嵌入式 PC CX1020、CX1030

发布时间:2010-07-23

借助较高CPU 性能的嵌入式PC 系列CX1020 和CX1030,Beckhoff 进一步拓展了CX 产品系列,使得总线端子模块与EtherCAT 端子模块之间可以直接连接。CX1020 配备有1 GHz 的Intel® Celeron® M CPU。这是一种低功耗型CPU,在超低内核电压下运行,具有低热功耗的特点,其TDP(热设计功率)仅为7W。因此,CX1020 嵌入式PC 虽然设计非常紧凑,却不需要使用风扇。因为它用CF卡作为启动和存储介质,所以控制器内无需使用旋转介质,这对于增加整个系统的MTBF(平均无故障工作时间)来说有重要意义。

CX1030 配备有1.8 GHz 的Intel® Pentium® M,是嵌入式PC 系列中功能最强大的设备。除了风扇盒(出于更高性能的需要)和CPU 之外,CX1030 和CX1020 配置的硬件和软件是相同的。风扇的质量优越,由双球轴承提供支持并安装在一个托盘中,这样在需要时,即使没有工具或接线也可以在现场轻松更换。风扇速度可以受到监控并能够通过软件进行查询。如果将CX1030 与EtherCAT 和TwinCAT 结合起来使用,则可以使得控制过程极为快速,可以在亚毫秒范围内实现快速控制过程(极速控制技术)。

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: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。

组件

CX 系列系统的模块通过标准的16 位PC/104 总线相互连接。每个系统组件都由宽度为19 毫米(单模)或38 毫米(双模)的单个模块构成。基本的配置包括一个CPU 模块CX1020/CX 1030和一个电源模块(CX1100-00xx)。

CPU 模块有多种型号可供选择,如:

系统接口:除已有的两个以太网端口外,也可以选择集成其它系统接口。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 接口和一个音频接口。这四个RS232 接口相互间光电隔离,可以作为RS422 /RS485 使用。

操作系统:Microsoft Windows CE 或Microsoft 嵌入式Windows XP

TwinCAT 软件(预安装):可选择不带TwinCAT 系统、带TwinCAT CE PLC、TwinCAT CE NC PTP,或用于PLC、NC PTP 和NC 插补的相应完整版的TwinCAT。

ROFIBUS、CANopen、DeviceNet、SERCOS接口和光导总线补充了可选模块的种类,其中又分主站和从站接口。

集成式I/O 接口的电源

有四种不同类型的电源模块可供选择

24 V DC电源,不带I/O接口(CX1100-0001),仅CX1020

24 V DC电源,带有用于连接Beckhoff 总线端子模块的端子模块总线接口(CX1100-00x2)

24 V DC 电源,带有用于连接Beckhoff 总线端子模块的端子模块总线接口,和用于连接Beckhoff 现场总线端子盒的IP-Link接口(CX1100-00x3)

24 V DC 电源,带有用于连接Beckhoff EtherCAT 端子模块的端子模块总线接口(CX1100-00x4)

所有的电源型号都配备有带FSTN 技术的高亮、低眩光LCD 显示屏,分为两行(每行16 个字符)用于显示状态信息。应用程序也可使用显示屏来显示应用程序特定的文本。此外,还包括用于保存剩余数据的非易失性内存(8 kB)。

EtherCAT 作为高速I/O 系统

嵌入式PC CX1020 和CX1030 的开发,旨在与EtherCAT 实现最佳组合。CPU 模块的两个以太网接口的首要作用并不是为了进行EtherCAT 操作。EtherCAT 连接是通过EtherCAT EK1110 扩展端子模块建立的。

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 主站可以用作为一个CX1500-M310 或者一个EtherCAT 端子模块EL6731。这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将PROFIBUS 主站放在机器内合适的位置。用户不一定非要把它用作工业PC 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

作为一款DIN 导轨工业PC 以及与Beckoff TwinCAT 软件紧密相关的产品,CX1020/CX1030 具有与大型工业PC 相同的功能。在PLC 方面,它最多可以对四个虚拟IEC 61131 CPU 进行编程,每个CPU 最多可执行四个任务,最小周期时间为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 根轴。除了简单的点到点运动外,它还可以执行更为复杂的多轴功能,比如“电子齿轮箱”、“电子凸轮”和“飞锯”。由于CX1020 和CX1030 具有更出色的CPU 性能,因此它也能够执行3D 插补路径运动和DIN66025 程序。

除了执行实时任务控制以外,TwinCAT 的实时内核还能够确保为用户界面(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讯。

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