Handbuch. CX51x0. Embedded-PC. Version: Datum:

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1 Handbuch Embedded-PC Version: Datum:

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3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Vorwort Hinweise zur Dokumentation Sicherheitshinweise Ausgabestände der Dokumentation Produktübersicht Bestimmungsgemäße Verwendung Systemübersicht CX5120 Technische Daten CX5130 Technische Daten CX5140 Technische Daten Ausführungen Architekturübersicht Batteriefach CFast-Einschub CFast-Karte Sekunden-USV S-UPS: Kapazitive Sekunden-USV Übersicht FUNCTION_BLOCK FB_S_UPS_ FUNCTION_BLOCK FB_NT_QuickShutdown Funktionen FUNCTION F_GetVersionTcSUPS_ Datentypen TYPE E_S_UPS_Mode TYPE E_S_UPS_State Montage und Verdrahtung Auspacken, Aufstellen und Transport Abmessungen Montage auf der Tragschiene Spannungsversorgung Montage von passiven Klemmen am Netzteil DVI-I-Anschluss USB-Anschlüsse LAN-Anschlüsse RS232-Anschlüsse (-N030) RS422/RS485-Anschlüsse (-N031) Inbetriebnahme/Konfiguration Benutzung des BIOS-Setups Main Advanced Chipset Security Boot Save & Exit EtherCAT-Kabel-Redundanz N03x mit TwinCAT betreiben Version: 1.5 3

4 Inhaltsverzeichnis Mit TwinCAT2 betreiben Mit TwinCAT3 betreiben Ein- und Ausschalten Fehlerbehandlung und Diagnose CPU-Grundmodul LEDs des CPU-Grundmoduls LEDs des Netzteils im K-Bus-Modus LEDs des Netzteils im E-Bus-Modus Störungen Außerbetriebnahme Demontage und Entsorgung Anhang Zubehör Zertifizierungen Support und Service Version: 1.5

5 Vorwort 1 Vorwort 1.1 Hinweise zur Dokumentation Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs- und Automatisierungstechnik, das mit den geltenden nationalen Normen vertraut ist. Zur Installation und Inbetriebnahme der Komponenten ist die Beachtung der nachfolgenden Hinweise und Erklärungen unbedingt notwendig. Das Fachpersonal hat sicherzustellen, dass die Anwendung bzw. der Einsatz der beschriebenen Produkte alle Sicherheitsanforderungen, einschließlich sämtlicher anwendbaren Gesetze, Vorschriften, Bestimmungen und Normen erfüllt. Disclaimer Diese Dokumentation wurde sorgfältig erstellt. Die beschriebenen Produkte werden jedoch ständig weiter entwickelt. Deshalb ist die Dokumentation nicht in jedem Fall vollständig auf die Übereinstimmung mit den beschriebenen Leistungsdaten, Normen oder sonstigen Merkmalen geprüft. Falls sie technische oder redaktionelle Fehler enthält, behalten wir uns das Recht vor, Änderungen jederzeit und ohne Ankündigung vorzunehmen. Aus den Angaben, Abbildungen und Beschreibungen in dieser Dokumentation können keine Ansprüche auf Änderung bereits gelieferter Produkte geltend gemacht werden. Marken Beckhoff, TwinCAT, EtherCAT, Safety over EtherCAT, TwinSAFE, XFC und XTS sind eingetragene und lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH. Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kann zu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Bezeichnungen führen. Patente Die EtherCAT Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen und Patente: EP , EP , DE , DE mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern. Die TwinCAT Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen und Patente: EP , US mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern. EtherCAT ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizensiert durch die Beckhoff Automation GmbH, Deutschland Copyright Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland. Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts sind verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patent-, Gebrauchsmusteroder Geschmacksmustereintragung vorbehalten. Version: 1.5 5

6 Vorwort 1.2 Sicherheitshinweise Sicherheitsbestimmungen Beachten Sie die folgenden Sicherheitshinweise und Erklärungen! Produktspezifische Sicherheitshinweise finden Sie auf den folgenden Seiten oder in den Bereichen Montage, Verdrahtung, Inbetriebnahme usw. Haftungsausschluss Die gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und SoftwareKonfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard- oder Software-Konfiguration, die über die dokumentierten Möglichkeiten hinausgehen, sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG. Qualifikation des Personals Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs-, Automatisierungs- und Antriebstechnik, das mit den geltenden Normen vertraut ist. Erklärung der Symbole In der vorliegenden Dokumentation werden die folgenden Symbole mit einem nebenstehenden Sicherheitshinweis oder Hinweistext verwendet. Die Sicherheitshinweise sind aufmerksam zu lesen und unbedingt zu befolgen! Akute Verletzungsgefahr! Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht unmittelbare Gefahr für Leben und Gesundheit von Personen! GEFAHR Verletzungsgefahr! Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht Gefahr für Leben und Gesundheit von Personen! WARNUNG Schädigung von Personen! Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Personen geschädigt werden! VORSICHT Schädigung von Umwelt oder Geräten Wenn der Hinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Umwelt oder Geräte geschädigt werden. Achtung Tipp oder Fingerzeig Dieses Symbol kennzeichnet Informationen, die zum besseren Verständnis beitragen. Hinweis 6 Version: 1.5

7 Vorwort 1.3 Ausgabestände der Dokumentation Version Änderungen 0.1 Vorläufige Version (Urfassung) 1.0 Erste Veröffentlichung 1.1 UL-Hinweis erweitert 1.2 Werte in Kapitel Sekunden-USV geändert 1.3 Architekturübersicht hinzugefügt 1.4 Beschreibung der Diagnose-LEDs überarbeitet 1.5 Hinweise zu Treiberunterstützung für serielle Schnittstelle hinzugefügt Version: 1.5 7

8 Produktübersicht 2 Produktübersicht 2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung Die Geräteserie ist ein modulares Steuerungssystem, das für die Montage auf einer Hutschiene vorgesehen ist. Das System ist skalierbar, so dass je nach Aufgabenstellung, die benötigten Module zusammengesteckt und in den Schaltschrank oder Klemmenkasten eingebaut werden. Abschalten des PCs nur nach Beendigung der Software Bevor der Embedded-PC abgeschaltet werden darf, muss die laufende Software regulär beendet werden, andernfalls können Daten auf der Festplatte verloren gehen. Lesen Sie dazu den Abschnitt Ausschalten [} 84]". Wenn der PC nicht für Steuerungszwecke eingesetzt wird, beispielsweise während der Funktionsprüfung, müssen zuerst alle Anlagenteile abgeschaltet und danach der Embedded-PC von der Anlage abgekoppelt werden. Die Abkopplung geschieht durch Abziehen der ersten Klemme hinter dem Netzteil (optional) und Abziehen der Stecker der Feldbusanschlüsse. Abgeschaltete Anlagenteile müssen gegen Wiedereinschalten gesichert werden. Das Netzteil des Embedded-PCs wird mit einer Spannung von 24 V DC versorgt. Schädigung von Umwelt oder Geräten Achtung Keine Teile unter Spannung austauschen! Durch das Austauschen der Steuerungsteile unter Spannung kann es zu Kurzschlüssen oder Überspannungen kommen. Diese können die Steuerung selbst und angeschlossene Peripherie (Klemmen, Bildschirme, Eingabegeräte, etc.) beschädigen. Beim Ein- und Ausbau von Komponenten muss die Versorgungsspannung abgeschaltet werden. Softwarekenntnisse Fehlfunktionen der Anlage Achtung Erforderliche Softwarekenntnisse! Jeder Benutzer muss alle für ihn erreichbaren Funktionen der auf dem PC installierten Software kennen. 8 Version: 1.5

9 Produktübersicht 2.2 Systemübersicht Das System Die Geräte der Serie sind hutschienenmontierbare, lüfterlose Embedded-PCs mit direktem Anschluss für Beckhoff Bus- oder EtherCAT-Klemmen. Im Gegensatz zu den anderen CX-Gerätefamilien hat die Serie eine feste, nicht erweiterbare Anzahl an Systemschnittstellen. Das Gehäusekonzept dieser Serie ist auf Robustheit und Kompaktheit optimiert; auf eine linksseitige modulare Erweiterbarkeit wurde verzichtet. Durch die Anbindung von EtherCAT bleiben jedoch vielfältige Erweiterungsmöglichkeiten offen. Weitere Master/Slave-Feldbusanschlüsse (PROFIBUS, CANopen, DeviceNet) oder Kommunikationsschnittstellen (RS232, RS422/ RS485) sowie alle über EtherCAT erreichbaren Signalformen können unmittelbar als EtherCAT-Klemmen angereiht werden. Als Systemschnittstellen stehen zwei unabhängige Gigabit-Ethernet-Ports sowie vier USB-2.0-Schnittstellen zur Verfügung. An die DVI-I- Schnittstelle kann ein Control Panel von Beckhoff oder ein handelsüblicher DVI-Monitor angeschlossen werden. Je nach Bedarf kann als optionale Schnittstelle ein serieller Port (RS232/RS422/RS485) oder ein Feldbusanschluss mit Master- oder Slave-Funktion zugefügt werden. Als Boot- und Speichermedium kommt eine auswechselbare CFast-Karte zum Einsatz, die von außen hinter einer Klappe zugänglich ist. Die eingebaute kapazitive 1-Sekunden-USV sorgt für ein sicheres Abspeichern der persistenten Anwendungsdaten auf die CFast-Karte. Datum und Uhrzeit werden über eine wechselbare Batterie gepuffert. Als Betriebssystem kommt Windows Embedded Standard 7 Professional zum Einsatz. Durch die Automatisierungssoftware TwinCAT wird ein -System zu einer leistungsfähigen SPS- und Motion- Control-Steuerung, die mit oder ohne Visualisierung eingesetzt werden kann. EtherCAT als schnelles I/O-System Der wurde, wie alle Embedded-PC CXs (mit Ausnahme CX100x), im Hinblick auf das optimierte Zusammenspiel mit EtherCAT entwickelt. Der primäre EtherCAT-Anschluss erfolgt in der Regel über Klemmenanschaltung. Hier werden E-Busklemmen angereiht. Zusätzlich ist eine der Ethernet-Schnittstellen des CPU-Moduls (X001) für den EtherCAT-Betrieb parametriert. Hier können externe EtherCAT- Komponenten angeschlossen werden. Um Leitungsredundanz zu erreichen können beide Schnittstellen zusammen als Ring verschaltet werden. Es ergibt sich durch EtherCAT mehrere Möglichkeiten, die klassischen Feldbussysteme an den anzuschließen. Als EtherCAT-Teilnehmer in Klemmenform sind mehrere Feldbusmaster und -slaves verfügbar. Beispielsweise gibt es den PROFIBUS-Master als EtherCAT-Klemme EL6731. Praktisch kann der PROFIBUS-Master genau da an der Maschine angebracht werden, wo er benötigt wird. SPS, Motion Control, Interpolation und Visualisierung Als IPC auf der Hutschiene hat der, im Zusammenspiel mit der Beckhoff-TwinCAT-Software, die Funktionalität großer Industrie-PCs. Im Bereich SPS können bis zu vier virtuelle IEC CPUs, mit jeweils bis zu vier Tasks, programmiert werden; die kürzeste einstellbare Zykluszeit beträgt 50 μs. Alle IEC Sprachen sind nutzbar. Ebenso stehen alle Funktionalitäten von TwinCAT für den Bereich Motion Control zur Verfügung: Es können theoretisch bis zu 256 Achsen angesteuert und neben einfachen Punkt-zu-Punkt-Bewegungen auch komplexere Mehrachsfunktionen, wie Elektronisches Getriebe, Kurvenscheibe und Fliegende Säge ausgeführt werden. Version: 1.5 9

10 Produktübersicht Neben den in Echtzeit ausgeführten Steuerungsaufgaben sorgt die Verwaltung im TwinCAT-Echtzeitkern dafür, dass genügend Zeit für die Benutzeroberfläche (HMI) bleibt, die über Softwareschnittstellen, wie ADS oder OPC, mit den Echtzeitanteilen kommuniziert. Auch beim gilt der Grundsatz: ein Programmierwerkzeug für alle Steuerungen. Die gesamte Programmierung von SPS, Motion Control und Visualisierung ist auf alle PC-Steuerungen von Beckhoff übertragbar - beruhigend, falls sich während des Projekts herausstellt, dass dann doch mehr Rechenleistung benötigt wird. In diesem Fall kann auf ein System mit mehr Leistung zurückgegriffen werden. Optionsschnittstellen: Über die Optionsschnittstellen lassen sich 1-kanalige Feldbusschnittstellen anbinden. Es ist immer nur der Betrieb von einer Schnittstelle möglich. Sollten mehrere Feldbus-Schnittstellen benötigt werden, so können diese als E-Bus-Klemmen (EL67xx) hinzugefügt werden. Die verfügbaren Feldbusschnittstellen sind im Einzelnen: -N030 = RS232, D-Sub-Stecker -N031 = RS422/RS485, D-Sub-Buchse -M310 = PROFIBUS-Master, D-Sub-Buchse, 9-polig -B310 = PROFIBUS-Slave, D-Sub-Buchse, 9-polig -M510 = CANopen-Master, D-Sub-Stecker, 9-polig -B510 = CANopen-Slave, D-Sub-Stecker, 9-polig -M930 = PROFINET RT, Controller, Ethernet (2 x RJ-45-Switch) -B930 = PROFINET RT, Device, Ethernet (2 x RJ-45-Switch) -B951 = EtherNet/IP-Slave, Ethernet (2 x RJ-45-Switch) -B110 = EtherCAT-Slave, EtherCAT IN und OUT (2 x RJ 45) CX5130-N020 = 2te DVI-D Schnittstelle CX5140-N020 = 2te DVI-D Schnittstelle Die Software In Kombination mit der Automatisierungssoftware TwinCAT wird der Embedded-PC zu einer leistungsfähigen IEC SPS mit bis zu vier Anwender-Tasks. Zusätzlich können auch Motion Control Aufgaben ausführt werden. Je nach erforderlicher Abtastzeit ist die Ansteuerung von mehreren Servoachsen möglich, wobei selbst Sonderfunktionen wie Fliegende Säge, Elektronisches Getriebe und Kurvenscheibe realisierbar sind. Die Programmierung des -Systems erfolgt in der für Buskontroller üblichen Weise: Remote-Programmierung über Ethernet In der Regel ist die CPU mit einer SPS-Laufzeit ausgestattet. Die Programmierung erfolgt über einen Laptop oder einen Desktop-PC, der über Ethernet (Netzwerk) mit dem CX verbunden ist. Die Programme werden mit einer Standard-TwinCAT-Softwarelizenz auf dem Laptop entwickelt und dann in das Zielgerät geladen. Visualisierung Zur Visualisierung kann die TwinCAT eigene Visualisierung eingesetzt werden. Es ist aber auch möglich andere kommerzielle Visualisierungslösungen einzusetzen. Für die Anbindung an SCADA-Pakete steht der Beckhoff OPC-Server zur Verfügung. Somit gilt auch für den : Problemloses Visualisieren und gleichzeitiges Steuern in Echtzeit auf einem System. 10 Version: 1.5

11 Produktübersicht 2.3 CX5120 Technische Daten Die Grundausstattung des CX5120 enthält kein Speichermedium. Dieses muss entsprechend des Betriebssystems und des Einsatzes zusätzlich bestellt werden. Zwei Ethernet-RJ-45-Schnittstellen, vier USB-2.0-Schnittstellen sowie eine DVI-I-Schnittstelle gehören zur Basisausstattung. Technische Daten Technische Daten Prozessor Flash-Speicher Interner Arbeitsspeicher Persistenter Speicher Schnittstellen Diagnose-LEDs Uhr Betriebssystem Steuerungssoftware CX5120 Prozessor Intel Atom E3815, single-core, 1,46 GHz Taktfrequenz (TC3:40) Einschub für CFast-Karte, Karte nicht enthalten 2 GB RAM (intern, nicht erweiterbar) 1-Sekunden-USV integriert (1MB auf der CFast-Karte) 2 x RJ 45, 10/100/1000 MBit/s, DVI-I, 4 x USB 2.0, 1 x Optionsschnittstelle 1 x Power, 1 x TC-Status, 1 x Flash-Zugriff, 2 x Bus-Status interne, batteriegepufferte Uhr für Zeit und Datum (Batterie wechselbar) Microsoft Windows Embedded Standard 7 P Spannungsversorgung 24 V DC (-15 % / +20 %) Stromversorgung Max. Verlustleistung Spannungsfestigkeit TwinCAT2-PLC-Runtime oder TwinCAT2-NC-PTP-Runtime I/O-Klemmen 2 A 10 W (einschließlich der Systemschnittstellen) 500 V eff (Versorgung / interne Elektronik) Abmessungen (B x H x T) 123 mm x 100 mm x 91 mm Gewicht ca. 975 g Betriebs-/Lagertemperatur -25 C C / -40 C C Relative Feuchte 95 % ohne Betauung Vibrations- / Schockfest gemäß EN / EN EMV-Festigkeit / Aussendung Schutzart IP 20 Zulassungen gemäß EN / EN CE TC3-Leistungsklasse performance (40) Weitere Informationen: Version:

12 Produktübersicht 2.4 CX5130 Technische Daten Die Grundausstattung des CX5130 enthält kein Speichermedium. Dieses muss entsprechend des Betriebssystems und des Einsatzes zusätzlich bestellt werden. Zwei Ethernet-RJ-45-Schnittstellen, vier USB-2.0-Schnittstellen sowie eine DVI-I-Schnittstelle gehören zur Basisausstattung. Technische Daten Technische Daten Prozessor Flash-Speicher Interner Arbeitsspeicher Persistenter Speicher Schnittstellen Diagnose-LEDs Uhr Betriebssystem Steuerungssoftware CX5130 Prozessor Intel Atom E3827, dual-core, 1,75 GHz Taktfrequenz (TC3:40) Einschub für CFast-Karte, Karte nicht enthalten 4 GB RAM (intern, nicht erweiterbar) 1-Sekunden-USV integriert (1MB auf der CFast-Karte) 2 x RJ 45, 10/100/1000 MBit/s, DVI-I, 4 x USB 2.0, 1x Optionsschnittstelle 1 x Power, 1 x TC-Status, 1 x Flash-Zugriff, 2 x Bus-Status interne, batteriegepufferte Uhr für Zeit und Datum (Batterie wechselbar) Microsoft Windows Embedded Standard 7 P Spannungsversorgung 24 V DC (-15 % / +20 %) Stromversorgung Max. Verlustleistung Spannungsfestigkeit TwinCAT2-PLC-Runtime oder TwinCAT2-NC-PTP-Runtime I/O-Klemmen 2 A 12 W (einschließlich der Systemschnittstellen) 500 V eff (Versorgung / interne Elektronik) Abmessungen (B x H x T) 142 mm x 100 mm x 91 mm Gewicht ca g Betriebs-/Lagertemperatur -25 C C / -40 C C Relative Feuchte 95 % ohne Betauung Vibrations- / Schockfest gemäß EN / EN EMV-Festigkeit / Aussendung Schutzart IP 20 Zulassungen gemäß EN / EN CE TC3-Leistungsklasse performance (40) Weitere Informationen: 12 Version: 1.5

13 Produktübersicht 2.5 CX5140 Technische Daten Die Grundausstattung des CX5140 enthält kein Speichermedium. Dieses muss entsprechend des Betriebssystems und des Einsatzes zusätzlich bestellt werden. Zwei Ethernet-RJ-45-Schnittstellen, vier USB-2.0-Schnittstellen sowie eine DVI-I-Schnittstelle gehören zur Basisausstattung. Technische Daten Technische Daten Prozessor Flash-Speicher Interner Arbeitsspeicher Persistenter Speicher Schnittstellen Diagnose-LEDs Uhr Betriebssystem Steuerungssoftware CX5140 Prozessor Intel Atom E3845, quad-core, 1,91 GHz Taktfrequenz (TC3:50) Einschub für CFast-Karte, Karte nicht enthalten 4 GB RAM (intern, nicht erweiterbar) 1-Sekunden-USV integriert (1MB auf der CFast-Karte) 2 x RJ 45, 10/100/1000 MBit/s, DVI-I, 4 x USB 2.0, 1x Optionsschnittstelle 1 x Power, 1 x TC-Status, 1 x Flash-Zugriff, 2 x Bus-Status interne, batteriegepufferte Uhr für Zeit und Datum (Batterie wechselbar) Microsoft Windows Embedded Standard 7 P Spannungsversorgung 24 V DC (-15 % / +20 %) Stromversorgung Max. Verlustleistung Spannungsfestigkeit TwinCAT2-PLC-Runtime oder TwinCAT2-NC-PTP-Runtime I/O-Klemmen 2 A 14 W (einschließlich der Systemschnittstellen) 500 V eff (Versorgung / interne Elektronik) Abmessungen (B x H x T) 142 mm x 100 mm x 91 mm Gewicht ca g Betriebs-/Lagertemperatur -25 C C / -40 C C Relative Feuchte 95% ohne Betauung Vibrations- / Schockfest gemäß EN / EN EMV-Festigkeit / Aussendung Schutzart IP 20 Zulassungen gemäß EN / EN CE TC3-Leistungsklasse performance plus (50) Weitere Informationen: Version:

14 Produktübersicht 2.6 Ausführungen Das CPU-Modul lässt sich mit unterschiedlichen Hardware- und Softwareoptionen ausstatten: bei den Betriebssystemen besteht die Wahl zwischen Windows Embedded Standard 7 in der 32Bit und 64Bit Version". Durch die Automatisierungssoftware TwinCAT wird ein -System zu einer leistungsfähigen SPS und Motion Control Steuerung, die mit oder ohne Visualisierung eingesetzt werden kann. An das CPU- Grundmodul können weitere Systemschnittstellen (ab Werk vormontiert) sowie Feldbusanschaltungen angefügt werden. Die -Module sind in folgenden Ausführungen erhältlich: CX xx: Modul Taktfrequenz der CPU Betriebssystem TwinCAT2 Runtime Optional TwinCAT 3 Windows Embedded Standard 7 P Ohne 32 Bit 64 Bit ohne TwinCAT PLC Runtime NC PTP Runtime NC I Runtime CX ,46 GHz X - - X CX ,46 GHz - X - X X CX ,46 GHz - X - - X CX ,46 GHz - X - - X X - - CX ,46 GHz - X - X X X X - CX ,46 GHz - - X X X 14 Version: 1.5

15 Produktübersicht CX xx: Modul Taktfrequenz der CPU Betriebssystem TwinCAT2 Runtime Optional TwinCAT 3 Windows Embedded Standard 7 P Ohne 32 Bit 64 Bit ohne TwinCAT PLC Runtime NC PTP Runtime NC I Runtime CX ,75 GHz X - - X CX ,75 GHz - X - X X CX ,75 GHz - X - - X CX ,75 GHz - X - - X X - - CX ,75 GHz - X - X X X X - CX ,75 GHz - - X X X CX xx: Modul Taktfrequenz der CPU Betriebssystem TwinCAT2 Runtime Optional TwinCAT 3 Windows Embedded Standard 7 P Ohne 32 Bit 64 Bit ohne TwinCAT PLC Runtime NC PTP Runtime NC I Runtime CX ,91 GHz X - - X CX ,91 GHz - X - X X CX ,91 GHz - X - - X CX ,91 GHz - X - - X X - - CX ,91 GHz - X - X X X X - CX ,91 GHz - - X X X -Systeme mit Windows Embedded Standard 7 P setzen eine CFast-Karte mit einer Kapazität von mindestens 8 GB voraus. Soll TwinCAT3.1 mit Entwicklungsumgebung installiert werden, wird eine CFast- Karte mit einer Kapazität von mindestens 16 GB empfohlen. Hinweis Software-Images Die Auflistung der verschiedenen Software-Images entnehmen Sie bitte der CX-Software Dokumentation. Version:

16 Produktübersicht 2.7 Architekturübersicht Die Embedded-PCs der Familie verfügen alles über die gleiche Architektur. Diese ist im Folgenden beschrieben. Die Embedded-PCs basieren auf der Intel-Atom-Mikroarchitektur, einer von Intel entwickelten Mikroarchitektur. Die in der -Familie eingesetzten CPUs sind: Intel Atom TM E3815 (Singlecore) Intel Atom TM E3827 (Dualcore) Intel Atom TM E3845 (Quadcore) Zusätzlich zu dem Rechenwerk sind auf der CPU auch der Speichercontroller und der Graphikcontroller untergebracht. Die Prozessoren haben als Grafikkern den Intel HD Graphics Kern. Details zu den CPUs können bei Intel nachgelesen werden. Der Speicher ist direkt an der CPU angeschlossen. Es gibt die EPC in zwei Speicherausbaustufen: 2GB und 4GB DDR3 RAM. Der Speicher ist nicht erweiterbar und muss ab Werk bestellt werden. Die CPU stellt alle benötigten Schnittstellen bereit: je 1PCIe Lane für den Intel i210 Gigabit Ethernet Controller (zweimal vorhanden) 4x USB 2.0 (Schnittstellen) DVI-I und DVI-D Schnittstelle (2. Schnittstelle optional CX20x0-N010) Serielle Schnittstelle (CX20x0-N03x) 1 PCIe zum FPGA für K-/E-Bus und NOV-RAM 1 SATA zum CFast-Karten Interface 16 Version: 1.5

17 Produktübersicht 1 IDE zum microsd-karten Interface Bei den Schnittstellen (USB, DVI, und LAN Ports handelt es sich um Standardschnittstellen. Hier können Geräte, die dem entsprechenden Standard entsprechen, betrieben werden. Über den DVI-I Port kann über einen Adapter ein VGA-Monitor angeschlossen werden. Verwendet man eine Kabelpeitsche, die DVI und VGA trennt, können beide Anzeigen betrieben werden. Wird die Optionsschnittstelle CX20x0-N010 (zweite DVI-D Port) eingesetzt, so kann nur entweder der VGA- oder der DVI-Port betrieben werden. Als Netzwerk-Controller kommen Intel i210 Gigabit Ethernet Controller zum Einsatz. Es gibt zwei voneinander unabhängige Ports, die beide gigabitfähig sind. Details zu den einzelnen Systemschnittstellen sind in eigenen Kapiteln beschrieben. Version:

18 Produktübersicht 2.8 Batteriefach Unter der Frontklappe des befindet sich das Batteriefach. Nach dem Aufklappen der Frontklappe ist die Öffnung, in der die Halterung der Batterie angebracht ist, sichtbar. Die Batterie kann mit Hilfe einer Lasche (rot markiert) ein Stück aus der Öffnung gezogen werden. Dann lässt sie sich mit den Fingern greifen und kann aus dem Gerät entnommen werden. Zum Einlegen der Batterie wird die neue Batterie in das Batteriefach geschoben. Dabei ist auf die Polung der Batterie zu achten. Die Batterie muss vor der Lasche eingeschoben werden, damit sich die Batterie wieder leichter entfernen lässt. Anschließend kann die Frontklappe geschlossen werden. Der Batteriewechsel ist damit abgeschlossen. Bei der Batterie handelt es sich um den Typ CR2032 von Panasonic. Die genauen Daten lauten wie folgt: Batterietyp Elektrische Eigenschaften (bei 20 C) Nominalspannung Nominalkapazität Standard Belastung kontinuierliche Last Abmessungen Durchmesser Höhe Gewicht CR2032 3,0 V 225 mah 0,20 ma 20,0 mm 3,20 mm 3,1 g Achtung Eine falsch eingesetzte Batterie kann explodieren! Verwenden Sie ausschließlich denselben Batterietyp (CR2032) von Sanyo oder Panasonic. Achten Sie unbedingt darauf, dass die Plus- und Minuspole der Batterie korrekt eingelegt sind (Minuspol links). Öffnen Sie die Batterie niemals und werfen Sie die Batterie niemals in ein Feuer. Die Batterie kann nicht wieder aufgeladen werden. Hinweis Wartung der Batterie Die Batterie muss alle 5 Jahre gewechselt werden. Ersatzbatterien können unter der Bestellnummer CX beim Beckhoff-Vertrieb bestellt werden. 18 Version: 1.5

19 Produktübersicht Hinweis Verlust der UL-Zulassung bei Einsatz alternativer Batterien Im Rahmen der UL-Zulassung sind die Batterien vom Hersteller Panasonic zertifiziert worden. Werden alternative Batterien eingesetzt, so ist ohne Rücksprache mit UL, das Zertifikat unter Umständen ungültig. Über den Beckhoff-Vertrieb können Sie zertifizierte Batterien beziehen. Version:

20 Produktübersicht 2.9 CFast-Einschub Auf der Frontseite befindet sich ein CFast-Einschub. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit das Speichermedium auszutauschen. Dies ist bei dem Einschub im Grundmodul nur in ausgeschaltetem Zustand möglich, andernfalls kann die Entnahme zum Absturz des Systems führen. Zu Wartungsarbeiten kann die CFast-Karte aus dem Modul entnommen werden. Auch die Erweiterung des Systems auf einen größeren Speicher (nur Betriebssystem und Programmspeicher) ist auf diese Weise möglich. Die CFast- Karten sind als Zubehör in verschiedenen Speichergrößen erhältlich. Die folgende Bildserie zeigt die Handhabung der CFast-Karten. Zuerst muss die Frontklappe geöffnet werden. Dann liegt der CFast-Karten-Einschub frei. Die Betätigung der Auswurfmechanik folgt dem Push- Push-Prinzips: Durch das Drücken auf die CFast-Karte wird die Karte um ca. 4 mm aus dem Gehäuse gehoben, so dass sie mit den Fingern herausgezogen werden kann. Beim Einschub der Karte rastet die Auswurfmechanik wieder ein. Die Karte sitzt richtig, wenn sie sich ca.1 mm tiefer als die Frontseite des Gerätegehäuses befindet. Nach dem Schließen der Klappe ist das Gerät wieder betriebsbereit. 20 Version: 1.5

21 Produktübersicht 2.10 CFast-Karte Bei der CFast-Karte handelt es sich um einen nicht volatilen Speicher. Um Daten spannungsausfallsicher zu speichern, müssen sie auf der CFast-Karte gespeichert werden. Hinweis Verwendung von CFast-Karten Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen nur CFast-Karten zu verwenden, die von der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG geliefert werden. Es handelt sich dabei um industrietaugliche CFast-Karten mit einer erhöhten Anzahl an Schreib- / Lesezyklen und einem erweiterten Temperaturbereich (-25 C bis +85 C). Ein einwandfreier Betrieb kann nur mit CFast-Karten von Beckhoff Automation gewährleistet werden! Version:

22 Sekunden-USV 3 Sekunden-USV 3.1 S-UPS: Kapazitive Sekunden-USV Die -Familie verfügt über eine eingebaute kapazitive 1-Sekunden-USV. Sie sorgt für ein sicheres Abspeichern der persistenten Anwendungsdaten auf der Compact-Flash-Karte. Es können bis zu 1 MB persistente Daten gesichert werden. Die USV kann über das BIOS ein- bzw. ausgeschaltet werden. Unter dem Menu: Advanced -> Power Controller Options werden die Parameter der S-UPS angezeigt und können ggf. geändert werden. Aptio Setup Utility - Copyright (C) American Megatrends, Inc. Bootloader Version WatchDogTimer Mode Firmware Version Mainboard Serial No Mainboard Prod. Date (Week.Year) Mainboard BootCount 4711 Mainboard Operation Time 1224min (20h) Voltage (Min/Max) 5.00V / 5.20V Temperature (Min/Max) 15 C / 63 C USB-Port Voltage WatchDogTimerMode [Off in S3-5] [Compatibility Mode] 1-second Uninterruptable Power Supply (SUPS) SUPS Enable [Enable] Hold Usb [Enable] Delay 0 SUPS Firmware Version 1.09 Current Power Source On Line Battery Load Level 100% Powerfail Counter 42 : Select Screen : Select Item Enter: Select +/-: Change Options F1: General Help F2: Previous Values F3: Optimized Defaults F4: Save & Exit ESC: Quit Version Copyright (C) 2014 American Megatrends, Inc. 22 Version: 1.5

23 Sekunden-USV SUPS Enable Optionen: Enable / Disable Schaltet die SUPS ein oder aus. Hold USB Optionen: Enable / Disable Schaltet die Spannungsversorgung für die USB-Ports im USV-Betrieb ab. Delay Optionen: seconds Startverzögerung mit der die SUPS geladen wird. SUPS Firmware Version Version der Firmware Current Power Source Status der Spannungsversorgung: On Line / Battery Battery Load Level Ladezustand in Prozent (n% Cap. (n={ }) beschreibt die Kapazität der USV) Powerfail Counter Anzahl der Spannungsausfälle Integration in eine SPS Für die Integration der S-UPS in ein SPS-Programm stehen im TwinCAT spezielle Funktionsbausteine bereit. Diese werden im folgenden Absatz erklärt. Ab TwinCAT 2.11R3 Build2247 bzw. TwinCAT 3.1 Build 4018 ist die notwendige Bibliothek in die Installation integriert. Für ältere Versionen muss die Bibliothek: in das Bibliotheksverzeichnis von TwinCAT kopiert werden. Version:

24 Sekunden-USV 3.2 Übersicht In der Bibliothek TcSUPS_.lib sind Funktionen und Funktionsbausteine enthalten, die zur Ansteuerung der Sekunden-USV nötig sind. Siehe Beispielprojekt: Funktionsbausteine Name FB_S_UPS_ FB_NT_QuickShutdown Beschreibung Baustein zur Ansteuerung der Sekunden-USV Interner Baustein für den QuickShutdown wird von dem FB_S_UPS verwendet. Funktionen Name F_GetVersionTcSUPS_ Beschreibung Mit dieser Funktion können Versionsinformationen der SPS-Bibliothek ausgelesen werden. Komponente TwinCAT auf dem Entwicklungsrechner und auf der Steuerung Version TwinCAT 2.11R3 Build 2047 oder höher TwinCAT 3.1 Build 4018 oder höher FUNCTION_BLOCK FB_S_UPS_ Um die Sekunden-USV aus der SPS anzusteuern kann der Funktionsbaustein FB_S_UPS_ auf CXen mit Sekunden-USV verwendet werden. Hiermit können bei einem Spannungsausfall noch die persistenten Daten gespeichert und ein QuickShutdown ausgeführt werden. Wenn möglich sollten die Defaultwerte der INPUTs des FB_S_UPS_ beibehalten werden. Achtung Datenverlust Die Sekunden-USV kann bei Spannungsausfall nur für wenige Sekunden verwendet werden, um persistente Daten zu speichern. Das Speichern der Daten muss im schnellen Persistent Modus "SPDM_2PASS" erfolgen, auch wenn es hier zu Echtzeitverletzungen kommen kann. Zum Speichern der persistenten Daten muss hinreichend Routerspeicher konfiguriert werden! Für das Überbrücken von Spannungsausfällen hat die Sekunden-USV nicht genügend Kapazität. Das Speichern kann nur auf der CFast-Karte erfolgen, da auch für den Betrieb einer Festplatte nicht genügend USV-Kapazität vorhanden ist. Im Modus esups_wrpersistdata_shutdown (Standardeinstellung) wird nach dem Speichern der persistenten Daten automatisch ein QuickShutdown ausgeführt. Im Modus esups_wrpersistdata_noshutdown werden nur die persistenten Daten gespeichert. Es wird kein QuickShutdown ausgeführt. Im Modus esups_immediateshutdown wird sofort ein QuickShutdown ausgeführt, ohne das Speichern von Daten. 24 Version: 1.5

25 Sekunden-USV Im Modus esups_checkpowerstatus wird nur geprüft, ob ein Spannungsausfall auftrat. Ist dies der Fall, geht der Baustein erst nach Ablauf der trecovertime (10s) wieder in den Zustand PowerOK. Unabhängig vom Modus und damit unabhängig vom Speichern oder Herunterfahren der Steuerung schaltet die USV nach Entladung der Kondensatoren das Mainboard ab, auch wenn die Spannung zwischenzeitlich wiederkehrt. Achtung Achtung bei Verwendung von Dateien: Falls andere Applikationen oder die SPS noch weitere Dateien offen halten oder in diese schreiben, kann es zu fehlerhaften Dateien kommen, wenn die USV die Steuerung abschaltet. Achtung Achtung bei Verwendung von Windows Embedded Standard 7 P: Zum Schutz der Windows Embedded Standard 7 P-Dateien muss auf Geräten mit der Sekunden-USV entweder der EWF (Enhanced Write Filter) oder der FBWF (File Based Write Filter) aktiviert sein. Im Falle des EWF muss das TwinCAT\Boot-Verzeichnis auf einer ungeschützten Partition liegen (siehe in der Registry: HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Beckhoff\TwinCAT\System\BootPrjPath). Im Falle des FBWF muss das TwinCAT\Boot-Verzeichnis vom Schutz ausgenommen werden (siehe Beckhoff FBWF Manager, Exclusion Settings). FUNCTION_BLOCK FB_S_UPS_ VAR_INPUT VAR_INPUT snetid : T_AmsNetId := ''; (* '' = local netid *) iplcport : UINT := AMSPORT_R0_PLC_RTS1; (* PLC Runtime System for writing persistent data *) iupsport : UINT := 16#588; (* Port for reading Power State of UPS, dafault 16#588 *) ttimeout : TIME := DEFAULT_ADS_TIMEOUT; (* ADS Timeout *) eupsmode : E_S_UPS_Mode := esups_wrpersistdata_shutdown; (* UPS mode (w/wo writing persistent data, w/wo shutdown) *) Version:

26 Sekunden-USV epersistentmode : E_PersistentMode := SPDM_2PASS; (* mode for writing persistent data *) trecovertime : TIME := T#10s; (* ON time to recover from short power failure in mode esups_wrpersistdata_noshutdown/esups_checkpowerstatus *) END_VAR E_S_UPS_Mode snetid : AmsNetID der Steuerung. iplcport : Portnummer des SPS-Laufzeitsystems (AMSPORT_R0_PLC_RTS1 = 801, AMSPORT_R0_PLC_RTS2 = 811, AMSPORT_R0_PLC_RTS3 = 821, AMSPORT_R0_PLC_RTS4 = 831). iupsport : Portnummer über die der USV-Status gelesen wird (Standardwert ist 16#588). ttimeout : Timeout für die Ausführung des QuickShutdowns. eupsmode : eupsmode definiert, ob persistente Daten geschrieben werden sollen und ob ein QuickShutdown ausgeführt werden soll. Standardwert ist esups_wrpersistdata_shutdown, d.h. mit Schreiben der persistenten Daten und dann QuickShutdown. Siehe E_S_UPS_Mode. epersistentmode : Modus für das Schreiben der persistenten Daten. Standardwert ist SPDM_2PASS. trecovertime : Zeit, nach der die USV bei UPS-Modi ohne Shutdown wieder in den PowerOK Status zurück geht. Die trecovertime muss etwas größer sein als die maximale Haltezeit der USV, da die USV auch bei wiederkehrender Spannung abschaltet. VAR_OUTPUT VAR_OUTPUT bpowerfaildetect : BOOL; (* TRUE while powerfailure is detected *) estate : E_S_UPS_State; (* current ups state *) END_VAR E_S_UPS_State bpowerfaildetect : True während des Spannungsausfalls; False, wenn die Versorgungsspannung anliegt. estate : Interner Zustand des Funktionsbausteins, Werte siehe E_S_UPS_State. VAR_GLOBAL VAR_GLOBAL eglobalsupsstate : E_S_UPS_State; (* current ups state *) END_VAR E_S_UPS_State eglobalupsstate : Interner Zustand des Funktionsbausteins als globale Kopie des VAR_OUTPUT estate, Werte siehe E_S_UPS_State. Voraussetzungen Entwicklungsumgebung Zielplattform Hardware Einzubindende SPS- Bibliotheken TwinCAT v2.11r3 Build 2047 oder höher TwinCAT 3.1 Build 4018 oder höher PC (i386) Sekunden-USV TcSUPS_.Lib 26 Version: 1.5

27 Sekunden-USV FUNCTION_BLOCK FB_NT_QuickShutdown Mit dem Funktionsbaustein FB_NT_QuickShutdown führt die Steuerung einen unmittelbaren Reboot durch, ohne dass TwinCAT oder das Betriebssystem Windows gestoppt werden. Achtung: Achtung Datenverlust Der Funktionsbaustein FB_NT_QuickShutdown wird intern vom FB_S_UPS_ verwendet und darf nicht eigenständig verwendet werden, da sonst mit Datenverlust zu rechnen ist! FUNCTION_BLOCK FB_NT_QuickShutdown VAR_INPUT VAR_INPUT NETID :T_AmsNetId; START :BOOL; TMOUT :TIME := DEFAULT_ADS_TIMEOUT; END_VAR NETID : AmsNetID der Steuerung. START : Steigende Flanke führt zum unmittelbaren Reboot der Steuerung. TMOUT : Timeout-Zeit. VAR_OUTPUT VAR_OUTPUT BUSY :BOOL; ERR :BOOL; ERRID :UDINT; END_VAR BUSY : Der QuickShutdown wird ausgeführt. ERR : Wird TRUE, sobald ein Fehler eintritt. ERRID : Liefert bei einem gesetzten ERR-Ausgang die Fehlernummer. Voraussetzungen Entwicklungsumgebung Zielplattform Hardware Einzubindende SPS- Bibliotheken TwinCAT v2.11r3 Build 2047 oder höher TwinCAT 3.1 Build 4018 oder höher PC (i386) Sekunde-USV TcSUPS_.Lib Version:

28 Sekunden-USV 3.3 Funktionen FUNCTION F_GetVersionTcSUPS_ Mit dieser Funktion können Versionsinformationen der SPS-Bibliothek ausgelesen werden. FUNCTION F_GetVersionTcSUPS_ : UINT VAR_INPUT nversionelement : INT; END_VAR nversionelement : Versionselement, das gelesen werden soll. Mögliche Parameter: 1 : major number 2 : minor number 3 : revision number Voraussetzungen Entwicklungsumgebung Zielplattform Hardware Einzubindende SPS- Bibliotheken TwinCAT v2.11r3 Build 2047 oder höher TwinCAT v3.1 Build 4018 oder höher PC (i386) Sekunden-USV TcSUPS_.Lib 28 Version: 1.5

29 Sekunden-USV 3.4 Datentypen TYPE E_S_UPS_Mode esups_wrpersistdata_shutdown: Schreiben der persistenten Daten und dann QuickShutdown esups_wrpersistdata_noshutdown: Nur Schreiben der persistenten Daten (kein QuickShutdown) esups_immediateshutdown: Nur QuickShutdown (kein Schreiben der persistenten Daten) esups_checkpowerstatus: Nur Status ermitteln (weder Schreiben der persistenten Daten noch QuickShutdown) Voraussetzungen Entwicklungsumgebung Zielplattform Hardware Einzubindende SPS-Bibliotheken TwinCAT v2.11r3 Build 2047 oder höher TwinCAT v3.1 Build 4018 oder höher PC (i386) Sekunden-USV TcSUPS_.Lib TYPE E_S_UPS_State esups_powerok: in allen Modi: Versorgungsspannung ist OK esups_powerfailure: in allen Modi: Versorgungsspannung fehlerhaft (steht nur einen Zyklus an) esups_writepersistentdata: im Modus esups_wrpersistdata_shutdown: Schreiben der persistenten Daten ist aktiv im Modus esups_wrpersistdata_noshutdown: Schreiben der persistenten Daten ist aktiv esups_quickshutdown: im Modus esups_wrpersistdata_shutdown: QuickShutdown ist aktiv im Modus esups_immediateshutdown: QuickShutdown ist aktiv esups_waitforrecover: im Modus esups_wrpersistdata_noshutdown: Warten auf Wiederkehr der Spannung im Modus esups_checkpowerstatus: Warten auf Wiederkehr der Spannung esups_waitforpoweroff: im Modus esups_wrpersistdata_shutdown: Warten auf das Abschalten durch die USV im Modus esups_immediateshutdown: Warten auf das Abschalten durch die USV Voraussetzungen Entwicklungsumgebung Zielplattform Hardware Einzubindende SPS-Bibliotheken TwinCAT v2.11r3 Build 2047 oder höher TwinCAT v3.1 Build 4018 oder höher PC (i386) Sekunden-USV TcSUPS_.Lib Version:

30 Montage und Verdrahtung 4 Montage und Verdrahtung 4.1 Auspacken, Aufstellen und Transport Beachten Sie die vorgeschriebenen Lagerbedingungen (siehe Technische Daten"). Abmessungen und Gewicht der einzelnen Module: CX xx: Abmessungen (B x H x T): 123 mm x 100 mm x 91 mm Gewicht: ca. 975 g CX xx: Abmessungen (B x H x T): 142 mm x 100 mm x 91 mm Gewicht: ca g CX xx: Abmessungen (B x H x T): 142 mm x 100 mm x 91 mm Gewicht: ca g Auspacken Gehen Sie beim Auspacken des Gerätes wie folgt vor: 1. Entfernen Sie die Verpackung. 2. Werfen Sie die Originalverpackung nicht weg. Bewahren Sie sie für einen Weitertransport auf. 3. Überprüfen Sie die Lieferung anhand Ihrer Bestellung auf Vollständigkeit. 4. Bitte bewahren Sie unbedingt die mitgelieferten Unterlagen auf, sie enthalten wichtige Informationen zum Umgang mit Ihrem Gerät. 5. Prüfen Sie den Verpackungsinhalt auf sichtbare Transportschäden. 6. Sollten Sie Transportschäden oder Unstimmigkeiten zwischen Verpackungsinhalt und Ihrer Bestellung feststellen, informieren Sie bitte den Beckhoff Service. Beschädigungsgefahr des Gerätes! Achtung Bei Transporten in kalter Witterung oder wenn das Gerät extremen Temperaturunterschieden ausgesetzt ist, muss darauf geachtet werden, dass sich keine Feuchtigkeit an und im Gerät niederschlägt (Betauung). Das Gerät ist langsam der Raumtemperatur anzugleichen, bevor es in Betrieb genommen wird. Bei Betauung darf das Gerät erst nach einer Wartezeit von ca. 12 Stunden eingeschaltet werden. Aufstellen Die Geräte eignen sich für den Einbau in Schaltschränke. Transport durchführen Trotz des robusten Aufbaus sind die eingebauten Komponenten empfindlich gegen starke Erschütterungen und Stöße. Schützen Sie deshalb Ihren Rechner bei Transporten vor großer mechanischer Belastung. Für den Versand sollten Sie die Originalverpackung benutzen. 30 Version: 1.5

31 Montage und Verdrahtung 4.2 Abmessungen Abmessungen: CX xx: Version:

32 Montage und Verdrahtung CX xx: CX xx: 32 Version: 1.5

33 Montage und Verdrahtung 4.3 Montage auf der Tragschiene Aufrasten auf die Tragschiene Der kann einfach auf die Tragschiene aufgerastet werden. Dazu müssen die Riegel an der Oberund Unterseite entriegelt werden. Dann wird der Block einfach frontal auf die Tragschiene aufgesetzt und leicht angedrückt bis die rechte Seite eingerastet ist. Dies wird durch ein vernehmliches Klicken angezeigt. Dann werden die Riegel wieder eingerastet. Mit einem vernehmlichen Klicken wird das Einrasten der einzelnen Riegel quittiert. Die Abbildung zeigt den Mechanismus am Beispiel des CX9020. Der hat 5 (CX5120) bzw. 6 Riegel (CX5130 und CX5140) an der Ober- und Unterseite. Achtung Beschädigungen vermeiden! Keine Gewalt oder zu großen Druck auf die Baugruppe ausüben! Einbaulage Achtung Zulässige Einbaulage und Mindestabstände einhalten! Das auf eine Hutschiene montierte CPU-Modul darf nur bis Umgebungstemperaturen von 60 C betrieben werden. Die Einbaulage muss so gewählt werden, dass die Kühlung durch die Lüftungsöffnungen in vertikaler Richtung möglich ist. Die Bilder zeigen die erlaubte sowie zwei verbotene Einbaulagen. Beim Einbau ist ein Freiraum von jeweils 30 Millimetern oberhalb und unterhalb einer -Gerätekombination erforderlich, um eine ausreichende Belüftung des CPU-Grundmoduls und des Netzteils zu erreichen. Aufgrund der hohen Leistung und der kompakten Bauform des -Systems kann es zu einer erhöhten Wärmeentwicklung kommen. Diese Wärme wird durch ein passives Lüftungssystem abgeführt. Dieses System erfordert allerdings eine korrekte Einbaulage. Lüftungsöffnungen befinden sich auf der Gehäuseunter- und Gehäuseoberseite. Daher muss das System waagerecht montiert werden. Auf diese Weise kommt ein optimaler Luftstrom zustande. Version:

34 Montage und Verdrahtung Unzulässige Einbaulagen Es ist nicht zulässig das -System senkrecht auf der Hutschiene zu betreiben. Es ist dann keine ausreichende Belüftung für die CPU gewährleistet, da sich die Belüftungsöffnungen auf der Gehäuseoberund Gehäuseunterseite befinden. Auch in liegender Position ist das System nicht ausreichend belüftet. 34 Version: 1.5

35 Montage und Verdrahtung 4.4 Spannungsversorgung Dieses Netzteil ist mit einer E/A-Schnittstelle ausgestattet, die den Anschluss der Beckhoff-Busklemmen ermöglicht. Die Stromversorgung erfolgt über die oberen Federkraftklemmen mit der Bezeichnung 24V" und 0" V. Die Versorgungsspannung versorgt das CX-System und über den internen Bus und die Busklemmen mit einer Spannung von 24 V DC (-15 %/+20%). Die Spannungsfestigkeit des Netzteils beträgt 500 V eff. Da der interne Bus in den Klemmen (K- und E-Bus) nur Daten weiterleitet, ist für die Busklemmen eine weitere Spannungsversorgung notwendig. Dies erfolgt über die Powerkontakte, die keine Verbindung zur Spannungsversorgung besitzen. Anforderungen an das 24 V-Netzteil Um in allen Fällen den Betrieb der CPU (-Modul) und des Klemmenstrangs zu gewährleisten, muss das Netzteil 4 A bei 24 V liefern. Die Klemmen sind in Federkrafttechnik ausgeführt. Schließen Sie die Leitungen folgendermaßen an: 1. Öffnen Sie eine Federkraftklemme, indem Sie mit einem Schraubendreher oder einem Dorn leicht in die viereckige Öffnung über der Klemme drücken. 2. Der Draht kann nun ohne Widerstand in die runde Klemmenöffnung eingeführt werden. Version:

36 Montage und Verdrahtung 3. Durch Rücknahme des Druckes schließt sich die Klemme automatisch und hält den Draht sicher und dauerhaft fest. Leitungsquerschnitt 0,5... 2,5 mm 2 AWG 20 AWG 14 Abisolierlänge mm 0,33 inch LED Bei ordnungsgemäßem Anschluss des Netzteils und eingeschalteter Spannungsversorgung leuchten die beiden oberen LEDs im Klemmenprisma grün auf. Die linke LED (Us) zeigt die Versorgung der CPU an. Die rechte LED (Up) zeigt die Versorgung der Klemmen an. Die weiteren LEDs beschreiben den Status des Klemmbusses. Die detaillierte Beschreibung der LEDs ist in dem Kapitel Fehleranalyse der LEDs beschrieben. UL-Anforderungen Einhaltung der UL-Anforderungen GEFAHR Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die CX-Controller nur mit Versorgungsspannungen (24 VDC) versorgt werden, die von einer isolierten, mit einer Sicherung (entsprechend UL248) von maximal 4 A geschützten Quelle, oder von einer Spannungsquelle die NEC class 2 entspricht stammen. Eine Spannungsquelle entsprechend NEC class 2 darf nicht seriell oder parallel mit einer anderen NEC class 2 entsprechenden Spannungsquelle verbunden werden! Diese UL-Anforderungen gelten für alle Versorgungsspannungen der CX-Controller! Einhaltung der UL-Anforderungen GEFAHR Zur Einhaltung der UL-Anforderungen dürfen die CX-Controller nicht mit unbegrenzten Spannungsquellen verbunden werden! PE-Powerkontakte Powerkontakt PE Achtung Der Powerkontakt PE" darf nicht für andere Potentiale verwendet werden. PE" und 0V" (24 V Systemversorgung) müssen auf dem gleichen Potential liegen (im Schaltschrank verbunden). Die Verkabelung im Schaltschrank muss gemäß der Norm EN :2006 Schutzkleinspannungen (PELV = Protective Extra Low Voltage) erfolgen. EN :2006 Abschnitt 6.4.1:b): Eine Seite des Stromkreises oder ein Punkt der Energiequelle dieses Stromkreises muss an das Schutzleitersystem angeschlossen werden. Unterbrechung der Stromversorgung / Abschalten Achtung Zum Abschalten des Gerätes darf die Masse nicht getrennt werden. Es muss immer zuerst die 24 V Leitung getrennt werden, da sonst unter Umständen je nach Gerät der Strom über den Schirm weiterfließt. Evtl. angeschlossene Geräte mit eigener Stromversorgung (z.b. ein Panel) müssen für PE" und GND" das gleiche Potential wie das CX-System haben (keine Potentialdifferenz). Bei Potentialdifferenz können Schäden sowohl an der Steuerung also auch an der Peripherie auftreten. 36 Version: 1.5

37 Montage und Verdrahtung 4.5 Montage von passiven Klemmen am Netzteil Hinweis Hinweis zur Montage von passiven Klemmen EtherCAT-Busklemmen (ELxxxx / ESxxxx), die nicht aktiv am Datenaustausch innerhalb des Busklemmenblocks teilnehmen, werden als passive Klemmen bezeichnet. Zu erkennen sind diese Klemmen an der nicht vorhandenen Stromaufnahme aus dem E-Bus. Um einen optimalen Datenaustausch zu gewährleisten, dürfen diese nicht direkt an erster Stelle an das Netzteil angereiht werden! Beispiele für Montage von passiven Klemmen (dunkel eingefärbt): Die folgende Zeichnung stellt die unzulässige Montage dar: Die folgende Abbildung zeigt die korrekte Montage der passiven Klemme: Version:

38 Montage und Verdrahtung 4.6 DVI-I-Anschluss DVI-I-Anschluss (X200) Die DVI-I-Schnittstelle überträgt digitale Daten und eignet sich für den Anschluss an digitale oder analoge Displays. Die Auflösung am Bildschirm oder Beckhoff Control Panel ist abhängig von der Entfernung zum Anzeigegerät. Die maximale Entfernung beträgt 5 m. Beckhoff bietet verschiedene Panels mit integrierter DVI-Verlängerung" an. Damit ist eine Kabellänge bis zu 50 Metern möglich. DVI-I Buchse Pin Belegung TMDS Data 2TMDS Data 2+ TMDS Data 2/4 Shield not connected not connected DDC Clock DDC Data Pin Analog Vertical Sync 16 Belegung TMDS Data 1TMDS Data 1+ TMDS Data 1/3 Shield not connected not connected + 5V Power Ground ( +5V, Analog H/ V Sync) Hot Plug Detect Pin Belegung TMDS Data 0TMDS Data 0+ TMDS Data 0/5 Shield not connected not connected TMDS Clock Shield TMDS Clock + 24 TMDA Clock - Pinbelegung Kreuz Pin C1 C2 C3 C4 Belegung Analog Red Video Out Analog Green Video Out Analog Blue Video Out Analog Horizontal Sync Auflösung am Monitor Auflösung in Pixel 1920 x x x x x x Entfernung der Schnittstelle vom Monitor 5m 5m 5m 5m 5m 5m Version: 1.5

39 Montage und Verdrahtung 4.7 USB-Anschlüsse USB-Schnittstelle (X100 / X101 / X102 / X103): Die -Geräte verfügen über 4 unabhängige USB-Schnittstellen. Hier können Tastaturen, Mäuse, Touchscreens und andere Eingabegeräte sowie Datenspeicher angeschlossen werden. Dabei ist auf die Leistungsaufnahme der einzelnen Geräte zu achten: Es können pro Port nicht mehr als 500 ma abgegeben werden. Die USB-Buchse ist vom Typ A. Die USB-Schnittstelle entspricht der USB 2.0 Spezifikation. Pin Belegung Typische Zuordnung 1 VBUS Red 2 D- White 3 D+ Green 4 GND Black Shell Shield Drain Wire Version:

40 Montage und Verdrahtung 4.8 LAN-Anschlüsse LAN-Schnittstelle (X000 / X001) Die -Systeme verfügen über 2 unabhängige LAN-Schnittstellen. Beide Ports sind in der Lage Geschwindigkeiten von 10 / 100 / 1000 MBit zu bedienen. Die LEDs an den linken Seiten der RJ45-Buchsen zeigen den Status der LAN-Verbindung an. Die obere LED zeigt an, ob der Port mit einem Netzwerk verbunden ist. In diesem Fall leuchtet die LED gelb auf. Wenn Datenverkehr auf den Port stattfindet, blinkt die LED. Die untere LED zeigt die Geschwindigkeit der Verbindung an. Ist die Geschwindigkeit 10 oder 100 MBit leuchtet die LED grün. Im Modus 1000 Mbit (Gigabit), leuchtet die LED rot. Belegung der RJ45-Schnittstelle, Port 1 (X000) PIN Signal Beschreibung 1 T2 + Paar 2 2 T2-3 T3 + Paar 3 4 T1 + Paar 1 5 T1-6 T3 - Paar 3 7 T4 + Paar 4 8 T4 - Belegung der RJ45-Schnittstelle, Port 2 (X001) PIN Signal Beschreibung 1 T2 + Paar 2 2 T2-3 T3 + Paar 3 4 T1 + Paar 1 5 T1-6 T3 - Paar 3 7 T4 + Paar 4 8 T4-40 Version: 1.5