ET 200iSP SIMATIC. E/S décentralisées Installation terrain Bus de terrain en zone EX Avantages...

ET 200iSPSIMATIC

E/S décentralisées

Installation terrain

Bus de terrain en zone EX

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Automation and Drives

SIMATIC ET 200iSP A&D AS, 07/2004, Chart 2 © Siemens AG 2004 - Subject to change without

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SIMATIC ET 200iSP : E/S décentralisées pour les ATmosphères EXplosibles zone 1/21




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SIMATIC ET 200iSP est le nouveau standard pour les E/S décentralisées en zone explosible gaz et poussières

Peut être monté directement en zone 1 ou 2, zone 21 ou 22et en zone sûre

Les capteurs et actionneurs peuvent se situer en zone 0 ou 20

Branches Process, industries chimiques

et pharmaceutiques, pétrochimie, ateliers de peinture, turbines à gaz, plateformes de forage, scierie, silos, séchoir à grains et minoterie, …

SIMATIC ET 200iSPInstallation sur le terrain




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Utilisation des ET 200 dans les zones dangereuses avec des gaz

SIMATIC ET 200iSPInstallation sur le terrain: Zone gaz




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Utilisation des ET 200 dans les zones dangereuses avec des poussières

SIMATIC ET 200iSPInstallation sur le terrain: Zone poussières

*1 Always install components in a housing with IP6x protection. A statement from the manufacturer is required for installation in Zone 22.

A certification for dust-polluted areas is

required for installation in Zone 21.




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Safe area

conventional

Remote I/O in save area

Remote I/Ofor Zone 1

E/A

E/A

BUS BUS

Ex-CouplerRS 485iS

Zone 0

Zone 1

ET 200M

ET 200iSP

E/A

Sub distribution

SIMATIC ET 200iSP - Concept Depuis le CC central vers les périphériques Ex




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Connexion sans problème des appareils de terrain existants

Moins de câblage

Pas besoin de borniers, goulottes, etc.

Gain de temps grâce au câblage réduit

Pas besoin de protection mécanique supplémentaire pour atteindre la classe de protection Ex

Grande flexibilité: extension rapide et simple

Moins d’ingénierie

Capacités de diagnostic optimales

Réduction des coûts pendant le cycle de vie complet

SIMATIC ET 200iSPAvantages des Remote I/O en zone Ex




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E/S centralisées avec barrières SI

Beaucoup de câblage et de matériel

E/S SI centralisées ou décentralisées: installées hors zone dangereuse

Câblage moyennement réduit et assez peu de matériel

E/S décentralisées SI : installées directement en zone 1

Câblage et matériels minimum

Coûts

Travail

SIMATIC ET 200iSP Avantages des Remote I/O en zone Ex




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Nom du produit :Coupleur SIMATIC RS 485iS

Transforme le PROFIBUS DPen un PROFIBUS DP desécurité intrinsèque(PROFIBUS RS 485-IS)

Permet l’utilisationjusqu’en zone 1: d’appareils DP de sécurité

intrinsèque (ex.: ET 200iSP) en tant que répéteur installation en zone 2

Référence de commande 6ES7 972-0AC80-0XA0

SIMATIC ET 200iSPIsolateur/transformateur de bus de terrain




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Propriétés standard Vitesses de communication de 9,6 Kbaud à 1,5 Mbaud Diagnostic via LED Résistances de terminaison de bus intégrées pour

PROFIBUS RS 485-IS 31 appareils DP devices peuvent être connectés sur

chaque coupleur Fonctionnalité répéteur Certification selon ATEX 100a Pour équipements en zone 1, 2 Sécurité intrinsèque pour le réseau PROFIBUS RS 485-iS

Fonctionnalité de répéteur Jusqu’à 5 segments en série Augmentation de la longueur du réseau

SIMATIC RS 485iS-couplerPropriétés




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Fonctionnalité: Séparation du PROFIBUS DP pour l’emmener en zone EX (coupleur

isolateur) Tous les appareils connectés (stations “S” ci-dessous) doivent être

conformes au PROFIBUS guideline 2.262

Avantages: Pas besoin de certification système : Plug and Play! Remplacement d’un appareil ou extension du sytème sans avoir à

faire de calcul Utilisation maximale de nombre d’appareils sur 1 réseau : 32 stations

par segment, jusqu’à 125 stations par réseau

CoupleurRS 485

Depuis le maître

Zone sûre Zone EX

Segment 1 Segment 2

S S S S S

PROFIBUS DP de sécurité intrinsèque en Zone 1 EX Utilisation




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Connecteur de bus RS 485-IS:

Pour la connexion de PROFIBUS de sécurit intrinsèque

Résistance de terminaison commutable

Homologué pour les zones dangereuses

Etendue de température de -25 °C à +70 °C

Câble PROFIBUS

Quelles doivent être les caractéristiques du câble ? Câble homologué selon IEC 61158/61784 câble type A Le ratio L/Rcabledoit être inférieur à 15 µH/

Identification du câble (avec adhésif de couleur bleue de péférence)

Ref. de cde 6XV1 830-0EH10 Longueurs des segments autorisés

PROFIBUS de sécurité intrinsèque en zone 1/21Connecteur de bus Profibus RS 485-IS

Vitesse (kbit/s) 93.75 187.5 500 1.5 M

Longueurs maxi. segment (m)

1000 1000 400 200




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Sécurité intrinsèqueInstallation jusqu’enzone 1/21

Compteur + Mesure de fréquence

Transparence HART

Redondancecomplète

Intégration optimale dans PCS 7 et autres(diagnostic, …)

Compact et flexible

Paramétrageintégré dansSimatic (TIA)

Hot swapping + Configuration in Run

Connexion optimisée des EV

SIMATIC ET 200iSPCaractéristiques du produit




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Modulaire

Configuration individuelle des stations ET 200iSP

Conçu pour des extensions futures

Extensible jusqu’à 32 modules par station ET 200iSP

Configuration logicielle facile

Disponibilité du process maximum grâce à la modularité binaire

Informations de diagnostic pour chaque module et chaque voie

Economies accrues grâce à la mixité de tout type de module au sein d’une station

SIMATIC ET 200iSPAvantages




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Câblage permanent (précâblage)

Construction économique de coffet

Technologie multi-fils facile à utiliser

Vérification rapide du câblage sous tension sans risque de destruction de l’électronique

Temps d’installation réduit grâce aux embases borniers autorisant le précâbalge

“Hot Swapping“ - remplacement de module pendant le fonctionnement

Disponibilité améliorée grâce à l’échange rapide de module

Echange de module sécurisé grâce aux détrompeurs mécaniques





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Conception fiable et robuste

Conception robuste selon le standard SIMATIC Montage sur rail de S7-300

Montage en position horizontale et verticale grâce aux verrouillage des modules et des embases

Excellente tenue aux environements difficiles grâce aux connecteurs plaqués or

Boîtier robuste Compatible pour la construction navale

Température de fonctionnement de -20° à +70°C

Borniers à vis ou à ressorts cage clamp

Convivialité : Etiquettes de repérage et schéma de câblage sérigraphié





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Diagnostic des défauts

Informations de diagnostic complètes voie emplacement module

Information de diagnostic système pour les défauts externes/internes

Remontée des états, avertissements et autres informations depuis les appareils HART jusqu’au système de contrôle des procédés

Drivers CFC pour les diagnostics dans SIMATIC PCS 7 inclus(à partir de PCS 7 V6.1 – 2005)

Informations constructeur et utilisateur sauvegardées sur les modules

SIMATIC ET 200iSPDiagnostics




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Les données I&M sont stockées dans les modules et supportent :

Correction des erreurs d’une installation

Examen de la configuration d’une installation

Localisation des modifications des matériels de l’installation

Données I : Informations des modules, habituellement imprimées sur les modules

Les données I sont en lecture seule

Nom du constructeur, référence, numéros de série, version matérielle, compteur de changement du logiciel...

Données M: informations dépendantes de l’installation, qui sont fournies pendant la phase d’ingénierie et écrites sur le modules

Localisation, date de l’installation, commentaires sur les modules...

SIMATIC ET 200iSP Données d‘identification I&M




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SIMATIC ET 200iSP Données d‘identification I&M




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Eviter les défauts du contrôleur dans le cas de défauts individuels

Ce but est atteint essentiellement grâce aux configurations redondantes

La tolérance minimum aux pannes est requise dans les cas suivants :

Fabrication de produits chers

Temps d’arrêts coûteux ou perte de production coûteuse

Coûts élevés lors des redémarrage suite à une défaillance du controleur

Permettre le fonctionnement sans supervision ou sans personnel de maintenance

SIMATIC ET 200iSPRedondance




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SIMATIC ET 200iSPRedondance complète

IM

IM

Module de bus spécial

Bus de fond dePanier actif

PROFIBUS DP

ET 200iSPL+L+

Alim. redondante

IM 152-1 redondant




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SIMATIC ET 200iSPAutres possibilités de redondance partielle

PROFIBUS DP

ET 200iSPL+

IM 152-1 redondants

Alim. unique

PROFIBUS DP

ET 200iSPL+

IM 152-1 unique

Alim. redondantes

L+




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MAINTENANT:Modification et chargement de la configuration matérielle La configuration matérielle

modifiée peut être chargée enRUN sans affecter le process en cours

AVANT :Modification et chargement de la configuration matérielle Mettre l’installation en STOP

STOP signifie : Interruption du traitement du

processRedémarrage compliquéCoûts de redémarrage élevésTemps d’arrêts

supplémentaires

Que permet la CiR (Configuration in RUN) ? Download des configurations matérielles pendant la

production

Exemple d’applications CiR : extension d’installation

Rajout de capteurs de mesures supplémentaires pour la mesure de température d’un boiler

SIMATIC ET 200iSPCiR „Configuration in RUN“




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Rajouter des nouveaux modules

Ex: ajout de capteurs/actionneurs (capteurs, moteur, vannes, positionneur, etc.)

Ajout de modules de périphérie (DI/DO/AI/AO)

Modification des paramètres de modules existants

Ex: échange d’un capteur par un type différent

nouveau paramétrage d’un module existant de “0..20mA” vers “4..20 mA”

Ajout d’esclaves modulaires et/ou compact

Ex: nouvelle ligne ou extension d’installation

Extension d’un segment DP, rajout d’un IM (Ex: ET200M)

Extension d’un segment DP, nouvel appareil (Ex: SIMOCODE-DP)

Extension d’un segment PA, esclave PA supplémentaire

SIMATIC ET 200iSPFocus sur la Configuration in Run




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Parallelisation des phases d’un projet

Start-up can be accomplished for the current enterprise of a plant(Ex: extension d’installations existantes)

Démarrages partiels progressifs sans incidence sur les parties d’installations déjà démarrées et en production

Les développements et modifications d’une installation peuvent être accomplis économiquement et rapidement

Temps de démarrage réduit, car pas besoin de nouveau démarrage global suite à des modifications

CiR permet une très grande flexibilité pour répondre aux modifications d’installation (Ex: changement de capacité de production, modification de l’ingénierie du process, optimisations du process)

SIMATIC ET 200iSPAvantages de CiR




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Support HART

Il est possible de connecter des équipements HART

Supporte la totalité des fonctionnalités HART

Accès direct via PROFIBUS-DP, pas besoin de bus de service

Permet un traitement centralisé des données dans le système de contrôle des procédés, pas besoin de pocket HART

Tous les modules HART ont accessibles par PDM

Tous les appareils HART peuvent être utilisés comme des appareils classiques

Utilisation de variables HART IEEE (variables secondaires) Valeurs de mesure addtionnelles, température par

exemple

SIMATIC ET 200iSPAvantages du produit




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API avecCP 443-1CP 443-5 ext

Ethernet

Température

Classic I/O& HART

PROFIBUS-PA 31,25 Kbit/s

Débit PressionPositioneurNiveau

DP/PALink

SIMATIC HW config

Départs moteur

DrivesPositioneur

Station ingénieur

ET 200iSP

diagnostics &Mise en route

PROFIBUS DP max. 1,5 MBit/s

PROFIBUS DP RS 485iS max. 1,5 MBit/s

SIMATIC ET 200iSP – Instrumentation HART et numérique




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SIMATIC ET 200iSP Structure du produit

Module électronique EEx ib

Module interfaceAlimentation Ex de

Module embase pour

alimentation

24V DC

Equipotentiel Connexion de PROFIBUS DP Ex ib

Connexion bornes EEx ia/ib

Module de terminaison




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SIMATIC ET 200iSP Installation rapide sur rail

Enfichage des modules emabses borniers d‘alimentation et de l’interface PROFIBUS sur le rail S7-300 Enfichage des embases borniers pour les modules électroniques souhaités et verrouillage de toutes les embases en les glissant vers les embases de l’alimentation et du module interface PROFIBUS

Enfichage de tous les modules électoniques, alimentation et module interface sur toutes les embases

Terminé !




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Alimentation

IM 152 module interface

Module RESERVE

Modules TOR 8 DI NAMUR 4 DO, DC23,1V/20mA 4 DO, DC17,4V/27mA 4 DO, DC17,4V/40mA

Modules analogiques 4 AI I 0..20/4..20mA/HART 4..20mA (2 fils) 4 AI I 0..20/4..20mA/HART 4..20mA (4 fils) 4 AI RTD 4 AI TC (température) 4 AO HART

SIMATIC ET 200iSP Gamme des modules




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Alimentation

Boîtier anti déflagrant

Fonctionnement en redondance possible

Remplacement sous tension (Hot Swapping)

Remplacement sans permis de feu

Connexion DC24V via bornes Ex e sur l’embase bornier TM-PS

Protection contre les inversions de polarité

Power failure by-pass

SIMATIC ET 200iSP Composants




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Module interface IM 152

Connexion au PROFIBUS DP

Connecteur sub D 9 points femelle (sur l’embase bornier)

Est enfiché sur l’embase bornier TM-IM-iS

Horodatage des signaux

Mise à jour du firmware via PROFIBUS

MMC pour le stockage des paramètres





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IM 152 MMC interface module

Mise à jour du firmware en utilisant la MMC Pour profiter des extensions de fonctionnalités compatibles ou

pour améliorer les performances Le firmware actuel est toujours disponible sur Internet sur le

site du Customer Support La MMC est chargée avec le firmware actuel en utilisant STEP 7 Le module interface correspondant est ainsi mis à jour avec la

MMC.

Remplacement sans console de programmation Utilisation recommandée si l’ET 200iSP a été paramétré avec

PDM C’est le cas avec les anciennes versions de STEP 7 et PCS 7 Pour les systèmes maîtres non Siemens Pour les systèmes S5 et TI Les paramètres des modules électroniques sont sauvegardés

sur l’IM dans ce cas

Si l’IM est défectueux, les données sont restaurés depuis la MMC





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Entrées TOR 8 DI NAMUR

8 voies NAMUR

2 voies peuvent être utilisées en tant que compteur rapide Comptage d’impulsions ou mesure de fréquence Comptage et dosage possible

Allongement d’impulsions

Contrôle de plausibilité entre 2 voies pour capteurs à sorties antivalentes

Diagnostics systèmes Court-circuit Détection de fil coupé Erreur de paramétrage Surveillance de rebonds





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Sorties TOR 4 DO, DC23,1V/20mA



Connexion jusqu’à 4 vannes

Valeur de substitution en sortie (défaillance maître ou réseau)

Augmentation du courant de sortie en mettant 2 sorties en parallèle

Coupure des sorties externe Possibilité de couper tous les signaux de

de sorties d’un module via un signal desécurité intrinsèque externe

Chaque module peut être commandéséparémment

Le signal peut être ponté sur différentsmodules de sorties

Le reste des signaux de la station ne sont pasaffectés





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Kennlinien

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50

I/mA

U/V

D17,4V / 27mA DC17,4V / 40mA DC23,1V / 20mA




Connexion de vannes de différents fabricants

Liste des vendeurs de vannes sur Internet :

Bürkert, Herionm Hörbiger, Parker Luzifer, Samson, Seitz…


Courbes caractéristiques




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Entrées analogiques 4 AI I HART 2 wires

Entrées analogiques 4 AI I HART 4 wires

Un seul module avec connexion standard et HART

4 voies avec étendue de mesure 0...20mA/4...20mA

ou 4 voies HART avec étendue de mesure 4...20mA pour la connexionde capteur/actionneur HART

Résolution 12 bits + signe, limite d’erreur +/- 0.15%

Surveillance de seuils haut et bas de la mesure

Diagnostics systèmes Court-circuit Détection de fil coupé Erreur de paramétrage





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Entrées analogiques 4 AI RTD Etendues de mesure

Mesure de résistance 600 Ohm Résistance thermométrique PT 100, Ni 100

(standard/climat)

Résolution 15 bits + signe

Limites d’erreurs Mesure de résistance +/- 0,15% +/- 0.8 K en standard // +/- 0.3 K en climat

Compensation de ligne dans le cas résistance 2 fils ou 3 fils







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Entrées analogiques 4 AI TC Etendues de mesure

Tension Thermo +/- 80mV Thermo élément type J,K,T,U,E,L,N,R,S,B

Résolution 15 bits + signe

Limites d’erreurs +/- 1.5 K

Compensation de ligne dans le cas de TC 2 fils ou 3 fils







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Module d’entrées analogiques 4 AI TC avec compensation de température

Compensation externe de température Utilisation de résistance thermométrique Pt100

climatique pour lire la température de soudure froide Jusqu’à deux boîtes de soudure froide peuvent être

utilisées par station L’assignemment des boîtes de

soudure froide et de ses propriétésest réalisée par paramétrage logiciel

Compensation interne de température La compensation est effectuée

directement sur le module TC Une boîte de soudure froide est

fournie sur chaque module TCà cet effet





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Sorties analogiques 4 AO I HART

Un seul module avec connexion standard et HART

4 voies, étendue de sortie 0...20mA/4...20mA

Ou 4 voies 4 HART en étendue de sortie 4...20mApour la connexion de capteurs/actionneurs HART

Valeur de substitution en sortie (défaillance maître ou réseau)

Résolution 12 bits

Surveillance de la sortie, limites haute et basse






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Module de RESERVE

Réserve un emplacement pour un module électronique.

Dans quels cas utiliser le module de réserve ? Si plus d’un emplacement doit rester vide Si des emplacements sont prévues pour des extensions

d’installations

Le module de RESERVE ne dispose pas de connexion vers les bornes de l’embase-bornier Ainsi l’embase-bornier peut être

complètement cablée Préparé pour des applications futures possibles





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Protection Ex CENELEC II 2 G (1) GD EEx d e [ib/ia] IIC T4

Directives EU 94/9/EG (ATEX 100a)

Autres certifications PROFIBUS IEC 61158/EN 50170

IEC 61131-2

Directives EU 89/336/EWG (CE, directives CEM)

Directives EU 73/23/EWG (CE, directives basse tension)

AS/NZS 2064 (Class A)

Certifications marines: ABS, BV, DNV, GL, LRS, Class NK ABS (American Bureau of Shipping) BV (Bureau Veritas) DNV (det Norske Veritas) GL (Germanische Lloyd) LRS (Lloyds Register of Shipping) Class NK (Nippon Kaiji Kyokai)

SIMATIC ET 200iSP Certifications




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Protection Ex

CENELEC II 2 G (1) GD EEx d e [ib/ia] IIC T4 Group ‘II’, pas les mines ! Categorie ‘2’, haut niveau de protection, application en

zone1 ou 21 “G”az “D”ust (Poussières) (1): Installation Capteurs / Actionneurs jusqu‘en zone

0/20 GD: Atmosphère dans laquelle les capteurs sont

installés EEx: European Ex d: Boîtier anti déflagrant (alim PS) e: Sécurité augmentée (Bornes de l’alim PS) [ib/: connexion PROFIBUS “i”ntrinsic safe jusqu’en

zone1 ia]: connexion des capteurs/actionneurs jusqu’en zone

0 IIC: Groupes d’explosion : Hydrogène T4: Classe de température: <= 135oC





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ATEX




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Intégration souple et standard dans STEP 7 HW Config:

SIMATIC ET 200iSPParamétrage avec STEP7




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Paramétrage simple avec PDM Pour les appareils HART pour ET 200iSP connectés à des maîtres non Simatic S7 pour ET 200iSP avec les anciennes versions de PCS 7

SIMATIC ET 200iSP Paramétrage avec PDM




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Diagnostic simple et complet avec PDM Pour les appareils HART

SIMATIC ET 200iSP Disgnostic complet avec PDM




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Pour installation directe en zone 1/21

En inox, indice de protection IP65 / EEX e

Livré nu ou livré avec ET 200iSPmonté en usine

SIMATIC ET 200iSP … et coffrets EEX e




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ET 200iSP : avantages décisifs sur le marchéTransparence HART® totale (pas de bus de service) : économieAccès aux capteurs HART® depuis Ethernet (routage) depuis un seul endroit sur le site (Diagnostics, étalonnages, …) : économieDébrochage à chaud de tous les modules (y compris l’alimentation) en zone 1 : disponibilité accrueEchange de tous les modules sans console (y compris le coupleur Profibus grâce à la MMC) : dispo accrueModularité : économieRobustesse (agréé construction navale)Traçabilité de tous les modules grâce aux fonctions I&M sur Profibus (Certification , examen installation) : sécurité accrueTenue environnement difficile : -20 à 70°C et connectique plaqué orDétrompage mécanique des modules lors d’échange : sécurité accrueBorniers industriels et fiable (vis ou ressorts) autorisant le précâblage : fiabilitéParamétrage par Step 7 seul (si pas de HART©) : économieConfiguration in Run : modification et extension à chaud avec S7-400 sans arrêt : disponibilité accrue, démarrage rapideMise à jour du firmware IM152 par bus ou via MMC localementCompacité, jusqu’à 256 ou 128 points par station

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