Mô tả
Được thiết kế cho các tác vụ tự động hóa hiệu suất cao yêu cầu lắp đặt nhỏ gọn trên thanh DIN, Beckhoff CX5140-N031-0004 là bộ điều khiển cấp công nghiệp được trang bị bộ xử lý Intel Atom bốn lõi. Thiết bị này tích hợp giao diện tùy chọn nối tiếp N031 RS422/RS485 chuyên dụng, cho phép các điểm cuối giao tiếp song công toàn phần trực tiếp từ cụm bộ xử lý. Được thiết kế để vận hành không cần quạt, thiết bị sử dụng kiến trúc làm mát thụ động nhằm mang lại khả năng thực thi ổn định các tác vụ điều khiển TwinCAT, rất phù hợp cho các ứng dụng PLC tốc độ cao, điều khiển chuyển động và cổng kết nối giao tiếp.
Tính năng chính
-
Bộ xử lý Intel Atom bốn lõi: Cung cấp năng lực tính toán đa lõi tốc độ cao, được tối ưu hóa cho các chuỗi tự động hóa thời gian thực và vòng điều khiển có tính xác định.
-
Giao diện nối tiếp N031: Ổ cắm D-sub cái 9 chân tiêu chuẩn, được cấu hình để hoạt động RS422/RS485 như một điểm cuối song công toàn phần có kết thúc.
-
Hai cổng Ethernet Gigabit: Hai giao diện RJ45 độc lập hỗ trợ 10/100/1000 Mbps cho các cấu trúc liên kết mạng riêng biệt và giao tiếp điều khiển.
-
Kết nối I/O đa năng: Hỗ trợ tự động phát hiện và chuyển đổi bus cho các thiết bị đầu cuối EtherCAT (E-bus) hoặc Bus Terminal tiêu chuẩn (K-bus).
-
Thiết kế bền bỉ, không cần bảo trì: Vận hành không quạt, tương thích với phương tiện lưu trữ thể rắn, giúp giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc cơ khí trong môi trường khắc nghiệt.
Ứng dụng công nghiệp
-
Máy móc đóng gói tốc độ cao: Đóng vai trò là nền tảng điều khiển chuyển động chính, điều phối các truyền động đồng bộ đa trục qua EtherCAT.
-
Cổng kết nối điều khiển quy trình: Kết nối các mạng trường kế thừa sử dụng giao diện nối tiếp RS422 với các lớp doanh nghiệp EtherCAT hoặc TCP/IP hiện đại.
-
Năng lượng gió & phát điện: Thực hiện điều khiển tuabin có tính xác định và giám sát kết cấu trong điều kiện nhiệt độ biến thiên rộng.
-
Tự động hóa tòa nhà phân tán: Điều phối hệ thống chiếu sáng, HVAC và tích hợp các hệ thống con trong những cơ sở có quy mô lớn.
Thông số kỹ thuật
| Thông số kỹ thuật |
Giá trị / Mô tả |
| Nhà sản xuất |
Beckhoff |
| Mã model |
CX5140-N031-0004 |
| Bộ xử lý |
Intel Atom (1,91 GHz, bốn lõi) |
| Cấu hình bộ nhớ |
RAM DDR3 4 GB (tích hợp, không thể mở rộng) |
| Giao diện nối tiếp (N031) |
RS422 / RS485 (D-sub 9 chân, cái) |
| Giao diện Ethernet |
2 x RJ45 (10/100/1000 Mbit/s, độc lập) |
| Cổng USB |
4 x USB 2.0 |
| Giao diện màn hình |
1 x DVI-D |
| Kết nối hệ thống bus |
Tự động phát hiện E-bus (EtherCAT) hoặc K-bus (bus đầu cuối tiêu chuẩn) |
| Điện áp vận hành |
24 V DC (-15% / +20%) |
| Nhiệt độ vận hành |
-25°C đến +60°C |
| Trọng lượng vận chuyển (đã tính) |
3.00 kg |
3,00 kg
Kết nối và giao diện
| Tùy chọn N031 cung cấp giao diện nối tiếp được cấu hình để vận hành đầu cuối RS422 song công toàn phần, với các điện trở kết cuối bên trong được kích hoạt. Kết nối được thực hiện qua đầu nối D-sub cái 9 chân với sơ đồ chân như sau: |
Chân D-sub |
| Phân bổ tín hiệu (RS422 song công toàn phần) |
Chân 2 |
| TxD+ (Dữ liệu truyền +) |
Chân 3 |
| RxD+ (Dữ liệu nhận +) |
GND (Nối đất tín hiệu) |
| Chân 7 |
TxD- (Dữ liệu truyền -) |
| Chân 8 |
RxD- (Dữ liệu nhận -) |
Nhận định kỹ thuật từ thực nghiệm
Các mẫu thay thế và khả năng tương thích
CX5140-N031-0004 có thể thay thế trực tiếp các hệ thống CX5140-0004 tiêu chuẩn, với điều kiện cập nhật các cấu hình ứng dụng cấp hệ thống trong TwinCAT System Manager để ánh xạ cổng COM ảo được cấp cho chip nối tiếp N031. Lưu ý rằng việc thay đổi kết nối vật lý của các đầu cuối bus từ K-bus tiêu chuẩn sang E-bus không yêu cầu chuyển mạch phần cứng thủ công, vì bộ điều khiển bên trong sẽ tự động truy vấn và khởi chạy trình điều khiển lớp vật lý phù hợp khi khởi động.
Các sai sót thường gặp khi ứng dụng và lưu ý kỹ thuật
Vì giao diện N031 có các điện trở kết cuối bên trong không thể chuyển mạch, việc bổ sung các khối kết cuối bên ngoài ở phía bộ điều khiển của đoạn bus RS422 sẽ gây tải tín hiệu quá mức. Việc kết cuối kép tại nút cục bộ có thể làm giảm biên độ an toàn tín hiệu truyền thông, dẫn đến lỗi CRC hoặc lỗi khung không thường xuyên, đặc biệt khi vận hành ở tốc độ baud cao trên khoảng cách dài.
Mẹo chạy thử và đấu dây
Khi đi dây các liên kết nối tiếp bên cạnh cáp động cơ cao áp, hãy kiểm tra để bảo đảm vỏ kim loại D-sub 9 chân tạo kết nối 360 độ chắc chắn và liên tục với lớp chống nhiễu của cáp. Bảo đảm lớp chống nhiễu chỉ được nối đất tại một điểm tham chiếu duy nhất trên thanh cái nối đất bên trong tủ điện chính nhằm ngăn dòng điện vòng đất chạy qua các đường truyền thông.
Hướng dẫn lắp đặt
CẢNH BÁO NGHIÊM TRỌNG
Cách ly và tắt hoàn toàn tất cả nguồn điện DC 24 V chính và phụ trước khi lắp hoặc tháo khối CPU. Việc cố gắng ghép nối hoặc tháo rời các đầu nối bus (E-bus/K-bus) khi đang có điện sẽ tạo ra các xung điện áp quá độ, có thể làm hỏng vĩnh viễn mạch logic backplane điện tử.
1
Lắp thiết bị lên thanh DIN 35 mm tiêu chuẩn (EN 60715) bằng cách ấn lẫy khóa tích hợp xuống dưới, đặt thiết bị áp sát thanh ray, rồi để lẫy bật trở lại vị trí và khóa chắc chắn.
2
Căn chỉnh các đầu nối E-bus/K-bus liền kề với giao diện bên phải, rồi ấn chúng vào nhau cho đến khi các chốt khóa liên kết cơ khí phát ra tiếng tách.
3
Thiết lập hệ thống nguồn và các kết nối nối tiếp bằng cáp nguồn DC 24 V có bọc cách điện, với tiết diện dây danh định ít nhất 1,0 mm² để hạn chế sụt áp truyền dẫn khi CPU chịu tải cao.