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Beckhoff工业PC机


BECKHOFF嵌入式PC

BECKHOFF嵌入式PC

型号:CX1020

BECKHOFF嵌入式PC

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详细资料:

Beckhoff 嵌入式 PC

CX 系列: 模块化嵌入式工业PC

Beckhoff CX系列嵌入式PC将PC技术和I/O级模块技术相结合,是一种可以安装于C型导轨上的模块化控制系统。该系列产品集工业PC和硬件PLC之精华,专为中等规模的控制任务设计。可根据所需功能对模块控制系统进行配置,并把它安装于控制柜或端子盒中。

CX系列产品涵括了几种基本的CPU模块,可根据所需功能和价格进行配置,以满足各种应用需求:

CX1020 带Intel® Celeron® M ULV CPU, 1 GHz 处理器的CX1020基本CPU 模块
CX1000 带Pentium MMX-compatible CPU 和 266 MHz 处理器的CX1000基本CPU 模块
CX9000: 带Intel® IXP420 XScale® 技术和 266 MHz 处理器的CX9000基本CPU模块

除此以外,针对不同的总线接口和电源,CX系列产品还有多种模块以供选择。除了可以连接总线端子以外,CX1020和CX9000还可以连接EtherCAT端子模块。

系统
CX1000 系统在价格和性能上涵盖了Beckhoff 的所有控制技术。该产品系列是为那些需要有工业 PC 的特性和计算能力,但限于项目预算方面的原因又不打算购买全套工业 PC 机的客户而设计的。配置该系统时,用户只需订购实际所需要的组件。例如,CX1000 能够在“无头”模式中运行,即无显示器和键盘(此时不需要相关的接口)。

组件
CX1000 系列系统模块通过标准的 PC104 总线 (16 位) 连接。整个系统由宽度为 19 毫米 (单体) 或 38 毫米 (双体) 的单个组件组合而成。 基本单元包括 CPU 模块(CX1000-0000) 和电源模块 (CX1100-000x)。根据 CX 型号的不同,控制器可通过进一步扩展系统接口更新。

软件
与 TwinCAT 自动化软件的结合使 CX1000 工业 PC 成为一个拥有 4 个用户任务的强大 IEC61131-3 PLC。依据所需的循环时间,可以控制几个伺服轴。即便是特殊功能,如飞锯、电子齿轮等也可实现。 CX1000 从而成为可实现 PLC、运动控制和可视化任务的控制器。 运行在 Windows CE 下,借助于操作系统的实时能力,用高级语言编写的用户任务可与 TwinCAT 同时进行实时处理。

嵌入式 PC CX1020

模块化工业 PC CX1020
借助嵌入式 PC CX 系列产品,Beckhoff 把 PC 技术和模块化 I/O 作为一个单元,集成在控制机柜内 30 毫米 DIN 导轨上。CX1020 通过一个具有更高 CPU 性能的版本扩展了 CX 产品系列,而 CX9000 则使该系列产品臻于完美。作为一个紧凑型的控制器,它的性能被定位在总线端子控制器 BX 系列和 CX1000 系列产品之间。CX1020 和 CX9000 可以将总线端子和 EtherCAT 端子直接连接。

CX1000 带有 266MHz 的 AMD Geode 处理器,而 CX1020 则带有 600MHz 的 Intel® Celeron® M CPU。它是一个节省功耗的设备,能够在极低的内核电压下进行工作,其热功耗只有 7 WTDP(热设计功耗)。这样一来,CX1020 嵌入式 PC 的设计非常紧凑,也不需要使用风扇。因为采用了压缩式闪存作为启动和内存介质,所以控制器不需要旋转式介质,这对于增加整个系统的 MTBF(平均故障间隔时间)是非常重要的。

CX1020 的结构和组件与它的同类产品 CX1000 类似:它也是由若干个模块构成,用户可以根据需要组装这些模块。最简单的配置包括一个 CPU 模块和一个多功能电源模块。这些设备和所有其它 CX 模块之间都是通过 PC104 总线进行连接,尽管在 CX1020 中该总线已通过 EtherCAT 信号进行了扩展。标配的基本 CPU 模块带有两个 RJ 45 插口和一个集成的三端口交换机。

在实际应用中,因为有了这种设备,所以无需使用另外的交换机即可方便地对线型拓扑结构进行配置:比如在楼宇的电气安装过程中,若干个室内控制设备可以分布在每一个楼层,而如果不采用这种设备,就需要一个星型拓扑结构进行网络连接。与 CX1000 一样,CX1020 可通过可选的系统接口进行扩展。用户可以使用一个DVI-I(=DVI-D+VGA)输出,两个 USB 2.0 接口,最多可以使用四个 RS232 接口和音频接口。这四个 RS232 接口带有光去耦功能,可以作为 RS422/RS485 使用。

CX1000 的多功能电源模块也具有可重复使用的特点。各种版本的产品都带有这些电源模块,它们的区别是有的无 I/O 端子连接,有的带 K 总线连接,有的带用于连接防护等级为 IP 67 的现场总线盒模块的 K 总线和 IP-Link 连接,此外还有供 Beckoff EtherCAT 端子进行直接连接的电源模块。

高速 I/O 系统的 EtherCAT
嵌入式 PC CX1020 旨在与 EtherCAT 实现最优化的互动。CPU 模块的两个 Ethernet 接口的首要作用并不是进行EtherCAT 操作。EtherCAT 的连接是通过EK1110(Ether-CAT)或者 EK1200(E 总线)扩展端子来实现的。

很值得关注的是,EtherCAT 为传统现场总线系统与 CX1020 的连接提供了若干选项,它可以作为一个 CX1500 模块直接与 CPU 连接,也可以作为一个 EtherCAT 设备以端子形式进行连接。

PROFIBUS 主站可以通过一个 CX1500-M310 或者一个 EL6731 EtherCAT 端子来实现。两种方式都具有同样的性能特点 – 比如,两者都支持 PROFIBUS DP-V2。这样一来,在实际应用中,可以根据需要准确地把 PROFIBUS 主站放在机器内合适的位置。用户不一定非要把它用作 IPC 内的插卡或者控制机柜内的主控制器。

PLC,运动控制,插补和可视化
作为模块化的工业 PC 以及与 Beckoff 的TwinCAT 软件紧密相关的产品,CX1020 具有与大型工业 PC 同样的功能。在 PLC 方面,它最多可以对四个虚拟 IEC 61131 CPU 进行编程,每个 CPU 最多可以运行四个任务,最小循环时间为 50 微秒。它可以使用所有 IEC 61131-3 编程语言。

除此之外,对于运动控制来说,CX1020 可提供所有 TwinCAT 功能。从理论上来说,最多可以控制 256 个轴。除了简单的点到点运动外,它还有更为复杂的多轴功能,比如“电子变速箱”,“凸轮轴”和“飞锯”。与CX1000 不同的是,因为 CX1020 具有更出色的 CPU 性能,所以它能够执行 3D 插补路径运动和 DIN66025 程序。

除了进行实时任务控制以外,TwinCAT 的实时核还能够确保为用户接口(HMI)留出足够的时间,以便通过诸如 ADS 或OPC 这样的软件接口与实时部件进行通信。 

对于 CX1020 来说,它也具有同类产品的基本属性,也就是说它是一个用于所有控制器的编程工具。整个 PLC、运动控制和可视化编程都可以移植到 Beckhoff 的所有 PC 控制设备上,这样一来,如果某个项目必须使用 3.4GHz 超线程 P4 CPU,那么就可以确保万无一失。

适用于 CX1020 的操作系统包括微软公司的 Windows CE 或嵌入版 Windows XP。

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