Mô tả
Thực thi trực tiếp các chuỗi điều khiển được đồng bộ hóa cao từ thanh DIN, Beckhoff CX5020-N031 hoạt động như một bộ điều khiển nhúng không quạt chắc chắn, được thiết kế cho các tác vụ PLC, điều khiển chuyển động và trực quan hóa chuyên sâu. Được trang bị bộ xử lý Intel Atom Z530 tích hợp có xung nhịp 1,6 GHz, thiết bị mô-đun này hỗ trợ cả kết nối đầu cuối EtherCAT tốc độ cao (E-bus) và các khối đầu cuối cũ (K-bus), với khả năng tự động phát hiện bus điện. Phiên bản CX5020-N031 tích hợp giao diện RS422/RS485 tùy chọn, cho phép các nhà phát triển hệ thống công nghiệp kết nối trực tiếp các thiết bị hiện trường nối tiếp, bộ truyền động cũ hoặc cảm biến chuyên dụng mà không cần bổ sung mô-đun cổng nối ngoài. Được thiết kế để chịu được các điều kiện xử lý khắc nghiệt, kết cấu thể rắn của thiết bị được hỗ trợ bởi UPS tích hợp 1 giây, bảo vệ các biến động và thanh ghi hệ thống trên bộ nhớ Compact Flash.
Tính năng
-
Kiến trúc Intel Atom Z530: Bộ xử lý công nghiệp lõi đơn 1,6 GHz được thiết kế để thực thi điều khiển xác định, tối ưu hóa mức tiêu thụ điện năng.
-
Giao diện I/O đa năng: Đầu nối bảng mạch nối sau hỗ trợ hai giao thức tự động điều chỉnh và ánh xạ sang EtherCAT (E-bus) hoặc Bus Terminal tiêu chuẩn (K-bus).
-
Cổng RS422/RS485 chuyên dụng: Giao diện tùy chọn được cấu hình tại nhà máy (N031) cho phép giao tiếp nối tiếp điểm-điểm với tốc độ lên đến 115 kbaud.
-
Giao tiếp tốc độ cao: Hai cổng RJ45 độc lập hỗ trợ các giao diện Ethernet Gigabit 10/100/1000 Mbit/s để phân tách mạng.
-
UPS tích hợp 1 giây: Bộ dự phòng điện dung chủ động bảo toàn tối đa 1 MB dữ liệu liên tục trên thẻ Compact Flash khi mất điện đột ngột.
Ứng dụng
-
Trạm chủ EtherCAT: Điều khiển các vòng điều khiển chuyển động đa trục có độ chính xác cao và các cụm I/O phân tán.
-
Cổng nối tiếp quy trình: Tích hợp các thiết bị Modbus nối tiếp cũ (RS485) vào cấu trúc liên kết Ethernet cấp doanh nghiệp.
-
Điều khiển khu vực nguy hiểm: Triển khai trong các không gian xử lý dễ cháy nổ khi kết hợp với vỏ nâng cấp ATEX Zone 2 tiêu chuẩn.
-
Tự động hóa tiện ích từ xa: Hệ thống điều khiển trạm biến áp và xử lý nước yêu cầu vận hành không quạt và bảo đảm an toàn cho bộ nhớ lưu trữ liên tục.
Thông số kỹ thuật
| Thông số |
Giá trị thông số |
| Nhà sản xuất |
Beckhoff Automation |
| Số model |
CX5020-N031 |
| Bộ xử lý |
Intel Atom Z530, 1,6 GHz |
| Số lõi |
1 (đơn lõi) |
| Bộ nhớ hệ thống (RAM) |
RAM DDR2 512 MB (có thể mở rộng tại nhà máy lên 1 GB) |
| Hệ thống lưu trữ |
Khe Compact Flash (kèm thẻ CF 128 MB) |
| UPS tích hợp |
UPS 1 giây (ghi 1 MB dữ liệu liên tục vào bộ nhớ flash) |
| Các giao diện mạng |
2 x RJ45 10/100/1000 Mbit/s (các bộ điều khiển nội bộ tách biệt) |
| Giao diện nối tiếp (N031) |
1 x đầu nối RS422/RS485 D-Sub 9 chân đực |
| Các giao diện bổ sung |
1 x DVI-D, 4 x USB 2.0 |
| Điện áp vận hành |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Dòng cấp cho bus |
Dòng điện tối đa 2 A trên K-bus / E-bus |
| Công suất tiêu thụ tối đa |
13 W |
| Nhiệt độ vận hành |
-25 degC đến +60 degC |
| Nhiệt độ bảo quản |
-40 degC đến +85 degC |
| Độ ẩm tương đối |
95% không ngưng tụ |
| Cấp bảo vệ chống cháy nổ |
II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (ATEX Vùng 2 với CX1900-0105 tùy chọn) |
| Cấp nền tảng TwinCAT |
Performance (40) |
| Kích thước (R x C x S) |
106 mm x 100 mm x 92 mm |
| Trọng lượng tịnh của thiết bị |
575 g |
| Trọng lượng vận chuyển (tính toán) |
2,0 kg |
Các kết nối và giao diện
| Nhãn giao diện |
Loại vật lý |
Chức năng / mục đích đấu dây |
| X001 / X002 |
2 x RJ45 có chống nhiễu |
Các cổng Ethernet Gigabit độc lập; hỗ trợ TwinCAT Real-Time Ethernet hoặc TCP/IP. |
| X100 |
DVI-D cái |
Giao diện xuất video kỹ thuật số trực tiếp dành cho màn hình chẩn đoán hoặc bảng hiển thị công nghiệp. |
| X200 - X203 |
4 x USB Type-A |
Các kết nối thiết bị ngoại vi USB 2.0 (bàn phím, chuột, thiết bị lưu trữ, khóa giấy phép). |
| X300 / X301 |
D-Sub 9 chân đực |
Cổng giao tiếp vật lý RS422 / RS485 (tùy chọn phần cứng N031). |
| Đầu nối nguồn |
Cầu đấu lò xo |
Chân 1: 24 V DC (+), Chân 2: 0 V (GND), Chân 3: PE (tiếp địa bảo vệ). |
Những hiểu biết kỹ thuật thực nghiệm
Các mẫu thay thế & khả năng tương thích
Dòng bộ điều khiển CX5020 sử dụng các mã hậu tố phần cứng vật lý chuyên dụng “N-xxx”, không thể thay đổi bằng cấu hình phần mềm. CX5020-N031 được tích hợp sẵn mạch RS422/RS485 tại nhà máy, nhờ đó khác biệt trực tiếp với CX5020-N030 (giao diện RS232). Nếu ứng dụng của bạn yêu cầu các card Fieldbus (ví dụ: EtherCAT Master, PROFIBUS Slave), hãy xác minh cấp nền tảng giấy phép TwinCAT khớp với Performance (40) để tránh lỗi khởi tạo giấy phép khi chạy (ví dụ: Mã lỗi 0x705 trong TwinCAT 3).
Các sự cố tiềm ẩn & ghi chú kỹ thuật
Cấu trúc làm mát thụ động, không quạt của CX5020 hoàn toàn dựa vào các luồng không khí đối lưu theo phương thẳng đứng. Nếu bộ điều khiển được lắp theo phương ngang hoặc trong tủ kín có khoảng trống phía trên và phía dưới các cánh tản nhiệt nhỏ hơn 30 mm, khả năng tản nhiệt sẽ giảm đáng kể. Khi tải CPU cao, bộ xử lý Intel Atom Z530 sẽ tự động giảm tần số từ 1.6 GHz để bảo vệ chip, có thể biểu hiện qua hiện tượng jitter thời gian thực TwinCAT đột ngột hoặc các đợt tăng vọt thời gian chu kỳ (tràn tác vụ RTime).
Mẹo chạy thử & đấu dây
Khi cấu hình tùy chọn nối tiếp RS485 (N031), đừng quên kích hoạt các điện trở kết thúc bên trong nếu bộ điều khiển nằm ở đầu hoặc cuối vật lý của mạng nối tiếp. Ngoài ra, giao thức nhận dạng tự động E-bus và K-bus yêu cầu nguồn 24 V DC được cấp ổn định, sạch. Đảm bảo đầu nối tiếp địa PE trên đầu nối nguồn 24V được nối với thanh DIN của mạch nền bằng dây đeo đồng trở kháng thấp để ngăn nhiễu EMI tần số cao làm gián đoạn xung nhịp bus dữ liệu E-bus.
Hướng dẫn lắp đặt
CẢNH BÁO NGHIÊM TRỌNG TẠI HIỆN TRƯỜNG
Trước khi lắp đặt hoặc đấu dây hệ thống, phải ngắt hoàn toàn nguồn cấp 24 V DC chính của tủ điều khiển. Phóng điện cao áp hoặc cắm nóng các mô-đun I/O đang hoạt động trên giao diện E-bus/K-bus có thể gây hư hỏng vĩnh viễn mạch nền CX5020 và làm hỏng các tệp lưu trên thẻ Compact Flash.
1
Lắp CX5020-N031 lên thanh DIN tiêu chuẩn 35 mm (EN 60715) bằng cách móc phần lõm phía trên vào thanh ray, sau đó ấn thiết bị cho đến khi khớp chắc chắn vào vị trí.
2
Cắm thẻ Compact Flash 128 MB chứa image hệ điều hành Windows CE 6 hoặc WES 2009 tương thích vào khe CF chuyên dụng ở mặt trước.
3
Kết nối dây đeo nối đất trở kháng thấp với đầu nối PE và đấu dây các đầu vào nguồn 24 V DC, đảm bảo đấu đúng cực, tránh đảo cực.
4
Thiết lập hệ thống dây liên lạc qua các giao diện RJ45 (để kết nối với máy tính phát triển TwinCAT) và kết nối các đường dây nối tiếp RS422/RS485 với giao diện D-sub.