03 - CPU y Terminales

Video

Table of Contents:

• 1 - Nuestra Demo: PC embebido y tarjetas I/O (digitales y analógicas)
• 2- El CX5120 y otros modelos de PCs embebidos
  • 2.1- La función del UPS (Uninterruptible Power Supply) en el CX5120
  • 2.2- Las partes principales del CX5120 (puertos, LEDs, alimentación y memoria)
  • 2.3- LEDs del CX5120 y su significado
• 3- Los distintos terminales de Beckhoff (Tarjetas EL y KL)
  • 3.1- Terminales de entradas y salidas digitales y analógicas (Serie 1000, 2000, 3000 y 4000)
  • 3.2- Terminales de Comunicación (Serie 6000)
  • 3.3- Terminales de Motion (Serie 7000)
  • 3.4- Terminales de Alimentación y Safety (Serie 9000 y x900)
  • 3.5- Switches de Direccionamiento (Señal y Alimentación)
  • 3.6- Power Contacts (alimentación de potencia para las salidas)

1 - Nuestra Demo: PC embebido y tarjetas I/O (digitales y analógicas)

En el curso tenemos estas demos:

que están conformadas por:

• un PC embebido que es un CX5120
  

• y varias tarjetas de entradas y salidas digitales y analógicas
  

Tenemos una EL1014 que es un terminal de entradas digitales

Una EL2008 que es un terminal de salidas digitales

Una EL3064 una tarjeta de entradas analógicas

y una EL4004 que es una tarjeta de salidas analógicas

Además de esto tenemos una EL9011 que es el final del bus

Nota: aunque en el caso de los terminales de bus, como en este caso, no haría falta poner ninguna terminación del bus. Por lo que EL9011 es simplemente una tapa para que no queden los pines al aire.

2 - El CX5120 y otros modelos de PCs embebidos

Beckhoff tiene disponibles varios modelos de PC embebidos, así como:

• IPCs
• Panel PC
• etc

Nosotros vamos a centrarnos en los PC embebidos, entre los que podemos encontrar diferentes gamas,

El CX5120 es el equipo que vamos a utilizar en ese video tiene un procesador Intel Atom de un solo núcleo.

Nota: Pero hay equipos como los de CX2000 con procesadores Intel i7 y otros modelos que llega hasta los 12 núcleos.

2.1- La función del UPS (Uninterruptible Power Supply) en el CX5120

Este equipo, el CX5120, también cuenta con una 1-second UPS (Uninterruptible Power Supply) que le permite durar unos segundos para guardar valores persistentes antes de apagarse en caso de pérdida de alimentación.

Cuando esto pase el primer led del equipo cambiará de verde a rosa, para indicarnos que ha perdido alimentación.

2.2- Las partes principales del CX5120 (puertos, LEDs, alimentación y memoria)

El CX5120 cuenta con dos puertos de ethernet no switcheados (es decir que cada uno tiene su propia tarjeta de red).

Tiene cuatro puertos USB, un conector DVI y para poder conectarnos a un monitor en caso de ser necesario.

Los indicadores led (que explicaremos ahora más adelante).

Tiene canales de alimentación a 24 voltios, que proporcionan la alimentación de control de la CPU y del bus.

Las dos siguientes filas es la alimentación de los Power Contacts que es independiente de la del bus.

Por último, tenemos los canales PE que son los pines para los conductores de protección.

y aquí tenemos este compartimento donde se encuentra la memoria,

podemos usar la tarjeta CFast para cargar el sistema operativo (como en este caso). O una micro SD en caso de sistemas operativos más ligeros como Windows CE.

More info here

En este espacio libre que veis aquí:

tenemos la opción de añadir (de manera opcional) pidiéndolo a fábrica un puerto adicional de comunicación.

Por ejemplo:

• un RS232 o RS485
  

• un puerto de comunicación Profinet o Profibus
  

• con CANopen
  

• etcétera...

2.3- LEDs del CX5120 y su significado

Ahora vamos a ver en este mismo equipo qué significa cada LED.

El primero es el ==indicador de alimentación, ==

el cual se enciende en verde cuando tenemos el CX conectado a una fuente de alimentación.
Nota: y ya hemos visto antes que si los desenchufaos se pondrá en rosa durante unos segundos hasta que se termine de apagar.

El segundo es el indicador de Twincat,

estará en verde si tenemos TwinCAT en run mode, en azul si tenemos TwinCat en configuration mode y en rojo si hemos detenido la ejecución de TwinCat.

A continuación tenemos el LED de HDD,

que nos indica el acceso a nuestra memoria, es decir si estamos leyendo o escribiendo en la tarjeta de memoria que estemos usando.

Y por último tenemos los dos indicadores de File Bus,

que se encienden en verde si se están enviando datos sobre el bus 1 o el 2

3 - Los distintos terminales de Beckhoff (Tarjetas EL y KL)

Beckhoff tiene dos líneas de terminales:

• tenemos terminales de E-bus (Tarjetas EL)
• y terminales de K-bus (Tarjetas KL)

Los terminales de E-bus son terminales basados en EtherCAT y cuyo bus interno es el propio EtherCAT, es la continuación del bus de EtherCAT que les entra.

Mientras que los terminales de K-bus cuentan con su propio bus interno.

Los terminales de E-bus son los más actuales, aunque todavía existen en el mercado muchos terminales de K-bus.

La diferencia principal entre ellos es la velocidad de transmisión de datos, que en el caso de los terminales de E-bus es mucho mayor.

Además de esto, los terminales de K-bus necesitan un final de bus, mientras que los de E-bus no.

A la hora de configurar nuestros terminales también dependerá de si son terminales de E-bus o terminales de K-bus.

Los terminales de E-bus pueden configurarse a través de TwinCAT en el mismo entorno de desarrollo.

En cambio los terminales de K-bus requieren de un software adicional llamado KS2000 que sirve para configurar cada uno de los terminales.

Dentro de la gama de terminales, tenemos:

• terminales de entradas y salidas digitales y analógicas
• terminales de motion
• terminales de alimentación
• terminales de comunicación

Resumen:

Tabla 1: Comparación entre E-bus y K-bus

Tabla 2: Comparación de Series de Terminales

3.1- Terminales de entradas y salidas digitales y analógicas (Serie 1000, 2000, 3000 y 4000)

Por lo general siguen estas referencias:

• los 1000 son terminales de entradas digitales
  

• los 2000 son terminales de salidas digitales
  

• los 3000 son entradas analógicas
  

• y los 4000 son salidas analógicas
  

3.2- Terminales de Comunicación (Serie 6000)

Además de estos terminales de entradas y salidas como hemos dicho antes, tenemos terminales de comunicación que sería la serie 6000.

3.3- Terminales de Motion (Serie 7000)

Terminales de Motion,

3.4- Terminales de Alimentación y Safety (Serie 9000 y x900)

y terminales de alimentación que son los 9000

También podemos encontrar dentro de estas categorías otras subcategorías como los terminales de safety, que siempre tiene el número 9 como segundo dígito.

3.5- Switches de Direccionamiento (Señal y Alimentación)

Aquí tenemos un terminal de safety en el que podemos ver el switch de direccionamiento de la tarjeta:

Vamos a coger una tarjeta para ver sus pies,

estos 6 pines laterales son los pines en este caso del E-bus (aunque sería igual en una tarjeta de K-bus).

Los cuatro primeros son pines de señal:

y los dos últimos son los dos pines de alimentación del bus:

como veis atraviesan la tarjeta y salen por el otro lado de la misma manera para comunicar con otra tarjeta que pongamos a su lado.

3.6- Power Contacts (alimentación de potencia para las salidas)

Además tenemos estas dos placas metálicas de aquí que son los Power Contacts

Los Power Contacts lo que hacen es suministrar la alimentación de potencia para los canales de las tarjetas para las salidas.

El E-bus requiere 2 amperios para poder alimentar todos los chips de EtherCAT de las tarjetas.

Si con todas las tarjetas colocadas se demanda más corriente como en este caso que vemos:

habrá que colocar una tarjeta de alimentación del E-bus como una EL9410 antes de la tarjeta que se ha quedado sin la alimentación.

En caso de usar terminales de K-bus sería lo mismo, de hecho requieren la misma alimentación. También hay tarjetas que suministran corriente de K-bus como por ejemplo la KL9400 que es una tarjeta de alimentación de K-bus.

4 - Consideraciones al montar el equipo

Hay una serie de consideraciones que tendremos que tener en cuenta a la hora de montar nuestro equipo, por ejemplo hay algunos terminales que interrumpen los power contacts mientras que otros no.

Además los power contact pueden tener tensiones diferentes en cada terminal, por lo que no serían compatibles entre ellos.

También hay tarjetas con diagnóstico en las entradas de EtherCAT que cuentan con un fusible integrado el cual envía su estado por el EtherCAT.

5 - Revisando la Documentación

Todo esto podemos verlo accediendo a la información de cada terminal para ello podemos acceder a la página web de Beckhoff y buscar el terminal del que queramos obtener más información a través del buscador.

Aquí tenemos información y documentación sobre todos los terminales y los equipos. Podemos ver la vista previa del terminal, podemos ver su esquema eléctrico,

Si necesitamos información sobre un terminal en concreto podemos ir a la página específica de información de Beckhoff que es infosys.

Ponemos en nuestro explorador infosys.beckhoff.com y desde aquí podemos ver información aún más detallada sobre cada tipo de terminal

Vamos a buscar la cpu que hemos estado usando en este vídeo.

Es esta de aquí, el CS5120

del que podemos ver toda la información disponible de este infosys. Si queremos ver la tarjeta lo haríamos igual.

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