN_H) ที่ปลายทั้งสองด้านของเครือข่ายบัส CAN แยกสายสัญญาณออกจากสายมอเตอร์แรงดันสูงเพื่อป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ให้รบกวนวงจรสื่อสารที่แยกการเชื่อมต่อทางกัลวานิก
แนวทางการติดตั้ง
คำเตือนสำคัญ
ตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่ใช้งานทั้งหมดก่อนติดตั้ง เดินสายไฟ หรือถอดโมดูล CX8051 การไม่ตัดไฟจากวงจรไฟฟ้าหลักและวงจรฟิลด์บัสอาจทำให้ขั้วต่อเสียหาย เกิดสัญญาณรบกวนบนโหนดสื่อสารที่กำลังทำงาน หรือเครื่องจักรเริ่มทำงานโดยไม่คาดคิด
-
1
ติดตั้งคอนโทรลเลอร์ CX8051 บนราง DIN มาตรฐานขนาด 35 มม. (EN 60715) โดยจัดแนวคลิปด้านบนให้ตรงกับราง แล้วกดลงจนกลไกล็อกเข้าที่อย่างแน่นหนา
-
2
จัดแนวโมดูล EtherCAT (E-bus) หรือ Bus Terminal (K-bus) ที่อยู่ติดกัน แล้วเลื่อนติดตั้งบนราง DIN โดยตรวจสอบให้หน้าสัมผัสด้านข้างเชื่อมต่อเข้ากับขั้วต่อบัสด้านข้างของ CX8051 อย่างสมบูรณ์
-
3
เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ 24 V DC เข้ากับขั้วต่อสายไฟหลักบนอุปกรณ์ โดยตรวจสอบเครื่องหมายขั้วไฟให้ถูกต้องเพื่อป้องกันฟิวส์ภายในตัดการทำงาน
-
4
เสียบสายสื่อสาร CANopen แบบ D-sub 9 พินเข้ากับขั้วต่อบัสด้านล่าง และขันสกรูยึดให้แน่นเพื่อคงการต่อลงดินแบบกัลวานิกที่มั่นคง