Nâng cấp servo Kinetix 300, 350, 6000 và Ultra3000 lên Kinetix 5100, 5300, 5700: chọn đường nào, đổi những gì

Kinetix 300, Kinetix 350, Kinetix 2000, Kinetix 6000/6200/6500, Kinetix 7000 và Ultra3000 đều đã ngừng bán. Theo trang sản phẩm của Rockwell (đọc ngày 27/10/2026): Ultra3000 ngừng bán trong năm 2022 (muộn nhất 31/12/2022), Kinetix 2000 ngày 31/12/2022, Kinetix 6000 và Kinetix 7000 ngày 31/12/2023 (riêng 2094-BC07-M05-S ngày 05/08/2025), Kinetix 300 và Kinetix 350 từ 17/07/2023 đến 31/07/2024, các module Kinetix 6200/6500 từ 31/12/2023 đến 31/12/2025. Máy đang chạy vẫn chạy được; vấn đề là khi drive hỏng thì không còn hàng mới chính hãng để thay.

Rockwell có năm hướng dẫn migration riêng cho các đường chuyển đổi chính. Bài này tóm tắt các hướng dẫn đó: dòng cũ nào sang dòng mới nào, phần nào đổi, và việc cần chuẩn bị trước một lần thay. Mã thay thế cho từng mã cũ nằm trong danh mục tra mã hết vòng đời.

Dòng cũ sang dòng mới

2198-RM006A ghi rõ chỉ áp dụng cho Ultra3000 bản SERCOS; các bản analog, indexing và DeviceNet được chỉ sang Kinetix 5100 theo 2198-RM003 (2198-RM006A tr. 6). Hình 1 cùng trang còn có Kinetix 5500, nhưng phần nội dung của hướng dẫn chỉ mô tả đường sang Kinetix 5300.

Với Kinetix 2000, Kinetix 7000 và Kinetix 6200/6500, các tài liệu nêu trong bài không có hướng dẫn migration riêng. Mã thay thế lấy theo trang sản phẩm Rockwell: Kinetix 2000 sang Kinetix 5300, Kinetix 7000 sang Kinetix 5700. Khối công suất 2094-…-M của Kinetix 6200/6500 có định mức inverter 4, 9, 15, 30 và 49 A 0-pk (2094-UM002I tr. 23), tương đương 2,8–34,6 A rms của các module Kinetix 6000 trong Bảng 9 của 2198-RM002B (tr. 24); vì vậy bảng ghép theo dòng ra của 2198-RM002B dùng làm mốc được. Module điều khiển 2094-SE02F và 2094-EN02D không có mã thay thế riêng trên trang Rockwell.

Những điểm đổi gần như lần nào cũng gặp

• Nguồn điều khiển 24 V DC. Kinetix 6000 lấy nguồn điều khiển từ AC; Kinetix 5700 cần nguồn 24 V DC do khách cấp cho mạch điều khiển, ngõ vào số và phanh motor (2198-RM002B tr. 12, 19). Kinetix 5300 dùng 24 V DC (21,6…26,4 V), dòng 400 mA, 900 mA hoặc 1,7 A tùy frame, chưa tính dòng phanh (2198-RM005B tr. 23). Kinetix 5100 loại 200 V lấy nguồn điều khiển từ một pha AC vào, loại 400 V dùng 24 V DC (2198-RM004C tr. 16, 28–29).
• Ngõ vào số ít hơn và phải gán chức năng. Kinetix 6000 có sáu ngõ vào cố định; mỗi inverter Kinetix 5700 có bốn ngõ vào cấu hình được (2198-RM002B tr. 20). Kinetix 350 có năm ngõ vào cố định, Kinetix 5300 có bốn ngõ vào cấu hình được, kiểu sinking (2198-RM005B tr. 19, 21). Máy dùng hết ENABLE, HOME, hai ngõ registration và hai ngõ overtravel thì phải xem lại cách đấu.
• Mạng EtherNet/IP hai cổng. SERCOS chuyển sang EtherNet/IP; bộ điều khiển hiện có có thể dùng lại được, nhưng module truyền thông và switch phải hỗ trợ EtherNet/IP (2198-RM002B tr. 16). Kinetix 5300 có hai cổng; switch ngoài phải hỗ trợ IEEE-1588 (2198-RM005B tr. 27).
• Phiên bản phần mềm. Kinetix 5700 cần Studio 5000 từ v26.00 (2198-RM002B tr. 13); Kinetix 5300 cần Studio 5000 từ v33.00 (2198-RM005B tr. 46; 2198-RM006A tr. 13). Kinetix 5100 cấu hình bằng KNX5100C qua cổng mini-USB, thay cho MotionView OnBoard của Kinetix 300 và Ultraware của Ultra3000 (2198-RM004C tr. 34–35; 2198-RM003B tr. 41).
• Nguồn AC vào. Kinetix 5100 và Kinetix 5300 chỉ hỗ trợ thứ cấp hình sao nối đất trung tính (2198-RM004C tr. 13; 2198-RM005B tr. 11; 2198-RM003B tr. 13).
• Safe Torque Off. Connector và sơ đồ chân STO khác nhau giữa drive cũ và mới (2198-RM004C tr. 44; 2198-RM005B tr. 33–34). Ultra3000 không có STO; Kinetix 5300 có STO đấu dây cứng, nếu không dùng thì phải cắm jumper (2198-RM006A tr. 17, 53).

Kinetix 6000 lên Kinetix 5700 (2198-RM002B)

• Kiến trúc bus đổi hẳn. Thanh nguồn 2094, module slot-filler và LIM không còn dùng; thay bằng bộ nguồn DC-bus 2198-Pxxx cộng các inverter (2198-RM002B tr. 13, 16). Rơ-le cho phép contactor chuyển từ IAM sang bộ nguồn DC-bus (connector CED) và bắt buộc phải đấu (tr. 28–29).
• Điện trở xả. Module 2094-BSP2 thay bằng điện trở 2198-Rxxx đấu vào bộ nguồn DC-bus; chỉ 2198-R004 được đặt trong tủ (tr. 15, 29).
• Chọn cỡ inverter theo dòng ra. Bảng 9 (tr. 24) ghép từng module Kinetix 6000 với inverter Kinetix 5700, ví dụ 2094-BM01-S (6,1 A rms) với 2198-D020-ERS3 (8,0 A rms), 2094-BM05-S (34,6 A rms) với 2198-S086-ERS3 (43,0 A rms). Inverter Kinetix 5700 cần bộ nguồn DC-bus chọn đủ công suất (tr. 24, chú thích 2).
• Motor giữ lại được, có điều kiện. Các motor 1326AB, MPL/MPM/MPF/MPS, RDB, motor tuyến tính LDC và các actuator MPAS/MPAR/MPAI/LDAT vẫn dùng được, nhưng có giới hạn về tương thích feedback (tr. 11). Motor 1326AB dùng resolver cần bộ chuyển đổi resolver của bên thứ ba và file motor riêng (tr. 14).
• Bộ feedback. Kit 2198-K57CK-D15M nhận Hiperface, EnDat, AqB và sin/cos (tr. 17). Kit 2198-H2DCK chuyển Hiperface sang DSL khi cần vòng vị trí kép (tr. 18).
• Cáp. Chỉ cáp motor 2090-CxBM7DF — cáp động lực 2090-CPBM7DF và cáp feedback 2090-CFBM7DF — dùng chung được giữa hai hệ (tr. 18, 22). Cáp feedback tối đa 90 m với encoder tuyệt đối, 30 m với encoder incremental, 75 m với EnDat (tr. 18); cáp Ethernet tối đa 100 m và phải dùng cáp có bọc chống nhiễu (tr. 19).
• Kích thước. Trong đa số trường hợp, Kinetix 5700 chiếm ít chỗ hơn và lắp vừa chỗ của Kinetix 6000 (tr. 19).
• Logix Designer. Bộ nguồn DC-bus phải được khai trong I/O Configuration (tr. 41).

Hướng dẫn có sẵn checklist mười mục (Bảng 1, tr. 11–12): tương thích motor quay, tương thích motor tuyến tính và actuator, nguồn 24 V DC cho phanh, nguồn cho ngõ vào số và registration, đầu nối I/O, ngõ vào cho phép phần cứng, STO, linh kiện nguồn vào, rơ-le bảo vệ mạch nạp trước, và khả năng DC common-bus.

Kinetix 300 lên Kinetix 5100 (2198-RM004C)

Chế độ chạy của Kinetix 300 có chế độ tương ứng trên Kinetix 5100 (tr. 7):

• Ngõ vào/ra số. 12 ngõ vào trong ba nhóm cách ly thành 10 ngõ vào (8 thường, 2 tốc độ cao) chung một common; registration chỉ có ở ngõ vào 9 và 10. Số index tăng từ 32 lên 99 (tr. 20, 22). Ngõ ra số từ 5 lên 6 (tr. 23).
• Motor và cáp. Chỉ motor Kinetix MP và TL chạy được trên cả hai drive; motor MP dùng resolver không chạy với Kinetix 5100 (tr. 29). Cáp MP và TL/TLY dùng lại được; với TL/TLY thì bỏ connector đầu drive 2090-DANFCT và dùng kit 2198-K51CK-D15M (tr. 49–50).
• Dòng ngắn mạch định mức giảm từ 100.000 A của Kinetix 300 xuống 5.000 A của Kinetix 5100 (tr. 16–18); kiểm lại bảo vệ phía nguồn.
• Mạng. Kinetix 300 chỉ có cấu hình hình sao (cần 1783-ETAP nếu muốn đường thẳng hoặc vòng); Kinetix 5100 có hai cổng, chạy được đường thẳng, vòng và hình sao (tr. 35).
• Điều khiển từ PLC. Kinetix 5100 điều khiển được qua AOI ở I/O mode, qua explicit messaging từ MicroLogix, Micro800 hoặc PLC hãng khác, hoặc chạy độc lập bằng xung, analog hay I/O số (tr. 60–62). Hướng dẫn có bốn kịch bản chuyển đổi: analog sang analog, indexing sang PR, gearing/step-direction sang PT (tần số xung tối đa từ 2 MHz lên 4 MHz), và External Reference sang I/O mode (tr. 64–70).

Kinetix 350 lên Kinetix 5300 (2198-RM005B)

• Cả hai đều cấu hình và lập trình trong Studio 5000 (tr. 5–6); Kinetix 5300 cần từ v33.00 (tr. 46).
• Phanh. Kinetix 5300 cấp trực tiếp cho phanh tới 2,25 A; không được đấu nguồn của khách vào mạch phanh này, và nhiều trường hợp bỏ được rơ-le ngoài (tr. 22).
• STO. Đầu cắm 6 chân đổi thành connector 10 chân; sơ đồ chân khác (tr. 33–34).
• Cáp và feedback. Cáp động lực và feedback MP dùng lại được (tr. 25, 39); dùng cáp đầu dây rời thì thay kit bằng 2198-K53CK-D15M (tr. 39).
• Kích thước tương đương, ví dụ 2097-V31PR0-LM (238 × 68 × 185 mm) sang 2198-C1004-ERS (215 × 50 × 200 mm) (tr. 10). Dây động lực motor chuyển từ mặt trước xuống mặt dưới drive (tr. 11).

Ultra3000 lên Kinetix 5100 hoặc Kinetix 5300

Sang Kinetix 5100 (2198-RM003B). Chế độ Analog Current, Analog Velocity, Analog Position, Preset, Follower và Indexing đều có chế độ tương ứng (T, S, PT, PR…); Host Command chuyển sang explicit messaging, DeviceNet chuyển sang I/O mode với AOI (tr. 9).

• Giao tiếp serial hoặc DeviceNet chuyển thành USB để cấu hình và EtherNet/IP để điều khiển; không cần RSNetWorx for DeviceNet nữa (tr. 13, 40, 88).
• Ngõ vào từ 8 (chỉ sinking) lên 10, sinking hoặc sourcing; ngõ ra từ 4 lên 6 (tr. 13–14).
• Motor 1326AB và motor dòng F/H/N/Y không được hỗ trợ trên Kinetix 5100; motor MP (trừ loại dùng resolver) và motor TLY-A…-H chạy được trên cả hai; Ultra3000 không chạy motor TL (tr. 34).
• Cáp tối đa giảm từ 90 m xuống 50 m (MP Hiperface, TLP) hoặc 30 m (TL/TLY, MP incremental) (tr. 14). Nhiệt độ môi trường tối đa giảm từ 55 °C xuống 50 °C (tr. 11).
• Board breakout, module phanh điện trở (RBM) và encoder phụ không dùng chung được (tr. 35).

Sang Kinetix 5300 (2198-RM006A), cho bản SERCOS. SERCOS cáp quang thành EtherNet/IP hai cổng; cần Studio 5000 từ v33.00 (tr. 13). Nguồn 5 V hoặc nguồn phụ tùy chọn của Ultra3000 thay bằng nguồn 24 V DC bắt buộc (tr. 15–16). Sáu ngõ vào cố định thành bốn ngõ vào cấu hình được (tr. 16). Cáp feedback hiện có dùng được với kit 2198-K53CK-D15M (tr. 35). Trong đa số trường hợp, Kinetix 5300 nhỏ hơn và lắp vừa chỗ của Ultra3000 (tr. 15).

Chỗ cần kiểm lại cỡ drive

Mã thay thế trên trang sản phẩm Rockwell không phải lúc nào cũng khớp với bảng chọn theo dòng ra trong hướng dẫn. Vài ví dụ trong danh mục tra mã:

• 2094-AM05-S: trang sản phẩm ghi 2198-D012-ERS3, còn 2198-RM002B Bảng 9 ghép với 2198-S086-ERS3 theo dòng ra 34,6 A rms.
• 2098-DSD-075: trang sản phẩm ghi 2198-E2075-ERS, còn 2198-RM003B Bảng 8 ghép với 2198-E2055-ERS.
• 2099-BM09-S (96 A rms liên tục, 2099-UM001G tr. 150): mã trên trang là 2198-S160-ERS3, loại ra 85 A rms (2198-RM002B tr. 24).
• 2098-DSD-HV220-SE (33,2 A rms): mã trên trang là 2198-C4075-ERS, loại ra 27,5 A rms (2198-RM006A tr. 20).

2198-RM002B khuyên chọn cỡ drive, bộ nguồn DC-bus và điện trở xả bằng Motion Analyzer theo tải thật (tr. 6, 24, 37).

Một ca TDL đã làm: dây chuyền đóng gói P&G Đồng An

Từ 2024 đến 2026, TDL thay 24 drive servo đã ngừng bán bằng Kinetix 5300 trên năm máy đóng gói của P&G Việt Nam tại nhà máy Đồng An:

Thông số drive cũ được sao lưu trước khi tháo; các trục được khai lại thành trục integrated motion trên EtherNet/IP trong chương trình mới. Kinetix 350 và Ultra3000 đi đúng đường Kinetix 5300 trong 2198-RM005B và 2198-RM006A; riêng Kinetix 300 và Ultra3000i cũng sang Kinetix 5300 thay vì Kinetix 5100, và điều khiển bằng integrated motion. Chi tiết: dự án dây chuyền đóng gói P&G Đồng An.

Trước khi thay drive

1. Tải và lưu chương trình controller cùng file cấu hình mạng hiện hành; nếu chưa có bản mới nhất thì upload trước (2198-RM002B tr. 6; 2198-RM005B tr. 7).
2. Ghi lại mã drive, mã motor, loại feedback, chiều dài cáp và cách đấu I/O, STO, phanh của từng trục; đánh dấu mọi đầu dây trước khi tháo (2198-RM004C tr. 11; 2198-RM005B tr. 7).
3. Chọn cỡ drive mới bằng Motion Analyzer; kiểm motor nào giữ lại được và cần kit feedback nào.
4. Kiểm phiên bản Studio 5000, module EtherNet/IP và switch so với yêu cầu của drive mới.
5. Thêm nguồn 24 V DC, rơ-le, điện trở xả và lọc nguồn theo dòng drive mới vào danh mục vật tư.
6. Với hệ SERCOS: lên kế hoạch cấu hình lại trục trong Logix Designer và xem lại phần chỉnh định (2198-RM002B tr. 41–42).