CX5300 | Embedded-PC-Serie mit Elkhart-Lake-CPU

Die CX5300-Baureihe ergänzt die bestehenden CX5200-Geräte bei absolut identischen Gehäuseabmessungen. Über den hochpoligen Anschluss auf der linken Seite kann weiterhin ein System- oder Feldbusmodul des Typs CX2500-xxxx angesteckt und das System um weitere Schnittstellen erweitert werden. Hierdurch können dem System weitere PC-Schnittstellen (z. B. zwei zusätzliche 1-GB-Ethernet-Ports) oder Feldbusschnittstellen (z. B. für PROFIBUS, CAN etc.) hinzugefügt werden.

Die Embedded-PCs CX5300 haben als Grundausstattung zwei unabhängige GBit-Ethernet-Schnittstellen, vier USB-3.1-, eine DisplayPort-Schnittstelle sowie eine Multioptionsschnittstelle, die ab Werk flexibel belegt werden kann, z. B. mit einem seriellen Port, einem Feldbus- oder zweiten Video-Anschluss, mit DVI-D, HDMI oder DisplayPort.

Das Boot- und Speichermedium ist eine auswechselbare, industrietaugliche CFast-Karte, deren Slot hinter einer Klappe zugänglich ist. Die CFast-Karte dient als Festplattenersatz, d. h. sowohl das Betriebssystem als auch TwinCAT und Anwenderprojekte sind darauf gespeichert. Im Servicefall ist so ein schneller Hardwaretausch möglich; ein Softwareupdate kann durch simplen Austausch der Karte vor Ort durchgeführt werden. 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 (Knopfzelle) gepuffert.

EtherCAT als schnelles I/O-System

Die Embedded-PCs wurden im Hinblick auf das optimierte Zusammenspiel mit EtherCAT entwickelt. Daher verfügt jede CX5300-Steuerung über einen internen EtherCAT-Master-Port. Dieser kann nach rechts hin zur I/O-Ebene geführt werden, um die Verwendung von EtherCAT-I/O-Klemmen zu ermöglichen. Bei Bedarf kann er aber auch automatisch auf das K-Bus-Klemmensystem umschalten. Die beiden Ethernet-Ports des CX5300 können sowohl für Standard-IT-Verbindungen als auch als zusätzliche EtherCAT-Master-Schnittstellen verwendet werden. In Verbindung mit EtherCAT und TwinCAT können sehr schnelle Steuerungsvorgänge im Mikrosekundenbereich (eXtreme Fast Control Technology) durchgeführt werden.

Durch die separaten Gigabit-Ethernet-Schnittstellen ist es auch möglich, EtherCAT mit Kabelredundanz zu nutzen, indem eine der Ethernet-Schnittstellen als Redundanz-Port eingesetzt wird. Außerdem können die Geräte mit EtherCAT-Slave-Schnittstelle im Multioptionsinterface so betrieben werden, dass mehrere intelligente Steuerungen über ein EtherCAT-Netzwerk synchronisiert werden. Alternativ können die Geräte mit einer EtherCAT-Master-Schnittstelle im Multioptionsinterface konfiguriert werden, die dann zwei unabhängige EtherCAT-Master bereitstellt.

SPS, Motion Control, Interpolation und Visualisierung

Durch die Multicore-CPUs können − in Verbindung mit TwinCAT 3 − auch SPS-Projekte auf mehrere Kerne verteilt werden, um deutliche Performance-Gewinne zu erreichen. Ebenso können alle Motion-Control-Funktionalitäten von TwinCAT im vollen Umfang genutzt werden: Neben einfachen Punkt-zu-Punkt-Bewegungen sind auch komplexere Mehrachsfunktionen, wie elektronisches Getriebe, Kurvenscheibe und Fliegende Säge möglich. Interpolierende 3D-Bahnbewegungen und komplexe Achskinematiken sind ebenfalls ausführbar; hier ist aber im Einzelfall der Übergang auf leistungsfähigere Geräte der CX2000-Baureihe zu prüfen.

Neben den in Echtzeit ausgeführten Steuerungsaufgaben sorgt die Verwaltung im TwinCAT-3-Echtzeitkern dafür, dass genügend Zeit für die Benutzeroberfläche (HMI) bleibt. Durch die gute Leistung der in die CPU integrierten Grafikeinheit können auch anspruchsvolle Visualisierungen mit modernen User-Interfaces realisiert werden.

Die CX5300-Serie steht als Embedded-PC auch ohne Betriebssystem und ohne TwinCAT zur Verfügung. Der erweiterte Betriebstemperaturbereich von -25 °C bis +60 °C ermöglicht den Einsatz unter klimatisch anspruchsvollen Bedingungen.