Jste zde

TEST - Jednotka Sartorius X3 pro průmyslové vážení

Antonín Vojáček, 26. Duben 2013 - 20:26

A máme tu na porovnání další vážní jednotku pro realizaci průmyslového vážení v mnoha podobách. Tentokrát však jde o zatím nejvyšší třídu v porovnání s dříve testovanými jednotkami Vishay VT400 a Sartorius MIDRICS2. Tzv. X3 Process Indicator  nebo také PR5410, jak se zařízení Sartorius X3 také nazývá a označuje, poskytuje výrazně více funkcí, rozšíření i možností použití, včetně asi nejzajímavější funkce. Tou je přítomnost WEB-serveru a možnost kompletního ladění, monitorování a sledování prostřednictvím vzdáleného přístupu z PC přes LAN (ethernet) a program VNC nebo přímo z webového prohlížeče s nainstalovaným Javou. Také provedení skříně převážně z leštěné oceli umožňuje použití nejen v potravinářství, ale i zdravotnictví, kde jsou přísné požadavky na kvalitu a materiály vnějšího provedení skříně.

Představení jednotky Sartorius X3 / PR5410

Zařízení Sartorius X3, či také kódové označení PR5410, představuje do panelu vestavnou jednotku pro realizaci kompletního statického vážení v III. třídě přesnosti s funkcemi, které již u mnoha podobných zařízeních konkurence nenajdete. Například lze zmínit již standardně v základní výbavě přítomné rozhraní Ethernet na konektoru RJ-45 nebo možnost vestavby karty komunikačního rozhraní PROFIBUS-DP, Modbus, DeviceNET či ProfiNET. Zatímco ethernet a možnost kompletního vzdáleného ovládání z PC mohou velmi dobře využít i laboratorní či komerční vážní systémy, průmyslové sběrnice pak jasně naznačují směr velmi dobrého využití v průmyslu, například při komunikaci s PLC.

Pojďme ale od začátku. I když jde o vážní jednotky do panelu, tedy například pro instalaci do dveří rozvaděče, je již i po vizuální stránce vybavena moc pěkným designem nejen předního panelu, ale vlastně i celé skříně. Nikde žádný ošklivý plastový výlisek, ale převážně kvalitní leštěná nerezová ocel či hliník doplněný pouze na čelu přístroje kvalitně provedenou plastovou membránovou klávesnicí se 6 základními ovládacími tlačítky, která zároveň slouží i jako kryt modrými LED podsvětleného 7segmentového monochromatického LCD displeje.

Na zadní straně pak dále z nerezu vykukují jen plastové snímatelné šroubovací svorkovnice připojení tenzometrického snímače zatížení (strain-gauge loadcell), případně až 4 paralelně zapojené s výstupním odporem 350 ohmů a citlivostí až 4 mV/V, již zmíněného konektoru Ethernetu RJ-45 vzdálené správy a ovládání, klasického portu sériového rozhraní RS-232 (COM), například pro výstup hodnot na tiskárnu a také 3 dvoustavové vstupy / výstupy, které jsou tak již základní součástí jednotky.  Jinak mimo napájecí zásuvky 230 VAC/50Hz se na zadní straně nacházejí pod nerezovými snímatelnými krytkami 3 sloty pro rozšiřující karty, tedy vizuálně něco podobného jako sloty pro PCI karty v klasickém PC. Ty právě ve výsledku umožňují jednotku doplnit o analogový výstup či různá průmyslová komunikační rozhraní. Protože jednotka je v provedení do panelu, nechybí na bocích v drážkách umístěné masivní a opět z nerezu vyrobené přichytávací držáky. Také jsou potřeba, protože při celkových rozměrech jednotky 192x148x186 mm a hlavně nezanedbatelné hmotnosti 1,45 kg musí již snést dostatečné zatížení. Mimochodem větší hmotnost dokazuje masivní provedení skříně.

Základní parametry jednotky Sartorius X3 / PR5410:

  • Pro vážení s přesností max. 10 000 ověřovacích dílků e (třída III) dle OIML R76/EN 45501.
  • Připojení snímače zatížení:
    • 4- nebo 6-vodičový tenzometrický snímač zatížená (Strain-gauge loadcell),
    • napájení snímače: 12 VDC, max. 160 mA (max. kombinace 4 snímače 350 ohmů paralelně),
    • A/D převodník Sigma-Delta, perioda převodu nastavitelná 5 až 1600 ms,
    • vstupní signál: max. 36 mV DC, symetrický kolem 0 V,
    • mrtvá hmotnost: max. 36 mV DC,
    • citlivost: 0,5 μV/e při rozsahu 10000e (třída III) dle OIML R76,
    • minimální měřitelný rozsah / citlivost: 0, 42 mV/V,
    • chyba linearity: max. 0,003 % rozsahu,
    • stabilita nulové hodnoty: <0.05 μV/K.
  • Možnosti kalibrace:
    • prostřednictvím panelu či vzdáleně z PC přes VNC,
    • kalibrace závažím, zadáním citlivosti snímačů mV/V, zadáním dat snímačů (režim "Smart Calibration.
  • Vnitřní paměť záznamu hmotností (Alibi memory).
  • Zobrazení: prosvětlovaný 6 místný 7 segmentový LCD displej.
  • Ovládání: 6 funkčních membránových tlačítek.
  • Krytí: ze strany panelu IP65, ze ostatních stran IP30.
  • Vestavěné komunikační rozhraní Ethernet:
    • pro připojení k PC/PLC/OPC,
    • 10/100 Mbit/s, konektor RJ-45,
    • podporuje protokoly: ModBus-TCP, Ethernet-TCP/IP, OPC,
  • Vestavěné komunikační rozhraní RS-232:
    • pro připojení tiskárny, PLC, PC, vzdáleného zobrazovače atd.,
    • 9pin D-sub konektor,
    • podporuje protokoly: J-Bus/ModBus (Slave), SMA, xBPI, Asycom.
  • Vestavěné dvoustavové vstupy: 3 binární vstupy / 3 spínané výstupy
  • 2 rozšiřující sloty pro vestavbu různých komunikačních rozhraní.
  • Napájení: 100 až 240 VDC / 50 Hz.
  • Provozní teplota: -10 až 50°C (neobchodní režim), -10 až 40°C (obchodní režim).

Možnosti rozšíření:

  • RS-232 + RS-485/RS-422 interface, nastavení přes DIP přepínače na kartě, protokol nastavitelný softwarově.
  • Analogový vstup/výstup, 4x vstup, 1x výstup, 16bit, 0/4 - 20 mA, max. zatížení 500 ohmů.
  • BCD výstup, verze s tranzistory s otevřeným emitorem nebo verze s tranzistory s otevřeným kolektorem.
  • Dvoustavové pasivní vstupy/výstupy, 6x vstup, 12x tranzistorový výstup přes optočlen.
  • ProfiBus-DP Slave, dle strandardu IEC 61158, max. 12 Mbit/s.
  • InterBus-S slave, max. 2 Mbit/s.
  • DeviceNet slave, max. 500 kbit/s.
  • ProfiNet/IO, dle strandardu IEC 61158 a  IEC 61784, 10/100 Mbit/s.
  • CC-Link slave, 156 kbit/s…10 Mbit/s.
  • EtherNet-IP , 10/100 Mbit/s.
  • ModBus-TCP, 10/100 Mbit/s.

 

Základní ovládání tlačítky a displejem

Aby byla zachována plná možnost ovládání a i nastavení jednotky bez nutnosti použít počítač či připojení na komunikační síť LAN, je možné všechny základní funkce a nastavení provádět i jen "klasicky" prostřednictvím vestavěného LCD displeje a 6 ovládacích tlačítek umístěných pod ním, které mají současně přiřazené své rychlé funkce (nulování, tárování, přepnutí zobrazené hmotnosti Brutto/Neto a test funkce) a zároveň slouží i jako kurzorové či potvrzovací pro pohyb v relativně dost rozsáhlém, ale na druhou stranu přehledném ovládacím menu vyvolávaném tlačítkem "SETUP".

Stiskem tlačítka "Setup" hned naskočí první položka ovládacího menu, konkrétně "Cd 000", která je úvodní položkou i pro nastavení rozsahu a vážení jednotky.

Přestože programátoři softwaru jednotky maximálně využili zobrazovacích možností použitého 7 segmentového LCD displeje, stále alespoň ze začátku je k pochopení či nalezení příslušných požadovaných položek menu nutné si vzít k ruce manuál, který je k dispozici v pdf souboru na k jednotce přiloženém CD. Ale například celé nastavení a kalibrace jednotky na připojené tenzometrické snímače je velmi jednoduché. Konkrétně samotné zprovoznění vážení, je přítomné hned v úvodních položkách menu (položky označené jako Cd 000 až Cd004), přičemž pokud se postup zahájí položkou Cd 000 a dále se postupuje ve sledu nabízeném jednotkou, je celé nastavení vážícího rozsahu, dílku, tzv. mrtvé hmotnosti, jednotky hmotnosti a i provedení seřízení kalibrace váživosti prostřednictvím závaží nebo zadáním parametrů citlivosti tenzometrických snímačů, dost intuitivní a přímočaré. A to nejen z mého pohledu ale i z pohledu mých pracovních kolegů servisních techniků, kteří jinak dnes a denně "bojují" s různými nastaveními různých strojů.

Ale i další parametry, jako například parametry zpracování signálů vážení (filtrace, rychlost převodu a periodu měření atd.), IP adresa, maska a gateway LAN komunikace, přenosové parametry vestavěného sériového výstupu, přiřazení a testování funkci dvoustavových vstupů/ výstupů či základní nastavení vestavení rozšiřujících karet analogového výstupu či průmyslových komunikačních sběrnic se podobně dají nastavit přes menu na LCD displeji tlačítky panelu.

Nastavení parametrů vestavěného Ethernetu je i přes menu displeje jednoduché. Zajímavostí je, že IP adresy se nastavují / zobrazují  jako dvě poloviny - nejdříve první dvě čísla a pak po přerolování kurzorem "vlevo"  zbylá dvě čísla adresy (viz obrázek úplně vpravo).

Nastavení, ovládání a vážení přes vzdálený přístup z PC

Samozřejmě pro moderní techniky je již pohodlnější to udělat prostřednictvím zmiňovaného vzdáleného přístupu do softwaru jednotky X3, což je významná funkce, která odlišuje tento přístroj od průměrných podobných jednotek. Nejjednodušší prostředek navázání takové komunikace z PC je dle mé zkušenosti nejdříve nastavení parametrů LAN komunikace přes menu na displeji jednotky a následně v PC do otevřeného libovolného webového prohlížeče dříve v jednotce X3 nastavenou adresu vložit. Následně se zobrazí v prohlížeči úvodní plocha softwaru X3 s možnými volbami. Pokud máte v použitém webovém prohlížeči nainstalovanou a povolnou funkci doplňku Java, lze přímo odtud spustit režim vzdáleného ovládání a nastavení jednotky či zobrazování aktuální hodnoty hmotnosti (stejná jako na displeji), ale také zde lze nastavit, spustit, vyvolat a uložit do PC tabulku záznamů navážených hmotností nebo chybových hlášení.    

Prostřednictvím v jednotce X3 vestavěného webového serveru lze se zadáním IP adresy jednotky do webového prohlížeče připojit na úvodní webovou stránku s možnostmi ovládání (obrázek vlevo). Jednou z možností je vyvolat pomocí Java scriptu vzdálený přístup a jím jednotku kompletně ovládat (obrázek vpravo).

Mimo použití webového rozhraní, lze pro ovládání jednotky X3 využít i přímo vzdálený přístup přes program VNC. Ten je však dle rad a návodu výrobce nutné použít VNC ve verzi uložené právě na dodaném CD, jinak prý může být navázání spojení nebo i přístup problematický. Protože já osobně VNC jinak nepoužívám, využil jsem těchtoto rad a zkopíroval do PC a spustil nabídnutou verzi programu VNC 3.3.7 a funkci s jinou verzí již dále netestoval. Po vyžádání kontaktní IP adresy je opět nutné zadat právě nastavenou adresu v přístroji X3 navíc zakončenou ":1" (například 192.168.1.100:1). Pak se již naváže komunikace a v PC objeví okno kompletního ovládacího rozhraní váhy, zcela stejně jako při výše uvedeném přístupu prostřednictvím webového prohlížeče a následném kliknutí na položku "Remote Configuration (VNC)" v nabídnutém menu.

Součástí je i možnost záznamu navážených hmotností do vnitřní paměti jednotky X3 (Alibi memory) a následné velmi snadné uložení do PC (obrázek vpravo) a otevření v Excelu nebo podobném softwaru (obrázek vlevo)

Zde při vzdáleném přístupu lze jen provést stejná nastavení jako prostřednictvím menu na displeji, i když zde prostřednictvím jinak organizovaných a zobrazených položek, ale i nastavit parametry, které přes displej nejsou vůbec přístupné, jako například doladění přesnosti generování proudu smyčky instalované karty analogových vstupů a výstupů (jednotka X3 například ukazuje, že výstupní proud je 20 mA, ale v reálu je na výstupu naměřen například jen 19,67 mA, přičemž vzdálený přístup z PC lze toto korigovat).

  

Prostřednictvím vzdáleného přístupu, ať již pomocí webového prohlížeče a Java scriptu nebo VNC programem, lze nastavit veškeré parametry jednotky, dokonce i některé, které nelze vyvolat přes menu na displeji (vlevo základní "Setup menu", vpravo nastavení parametrů vestavného rozhraní RS-232).

Na druhou stranu například samotné nastavení A/D převodníku, parametrů snímače zatížení a obecně zprovoznění vážení včetně kalibrace sice nabízí velké možnosti různého způsobu naladění, ale z praktického hlediska mi osobně to přišlo jednoduší provést prostřednictvím "displejového menu". Zde prakticky nelze při dostatečné pozornosti a přečtení příslušné sekce v návodu udělat chybu, zatímco přes nastavení z PC se mi nechtěně povedlo vážení "celé rozštelovat" a chvíli mi zase trvalo vše správně nastavit. Například informace, že při zadání vážícího rozsahu se počtem nul za desetinou čárkou definuje počet dílků rozdělení rozsahu, není nikde v manuálu zmíněno a notnou chvilku mi trvalo, než jsem na to přišel...

Možnosti nastavení parametrů připojeného snímače a vnitřního A/D převodníku jednotky X3 (obrázek vlevo), i následně možnosti filtrace (obrázek vpravo) či dalšího zpracování jsou opravdu rozsáhlé. Kalibrovat lze jednotku jak "číselně" zadáním parametrů snímače a přiřazením hmotností přímo hodnotám napětí signálu, tak "prakticky" pomocí závaží a aktuálním zatížením snímače.

Závěr

Vážní jednotka Sartorius X3 představuje nadprůměrně schopné a vybavené zařízení, dostatečně ergonomicky i uživatelsky navržené, výborně mechanicky a hardwarově provedené. Prostě dalo by se říct vynikající zařízení, které je však nutné dostatečně zaplatit. Německá preciznost a kvalita něco stojí, takže v tomto kontextu základní cena cca 1200,- EURO možná ani moc nepřekvapí.

Na druhou stranu pokud jen trošku slevíme z kvality provedení, spokojíme se s plastovým zapouzdřením a menšími možnostmi rozšíření, najdeme na trhu i jiná podobně dobře vybavená zařízení za ceny i více než poloviční. Zde je tedy jasné, kam je možné X3 zařadit. Do škatulky s náročnými projekty, kde vynikající provedení, odolnost, spolehlivost, přesnost a schopnost napojení prakticky skoro na jakýkoliv průmyslový systém, PLC či PC hraje důležitou nebo i hlavní roli. 

Odkazy:

Hodnocení článku: