倍福（Beckhoff）是一家全球领先的工业自动化解决方案提供商，总部位于德国威尔市，成立于 1980 年，由 Hans Beckhoff 创立。公司以基于 PC 的控制技术为核心，致力于推动工业自动化的数字化转型，其产品和技术广泛应用于汽车制造、半导体、新能源、物流等领域，是工业 4.0 和智能制造的重要推动者。

一、核心技术与产品

1. 基于 PC 的控制技术

• 工业 PC（IPC）：提供从嵌入式到高性能机架式的全系列产品，支持多操作系统（Windows/Linux），集成实时控制功能，可直接作为 PLC、运动控制器或 HMI 使用。
• TwinCAT 自动化软件平台：
  • 功能集成：将 PLC、运动控制、机器人、HMI、安全技术（TwinSAFE）、物联网（IoT）和数据分析（TwinCAT Analytics）整合在同一平台，支持 IEC 61131-3、C++、MATLAB/Simub 等多语言编程。
  • 开放性：支持 OPC UA、MQTT 等通信协议，无缝连接云端服务（如 Azure、AWS），实现工业物联网应用。
  • *新进展：2025 年推出 TwinCAT CoAgent，集成生成式 AI 模型，可通过自然语言交互优化开发流程；TwinCAT Vision 实现视觉检测与控制的深度融合。

2. 实时通信技术

• EtherCAT 总线：
  • 性能优势：循环时间低至 100μs，拓扑灵活（树型、星型、菊花链），支持 1000 个节点以上，被中国列为国家推荐性标准（GB/T 36137）。
  • 扩展技术：EtherCAT P 单电缆解决方案减少布线工作量，EtherCAT G 支持 10Gbps 高速通信。

3. 驱动与运动控制

• 伺服驱动系统：AX5000 系列支持多轴同步控制，动态响应时间达 1μs，适配永磁同步电机、直线电机等。
• 智能输送系统：
  • XTS 磁悬浮输送系统：动子独立控制，支持任意路径规划，定位精度 ±0.05mm，广泛应用于汽车电池模组组装。
  • XPlanar 平面磁悬浮系统：实现六自由度运动，适用于精密电子制造和半导体晶圆搬运。

4. 模块化硬件与无控制柜方案

• EtherCAT I/O 模块：超 1000 种信号类型，支持防爆、高温等特殊环境，如 EL6761 用于充电桩通信。
• MX-System 无控制柜解决方案：IP67 防护等级，集成供电、控制、通信功能，节省 50% 空间，适用于食品包装和医疗设备。

BECKHOFF 控制器 BX5100-0000 是一款基于 CANopen 协议 的高性能总线端子模块控制器，专为工业自动化领域的模块化设备设计。其核心功能是通过 CANopen 总线实现分布式 I/O 信号的实时处理与控制，同时支持灵活的扩展和编程能力。以下从技术特性、应用场景、行业适配及使用建议等方面展开详细说明：

一、技术架构与核心功能

1. 硬件设计

• 总线接口：支持 CANopen 从站协议，自动检测波特率（*高 1 Mbaud），配备地址选择开关（1-63）用于节点分配。通过 5 针开放式连接器与总线通信，可连接*多 64 个总线端子模块，并通过 K-Bus 扩展系统支持 255 个端子模块 的级联2728。
• 内存配置：内置 256 KB 程序内存 和 256 KB 数据内存，支持存储历史数据和趋势数据，满足复杂逻辑控制需求。
• 接口扩展：集成 2 个串行接口（COM1/COM2），支持 RS232 或 RS485 通信，可连接编程设备或其他串行外设。此外，通过 Beckhoff 智能系统总线（SSB） 可扩展显示器、触摸屏等外围设备。
• 显示与交互：配备 2 行 × 16 字符背光 LCD 显示屏 和 拨杆开关，用于参数设置、状态监控和故障诊断。

2. 性能与可靠性

• 实时控制：PLC 循环时间约 1 ms/1000 条指令（不含 I/O 周期），支持多任务处理和在线程序修改，满足工业级实时性要求。
• 电源与环境：采用 24 V DC 宽电压输入（-15% 至 +20%），功耗约 140 mA（不含扩展模块）。工作温度范围为 -25°C 至 +60°C，防护等级 IP20，符合 EN 60068-2 振动 / 冲击标准，适用于恶劣工业环境。
• 安全认证：通过 CE、UL 认证，符合 EN 61000-6-2/6-4 的 EMC 标准，确保在电磁干扰环境下的稳定性。

3. 编程与组态

• 软件支持：基于 TwinCAT 自动化软件，支持 IEC 61131-3 标准编程语言（IL、LD、FBD、SFC、ST），兼容 PLCopen 运动控制功能块。
• 配置工具：通过 TwinCAT 系统管理器进行总线参数设置、设备诊断和固件更新，支持通过 COM1 或 FC510x PC 现场总线卡下载程序。

以下是 BECKHOFF 控制器的主要型号：

一、工业 PC 控制器（CX 系列）

1. CX5000 系列（高性能嵌入式 PC）
   • CX5010、CX5020（搭载 Inb Atom 处理器，支持 EtherCAT 主站）
   • CX5030、CX5040（多核处理器，适用于复杂运动控制）
2. CX5100 系列（紧凑型工业 PC）
   • CX5120-0123（Inb Atom E3815，双网口，支持实时控制）
   • CX5130、CX5140（更高主频，支持多任务处理）
3. CX5200 系列（高性能扩展型）
   • CX5230-0195（Inb Core i7，支持 PCIe 扩展）
   • CX5240（支持双千兆网口和 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，支持多轴同步控制）
5. CX8000 系列（ARM 架构控制器）
   • CX8090（ARM Cortex-A9，支持 TwinCAT 3）
   • CX8095（双网口，支持边缘计算）
6. CX9000 系列（紧凑型 ARM 控制器）
   • CX9020（ARM Cortex-A8，支持 EtherCAT 和 PROFINET）
   • CX9240（ARM Cortex-A53 四核，双千兆网口）
7. CX7000 系列（低成本 ARM 控制器）
   • CX7010（Cortex-M7，支持小型 PLC 任务）
   • CX7291（Cortex-A9，支持 BACnet/IP 协议）
8. CX82xx 系列（新一代 ARM 控制器）
   • CX8200（Cortex-A53 双核，1GB 内存）
   • CX8210（带 EtherCAT 从站接口）
   • CX8280（RS232/RS485 接口）
   • CX8290（双交换式以太网口）

二、模块化控制器（BX 系列）

1. BX5200 系列（总线端子模块控制器）
   • BX5200（DeviceNet 主站，支持分布式 I/O）
2. BX8000 系列（高性能模块化控制器）
   • BX8000-0000（支持 CANopen、DeviceNet）
3. BX9000 系列（紧凑型模块化控制器）
   • BX9000、BX9020（支持 EtherCAT 和现场总线）

三、其他核心系列

1. CX1000 系列（入门级嵌入式控制器）
   • CX1001-0120（ARM9，支持 Windows CE）
   • CX1010-0022（Inb Atom，支持 TwinCAT PLC）
2. CX3000 系列（中端工业 PC）
   • CX3100（Inb Core i3，支持双网口）
3. CX6000 系列（机架式工业 PC）
   • CX6100、CX6110（支持 PCIe 扩展和冗余电源）

四、特殊应用型号

1. CX9020-U900（带 1 秒 UPS 的嵌入式控制器）
2. CX8191（支持 BACnet/IP 的楼宇自动化控制器）
3. BC9191（房间自动化紧凑型控制器）