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Beckhoff
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CX2042
Users guide
77 pgs27.7 Mb0
Users manual
80 pgs19.03 Mb0
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Beckhoff CX2033, CX2043, CX2042 Users manual

Handbuch | DE
CX20x3
Embedded-PC
14.01.2021 | Version: 1.0

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis
1 Hinweise zur Dokumentation....................................................................................................................5
2 Zu Ihrer Sicherheit.....................................................................................................................................8
3 Transport und Lagerung.........................................................................................................................10
4 Produktübersicht.....................................................................................................................................11
4.1 Aufbau .............................................................................................................................................13
4.2 Typenschild .....................................................................................................................................14
4.3 Ausführungen ..................................................................................................................................15
4.4 Architekturübersicht.........................................................................................................................16
5 Schnittstellenbeschreibung....................................................................................................................17
5.1 USB 3.1 (X100, X101, X102, X103) ................................................................................................17
5.2 Ethernet RJ45 (X000, X001) ...........................................................................................................18
5.3 DVI-D (X200) ...................................................................................................................................19
5.4 Optionale Schnittstellen...................................................................................................................20
5.4.1 DVI-D (N010) ................................................................................................................... 20
5.4.2 DisplayPort (N011) .......................................................................................................... 21
5.4.3 RS232 (N030).................................................................................................................. 22
5.4.4 RS422/RS485 (N031)...................................................................................................... 23
5.4.5 EtherCAT-Slave (B110) ................................................................................................... 24
5.4.6 PROFIBUS (x310) ........................................................................................................... 25
5.4.7 CANopen (x510) .............................................................................................................. 26
5.4.8 PROFINET RT (x930)...................................................................................................... 27
6 Inbetriebnahme........................................................................................................................................28
6.1 Passendes CX2100-Netzteil auswählen .........................................................................................28
6.2 Montage...........................................................................................................................................29
6.2.1 Netzteil anstecken ........................................................................................................... 30
6.2.2 Riegelclips montieren ...................................................................................................... 30
6.2.3 Zulässige Einbaulagen beachten..................................................................................... 31
6.2.4 Auf Tragschiene befestigen ............................................................................................. 33
6.2.5 CFast-Karte ein- und ausbauen....................................................................................... 34
6.2.6 Passive EtherCAT-Klemmen montieren .......................................................................... 35
6.3 Spannungsversorgung ....................................................................................................................36
6.3.1 Embedded-PC anschließen............................................................................................. 37
6.4 Einschalten ......................................................................................................................................38
6.5 Ausschalten .....................................................................................................................................38
7 Konfiguration ...........................................................................................................................................39
7.1 Beckhoff Device Manager starten ...................................................................................................39
7.2 Windows 10 IoT Enterprise .............................................................................................................40
7.2.1 Jumbo-Frames aktivieren ................................................................................................ 40
CX20x3 3Version: 1.0
Inhaltsverzeichnis
7.2.2 NIC-Teaming einstellen ................................................................................................... 42
7.2.3 Beckhoff Echtzeittreiber wiederherstellen........................................................................ 44
7.3 TwinCAT..........................................................................................................................................45
7.3.1 Strukturansicht................................................................................................................. 45
7.3.2 Zielsysteme suchen ......................................................................................................... 46
7.3.3 Embedded-PC scannen................................................................................................... 48
7.3.4 EtherCAT-Kabelredundanz konfigurieren........................................................................ 49
7.3.5 Hardware-Watchdog einsetzen ....................................................................................... 52
8 NOVRAM...................................................................................................................................................53
8.1 Retain-Handler anlegen...................................................................................................................54
8.2 Variablen anlegen und verknüpfen..................................................................................................56
8.3 Schreibgeschwindigkeit des Retain-Handlers .................................................................................58
8.4 Variablen unter dem Retain-Handler löschen..................................................................................59
9 Fehlerbehandlung und Diagnose...........................................................................................................60
9.1 Diagnose-LEDs ...............................................................................................................................60
9.1.1 K-Bus ............................................................................................................................... 60
9.1.2 E-Bus ............................................................................................................................... 63
9.2 Störungen ........................................................................................................................................64
10 Pflege und Wartung.................................................................................................................................65
10.1 Batterie wechseln ............................................................................................................................65
10.2 Lüfterkassette wechseln ..................................................................................................................67
10.3 Embedded-PC reinigen ...................................................................................................................68
11 Außerbetriebnahme.................................................................................................................................69
11.1 Leitungen entfernen.........................................................................................................................69
11.2 Embedded-PC demontieren ............................................................................................................70
12 Technische Daten ....................................................................................................................................71
13 Anhang .....................................................................................................................................................73
13.1 Zubehör ...........................................................................................................................................73
13.2 Zertifizierungen................................................................................................................................74
13.3 Support und Service ........................................................................................................................75
Tabellenverzeichnis ................................................................................................................................76
Abbildungsverzeichnis ...........................................................................................................................78
CX20x34 Version: 1.0
Hinweise zur Dokumentation

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 Dokumentation und der nachfolgenden Hinweise und Erklärungen unbedingt notwendig. Das Fachpersonal ist verpflichtet, für jede Installation und Inbetriebnahme die zu dem betreffenden Zeitpunkt veröffentliche Dokumentation zu verwenden.
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. Wir behalten uns das Recht vor, die Dokumentation jederzeit und ohne Ankündigung zu überarbeiten und zu ändern. Aus den Angaben, Abbildungen und Beschreibungen in dieser Dokumentation können keine Ansprüche auf Änderung bereits gelieferter Produkte geltend gemacht werden.
Marken
Beckhoff®, TwinCAT®, EtherCAT®, EtherCAT G®, EtherCAT G10®, EtherCAT P®, Safety over EtherCAT®, TwinSAFE®, XFC®, XTS® und XPlanar® 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: EP1590927, EP1789857, EP1456722, EP2137893, DE102015105702 mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern.
EtherCAT® ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizenziert 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.
CX20x3 5Version: 1.0
Hinweise zur Dokumentation

1.1 Symbolerklärung

In der Dokumentation werden folgende Warnhinweise verwendet. Lesen und befolgen Sie die Warnhinweise.
Warnhinweise, die vor Personenschäden warnen:
GEFAHR
Es besteht eine Gefährdung mit hohem Risikograd, die den Tod oder eine schwere Verletzung zur Folge hat.
WARNUNG
Es besteht eine Gefährdung mit mittlerem Risikograd, die den Tod oder eine schwere Verletzung zur Folge haben kann.
VORSICHT
Es besteht eine Gefährdung mit geringem Risikograd, die eine leichte Verletzung zur Folge haben kann.
Warnhinweise, die vor Sach- oder Umweltschäden warnen:
HINWEIS
Es besteht eine mögliche Gefährdung für Umwelt und Geräte.
Hinweise, die weitere Informationen oder Tipps anzeigen:
Dieser Hinweis gibt wichtige Informationen, die beim Umgang mit dem Produkt oder der Software helfen. Es besteht keine unmittelbare Gefahr für Produkt, Mensch und Umwelt.
CX20x36 Version: 1.0

1.2 Ausgabestände der Dokumentation

Version Änderungen
1.0 erste Version
Hinweise zur Dokumentation
CX20x3 7Version: 1.0
Zu Ihrer Sicherheit

2 Zu Ihrer Sicherheit

Lesen Sie das Sicherheitskapitel und halten Sie die Hinweise ein, um sich vor Personenschäden und Sachschäden zu schützen.
Haftungsbeschränkungen
Die gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und Software­Konfigurationen ausgeliefert. Eigenmächtige Umbauten und Änderungen der Hard- oder Software­Konfiguration, die über die dokumentierten Möglichkeiten hinausgehen, sind verboten und bewirken den Haftungsausschluss der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG. Darüber hinaus werden folgende Punkte aus der Haftung der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG ausgeschlossen:
• Nichtbeachtung dieser Dokumentation.
• Nichtbestimmungsgemäße Verwendung.
• Einsatz von nicht ausgebildetem Fachpersonal.
• Verwendung nicht zugelassener Ersatzteile.

2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung

Der Embedded-PC- ist ein modulares Steuerungssystem und ist für die Montage auf einer Hutschiene vorgesehen. Das System ist skalierbar, so dass je nach Aufgabenstellung die PC-Grundmodule, Netzteile, Systemmodule und Erweiterungsmodule zusammengesteckt und in den Schaltschrank oder Klemmenkasten eingebaut werden.
Der Embedded-PC wird zusammen mit Busklemmen dazu benutzt, um digitale und analoge Signale von Sensoren aufzunehmen und an Aktoren auszugeben oder an übergeordnete Steuerungen weiterzuleiten.
Der Embedded-PC ist für ein Arbeitsumfeld entwickelt, welches der Schutzklasse IP20 genügt. Es besteht Fingerschutz und Schutz gegen feste Fremdkörper bis 12,5 mm, jedoch kein Schutz gegen Wasser. Der Betrieb der Geräte in nasser und staubiger Umgebung ist nicht gestattet, sofern nicht anders angegeben. Die angegebenen Grenzwerte für elektrische- und technische Daten müssen eingehalten werden.
Nicht bestimmungsgemäße Verwendung
Der Embedded-PC ist nicht für den Betrieb in folgenden Bereichen geeignet:
• In explosionsgefährdeten Bereichen.
• In Bereichen mit einer aggressiven Umgebung, die z.B. mit aggressiven Gasen oder Chemikalien angereichert ist.
• Im Wohnbereich. Im Wohnbereich müssen die entsprechenden Normen und Richtlinien für Störaussendungen eingehalten und die Geräte in Gehäuse oder Schaltkästen mit entsprechender Schirmdämpfung eingebaut werden.

2.2 Personalqualifikation

Alle Arbeitsschritte an der Beckhoff Soft- und Hardware dürfen nur vom Fachpersonal mit Kenntnissen in der Steuerungs- und Automatisierungstechnik durchgeführt werden. Das Fachpersonal muss über Kenntnisse in der Administration des eingesetzten Industrie-PCs und des jeweils eingesetzten Netzwerks verfügen.
Alle Eingriffe müssen mit Kenntnissen in der Steuerungs-Programmierung durchgeführt werden und das Fachpersonal muss die aktuellen Normen und Richtlinien für das Automatisierungsumfeld kennen.
CX20x38 Version: 1.0
Zu Ihrer Sicherheit

2.3 Sicherheitshinweise

Folgende Sicherheitshinweise müssen während der Montage, der Arbeit mit Netzwerken und der Arbeit mit Software beachtet werden.
Montage
• Arbeiten Sie nicht an Geräten unter Spannung. Schalten Sie immer die Spannungsversorgung für das Gerät ab bevor Sie es montieren, Störungen beheben oder Wartungsarbeiten durchführen. Sichern Sie das Gerät gegen ein unbeabsichtigtes Einschalten ab.
• Beachten Sie die Unfallverhütungsvorschriften, die für Ihre Maschine zutreffend sind (z.B. die BGV A 3, Elektrische Anlagen und Betriebsmittel).
• Achten Sie auf einen normgerechten Anschluss und vermeiden Sie Gefahren für das Personal. Verlegen Sie die Daten- und Versorgungsleitungen normgerecht und achten Sie auf die korrekte Anschlussbelegung.
• Beachten Sie die für Ihre Anwendung zutreffenden EMV-Richtlinien.
• Vermeiden Sie die Verpolung der Daten- und Versorgungsleitungen, da dies zu Schäden an den Geräten führen kann.
• In den Geräten sind elektronische Bauteile integriert, die Sie durch elektrostatische Entladung bei Berührung zerstören können. Beachten Sie die Sicherheitsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladung entsprechend DIN EN 61340-5-1/-3.
Arbeiten mit Netzwerken
• Beschränken Sie den Zugriff zu sämtlichen Geräten auf einen autorisierten Personenkreis.
• Ändern Sie die standardmäßig eingestellten Passwörter und verringern so das Risiko, dass Unbefugte Zugriff erhalten. Ändern Sie regelmäßig die verwendeten Passwörter.
• Schützen Sie die Geräte mit einer Firewall.
• Wenden Sie die Vorgaben zur IT-Sicherheit nach der IEC 62443 an, um den Zugriff und die Kontrolle auf Geräte und Netzwerke einzuschränken.
Arbeiten mit der Software
• Verwenden Sie eine aktuelle Sicherheitssoftware. Die sichere Funktion des PCs kann durch Schadsoftware wie Viren oder Trojaner gefährdet werden.
• Die Empfindlichkeit eines PCs gegenüber Schadsoftware steigt mit der Anzahl der installierten bzw. aktiven Software.
• Deinstallieren oder deaktivieren Sie nicht benötigte Software.
Weitere Informationen zum sicheren Umgang mit Netzwerken und Software finden Sie im Beckhoff­Information System:
http://infosys.beckhoff.com
Dokumentationstitel
IPC Security Guideline
CX20x3 9Version: 1.0
Transport und Lagerung

3 Transport und Lagerung

Transport
HINWEIS
Kurzschluss durch Feuchtigkeit
Feuchtigkeit kann sich bei Transporten in kalter Witterung oder bei extremen Temperaturunterschieden bil­den.
Achten Sie darauf, dass sich keine Feuchtigkeit im Embedded-PC niederschlägt (Betauung) und gleichen Sie ihn langsam der Raumtemperatur an. Schalten Sie den Embedded-PC bei Betauung erst nach einer Wartezeit von mindestens 12 Stunden ein.
Trotz des robusten Aufbaus sind die eingebauten Komponenten empfindlich gegen starke Erschütterungen und Stöße. Schützen Sie den Embedded-PC bei Transporten vor:
• großer mechanischer Belastung und
• benutzen Sie für den Versand die Originalverpackung.
Tab.1: Abmessungen und Gewichte der einzelnen Module.
CX2033 CX2043
Abmessungen (B x H x T) 144 mm x 99 mm x 91 mm Gewicht ca. 1165 g ca. 1230 g
Lagerung
• Bei Lagertemperaturen oberhalb von 60°C entnehmen Sie die Batterie aus dem Embedded-PC. Lagern Sie die Batterie getrennt vom Embedded-PC in einer trockenen Umgebung bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 30°C. Das voreingestellte Datum und die Uhrzeit gehen verloren, wenn Sie die Batterie entnehmen.
• Lagern Sie den Embedded-PC in der Originalverpackung.
CX20x310 Version: 1.0
Produktübersicht

4 Produktübersicht

Die CX2000 Produktfamilie besteht aus einzelnen Modulen, die zu einem individuellen Embedded-PC, zusammengesteckt werden können.
Die CX2000 Produktfamilie besteht aus,
• CPU-Grundmodulen,
• CX2100-Netzteilen,
• System- Feldbus- und Erweiterungsmodulen.
CPU-Grundmodul
Das CPU-Grundmodul ist ein vollwertiger PC und ist zusammen mit einem CX2100-Netzteil als kleinstmögliche Konfiguration einsatzbereit. Die Grundausstattung des Embedded PCs CX20x3 beinhaltet:
• einen CFast-Karteneinschub,
• zwei unabhängige GBit-Ethernet-Schnittstellen,
• vier USB-3.0-Schnittstellen,
• sowie eine DVI-D-Schnittstelle.
Das CPU-Grundmodul verfügt intern über 128 kB NOVRAM als persistenten Datenspeicher und kann als Alternative zu einem Netzteil mit kapazitiver USV oder externem Akkupack genutzt werden. Bei einem Spannungsausfall werden wichtige Daten ins NOVRAM gespeichert und stehen nach einem Neustart wieder zur Verfügung. Als Betriebssystem kann Microsoft Windows 10 IoT Enterprise 2019 LTSC oder TwinCAT/ BSD eingesetzt werden.
Erweiterungsmodule
Das CPU-Grundmodul kann bei Bedarf erweitert und auf diese Weise mit zusätzlichen Schnittstellen oder Speichermedien ausgestattet werden. An das CPU-Grundmodul können links bis zu vier Module des Typs CX2500-xxxx angesteckt werden. Die Ansteckreihenfolge spielt dabei keine Rolle.
Rechts können Module des Typs CX2550 (z. B. Festplatten/SSD-Module) und ein Netzteil vom Typ CX2100­xxxx angesteckt werden. Beim Embedded-PC CX20x3 sind rechtsseitig maximal zwei Lanes verfügbar. Somit können rechtseitig ein Festplattenmodul (CFast, SSD) und ein Erweiterungsmodul angesteckt werden. Eine andere Kombination aus zwei Erweiterungsmodulen ist auch möglich, dann ist aber kein CFast- oder Festplattenmodul mehr ansteckbar.
Tab.2: Verfügbare Erweiterungsmodule für den CX20x3.
Modul Beschreibung
CX2500-0020 Audio-Schnittstelle, 3 x 3,5-mm-Klinkenstecker, Line-In, Mic-In, Line-Out CX2500-0030 Serielle Schnittstelle RS232, 2 x D-Sub-Stecker, 9-polig CX2500-0031 Serielle Schnittstelle RS422/RS485, 2 x D-Sub-Buchse, 9-polig CX2500-0060 Ethernetmodul, 2 x Ethernet, 10/100/1000 MBit/s CX2500-0061 Power-over-Ethernet-Modul (PoE), 1 x RJ45, 10/100/1000 MBit/s CX2500-0070 USB-3.0-Modul, 4 x USB 3.0, Typ A CX2500-M310 Feldbusmaster-Modul PROFIBUS, 1 x D-Sub-Buchse, 9-polig CX2500-B310 Feldbusslave-Modul PROFIBUS, 1 x D-Sub-Buchse, 9-polig CX2500-M510 Feldbusmaster-Modul CANopen, 1 x D-Sub-Stecker, 9-polig CX2500-B510 Feldbusslave-Modul CANopen, 1 x D-Sub-Stecker, 9-polig CX2550-0010 Modul für CFast-Einschub CX2550-0020 Modul für 2½-Zoll-HDD/-SSD CX2550-0179 1 x USB Extended 1.1 CX2550-0279 1 x USB Extended 2.0
CX20x3 11Version: 1.0
Produktübersicht
Optionsschnittstelle
Das CPU-Grundmodul kann ab Werk mit einer Optionsschnittstelle bestellt werden. Die Optionsschnittstelle kann nicht nachgerüstet werden.
Tab.3: Verfügbare Optionsschnittstellen für den CX20x3.
CX20x3-xxxx Optionsschnittstellen
CX20x3-N010 DVI-D, zusätzliche DVI-D-Buchse für Clone und Extended Display Mode. CX20x3-N011 DisplayPort, zusätzlicher DisplayPort für Clone und Extended Display Mode CX20x3-N030 RS232, D-Sub-Stecker, 9-polig. CX20x3-N031 RS422/RS485, D-Sub-Buchse, 9-polig. CX20x3-M112 2 x EtherCAT-Master, RJ45. CX20x3-B110 EtherCAT-Slave, EtherCAT IN und OUT (2 x RJ45). CX20x3-M310 PROFIBUS-Master, D-Sub-Buchse, 9-polig. CX20x3-B310 PROFIBUS-Slave, D-Sub-Buchse, 9-polig. CX20x3-M510 CANopen-Master, D-Sub-Stecker, 9-polig. CX20x3-B510 CANopen-Slave, D-Sub-Stecker, 9-polig. CX20x3-M930 PROFINET RT, Controller, Ethernet (2 x RJ-45). CX20x3-B930 PROFINET RT, Device, Ethernet (2 x RJ-45-Switch).
CX2100-Netzteile
Die CX2100-Netzteile versorgen das CPU-Grundmodul und alle weiteren Module mit Spannung. An die Netzteile können auf der rechten Seite Busklemmen (K-Bus) oder EtherCAT-Klemmen (E-Bus) angereiht werden. Die Netzteile stehen in vier verschiedenen Ausführungen zur Verfügung:
• CX2100-0014: E-Bus-/K-Bus-Netzteil mit automatischer Umschaltung und passiver Ablüftung.
• CX2100-0914: E-Bus-/K-Bus-Netzteil mit automatischer Umschaltung und integrierter Ladeelektronik für einen externen Akkupack.
• CX2100-0024: E-Bus-/K-Bus-Netzteil mit automatischer Umschaltung und aktiver Kühlung. Das Netzteil ist galvanisch getrennt und UPS-OCT-fähig.
Alle Netzteilvarianten verfügen über ein beleuchtetes, reflexarmes LC-Display mit zwei Zeilen zu je 16 Zeichen für die Anzeige von Statusmeldungen. Mit Hilfe von Anwenderprogrammen kann das Display auch für die Anzeige applikationsspezifischer Texte genutzt werden.
Software
In Kombination mit der Automatisierungssoftware TwinCAT wird der Embedded-PC CX20x3 zu einer leistungsfähigen IEC 61131-3 SPS mit bis zu vier Anwender-Tasks. In Verbindung mit EtherCAT und TwinCAT können sehr schnelle Steuerungsvorgänge im Mikrosekundenbereich (XFC eXtreme Fast Control Technology) durchgeführt werden. Zusätzlich können auch Motion Control Aufgaben mit theoretisch 256 Achsen ausgeführt werden. Je nach erforderlicher Abtastzeit ist die Ansteuerung von mehreren Servoachsen möglich, wobei selbst Sonderfunktionen wie Fliegende Säge, Elektronisches Getriebe und Kurvenscheibe realisierbar sind.
Neben den in Echtzeit ausgeführten Steuerungsaufgaben sorgt die Verwaltung im TwinCAT-Echtzeitkern dafür, dass genügend Zeit für die Benutzeroberfläche (HMI) bleibt. Durch die hohe Grafikleistung des in die CPU integrierten Grafikkerns können auch anspruchsvolle Visualisierungen mit modernen Benutzeroberflächen realisiert werden.
CX20x312 Version: 1.0

4.1 Aufbau

Produktübersicht
Abb.1: Beispielaufbau eines Embedded-PCs CX2043 mit aktiver Kühlung.
Tab.4: Legende zum Aufbau des CPU-Grundmoduls
Nr. Komponente Beschreibung
1 Hochpoliger Anschluss
(links)
2 Optionsschnittstelle (X300). Platz für Schnittstellen wie z.B. RS232, EtherCAT, CANopen oder
3
4 Ethernet-Schnittstellen
5 USB-Schnittstellen (X100,
6
7 Hochpoliger Anschluss
8 Lüfterkassette (unter der
9 CFast-Kartenslot. Steckplatz für industrietaugliche CFast-Karten.
10 Batteriefach (unter der
DVI-D-Schnittstelle (X200). [}19]
RJ45 (X000, X001).
X101, X102, X103).
Diagnose-LEDs. [}60]
(rechts)
Frontklappe).
Frontklappe).
Erweiterung durch Systemmodule und Feldbusmodule des Typs CX2500.
andere. Die Optionsschnittstelle muss ab Werk vorbestellt werden und kann nicht nachträglich nachgerüstet werden.
Schnittstelle für einen Monitor oder Panel.
Für den Anschluss an lokale Netzwerke, Internet oder EtherCAT.
Schnittstellen für Peripheriegeräte wie Maus, Tastatur oder USB­Speicher.
Diagnose-LEDs für Spannungsversorgung, TwinCAT, CFast-Karte und für die Optionsschnittstelle.
Anschluss für Erweiterungsmodule des Typs CX2550 und für Netzteile des Typs CX2100.
Die Lüfterkassette ist beim CX2043 standardmäßig vorhanden. Der CX2033 kann ab Werk mit aktiver Kühlung bestellt werden.
Spannungsversorgung für die batteriegepufferte Uhr für Zeit und Datum.
CX20x3 13Version: 1.0
Produktübersicht

4.2 Typenschild

Abb.2: Typenschild Beispielansicht.
Tab.5: Informationen auf dem Typenschild.
Nr. Beschreibung
1 Maschinenlesbare Information in Form eines Data-Matrix-Codes (DMC, Code-Schema
ECC200) der von Ihnen zur besseren Identifikation und Verwaltung genutzt werden kann.
2 Variantennummer zur Identifikation der Embedded-PC Konfiguration. Mit dieser Nummer
kann die exakte Konfiguration aus Embedded-PC, Betriebssystem, Optionen und
TwinCAT nachbestellt werden. 3 Produktbezeichnung zu Identifikation des Embedded-PCs 4 Seriennummer/ Beckhoff Traceability Number (BTN) zur eindeutigen Identifizierung des
Produkts. 5 Hardwarestand und Herstelldatum. 6 MAC-Adressen der eingebauten Ethernet-Schnittstellen. Der Hostname wird aus CX- und
den letzten drei Byte der MAC-Adresse gebildet. Bespiel: Aus der MAC-Adresse:
00-01-05-aa-bb-cc ergibt sich der Hostname CX-aabbcc. 7 Spannungsversorgung 24VDC 8 EAC-Zulassung 9 CE-Konformität
10 Lizenzaufkleber für Betriebssystem (optional).
CX20x314 Version: 1.0
Produktübersicht

4.3 Ausführungen

Das CPU-Grundmodul kann mit unterschiedlichen Hardware- und Softwareoptionen bestellt werden. Benutzen Sie diese Übersicht und die Angaben auf dem Typenschild, um festzustellen mit welcher Hardware, welchem Betriebssysteme und welcher TwinCAT-Version das CPU-Grundmodul ausgestattet ist.
Abb.3: Bezeichnungssystematik des CPU-Grundmoduls.
Das CPU-Grundmodul CX2033 und CX2043 ist mit folgenden Softwareoptionen erhältlich:
Tab.6: Bestellangaben CX20x3.
Modul kein
Betriebs­system
CX20x3-0100 X - - - X - - - ­CX20x3-0160 - X - - X - - - ­CX20x3-0161 - X - - - X - - ­CX20x3-0162 - X - - - - X - ­CX20x3-0163 - X - - - - - X ­CX20x3-0170 - - X - X - - - ­CX20x3-0175 - - X - - - - - X CX20x3-0185 - - - X - - - - X
Windows 10 IoT En­terprise 2016 LTSC 32 Bit
Windows 10 IoT En­terprise 2016 LTSC 64 Bit
TwinCAT/ BSD
kein TwinCAT
TwinCAT 2 PLC­Runtime
TwinCAT 2 NC-PTP­Runtime
TwinCAT 2 NC-I­Runtime
TwinCAT 3 XAR
Ein Embedded-PC CX20x3 mit TwinCAT/BSD setzt eine CFast-Karte mit einer Kapazität von mindestens 20GB voraus. Für Microsoft Windows 10 IoT Enterprise ist eine CFast-Karte mit einer Kapazität von mindestens 40GB erforderlich.
CX20x3 15Version: 1.0
Produktübersicht

4.4 Architekturübersicht

Die Embedded-PCs der CX20x3 Familie verfügen alle über die gleiche Architektur.
Die Embedded-PCs CX20x3 basieren auf der AMD Zen-Mikroarchitektur. Folgende CPUs werden eingesetzt:
• AMD Ryzen™ V1202B (Dualcore),
• AMD Ryzen™ V1807B (Quadcore),
Zusätzlich zu dem Rechenwerk sind in der CPU der Speichercontroller und der Grafikcontroller untergebracht. Im Dualcore-Prozessor wird die AMD Radeon™ Vega 3 Graphics und im Quadcore­Prozessor die AMD Radeon™ Vega 11 Graphics eingesetzt. Der Speicher ist direkt an den Speichercontroller angeschlossen. Es gibt die Embedded-PCs in zwei Speicherausbaustufen: 8GB und 16GB DDR4 RAM. Der Speicherausbau 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 3.0
• DVI-D-Schnittstelle (zweite Schnittstelle optional CX20x3-N010).
• 1 PCIe zum FPGA für K-/E-Bus und NOVRAM.
• 4 PCIe Lanes über den hochpoligen Anschluss (links).
• 2x SATA intern über den hochpoligen Anschluss (rechts).
• 2x USB intern über den hochpoligen Anschluss (rechts).
Bei den Schnittstellen (USB, DVI, und LAN) handelt es sich um Standardschnittstellen. An diesen Schnittstellen können Geräte angeschlossen und betrieben werden, die den entsprechenden Standard erfüllen.
CX20x316 Version: 1.0
Schnittstellenbeschreibung

5 Schnittstellenbeschreibung

5.1 USB 3.1 (X100, X101, X102, X103)

Der Embedded-PC verfügt über vier unabhängige USB-Schnittstellen. Hier können Tastaturen, Mäuse, Touchscreens und andere Eingabegeräte sowie Datenspeicher angeschlossen werden.
Abb.4: USB-Schnittstellen X100, X101, X102, X103.
Die USB-Schnittstellen sind vom Typ A und entsprechen der USB 3.1 Gen. 1 Spezifikation.
Tab.7: USB-Schnittstellen (X100, X101, X102, X103), PIN-Belegung.
Pin Belegung Typische Zuordnung
1 VBUS Red 2 D- White 3 D+ Green 4 GND Black 5 StdA_SSRX− Blue 6 StdA_SSRX+ Yellow 7 GND_DRAIN N/A 8 StdA_SSTX− Purple 9 StdA_SSTX+ Orange Shell Shield Drain Wire
Achten Sie auf die Leistungsaufnahme der angeschlossenen Geräte. Es können pro Schnittstelle nicht mehr als 900mA und 4,5W Leistung abgegeben werden. Die USB-Schnittstellen unterstützen Datenraten von bis zu 5Gbit/s.
CX20x3 17Version: 1.0
Schnittstellenbeschreibung

5.2 Ethernet RJ45 (X000, X001)

Beide Ethernet-Schnittstellen sind voneinander unabhängig und es ist kein Switch integriert. Die unabhängigen Ethernet-Schnittstellen lassen sich unterschiedlich konfigurieren. Im Auslieferungszustand sind die Ethernet-Schnittstellen (X000, X001) für EtherCAT-Kommunikation konfiguriert.
Beachten Sie, dass für eine Linientopologie ein zusätzlicher Switch erforderlich ist.
Abb.5: Ethernet-Schnittstellen X000, X001.
Beide Ethernet-Schnittstellen erreichen Geschwindigkeiten von 10 / 100 / 1000 MBit. Die LEDs an der linken Seite der Schnittstellen zeigen den Status der Verbindung an. Die obere LED (LINK/ACT) zeigt an, ob die Schnittstelle mit einem Netzwerk verbunden ist. Ist dies der Fall leuchtet die LED grün auf. Wenn Daten auf der Schnittstelle übertragen werden, blinkt die LED.
Die untere LED (SPEED) zeigt die Geschwindigkeit der Verbindung an. Bei einer Geschwindigkeit von 10 Mbit leuchtet die LED nicht. Ist die Geschwindigkeit 100 Mbit, leuchtet die LED grün. Ist die Geschwindigkeit 1000 Mbit (Gigabit) leuchtet die LED rot.
Tab.8: Ethernet-Schnittstelle X000 und X001, PIN-Belegung.
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 -
CX20x318 Version: 1.0
Schnittstellenbeschreibung

5.3 DVI-D (X200)

Die DVI-D-Schnittstelle (X200) überträgt digitale Daten und eignet sich für den Anschluss an digitale Displays. Wenn die Optionsschnittstelle N010 (DVI-D-Schnittstelle) eingesetzt wird, kann die erste DVI-I Schnittstelle entweder im VGA- oder DVI-Modus betrieben werden. 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.
Abb.6: DVI-D-Schnittstelle X200.
Tab.9: DVI-D-Schnittstelle X200, PIN-Belegung.
Pin Belegung Pin Belegung Pin Belegung
1 TMDS Data 2- 9 TMDS Data 1- 17 TMDS Data 0­2 TMDS Data 2+ 10 TMDS Data 1+ 18 TMDS Data 0+ 3 TMDS Data 2/4 Shield 11 TMDS Data 1/3 Shield 19 TMDS Data 0/5 Shield 4 not connected 12 not connected 20 not connected 5 not connected 13 not connected 21 not connected 6 DDC Clock 14 + 5V Power 22 TMDS Clock Shield 7 DDC Data 15 Ground ( +5V, Analog H/
V Sync)
8 Analog Vertical Sync 16 Hot Plug Detect 24 TMDA Clock -
Tab.10: DVI-D-Schnittstelle X200, Auflösung am Bildschirm.
Auflösung in Pixel Entfernung der Schnittstelle vom Monitor
1920 x 1200 5 m 1920 x 1080 5 m 1600 x 1200 5 m 1280 x 1024 5 m 1024 x 768 5 m 800 x 600 5 m 640 x 480 5 m
23 TMDS Clock +
Der Embedded-PC unterstützt nach dem DVI-Standard auch höhere Auflösungen. Auf dem Embedded-PC kann eine maximale Auflösung von 2560 x 1440 Pixeln eingestellt werden. Ob diese Auflösung erreicht wird, ist abhängig vom eingesetzten Monitor, der Kabelqualität und der Kabellänge.
CX20x3 19Version: 1.0
Schnittstellenbeschreibung

5.4 Optionale Schnittstellen

Eine Optionsschnittstelle ist eine zusätzliche Schnittstelle, die ab Werk mit vielfältigen Signalformen bestückt werden kann und den Embedded-PC über die Grundausstattung hinaus um erweitert. Die Optionsschnittstelle muss im Vorfeld bestellt werden und kann nicht nachträglich in das Gerät eingebaut werden.

5.4.1 DVI-D (N010)

Die DVI-D-Schnittstelle (X300) überträgt digitale Daten und eignet sich für den Anschluss an digitale Displays. Wenn die Optionsschnittstelle N010 (DVI-D-Schnittstelle) eingesetzt wird, kann die erste DVI-I Schnittstelle entweder im VGA- oder DVI-Modus betrieben werden. 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.
Abb.7: DVI-D-Schnittstelle X300.
Tab.11: DVI-D-Schnittstelle X300, PIN-Belegung.
Pin Belegung Pin Belegung Pin Belegung
1 TMDS Data 2- 9 TMDS Data 1- 17 TMDS Data 0­2 TMDS Data 2+ 10 TMDS Data 1+ 18 TMDS Data 0+ 3 TMDS Data 2/4 Shield 11 TMDS Data 1/3 Shield 19 TMDS Data 0/5 Shield 4 not connected 12 not connected 20 not connected 5 not connected 13 not connected 21 not connected 6 DDC Clock 14 + 5V Power 22 TMDS Clock Shield 7 DDC Data 15 Ground ( +5V, Analog H/
V Sync)
8 Analog Vertical Sync 16 Hot Plug Detect 24 TMDA Clock -
Tab.12: DVI-D-Schnittstelle X300, Auflösung am Bildschirm.
Auflösung in Pixel Entfernung der Schnittstelle vom Monitor
1920 x 1200 5 m 1920 x 1080 5 m 1600 x 1200 5 m 1280 x 1024 5 m 1024 x 768 5 m 800 x 600 5 m 640 x 480 5 m
23 TMDS Clock +
Der Embedded-PC unterstützt nach dem DVI-Standard auch höhere Auflösungen. Auf dem Embedded-PC kann eine maximale Auflösung von 2560 x 1440 Pixeln eingestellt werden. Ob diese Auflösung erreicht wird, ist abhängig vom eingesetzten Monitor, der Kabelqualität und der Kabellänge.
CX20x320 Version: 1.0
Schnittstellenbeschreibung

5.4.2 DisplayPort (N011)

Der DisplayPort überträgt gleichzeitig Bild-und Tonsignale und ist dafür geeignet Panels oder Monitore an den Embedded-PC anzuschließen.
Abb.8: DisplayPort X300.
Auf dem Embedded-PC ist der DisplayPort in der Version 1.1a (DisplayPort++) verbaut. Dadurch können Adapter von DisplayPort auf DVI-D oder von DisplayPort auf HDMI benutzt werden, um auch Monitore ohne DisplayPort an den Embedded-PC anschließen zu können.
Tab.13: DisplayPort, PIN-Belegung.
Pin Belegung Pin Belegung
1 LVDS-Lane 0+ 2 Masse 3 LVDS-Lane 0- 4 LVDS-Lane 1+ 5 Masse 6 LVDS-Lane 1­7 LVDS-Lane 2+ 8 Masse 9 LVDS-Lane 2- 10 LVDS-Lane 3+ 11 Masse 12 LVDS-Lane 3­13 Config 1 14 Config 2 15 AUX-Channel+ 16 Masse 17 AUX-Channel- 18 Hot Plug-Detection 19 Stromversorgung: Masse 20 Stromversorgung: 3,3 V / 500 mA
Tab.14: DisplayPort X300, Auflösung am Bildschirm.
Schnittstelle Auflösung in Pixel
DisplayPort max. 2560x1600@60Hz DisplayPort mit Adapter, DisplayPort auf DVI-D max. 1600x1200@60Hz
CX20x3 21Version: 1.0
Schnittstellenbeschreibung

5.4.3 RS232 (N030)

Die Optionsschnittstelle N030 stellt eine RS232-Schnittstelle (X300) bereit. Die RS232-Schnittstelle ist auf einem 9-poligen D-Sub-Stecker ausgeführt.
Abb.9: RS232-Schnittstelle X300.
Die maximale Baudrate auf beiden Kanälen beträgt 115 kBit. Die Einstellung der Schnittstellenparameter erfolgt über das Betriebssystem oder kann aus dem SPS-Programm heraus gesteuert werden.
Tab.15: RS232-Schnittstelle X300, PIN-Belegung.
PIN Signal Typ Beschreibung
1 DCD Signal in Data Carrier Detected 2 RxD Signal in Receive Data 3 TxD Signal out Transmit Data 4 DTR Signal out Data Terminal Ready 5 GND Ground Ground 6 DSR Signal in Dataset Ready 7 RTS Signal out Request to Send 8 CTS Signal in Clear to Send 9 DCD Signal in Data Carrier Detected
CX20x322 Version: 1.0
Schnittstellenbeschreibung

5.4.4 RS422/RS485 (N031)

Die Optionsschnittstelle N031 stellt eine RS422- bzw. RS 485-Schnittstelle (X300) bereit. Die Schnittstelle ist auf einer 9-poligen D-Sub-Buchse ausgeführt.
Abb.10: RS485-Schnittstelle X300.
Die maximale Baudrate auf beiden Kanälen beträgt 115 kBit. Die Einstellung der Schnittstellenparameter erfolgt über das Betriebssystem oder kann aus dem SPS-Programm heraus gesteuert werden.
Tab.16: RS422/485-Schnittstelle, PIN-Belegung.
PIN Signal Typ Beschreibung
2 TxD+ Data-Out + Transmit 422 3 RxD+ Data-In + Receive 422 5 GND Ground Ground 6 VCC VCC +5V 7 TxD- Data-Out - Transmit 422 8 RxD- Data-In - Receive 422
Für RS 485 muss Pin 2 und 3 (Data +) sowie Pin7 und 8 (Data -) verbunden werden.
Die Schnittstelle ist standardmäßig bei Auslieferung wie folgt parametriert:
Tab.17: Standardeinstellung, RS485 ohne Echo mit Endpunkt (Terminiert).
Funktion Status
Echo on aus Echo off an Auto send on an Always send on aus Auto receive on an Always receive on aus Term on an Term on An
Andere Konfigurationen für die RS485-Schnittstelle
Ab Werk können auch andere Konfigurationen für die RS485-Schnittstelle bestellt werden. Folgende Optionen stehen zur Verfügung:
• N031-0001 RS485 mit Echo, Endpunkt (Terminiert).
• N031-0002 RS485 ohne Echo, Stichleitung (ohne Terminierung).
• N031-0003 RS485 mit Echo, Stichleitung (ohne Terminierung).
• N031-0004 RS422 Full Duplex Endpunkt (Terminiert).
Eine RS485-Schnittstelle kann nicht nachträglich konfiguriert werden und muss immer passend ab Werk bestellt werden.
CX20x3 23Version: 1.0
Schnittstellenbeschreibung

5.4.5 EtherCAT-Slave (B110)

Embedded-PCs der neueren Generation können ab Werk mit einer EtherCAT-Slave-Schnittstelle (B110) bestellt werden. Auf den Geräten wird die Optionsschnittstelle B110 als X300 bezeichnet.
Abb.11: EtherCAT-Slave-Schnittstelle X300.
An die obere LAN-Schnittstelle wird das ankommende EtherCAT Signal angeschlossen. Die untere LAN­Schnittstelle leitet das Signal an andere EtherCAT-Slave-Geräte weiter.
Tab.18: EtherCAT-Slave-Schnittstelle X300, PIN-Belegung.
PIN Signal Beschreibung
1 TD + Transmit + 2 TD - Transmit ­3 RD + Receive + 4 connected reserviert 5 6 RD - Receive ­7 connected reserviert 8
Für die Optionsschnittstelle EtherCAT-Slave (B110) steht auf der Beckhoff Homepage eine Dokumentation mit weiterführender Information zum Download bereit:
https://www.beckhoff.de/german/download/epc.htm?id=71003127100362
Dokumentationstitel
CXxxx0-B110 Optionsschnittstelle EtherCAT-Slave.
CX20x324 Version: 1.0
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