Module ngõ ra số DC tốc độ cao 5069-OB16F Allen-Bradley Compact 5000

Thông số kỹ thuật Allen-Bradley 5069-OB16F

5069-OB16F là Fast Sourcing Output

5069-OB16F sử dụng sourcing transistor output. Khi một output được bật, module cấp điện áp dương từ nguồn LA+ tới chân OUT tương ứng.

Dòng điện có thể hình dung theo hướng:

LA+ → mạch transistor output → OUTx → tải → LA-

Vì vậy các tải DC được đấu giữa chân OUT và cực âm của nguồn trường.

Module có tổng cộng:

• OUT0.
• OUT1.
• OUT2.
• OUT3.
• OUT4.
• OUT5.
• OUT6.
• OUT7.
• OUT8.
• OUT9.
• OUT10.
• OUT11.
• OUT12.
• OUT13.
• OUT14.
• OUT15.
• LA+.
• LA-.

LA+ và LA- là nguồn tải của 5069-OB16F

Đây là điểm rất quan trọng khi đấu module.

5069-OB16F không lấy dòng tải output trực tiếp từ SA Power Bus. Nguồn field-side cho 16 output được đưa vào module qua:

• LA+: cực dương nguồn tải.
• LA-: cực âm/0 VDC nguồn tải.

Dải nguồn LA được Rockwell quy định từ 10 đến 32 VDC, giá trị sử dụng phổ biến là 24 VDC.

Nếu PLC và module đã có MOD Power nhưng chưa cấp LA+/LA-, chương trình vẫn có thể nhận diện module nhưng các tải output sẽ không hoạt động đúng.

5069-OB16F không lấy dòng từ SA Power Bus

Rockwell quy định module không tiêu thụ dòng tải từ SA Power Bus.

Tuy nhiên đây vẫn là một DC-type module và phải được lắp trong một DC SA Power Bus của hệ Compact 5000.

Có thể phân biệt:

Mỗi kênh chịu tải tối đa 0,5 A

Rockwell công bố dòng tải điện trở liên tục:

• 0,5 A trên mỗi channel.
• Tối đa 8 A trên toàn module.

Nếu sử dụng đủ 16 output cùng lúc ở 0,5 A:

16 × 0,5 A = 8 A.

Đây chính là giới hạn tổng dòng tải của 5069-OB16F.

Không dùng thông số Surge 1 A như dòng liên tục

5069-OB16F có thể chịu surge current:

1 A trong tối đa 10 ms trên mỗi output, lặp lại tối thiểu mỗi 2 giây.

Đây là khả năng chịu xung trong thời gian rất ngắn, không phải dòng làm việc liên tục.

Không nên chọn một tải 1 A rồi đấu trực tiếp vào module chỉ vì thông số surge là 1 A.

Output Delay chỉ 10 µs

Điểm khác biệt nổi bật nhất của 5069-OB16F so với 5069-OB16 tiêu chuẩn là tốc độ.

Rockwell công bố thời gian từ backplane tới terminal:

OFF → ON và ON → OFF: 10 µs ±1 µs tại 25°C, tải 0,5 A.

Trong khi đó 5069-OB16 tiêu chuẩn có output delay tối đa khoảng 100 µs ±10 µs.

Như vậy về thông số danh định, 5069-OB16F có output response nhanh hơn khoảng 10 lần.

Minimum Pulse Width chỉ 20 µs

5069-OB16F hỗ trợ minimum pulse width:

20 µs tại tải 0,5 A và 25°C.

Trong khi 5069-OB16 tiêu chuẩn có minimum pulse width khoảng 200 µs.

Đây là lý do model có hậu tố F – Fast.

5069-OB16F hỗ trợ Scheduled Output

Scheduled Output là tính năng quan trọng nhất khiến 5069-OB16F khác một digital output thông thường.

Thay vì controller gửi lệnh và output thay đổi ngay khi packet được xử lý, hệ thống có thể gửi trước một thời điểm chính xác mà output phải chuyển ON hoặc OFF.

Rockwell công bố khả năng Scheduled Output của 5069-OB16F:

• Accuracy: ±10 µs.
• Resolution: 1 ns.
• Số schedule: 32.
• Output có thể schedule: OUT0 đến OUT15.

Module phải được Time-Synchronized để Scheduled Output hoạt động

Scheduled Output dựa trên thời gian hệ thống. Do đó module phải được time-synchronized.

Nếu hệ thống chưa đồng bộ thời gian đúng cách, các schedule sẽ không được áp dụng như thiết kế.

Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu:

• Đồng bộ output với servo.
• Cắt sản phẩm theo vị trí.
• Registration.
• Phun keo chính xác theo vị trí.
• Camera trigger.
• Reject sản phẩm tốc độ cao.

5069-OB16F và lệnh MAOC

Rockwell thiết kế chức năng Time-scheduled Output để sử dụng hiệu quả với Motion Arm Output Cam – MAOC.

MAOC cho phép trạng thái output được điều khiển dựa trên vị trí của một Motion Axis trong hệ Logix.

Ví dụ:

• Servo đưa sản phẩm tới vị trí 100 mm.
• PLC cần bật van phun keo chính xác tại vị trí đó.
• Output thông thường phụ thuộc vào RPI, scan và network timing.
• 5069-OB16F có thể nhận trước thời điểm ON/OFF và thực hiện theo Clock đồng bộ.

Cách này giúp tăng độ chính xác của output trong các ứng dụng motion tốc độ cao.

Minimum Schedule Interval

User Manual của Rockwell công bố minimum schedule interval:

100 µs.

Khi schedule được tạo bởi lệnh MAOC, tài liệu cho biết có thể sử dụng khoảng:

50 µs.

Cần phân biệt thông số này với minimum physical pulse width 20 µs của phần cứng output.

Scheduled Output Resolution 1 ns không có nghĩa Output Delay 1 ns

Đây là điểm dễ hiểu sai.

1 ns là độ phân giải của timestamp/schedule.

Nó không có nghĩa transistor vật lý có thể đóng hoặc ngắt trong 1 ns.

Các thông số cần phân biệt:

• Output delay: 10 µs ±1 µs.
• Minimum pulse width: 20 µs.
• Scheduled output accuracy: ±10 µs.
• Scheduled output resolution: 1 ns.

Ứng dụng Camera Trigger

5069-OB16F có thể được sử dụng để tạo tín hiệu trigger chính xác cho camera công nghiệp nếu yêu cầu điện áp, dòng điện và timing của camera tương thích với module.

Ví dụ trên dây chuyền kiểm tra:

• Encoder hoặc motion axis xác định vị trí sản phẩm.
• PLC tính thời điểm camera cần chụp.
• 5069-OB16F phát trigger tại thời điểm đã schedule.
• Vision system chụp sản phẩm.

Ứng dụng Reject tốc độ cao

Trong máy sorting tốc độ cao, thời điểm kích cơ cấu reject phải chính xác để loại đúng sản phẩm lỗi.

Hệ thống có thể gồm:

Sensor/Vision → PLC → tính vị trí sản phẩm → 5069-OB16F → van reject

Scheduled Output giúp giảm ảnh hưởng của biến thiên thời gian truyền thông và scan trong những ứng dụng cần timing chặt chẽ.

Ứng dụng phun keo hoặc đánh dấu sản phẩm

Module có thể dùng để kích:

• Van phun keo.
• Marking head.
• Solenoid tốc độ cao.
• Thiết bị phun mực.

khi sản phẩm đi qua một vị trí xác định.

Phải kiểm tra response time của chính van hoặc thiết bị chấp hành vì output PLC nhanh không có nghĩa cơ cấu cơ khí cũng phản ứng nhanh tương ứng.

Ứng dụng máy cắt theo vị trí

Trong máy Cut-to-Length hoặc Flying Cut, 5069-OB16F có thể dùng để kích một cơ cấu theo vị trí hoặc thời gian chính xác khi hệ thống motion được cấu hình phù hợp.

Tuy nhiên đối với servo motion control trực tiếp, motion drive vẫn phải được điều khiển bằng kiến trúc CIP Motion thích hợp. 5069-OB16F chỉ là Fast Digital Output Module, không thay thế servo drive.

5069-OB16F có No-load Detection

Module hỗ trợ No-load Detection trên từng channel.

Tính năng này giúp phát hiện một số tình trạng như:

• Tải bị tháo.
• Dây tải bị đứt.
• Connector bị lỏng.
• Cuộn dây không còn được nối đúng.

Khả năng chẩn đoán thực tế phụ thuộc trạng thái output, tải và điều kiện cấu hình. Không nên xem No-load Detection là phép đo điện trở tải chính xác.

Phát hiện Short Circuit, Overload và Overtemperature

5069-OB16F hỗ trợ diagnostics từng channel đối với:

• Short Circuit.
• Overload.
• Overtemperature.

Module đồng thời có chức năng bảo vệ Short Circuit/Overload.

Các diagnostic tag có thể được sử dụng trong Studio 5000 để:

• Báo lỗi HMI.
• Xác định channel gặp sự cố.
• Dừng chu trình.
• Ghi lịch sử alarm.
• Hỗ trợ bảo trì.

Field Power Loss Detection

Rockwell Technical Data hiện hành ghi Field Power Loss Detection chỉ áp dụng với Series B hardware trên nhóm 5069-OB16/OB16K/OB16F.

Vì vậy nếu hệ thống đang sử dụng 5069-OB16F đời cũ, phải kiểm tra Series trên nhãn module trước khi dựa vào tính năng này.

Reverse Voltage Protection

5069-OB16F hỗ trợ Reverse Voltage Protection nhằm giảm nguy cơ hư hỏng khi nguồn field-side bị đấu sai cực trong một số điều kiện.

Tuy nhiên đây là chức năng bảo vệ, không phải cho phép vận hành thường xuyên với nguồn đảo cực.

Overvoltage Protection tối đa 36 V

Rockwell công bố Overvoltage Protection:

Tối đa 36 V, fuse protected.

Điện áp output hoạt động bình thường vẫn chỉ nằm trong khoảng:

10–32 VDC.

36 V là giới hạn bảo vệ, không phải điện áp làm việc được khuyến nghị.

Inductive Kickback Suppression

Sơ đồ chức năng Rockwell thể hiện 5069-OB16F có mạch Inductive Kickback Suppression.

Tính năng này hữu ích khi output điều khiển các tải cảm như:

• Relay DC.
• Van điện từ.
• Cuộn coil.

Tuy nhiên với tải cảm lớn hoặc dây dài vẫn cần kiểm tra yêu cầu surge suppression của thiết bị trường và hướng dẫn Wiring and Grounding của Rockwell.

Off-state Leakage Current

Do sử dụng transistor output, module có thể tồn tại một lượng leakage current rất nhỏ khi output OFF.

Technical Data hiện hành quy định mức tối đa:

<0,5 mA trên mỗi điểm.

Với tải có trở kháng rất cao hoặc thiết bị điện tử nhạy, leakage current có thể gây:

• Đèn LED sáng mờ.
• Relay bán dẫn không tắt hoàn toàn.
• Thiết bị nhận hiểu nhầm trạng thái.

Rockwell nêu phương án sử dụng điện trở tải song song trong một số trường hợp. Với hệ 24 VDC, tài liệu đề cập điện trở khoảng 5,6 kΩ / 0,5 W cho transistor output.

Trạng thái Output khi Controller Fault

5069-OB16F cho phép cấu hình trạng thái từng output khi controller hoặc connection chuyển sang fault.

Các lựa chọn gồm:

• Hold Last State.
• On.
• Off – mặc định.

Thời gian duy trì Fault Mode có thể cấu hình theo từng điểm:

• 1 giây.
• 2 giây.
• 5 giây.
• 10 giây.
• Forever – mặc định.

Không nên để Fault State mặc định mà không kiểm tra

Việc output OFF khi fault không phải lúc nào cũng là trạng thái an toàn nhất cho mọi máy.

Ví dụ:

• Một van khí nén OFF có thể làm xy lanh thu về.
• Một van khác OFF có thể làm mất áp giữ.
• Một cơ cấu có thể rơi nếu mất output.

Do đó trạng thái Fault/Program Mode phải được xác định từ đánh giá rủi ro và nguyên lý máy.

5069-OB16F không phải Safety Output

5069-OB16F là standard Fast Digital Output Module, không phải Safety Output.

Không dùng riêng module cho:

• Emergency Stop.
• Safety Door.
• Safety Light Curtain.
• Safe Torque Off.
• SIL/PL safety function.

Rockwell có dòng Compact 5000 Safety Output riêng như 5069-OBV8S cho các ứng dụng safety phù hợp.

RTB của 5069-OB16F phải mua riêng

5069-OB16F sử dụng một trong hai Removable Terminal Block:

RTB không được giao kèm Compact 5000 I/O module. Phải đặt mua riêng nếu BOM chưa có.

Thông số dây của RTB

Rockwell quy định:

• Tiết diện dây: 0,34–1,5 mm².
• Tương đương 22–16 AWG.
• Dây đồng solid hoặc stranded.
• Rated từ 105°C trở lên.
• Mỗi terminal sử dụng một dây.

RTB Spring

• Đường kính ngoài tối đa: 2,9 mm kể cả cách điện.
• Chiều dài tuốt dây: 10 mm.

RTB Screw

• Đường kính ngoài tối đa: 3,5 mm kể cả cách điện.
• Chiều dài tuốt dây: 12 mm.
• Torque: khoảng 0,4 N·m.

Kích thước 5069-OB16F

Kích thước module:

• Chiều cao: 144,6 mm.
• Chiều rộng: 22 mm.
• Chiều sâu: 105,4 mm.
• Khối lượng: khoảng 175 g.
• Slot Width: 1.

Thiết kế rộng chỉ 22 mm giúp module cung cấp 16 Fast Outputs trong không gian nhỏ trên DIN rail.

Lắp đặt DIN Rail

5069-OB16F tương thích DIN rail:

EN50022 – 35 × 7,5 mm.

Module được lắp nối tiếp với controller, EtherNet/IP adapter hoặc các Compact 5000 I/O module khác.

Module cuối cùng trong bank phải được đóng bằng đúng 5069-ECR End Cap.

Điều kiện môi trường

Do thuộc loại open-style, 5069-OB16F phải được lắp bên trong tủ điện hoặc enclosure phù hợp.

So sánh 5069-OB16 và 5069-OB16F

5069-OB16 phù hợp với các tải thông thường như relay, van, đèn báo. 5069-OB16F phù hợp hơn khi thời điểm thay đổi output là một phần quan trọng của hiệu suất máy.

Khi nào nên chọn 5069-OB16F?

• Cần 16 digital sourcing outputs.
• Tải sử dụng 12/24 VDC.
• Dòng tải không vượt 0,5 A/kênh.
• Tổng tải không vượt 8 A/module.
• Cần output response khoảng 10 µs.
• Cần pulse width nhỏ tới khoảng 20 µs.
• Cần Time-scheduled Output.
• Cần đồng bộ output với Motion.
• Sử dụng MAOC.
• Cần Camera Trigger chính xác.
• Cần Reject tốc độ cao.
• Cần registration hoặc electronic cam.

Khi nào không cần 5069-OB16F?

Nếu máy chỉ điều khiển:

• Relay thông thường.
• Đèn báo.
• Van điện từ tốc độ thấp.
• Contactor.
• Cơ cấu không yêu cầu timing chính xác.

thì 5069-OB16 tiêu chuẩn có thể đã đáp ứng và không nhất thiết phải sử dụng bản Fast.

Lưu ý khi dùng với van điện từ

Output 10 µs không có nghĩa van điện từ sẽ phản ứng trong 10 µs.

Tổng thời gian thực tế còn phụ thuộc:

• Thời gian response của coil.
• Cơ cấu spool.
• Áp suất khí.
• Ống khí.
• Cơ cấu chấp hành.

Nếu van có response 5–20 ms thì tốc độ output PLC chỉ là một phần nhỏ của tổng thời gian hệ thống.

Lưu ý khi sử dụng Scheduled Output

• Hệ thống phải Time-Synchronized.
• Phải kiểm tra firmware của module.
• Phải kiểm tra version Studio 5000.
• Kiểm tra RPI và architecture.
• Kiểm tra cách cấu hình MAOC nếu sử dụng Motion.
• Không nhầm 1 ns resolution với 1 ns physical switching time.

5069-OB16F còn sản xuất không?

Có. Rockwell Automation hiện xếp 5069-OB16F ở trạng thái Lifecycle Status: Active.

Trang sản phẩm chính hãng hiện vẫn cung cấp:

• Firmware.
• Technical Data.
• User Manual.
• 2D Drawing.
• 3D Drawing.
• STEP Model.
• Thông tin chứng nhận.

Câu hỏi thường gặp về 5069-OB16F

5069-OB16F có bao nhiêu output?

Module có 16 sourcing digital outputs.

5069-OB16F dùng điện áp bao nhiêu?

Output thuộc loại 12/24 VDC, dải hoạt động field-side từ 10 đến 32 VDC.

Dòng tối đa mỗi output bao nhiêu?

Tối đa 0,5 A/kênh đối với tải điện trở.

Tổng dòng module bao nhiêu?

Tối đa 8 A.

5069-OB16F nhanh bao nhiêu?

Output delay OFF→ON và ON→OFF khoảng 10 µs ±1 µs tại 25°C và tải 0,5 A.

Minimum Pulse Width bao nhiêu?

Khoảng 20 µs.

5069-OB16F có Scheduled Output không?

Có.

Scheduled Output chính xác bao nhiêu?

Rockwell công bố accuracy khoảng ±10 µs.

Scheduled Output Resolution bao nhiêu?

1 ns.

Có bao nhiêu Schedule?

Rockwell User Manual công bố 32 schedules.

Có dùng với MAOC được không?

Có. Time-scheduled Output Control của 5069-OB16F được Rockwell thiết kế để hỗ trợ ứng dụng với Motion Arm Output Cam – MAOC.

5069-OB16F là NPN hay PNP?

Rockwell sử dụng thuật ngữ sourcing output. Về nguyên lý mạch DC công nghiệp, nó cấp điện áp dương tới tải và thường tương ứng cách gọi PNP transistor output.

LA+ và LA- dùng để làm gì?

Dùng để cấp nguồn field-side trực tiếp cho 16 output.

Module có lấy dòng tải từ SA Power không?

Không. Tuy nhiên module vẫn phải nằm trên DC SA Power Bus.

5069-OB16F có No-load Detection không?

Có, trên từng channel.

Có chống ngắn mạch không?

Có Short Circuit/Overload Detection và Protection.

Có báo mất Field Power không?

Có trên Series B hardware theo Technical Data hiện hành.

RTB có đi kèm không?

Không. Phải mua riêng.

5069-OB16F dùng RTB nào?

Dùng 5069-RTB18-SCREW hoặc 5069-RTB18-SPRING.

Kích thước module bao nhiêu?

Khoảng 144,6 × 22 × 105,4 mm.

Khối lượng bao nhiêu?

Khoảng 175 g.

5069-OB16F có phải Safety Output không?

Không. Đây là Fast Standard Digital Output Module.

5069-OB16F còn sản xuất không?

Có. Rockwell Automation hiện ghi trạng thái Active.

Tài liệu cần kiểm tra trước khi sử dụng

• Trang sản phẩm Allen-Bradley 5069-OB16F.
• Compact 5000 I/O Modules and Specialty Module Specifications – 5069-TD001.
• Compact 5000 Digital 16-point Sourcing Output Modules Installation Instructions.
• Compact 5000 Digital I/O Modules User Manual – 5000-UM004.
• Tài liệu Motion Arm Output Cam – MAOC.
• Sơ đồ Output Wiring 5069-OB16F.
• Firmware compatibility.
• Product Drawing.
• 3D STEP Model.

Thông tin đặt hàng 5069-OB16F

• Tên sản phẩm: Compact 5000 Fast DC Output Module.
• Mã sản phẩm: 5069-OB16F.
• Hãng: Allen-Bradley / Rockwell Automation.
• Số kênh: 16.
• Kiểu: Fast Sourcing Transistor Output.
• Voltage: 12/24 VDC.
• Field Voltage: 10–32 VDC.
• Dòng mỗi kênh: 0,5 A.
• Tổng dòng module: 8 A.
• Surge: 1 A/10 ms mỗi channel.
• Output Delay: 10 µs ±1 µs.
• Minimum Pulse Width: 20 µs.
• Scheduled Output: Có.
• Scheduled Accuracy: ±10 µs.
• Scheduled Resolution: 1 ns.
• Schedules: 32.
• No-load Detection: Có.
• Short Circuit/Overload Diagnostics: Có.
• Field Power Loss Detection: Series B hardware.
• MOD Power: 75 mA tại 18–32 VDC.
• LA Power: 0,5 A/kênh; tối đa 8 A/module.
• SA Power: Không tiêu thụ dòng SA.
• Power Dissipation: tối đa 3,25 W.
• RTB: 5069-RTB18-SCREW hoặc 5069-RTB18-SPRING.
• RTB đi kèm: Không.
• Kích thước: 144,6 × 22 × 105,4 mm.
• Khối lượng: khoảng 175 g.
• Nhiệt độ hoạt động: 0–60°C.
• Safety: Không.
• Lifecycle: Active.

Liên hệ

Vui lòng liên hệ Hải Phòng Tech để biết thêm thông tin về sản phẩm.