BECKHOFF控制器BX5100-0000

倍福（Beckhoff）是一家全球領先的工業(yè)自動化解決方案提供商，總部位于德國威爾市，成立于 1980 年，由 Hans Beckhoff 創(chuàng)立。公司以基于 PC 的控制技術為核心，致力于推動工業(yè)自動化的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，其產(chǎn)品和技術廣泛應用于汽車制造、半導體、新能源、物流等領域，是工業(yè) 4.0 和智能制造的重要推動者。

一、核心技術與產(chǎn)品

1. 基于 PC 的控制技術

• 工業(yè) PC（IPC）：提供從嵌入式到高性能機架式的全系列產(chǎn)品，支持多操作系統(tǒng)（Windows/Linux），集成實時控制功能，可直接作為 PLC、運動控制器或 HMI 使用。
• TwinCAT 自動化軟件平臺：
  • 功能集成：將 PLC、運動控制、機器人、HMI、安全技術（TwinSAFE）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和數(shù)據(jù)分析（TwinCAT Analytics）整合在同一平臺，支持 IEC 61131-3、C++、MATLAB/Simub 等多語言編程。
  • 開放性：支持 OPC UA、MQTT 等通信協(xié)議，無縫連接云端服務（如 Azure、AWS），實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用。
  • *新進展：2025 年推出 TwinCAT CoAgent，集成生成式 AI 模型，可通過自然語言交互優(yōu)化開發(fā)流程；TwinCAT Vision 實現(xiàn)視覺檢測與控制的深度融合。

2. 實時通信技術

• EtherCAT 總線：
  • 性能優(yōu)勢：循環(huán)時間低至 100μs，拓撲靈活（樹型、星型、菊花鏈），支持 1000 個節(jié)點以上，被中國列為國家推薦性標準（GB/T 36137）。
  • 擴展技術：EtherCAT P 單電纜解決方案減少布線工作量，EtherCAT G 支持 10Gbps 高速通信。

3. 驅(qū)動與運動控制

• 伺服驅(qū)動系統(tǒng)：AX5000 系列支持多軸同步控制，動態(tài)響應時間達 1μs，適配永磁同步電機、直線電機等。
• 智能輸送系統(tǒng)：
  • XTS 磁懸浮輸送系統(tǒng)：動子獨立控制，支持任意路徑規(guī)劃，定位精度 ±0.05mm，廣泛應用于汽車電池模組組裝。
  • XPlanar 平面磁懸浮系統(tǒng)：實現(xiàn)六自由度運動，適用于精密電子制造和半導體晶圓搬運。

4. 模塊化硬件與無控制柜方案

• EtherCAT I/O 模塊：超 1000 種信號類型，支持防爆、高溫等特殊環(huán)境，如 EL6761 用于充電樁通信。
• MX-System 無控制柜解決方案：IP67 防護等級，集成供電、控制、通信功能，節(jié)省 50% 空間，適用于食品包裝和醫(yī)療設備。

BECKHOFF 控制器 BX5100-0000 是一款基于 CANopen 協(xié)議 的高性能總線端子模塊控制器，專為工業(yè)自動化領域的模塊化設備設計。其核心功能是通過 CANopen 總線實現(xiàn)分布式 I/O 信號的實時處理與控制，同時支持靈活的擴展和編程能力。以下從技術特性、應用場景、行業(yè)適配及使用建議等方面展開詳細說明：

一、技術架構與核心功能

1. 硬件設計

• 總線接口：支持 CANopen 從站協(xié)議，自動檢測波特率（*高 1 Mbaud），配備地址選擇開關（1-63）用于節(jié)點分配。通過 5 針開放式連接器與總線通信，可連接*多 64 個總線端子模塊，并通過 K-Bus 擴展系統(tǒng)支持 255 個端子模塊 的級聯(lián)2728。
• 內(nèi)存配置：內(nèi)置 256 KB 程序內(nèi)存 和 256 KB 數(shù)據(jù)內(nèi)存，支持存儲歷史數(shù)據(jù)和趨勢數(shù)據(jù)，滿足復雜邏輯控制需求。
• 接口擴展：集成 2 個串行接口（COM1/COM2），支持 RS232 或 RS485 通信，可連接編程設備或其他串行外設。此外，通過 Beckhoff 智能系統(tǒng)總線（SSB） 可擴展顯示器、觸摸屏等外圍設備。
• 顯示與交互：配備 2 行 × 16 字符背光 LCD 顯示屏 和 撥桿開關，用于參數(shù)設置、狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷。

2. 性能與可靠性

• 實時控制：PLC 循環(huán)時間約 1 ms/1000 條指令（不含 I/O 周期），支持多任務處理和在線程序修改，滿足工業(yè)級實時性要求。
• 電源與環(huán)境：采用 24 V DC 寬電壓輸入（-15% 至 +20%），功耗約 140 mA（不含擴展模塊）。工作溫度范圍為 -25°C 至 +60°C，防護等級 IP20，符合 EN 60068-2 振動 / 沖擊標準，適用于惡劣工業(yè)環(huán)境。
• 安全認證：通過 CE、UL 認證，符合 EN 61000-6-2/6-4 的 EMC 標準，確保在電磁干擾環(huán)境下的穩(wěn)定性。

3. 編程與組態(tài)

• 軟件支持：基于 TwinCAT 自動化軟件，支持 IEC 61131-3 標準編程語言（IL、LD、FBD、SFC、ST），兼容 PLCopen 運動控制功能塊。
• 配置工具：通過 TwinCAT 系統(tǒng)管理器進行總線參數(shù)設置、設備診斷和固件更新，支持通過 COM1 或 FC510x PC 現(xiàn)場總線卡下載程序。

以下是 BECKHOFF 控制器的主要型號：

一、工業(yè) PC 控制器（CX 系列）

1. CX5000 系列（高性能嵌入式 PC）
   • CX5010、CX5020（搭載 Inb Atom 處理器，支持 EtherCAT 主站）
   • CX5030、CX5040（多核處理器，適用于復雜運動控制）
2. CX5100 系列（緊湊型工業(yè) PC）
   • CX5120-0123（Inb Atom E3815，雙網(wǎng)口，支持實時控制）
   • CX5130、CX5140（更高主頻，支持多任務處理）
3. CX5200 系列（高性能擴展型）
   • CX5230-0195（Inb Core i7，支持 PCIe 擴展）
   • CX5240（支持雙千兆網(wǎng)口和 USB 3.0）
4. CX2000 系列（高端嵌入式 PC）
   • CX2020-0155（Inb Core i5，支持 FPGA 加速）
   • CX2040-0155（Inb Core i7，支持多軸同步控制）
5. CX8000 系列（ARM 架構控制器）
   • CX8090（ARM Cortex-A9，支持 TwinCAT 3）
   • CX8095（雙網(wǎng)口，支持邊緣計算）
6. CX9000 系列（緊湊型 ARM 控制器）
   • CX9020（ARM Cortex-A8，支持 EtherCAT 和 PROFINET）
   • CX9240（ARM Cortex-A53 四核，雙千兆網(wǎng)口）
7. CX7000 系列（低成本 ARM 控制器）
   • CX7010（Cortex-M7，支持小型 PLC 任務）
   • CX7291（Cortex-A9，支持 BACnet/IP 協(xié)議）
8. CX82xx 系列（新一代 ARM 控制器）
   • CX8200（Cortex-A53 雙核，1GB 內(nèi)存）
   • CX8210（帶 EtherCAT 從站接口）
   • CX8280（RS232/RS485 接口）
   • CX8290（雙交換式以太網(wǎng)口）

二、模塊化控制器（BX 系列）

1. BX5200 系列（總線端子模塊控制器）
   • BX5200（DeviceNet 主站，支持分布式 I/O）
2. BX8000 系列（高性能模塊化控制器）
   • BX8000-0000（支持 CANopen、DeviceNet）
3. BX9000 系列（緊湊型模塊化控制器）
   • BX9000、BX9020（支持 EtherCAT 和現(xiàn)場總線）

三、其他核心系列

1. CX1000 系列（入門級嵌入式控制器）
   • CX1001-0120（ARM9，支持 Windows CE）
   • CX1010-0022（Inb Atom，支持 TwinCAT PLC）
2. CX3000 系列（中端工業(yè) PC）
   • CX3100（Inb Core i3，支持雙網(wǎng)口）
3. CX6000 系列（機架式工業(yè) PC）
   • CX6100、CX6110（支持 PCIe 擴展和冗余電源）

四、特殊應用型號

1. CX9020-U900（帶 1 秒 UPS 的嵌入式控制器）
2. CX8191（支持 BACnet/IP 的樓宇自動化控制器）
3. BC9191（房間自動化緊湊型控制器）