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Soluciones Siemens para Zona ATEX
Jornadas Tecnológicas ATEX - Abril / Mayo 2016
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Jornadas ATEX
Agenda del día

10:00-11:15 Introducción
o
Normativa y designación de códigos
o
Clasificación y definición de zonas de riesgo
o
Medidas de protección
o
Selección de equipos electrónicos según las zonas
o

 11:30-13:30 Soluciones y ejemplos con DEMOS.
o Solución básica con separación con barreras
o Solución básica con separación intrínseca en las
tarjetas de PLC
o Solución avanzada con periferia en zona clasificada
Nuevas soluciones de red de campo en la industria de proceso
11:15-11:30 Descanso café.
o Solución avanzada con redes de campo en zona
clasificada
o Gestión inteligente de la instrumentación. SIMATIC
PDM V9.0
 13:30-14:15 Cocktail
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Jornadas ATEX
Paneles y Panel PC EX SIMATIC
Panel PC Ex
Modelos para rack o en caja de acero inoxidable
Singletouch
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Thin Client Ex
Modelos para rack o en caja de acero inoxidable
Singletouch
Panel PC Ex OG
En caja de aluminio
Sector objetivo: Petróleo y gas (OG)
Multitouch
Jornadas ATEX
Tipos de Periferia Siemens
Soluciones para armario eléctrico (IP20)
Multifuncional
Soluciones sin
armario eléctrico (IP65/67)
Multifuncional
ET 200S / SP
Modular
ET 200pro
Bloque
ET 200M / MP
Intrínsecamente segura
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ET 200iSP
ET 200 eco / eco PN / AL
Jornadas ATEX
Soluciones Siemens para zona ATEX
Escenario 1 – Con barrera de separación
Barrera de
Separación
Controlador
Zona 1
Periferia I/O
Zona 0
Zona 1
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Barrera de
Separación
Barrera de
Separación
Jornadas ATEX
Soluciones Siemens para zona ATEX
Escenario 2 – Con tarjetas EX i para Zona 2
Zona 2
Controlador
Periferia I/O
Zona 1
EX i
Zona 0
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Barrera de
Separación
Jornadas ATEX
Visión general de soluciones con periferia descentralizada SIMATIC ET 200

Aplicación de los módulos / tarjetas en áreas con peligro de explosión, Zona 2
 Sensores/actuadores Ex nA, nC (en Zona 2) ó Ex d, p, o, q, m (máximo en
Zona 1). NO SENSORES/ACTUADORES Ex i
 Sensores/actuadores Ex ia (en Zona 0) ó Ex ib (en Zona 1) mediante
barreras aisladoras Ex ia / ib (instaladas en Zona 2)
 Sensores/actuadores Ex ib (en Zona 1), sin necesidad de barreras
aisladoras, y conectados directamente a tarjetas Ex (para circuitos
intrínsecamente seguros)

Instalación de periferia ET 200iSP en Zona 1/21
 La periferia ET 200iSP para áreas clasificadas con riesgo de explosión se
puede montar hasta en Zona Ex 1 (GAS) y Zona Ex 21 (POLVO) dentro de
un armario envolvente adecuado y certificado en su conjunto para montaje en
dichas zonas. Conexión de sensores/actuadores Ex ia / ib hasta en Zona 0/20
sin necesidad de barreras.
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Jornadas ATEX
Aplicación de los módulos / tarjetas en áreas con peligro de explosión, Zona 2
 “Aplicación de los módulos / tarjetas en áreas con
peligro de explosión, zona 2”
 https://support.industry.siemens.com/cs/ww/es/view/19692172
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ET 200S, S7-300 / ET 200M, ET 200SP, S7-1500 / ET 200MP, S7-400
Jornadas ATEX
Aplicación de los módulos / tarjetas en áreas con peligro de explosión, Zona 2
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Jornadas ATEX
Aplicación de los módulos / tarjetas en áreas con peligro de explosión, Zona 2
 Aplicación de los módulos / tarjetas en áreas
con peligro de explosión, zona 2
 Periferia S7-300 / ET 200 con sensores/actuadores
Ex nA, nC (en Zona 2) ó Ex d, p, o, q, m (máximo
en Zona 1). NO SENSORES/ACTUADORES Ex i
 Periferia S7-300 / ET 200 con sensores/actuadores
Ex ia (en Zona 0) ó Ex ib (en Zona 1) mediante
barreras aisladoras Ex ia / ib (instaladas en Zona 2)
 Periferia ET 200M con sensores/actuadores Ex ia
(en Zona 0) ó Ex ib (en Zona 1), sin necesidad de
barreras aisladoras, y conectados directamente a
tarjetas Ex (para circuitos intrínsecamente seguros)
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Jornadas ATEX
Periferia S7-300 / ET 200 con sensores/actuadores Ex ia (en Zona 0) ó Ex ib (en Zona
1) mediante barreras aisladoras Ex ia / ib (instaladas en Zona 2)
 Sólo se pueden conectar elementos
intrínsecamente seguros “Ex ia”
(situados hasta en zona 0) o “Ex ib”
(situados hasta en zona 1) si se utilizan
las barreras aisladoras apropiadas para
dichos elementos con aprobación para
su instalación en zona 2.
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Jornadas ATEX
Periferia ET 200M con sensores/actuadores Ex ib (en Zona 1), sin necesidad de
barreras aisladoras, y conectados directamente a tarjetas Ex (para circuitos
intrínsecamente seguros)
 Requisitos instalación módulos Ex de la ET 200M
 Con estos “Módulos Ex” se pueden conectar únicamente sensores
intrínsecamente seguros Ex ib situados hasta máximo zona 1 sin
necesidad de barreras aisladoras.
 Separación de módulos Ex de la cabecera IM o módulos no Ex
mediante módulo dummy DM370 (si se usan módulos de bus activo
se debe usar una partición Ex 6ES195-1KA00-0XA0 en su lugar).
 Utilizar módulo LK393 (line chamber) para separar suficientemente
la alimentación L+/ masa M, en las tarjetas Ex que lo requieran.
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Jornadas ATEX
Periferia ET 200M con sensores/actuadores Ex ib (en Zona 1), sin necesidad de
barreras aisladoras, y conectados directamente a tarjetas Ex (para circuitos
intrínsecamente seguros)
 Módulo LK393 (line chamber, 6ES7393-4AA00-0AA0)
 El cableado de los sensores/actuadores intrínsecamente seguros se
conectan entrando por la parte inferior al conector de polos de los
módulos Ex, y también se les hace llegar la tensión de carga (si la
necesitan, normalmente todos los módulos Ex salvo el módulo AI 8 x
TC/4 x RTD), normalmente por la parte superior del módulo utilizando
una pieza denominada “cámara para el cableado LK 393” para el
cable - LK 393 line chamber (Ref. 6ES7393-4AA00-0AA0), que a su
vez se conecta al conector de polos. Esta pieza consigue mantener la
separación necesaria entre las zonas Ex y las no Ex (alimentación).
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Jornadas ATEX
Periferia ET 200M con sensores/actuadores Ex ib (en Zona 1), sin necesidad de
barreras aisladoras, y conectados directamente a tarjetas Ex (para circuitos
intrínsecamente seguros)
 Requisitos instalación módulos Ex de la ET 200M
 En cuanto al cableado y conexionado de sistemas Ex se
recomienda realizarlo por canaletas por zonas con bajo
riesgo, con facilidad de acceso/mantenimiento evitando
conducciones por el suelo que pudieran permitir la
acumulación de gases explosivos o líquidos corrosivos.
 Se recomienda el uso de cables de sección mayor a 0,1
mm de diámetro de acuerdo a las necesidades mecánicas
y a ser posible resistentes a la llama y a aceites. Las líneas
de cables intrínsecamente seguras de las que no lo son
deben ser tiradas separadamente o con los medios de
aislamiento necesarios. Las líneas intrínsecamente
seguras deben ser claramente identificadas normalmente
con unas tiras de color azul claro.
 Por lo demás, hay que atenerse a los manuales y a las
directrices y normativas de montaje de zonas Ex.
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Jornadas ATEX
Soluciones Siemens para zona ATEX
Escenario 3 – Con Periferia en Zona 1
Zona 2
Controlador
Profibus DP
Zona 1
Coupler
RS485-IS
Zona 0
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Joranadas ATEX
Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
 Máxima configuración ET 200iSP
 Máximo 31 estaciones ET 200iSP en un segmento PROFIBUS
RS 485-IS (vía RS 485-IS Coupler).
 Consumo Total Máximo apróx. 5A, aunque esto depende del
tipo de fuente de alimentación utilizada y el tipo de montaje,
así como de la temperatura. Consultar el manual del equipo
para ver los consumos de los diferentes módulos.
 Ancho de la estación ET 200iSP
Máximo ancho de la configuración ET 200iSP (fuente de
alimentación + módulo de interfaz + 32
Módulos electrónicos + modulo terminador) :
1.095 m (con una fuente de alimentación y un IM 152)
1.185 m (con dos fuentes de alimentación y dos IM 152)
 Direccionamiento:
El modulo de interfaz soporta un máximo de 244 bytes de
entrada y 244 bytes de salida.
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Jornadas ATEX
ET200iSP - Configuración máxima de una estación ET 200iSP
 Máxima configuración ET 200iSP
 En la tabla adjunta se indica los consumos requeridos por la
electrónica de cada módulo de la ET200iSP por el bus
trasero. En principio el máximo vendría limitado por un total
de 5.000 mA, o bien por un máximo de 32 módulos.
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Jornadas ATEX
ET200iSP - Redundancia completa
 Redundancia completa
IM 152-1 Redundante
PROFIBUS DP
ET 200iSP
L+
L+
Fuente redundante
Módulo de bus especial (BM)
IM
Bus activo
IM
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 La periiferia ET 200iSP permite la
configuración con hasta dos
fuentes de alimentación y hasta dos
módulos de interfaz IM152
redundantes en Profiibus DP, para
una alta disponibilidad cuando se
encuentra conectada a un sistema
S7-400H
 Por supuesto, son posibles también
variantes con:
 1 Fuente Alim. y una IM152
 2 Fuentes Alim. y una IM152
 1 Fuente Alim. y dos IM152
Jornadas ATEX
Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Aparatos HART y aparatos digitales
 Aparatos HART y aparatos digitales
Estación de
SIMATIC HW-config
ingeniería
Ethernet
PLC con
diagnóstico &
CP 443-1
CP 443-5 ext
Puesta en marcha
PROFIBUS DP máx. 1,5 MBit/s
PROFIBUS DP
máx. 1,5 MBit/s
Posicionador
DP/PA Link
Motor
PROFIBUS-PA 31,25 KBit/s
Arrancador
de motor
ET 200iSP
ES clásicas
&
HART
Posicionador
Nivel
Temperatura Caudal
Presión
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 Desde la Estación de Ingeniería y
mediante Step 7 o PDM se puede
conectar a través de Routing de datos
con los móudulos HART de la ET
200iSP o con los instrumentos PA para
poder parametrizarlos y observar los
valores medidos.
Jornadas ATEX
Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Estructura típica
 Estructura típica
 La periferia ET 200iSP se instala bajo una red Profibus DP
 Es necesario instalar un acoplador RS485-IS para pasar de
Profibus DP convencional a Profibus IS (Intrínsecamente
Seguro) por cada segmento Profibus IS que queramos crear
(puede contener una sola estación de periferia ET 200iSP o
varias). Este acoplador RS485-IS debe ser instalado en zona
segura (Zona 2).
 Como la interfaz de Profibus de la ET 200iSP es
intrínsecamente segura hay que utilizar en la ET200iSP el
conector Profibus intrínsecamente seguro (color azul) con
referencia 6ES7972-0DA60-0XA0.
 El cable Profibus del segmento Profibus IS debe ser el
adecuado (referencia 6XV1831-2A)
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Jornadas ATEX
Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Estructura típica
 Máxima configuración ET 200iSP
 La periferia ET 200iSP tiene un conector intrínsecamente
seguro para Profibus IS por lo que para la red PROFIBUS IS
se deberá pedir:
Un acoplador RS485-IS
para pasar de PROFIBUS 6ES7972-0AC80-0XA0 1 por ET 200iSP
DP a PROFIBUS IS
Conector PROFIBUS con
cierre del bus activo para 6ES7972-0DA60-0XA0 1 por ET 200iSP
RS485-iS
PROFIBUS FC Standard
Cable IS GP
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6XV1831-2A
20 m (pedido
mínimo)
Jornadas ATEX
Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Conexión del acoplador RS485-IS
 Conexión del acoplador RS485-IS
 El acoplador RS485-IS debe ser instalado en zona segura
(Zona 2)
 La longitud máxima del segmento PROFIBUS RS 485-IS (a
través del acoplador RS485-IS) depende de la velocidad de
transferencia de datos ajustada, de acuerdo a la siguiente
tabla:
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Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Información importante módulos 4DQ de la ET 200iSP
 Módulos 4DQ con desconexión/Shut down “L” o “H”
 Para la conexión de las electroválvulas (solenoides) se
deben tener las siguientes consideraciones para elegir la
referencia de tarjeta de salidas digitales adecuada:
 “Desconexión o Shut down L” significa que si es necesario
se pueden realizar una desconexión de una o varias tarjetas
DO por medio de una señal intrínsecamente segura a nivel
bajo (Low) conectada a la primera tarjeta. Si en lugar de
desconectar por nivel bajo se quisiera desconectar por nivel
alto (High) habría que elegir la referencia adecuada para la
tarjeta (“Desconexión H”).
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Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Información importante módulos 4DQ de la ET 200iSP (1)
 Elección de módulos 4DQ según actuador Ex i a conectar
 Se deben comprobar dos cosas en relación a las electroválvulas Ex
i (intrínsecamente seguras) que deseen conectar:
 1.- Que el circuito intrínsecamente seguro de conexión (tarjeta
+ cable utilizado + electroválvula) cumple con las ecuaciones
mostradas en la parte superior izquierda.
 Para ello se debe verificar esto con los valores intrínsecamente
seguros (Ui, Ii, Pi, Li, Ci) del modelo de electroválvula en cuestión
que aparezcan en su correspondiente certificado ATEX, así como
disponer del certificado actual de declaración de conformidad EC
del modelo de la electroválvula que esté de acuerdo con los últimos
estándares armonizados (Harmonised Standard).
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Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Información importante módulos 4DQ de la ET 200iSP (2)
 Elección de módulos 4DQ según actuador Ex i a conectar
 2.- Que el punto de trabajo o de funcionamiento de la válvula
(para hacer posible su activación) se encuentra dentro de la curva
característica de tensión/corriente que ofrece la tarjeta (ver
imagen superior izquierda, ejemplo para el módulo electrónico, 4DO,
23,1V DC/20mA)
 Si no cumple con los requisitos para su punto de trabajo, habrá que
buscar la tarjeta de salidas digitales más adecuada que cumpla con
los requisitos (puntos 1 y 2).
 En el caso de que la tarjeta de salidas digitales permita la conexión
en paralelo de dos canales para dar más intensidad de salida, la
curva característica correspondiente se muestra en trazo discontínuo
(ver ejemplo en la imagen inferior izquierda)
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Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Armarios ET 200iSP (incluido montaje) certificados para Zona 1/21
 Armarios de 450mm x 650mm x 230mm para la instalación de hasta 15
módulos E/S (12 módulos E/S para config. redundante)





Armario con grado de protección IP65
2 x prensaestopas M20 para entrada de cables de alimentación
2 x prensaestopas M32 para entradad de cables Profibus
Hasta 66 x prensaestopas M16 para entrada de cables de señales E/S
Opcional: otros patrones de cableado / instalación de componentes especiales
 Armario vacío o con instalación de módulos E/S de la ET200iSP
 Armarios de 450mm x 950mm x 230mm para la instalación de hasta 25
módulos E/S (22 módulos E/S para config. redundante)





Armario con grado de protección IP65
2 x prensaestopas M20 para entrada de cables de alimentación
2 x prensaestopas M32 para entradad de cables Profibus
Hasta 111 x prensaestopas M16 para entrada de cables de señales E/S
Opcional: otros patrones de cableado / instalación de componentes especiales
 Armario vacío o con instalación de módulos E/S de la ET200iSP
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Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Certificados de los armarios ET 200iSP (incluido montaje) para Zona
1/21
 Certificación armarios ET 200iSP
 Otro dato importante que aparece en los certificados con ciertos
parámetros térmicos, como por ejemplo la máxima temperatura
ambiente a la cual se puede montar el armario de forma que se
garantice que no se supera una cierta temperatura máxima en el
interior del armario, en función de la máxima potencia disipada por
los módulos en el interior del armario.
 Esto es un factor importante que también limita a efectos prácticos
la máxima configuración de módulos de la ET 200iSP o equipos que
se pueden instalar dentro del armario.
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Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Configuración de periferia ET 200iSP con TIA Selection Tool
 El configurador TIA Selection Tool
 Permite elegir los componentes
necesarios para configurar y chequear
una estación ET 200iSP.
 Redundancia de fuentes de
alimentación y/o módulos de interfaz
IM152.
 Elección de temperatura de
funcionamiento y orientación de
montaje.
 Safety Integrated (PROFIsafe).
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Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Información sobre trabajos de montaje, cableado, puesta en marcha,
operación y mantenimiento (2)
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Periferia ET 200iSP instalable hasta en Zona 1 ó Zona 21
Operaciones de mantenimiento permitidas (2)
 Seguir la indicaciones expuestas en los manuales de los equipos
 El manual indica las operaciones que se pueden realizar en funcionamiento
 Extracción/inserción de módulos en funcionamiento
(Hot swapping):
No se permite extraer más de un módulo a la vez si se
quiere que la estación continúe funcionando.
 Mínimo tiempo de espera de 2 minutos para extraer la
fuente de alimentación tras su desbloqueo de la base
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 Usar trapos húmedos para la limpieza para no generar
cargas electrostáticas.
 La capa de polvo en el armario no debe superar los
5mm de profundidad.
Jornadas ATEX
Solución con PROFIBUS PA
Escenario 4 – Con Profibus PA
Zona 2
Controlador
Coupler
DP/PA
Zona 1
Profibus DP
AFD
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Jornadas ATEX
Solución con PROFIBUS PA
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Jornadas ATEX
Solución con PROFIBUS PA
PROFIBUS DP
Copler Redundante
M

DP/PA Coupler,
redundant (M = master)
Redundancia de Copler
Active Field Splitter
IM 153, redundant
PROFIBUS PA
Bus termination
Automatic bus termination
PROFIBUS DP
Redundancia en Anillo PA
MM
DP/PA Coupler,
redundant (M = Master)
IM 153, redundant
PROFIBUS PA
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Active Field Distributor

Redundancia de Copler

Redundancia de medio basada en topologia de anillo
Jornadas ATEX
Solución con PROFIBUS PA
Escenario 4 – Con Profibus PA
Controlador
Zona 2
Profibus DP
Coupler
DP/PA
Zona 1
Zona 0
AFDiSD
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Solución con PROFIBUS PA
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Jornadas ATEX
Solución con Foundation FieldBus VS Profibus PA
Conclusiones:
FF está pensado para que el propio instrumento
regule los lazos y esto hace que los telegramas
sean más grandes y aumente los tiempos de ciclo
Foundation Fieldbus está muy límitado en el nº
de instrumentos que podemos poner por cada
coupler.
La limitación en el Profibus PA viene dada por el
consumo de los propios instrumentos y de las
distancias
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Resumen
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Process Device Manager SIMATIC PDM V9.0
Jornadas Tecnológicas ATEX - Abril / Mayo 2016
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Process Device Manager SIMATIC PDM
Soporta todos los tipos de comunicación
SIMATIC PDM
La herramienta
universal para el
servicio y
parametrezicación





EDDL
IEC 61804-3
Tipos de comunicación:






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Parameterización
Diagnóstico
Puesta en marcha
Mantenimiento
Servicio
PROFINET
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA
FOUNDATION Fieldbus
HART / Wireless HART
Modbus
Process Device Manager SIMATIC PDM
Diferentes Tipos de Aplicación
Tipos de Aplicación
con SIMATIC PDM
Stand Alone
Central
Local
Integrado en
SIMATIC PCS 7 Integrado en Estación de
Mantenimiento de PCS7
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Process Device Manager SIMATIC PDM
Aplicación Stand-Alone
Solución bajo coste para
mantenimiento y puesta en
marcha
USB
or COM
4 – 20mA
PDM
Communication
SIMATIC PDM como
estación local de
servicio y
parameterización
HART
Modem
Interface
ET 200
PA Link
Field device
PDM
Field device
ET 200M
New
Field device
SIMOCODE
Analyzer series 7
Funciones
Acceso directo de los dispositivos en un segmento de bus
Independiente del Sistema de Control
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USB
PDM
Process Device Manager SIMATIC PDM
System integrated application
SIMATIC
PDM
Client
SIMATIC PDM
integrado en
SIMATIC PCS 7
y
Estación de
Mantenimiento
SIMATIC PCS 7
Ingeniería y
almacenamiento datos
central
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Operator
Station
Maintenance
Station
Engineering
Station
PDM
PDM
Mobile
Client
S7- 4xx
S7- 4xxH
S7- 41x
New
Funciones
Configuración y puesta en marcha dispositivos centralizada
Configuración y puesta en marcha dispositivos de manera local (web)
Integración en Estación Operación / Mantenimiento
Process Device Manager SIMATIC PDM
Servidor PDM
Nueva vista del
Portal para el uso
del PDM Server
Vistazo rápido y claro de
los dispositivos
asignados al personal de
campo
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New
Process Device Manager SIMATIC PDM
Beneficios y Valor del SIMATIC PDM
8 razones a favor
de SIMATIC PDM
frente a los
competidores
Flexible
Universal
Soporta todos los
tipos de aplicación del
cliente: local como
stand alone, central,
local and central en
una planta
Soporta tipos de
comunicación:
PROFIBUS DP/PA,
PROFINET, FF,
HART / Wireless
HART,
HART Multiplexer,
Modbus
Completo
Eficiente coste
Base de datos
integrada con más
de 4500 dispostivos
de Siemens y otros
200 fabricantes
PDM
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Menos esfuerzo
durante la puesta en
marcha y servicio
Seguro
Abierto
Basado en gestión
integrada de
usuarios para las
funciones de
sistema
Basado en interfaz
estándar XML 
fácil transferencia de
datos de los
dispositivos a capa
MES
Fácil de usar
Innovador
Interfaz de usuario
uniforme y sistema
común de funciones
para todos los tipos
de dispositivos
Soporta todos los
estándares de
campo ej:
PROFINET y
tecnologías ej: Web;
listo para estándar
FDI
AFDiSD
Diagnóstico de Bus de Campo Extendido
 AFDiSD con diagnóstico extendido proporciona
información de la capa física de la instalación en
Profibus PA:






Voltaje de la señal en troncal y derivaciones
Intensidad de la señal en troncal y derivaciones
Voltage de la señal en el troncal
Ruido de la señal troncal
Unbalance de la señal troncal
Jitter de la señal troncal
 El Link de PA recoge y analiza los datos del AFDiSD
y proporciona información del bus de campo
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Diagnóstico de Bus Extendido
Puesta en servicio
Busqueda y posterior solución
del error.
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Jornadas ATEX
Muchas Gracias por su Atención!!!
Cocktail
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