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BECKHOFF CX1000 系列模块化嵌入式工业 PC硬件手册
时间: 2026-06-08浏览次数:
BECKHOFF CX1000 系列模块化嵌入式工业 PC硬件手册

BECKHOFF CX1000 系列模块化嵌入式工业 PC硬件手册

倍福 CX1000 系列模块化嵌入式工业 PC硬件手册,面向自动化专业技术人员,完整介绍产品架构、硬件规格、接口定义、安装接线、故障诊断、拆机报废及配件服务等内容。


产品整体概述

2.1 产品定位与适用场景
CX1000 是导轨式模块化控制系统,专为有工业 PC 算力需求、但预算有限的自动化场景设计,模块化拼接安装于控制柜 / 接线盒内。
支持无屏(无头)运行:依靠网口、串口实现通讯控制,无需显示器与键盘;
支持本地可视化:搭配 DVI 接口外接倍福控制面板或通用显示器,触控信号通过 USB 接入;
核心依托PC104(16 位 ISA)总线实现各模块互联,可自由按需选配组件。
2.2 系统整体架构
整套系统由CPU 主模块、电源模块、系统接口模块、现场总线模块四大类组成,可扩展 UPS、总线端子、现场总线盒等外设:
核心组合:CPU 模块 + CX1100 系列电源模块为基础单元;
扩展接口:串口、音频、DVI/USB 等系统接口模块;
总线扩展:支持 Profibus、CANopen、DeviceNet、SERCOS、Lightbus 等主 / 从站模块;
软件体系:搭载 TwinCAT 自动化软件,实现 IEC 61131-3 标准 PLC、多轴运动控制(飞锯、电子齿轮、凸轮等工艺功能)。
2.3 运行与编程方式
操作系统:可选 Windows CE.NET、Windows XP Embedded;
编程方式:WinCE 系统通过以太网远程编程;XP 嵌入式系统可结合 OPC 服务器对接 SCADA,实现控制 + 可视化一体化;
任务能力:最多支持 4 个用户任务,可同步运行伺服轴控任务。

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核心硬件模块详解

3.1 CPU 基础模块(CX1000-0000)
3.1.1 基础参数
处理器:兼容奔腾 MMX,主频 266MHz;
存储 / 内存:两种配置 ——16MB Flash+32MB RAM、64MB Flash+128MB RAM(XP Embedded 系统必须使用此高配);
标配接口:RJ45 以太网、9 针 RS232 串口;
扩展插槽:1 个 Type II Compact Flash(CF 卡)插槽,用于额外存储;
辅助配置:电池供电实时时钟、标配被动散热模块 CX1000-COOL;
尺寸重量:57×100×91mm,基础款约 355g,带 DVI/USB 款约 435g;
供电:由后端电源模块通过 PC104 总线统一供电。
3.1.2 指示灯(LED)
共 5 路诊断灯:PWR(电源)、Link(网络连接)、100MBit(百兆网)、Activity(网络数据交互)、HDD(CF 卡读写)。
3.1.3 型号细分规则
按内存、系统、接口、TwinCAT 软件划分多型号:
内存:16MB Flash+32MB RAM / 64MB Flash+128MB RAM;
接口:基础款(网口 + RS232)、扩展款(额外带 DVI + 双 USB);
系统:Windows CE.NET、Windows XP Embedded(要求 CF 卡最小 128MB);
软件:无 TwinCAT、TwinCAT PLC 运行时、TwinCAT PLC+NC 运动控制运行时。
3.1.4 关键接口与 CF 卡规范
以太网 RJ45:定义 8 针收发信号,交叉线直连设备、直通线接交换机;
RS232(COM1):标准 9 针 D-Sub 接口,完整定义数据收发、握手、接地等信号;
CF 卡插槽:仅作存储接口,严禁热插拔(断电操作);仅推荐使用倍福工业级 CF 卡(宽温、高擦写寿命,最高耐温 85℃),配备专用弹出结构。
3.1.5 PC104 总线
采用 104 路 ISA 标准信号,CX1000 在此基础上新增 8 路拓展信号(I²C、USB、电源控制等),是所有模块互联互通的核心总线,文档完整标注全部针脚定义。
3.2 系统接口模块(CX1000-N 系列)
模块尺寸统一为 19×100×91mm,重约 80g,出厂固化在 CPU 模块上,无法现场改装,通过 PC104 总线取电,共 4 款型号:
CX1000-N001:1 路 DVI-I + 2 路 USB1.1
DVI-I 兼容数字 / 模拟 VGA 信号,可转接传统 CRT 显示器;最长传输距离 7m,分辨率随距离递减;完整标注 29 针 DVI 针脚定义;
USB 为标准 A 型口,4 针定义,用于外接触控屏或外设。
CX1000-N002:两路 RS232(COM2/COM3),最大波特率 115kbit/s,简化 9 针接口定义。
CX1000-N003:音频接口(线路输入、麦克风输入、线路输出 / 耳机),3.5mm 音频座,内置蜂鸣器,输出功率最大 200mW。
CX1000-N005:两路光电隔离 RS422/RS485,最大波特率 115kbit/s;板载 8 位拨码开关,可配置回声、收发模式、终端电阻,不可与 N002 同时使用。
3.3 电源模块(CX1100 系列)
全系输入24V DC(允许波动 - 15%~+20%),最大功耗 30W,推荐前端配 2A 熔断器;集成 8KB NOVRAM(断电安全存储工艺数据)、两行 16 字符背光 LCD 显示屏,可通过 ADS 协议读写显示内容。分 3 款型号:
CX1100-0001:纯供电模块,无 I/O 接口,5 针可插拔端子供电,仅 1 路 PWR 电源指示灯。
CX1100-0002:集成 K-Bus 接口,可连接倍福总线端子;带 I/O RUN、I/O ERR 诊断灯,内置 2KB I/O 双口内存。
CX1100-0003:同时支持 K-Bus + IP-Link 光纤接口,可拓展现场总线盒模块;内置 4KB I/O 双口内存,端子、指示灯定义同 0002。
指示灯规则:电源正常时 PWR 灯亮绿色,短路时亮红色;I/O ERR 灯常灭代表总线配置正常,闪烁则报故障,可通过闪烁频次解读故障码。
3.4 现场总线模块
支持 Lightbus、Profibus DP、CANopen、DeviceNet(主 / 从站)、SERCOS(仅主站),模块尺寸 38×100×91mm;主站模块可搭配倍福全套总线组件搭建大型分布式系统,从站模块可作为子控制系统组网。


运输、安装与接线

4.1 运输与开箱
设备抗振但不耐剧烈冲击,建议使用原包装转运;
温差较大环境易产生凝露,设备需静置至室温后方可上电,凝露状态需等待 12 小时以上;
开箱核对配件、检查外观破损,异常及时联系售后。
4.2 机械安装要求
安装形式:标准 DIN 导轨安装,所有模块高度统一为 100mm,适配 120mm 标准接线盒;
尺寸汇总:各模块宽度不同,整机总宽度为所有拼接模块宽度之和;
通风规范:环境温度最高 55℃,设备上下必须预留30mm通风间隙;仅允许垂直方向对流的安装姿态,禁止遮挡散热孔;
模块组装:模块通过 PC104 接口直接拼接,底部白色卡扣用于导轨固定;现场总线模块需先拆卸 CPU 侧边盖板再拼接。
4.3 接线规范
所有模块由电源模块通过 PC104 总线集中供电,无需单独布线;
电源端子区分 24V、0V、接地、UPS 正负,PE 保护地严禁混用其他电位;
K-Bus、IP-Link 光纤需按输入 / 输出方向对应接线。


故障诊断与排查

5.1 指示灯故障解读
重点针对 CX1100-0002/0003 电源模块,通过I/O ERR 灯闪烁频次判定故障,包含 EEPROM 校验错误、缓冲区溢出、总线端子损坏、通讯异常等数十类故障码,并对应给出排查、修复方案。
5.2 常见故障及处理
故障现象 可能原因 处理措施
整机无响应 供电中断、熔断器损坏 检查熔断器、测量输入电压、核对接线,仍异常联系售后
无法完成开机引导 CF 卡损坏、系统配置错误 检查 CF 卡,核对系统参数,联系售后
系统启动但控制功能异常 软件或外接设备故障 对接软件 / 设备厂商排查
CF 卡读写报错 存储卡或插槽损坏 更换备用 CF 卡测试,故障依旧则报修
设备间歇性工作 内部硬件损坏 联系倍福技术支持
5.3 硬件看门狗说明
硬件看门狗功能仅在基于 Windows NT 系统 + TwinCAT的组合下由倍福提供技术支持;其他系统需用户自行开发适配,相关硬件资料可在官网下载。


停机、拆卸与报废

6.1 拆机步骤
整机必须先断电、停机,再执行拆卸操作;
模块拆卸:拉下底部白色卡扣,将整组模块从导轨取下;
模块分离:使用一字螺丝刀开启后侧分离机构,缓慢拆分 PC104 接口,禁止暴力插拔。
6.2 报废处理
设备拆解后,电子元器件严格遵循当地电子废弃物法规回收处置;禁止私自拆解外壳,会造成设备永久性损坏。

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