下表列出了在安装电缆时必须保持的Zui小间隙。表格 3- 2电缆类别的组合类别 A 类别 B 类别 C类别 A • 在公共电缆束或电缆通道中• 在单独电缆束或电缆通道中（不需要Zui小间距）•在单独电缆束或电缆通道的机柜内• 在机柜外但在建筑物内，在单独的电缆架上，间隙类别 B • 在单独电缆束或 至少为 10cm电缆通道中（不需要Zui小间距）• 在公共电缆束或电缆通道中类别 C • 在单独电缆束或电缆通道的机柜内•在机柜外但在建筑物内，在单独的电缆架上，间隙至少为 10 cm•在公共电缆束或电缆通道中如果在同一电缆通道中安装不同的电缆类别，请使用带有金属分区的金属电缆通道。下图显示了带有分区的电缆通道的示意图。①金属电缆通道② 金属分区图 3-1 带有分区的电缆通道无干扰电缆布线3.2 建筑物中机柜内的电缆布线设计防干扰型控制器功能手册,06/2014, A5E03461490-AB 113.2 建筑物中机柜内的电缆布线规则要在控制柜中正确布放电缆，需要遵守以下规则：●如果电缆交叉布线是无法避免的，则尽可能地将电缆成 90°角交叉布线，从而尽量降低电场干扰。●请勿将来自外部的电缆与屏蔽线支架平行地布放到机柜中。3.3建筑物中机柜外的电缆布线规则要在建筑物中的控制柜外正确布放电缆，需要遵守以下规则：● 请参见“为电缆类别分配电缆 (页9)”一节中的信息。● 如果在金属电缆通道中铺设电缆，则可以重新安排相邻的电缆通道。● 将金属导电电缆架连接到建筑物的电位均衡导线。●如果电缆交叉布线是无法避免的，则尽可能地将电缆成 90°角交叉布线，从而尽量降低电场干扰。无干扰电缆布线3.4建筑物外部的电缆布线设计防干扰型控制器12 功能手册, 06/2014, A5E03461490-AB3.4建筑物外部的电缆布线如果可能，将电缆布放在建筑物外部的金属电缆支架上。将电缆支架按电流方向彼此联结在一起，并将电缆支架接地。规则在建筑物外部布放电缆时，需遵守以下规则：●使用金属辅助端子盒将电缆从结点外部连接到建筑物内部的电缆上。将这些端子盒接地。● 如果电缆交叉布线是无法避免的，则尽可能地将电缆成90°角交叉布线，从而尽量降低电场干扰。● 将在建筑物外部安装的总线集成到雷电和过压方案中。避雷在建筑物外部布放 SIMATIC设备的电缆时，必须采取内部和外部避雷措施。参考有关避雷的其它信息，请参见“避雷和过压保护 (页 26)”。无干扰电缆布线3.5地面下的电缆布线设计防干扰型控制器功能手册, 06/2014, A5E03461490-AB 133.5地面下的电缆布线规则在大地下面布放电缆时，需遵守以下规则：● 将电缆布放在地面下至少 60 cm 的位置。● 在高出电缆约 20 cm的位置安装等电位连接。 例如，可以使用镀锌接地带。接地带还可以用于防止雷击。● 例如，可以通过在高出电缆约 40 cm的位置安装塑料管和/或电缆警示带来防止电缆受到机械损坏。●例如，使用电缆通道在地面下将各种电缆类别分隔开。下图显示了电缆警示带、等电位连接和电缆的排列。图 3-2地面下的排列避雷在建筑物外部布放 SIMATIC设备的电缆时，必须采取内部和外部避雷措施。参考有关避雷的其它信息，请参见“避雷和过压保护 (页 26)”。无干扰电缆布线3.6电缆的弯曲半径和拉伸强度设计防干扰型控制器14 功能手册, 06/2014, A5E03461490-AB3.6电缆的弯曲半径和拉伸强度拉伸张力由于拉伸力对电缆产生的高张力会导致导体材料流动。拉伸力会导致材料结构的变化，使导体横截面变小。而导体横截面的减小又会导致导体发热量增加以及导体绝缘材料过早磨损。使用提供的电缆扎带来缓解SIMATIC S7-1500 和 SIMATIC ET 200MP 产品系列的I/O模块插头的端子点。弯曲半径如果在铺设电缆时选择的弯曲半径过小，则会导致材料被拉长并压缩和改变电缆的机械结构。因此会对电气属性造成损害。尤其要注意光缆的弯曲半径。如果弯曲半径过小，光缆的光学属性会受到不利影响。以至于无法再保证传输可靠性。设计防干扰型控制器功能手册, 06/2014,A5E03461490-AB 15屏蔽线4屏蔽线是一种减小（消除）磁场、电场或电磁场干扰的措施。屏蔽线上的干扰电流从屏蔽连接转移到地面上。要避免因这些电流产生的干扰，必须提供到保护性导体的低阻抗连接。规则理想情况下，应使用带有保护性编织屏蔽层的电缆。屏蔽线的接触点必须有 80%以上的部分进行接触。避免在具有箔屏蔽的电缆上出现拉伸张力和挤压张力。这类张力可能会十分轻微地损坏紧固点处的箔屏蔽。结果是屏蔽效果下降。两端接地的屏蔽连接始终将屏蔽线的两端都接地。只有通过将屏蔽线的两端都接地才能减小低频和高频干扰。说明铺设额外的等电位连接电缆无论何时在两个接地点之间产生电位差，都会在连接于两端的屏蔽线上产生均衡电流。这种情况下，铺设额外的等电位连接电缆。有关本主题的更多信息，请参见等电位联结(页 23)一章。屏蔽线设计防干扰型控制器16 功能手册, 06/2014,A5E03461490-AB一端电容接地的屏蔽连接如果没有选择安装等电位连接（例如，在占地面积很广的工厂中），对屏蔽线的一端进行电容接地。在这种情况中，将只会降低高频干扰。下图显示了屏蔽线的电容接地。图中的值只是具有象征意义，具体值会随系统不同而变化。电容将转移高频干扰。该电容对电源频率（50 或 60Hz）提供高阻抗保护，因此可防止均衡电流通过屏蔽线。并行切换的高阻抗电阻可防止电容加载直接电流。连接 S7-1500 和 ET200MP 的屏蔽线针对自动化系统 S7-1500 和分布式 I/O 系统 ET200MP已经制定出一套特殊的屏蔽方案，以实现信号线的屏蔽连接。屏蔽线的连接元件包括屏蔽线夹和屏蔽端子。如果前端连接器位于模块中，则所产生的干扰电流将会由连接元件通过模块和安装导轨转移到地面上。对于模拟量和工艺模块而言，屏蔽线夹是可插拔的安装装置。通过屏蔽线夹，可在Zui短的安装时间内实现屏蔽线的低阻抗应用。下图显示了带有已安装屏蔽线夹和相关屏蔽端子的前端连接器。 屏蔽线夹②剥除的屏蔽线③ 屏蔽端子图 4-2前导连接器上的屏蔽线夹和屏蔽端子将屏蔽线夹从下方往上插入前端连接器，直至听到屏蔽线夹锁定到位的声音。将屏蔽端子固定到屏蔽线夹上。屏蔽线4.1连接 S7-1500 和 ET 200MP 的屏蔽线设计防干扰型控制器18 功能手册, 06/2014,A5E03461490-AB更多信息有关安装屏蔽线夹和屏蔽端子的其它信息，请参见《S7-1500 自动化系统连接 ET 200SP的屏蔽线针对分布式 I/O 系统 ET 200SP的信号线屏蔽连接，已经制定出一套特殊的屏蔽方案。屏蔽线的连接元件包括屏蔽端子。如果前端连接器位于模块中，则所产生的干扰电流将会由连接元件通过BaseUnit和安装导轨转移到地面上。屏蔽端子插入到BaseUnit的安装装置上。通过屏蔽线夹，可在Zui短的安装时间内实现屏蔽线的低阻抗应用。无需另外在机柜入口处对屏蔽线进行标准连接。下图显示了带有屏蔽端子和屏蔽支架的 BaseUnit。① BaseUnit ， ET200SP② 屏蔽端子③ 具有适合端子插座的扁平插头的屏蔽支架图 4-3带有屏蔽端子的BaseUnit更多信息有关安装屏蔽端子的更多信息，请参见《ET 200SP 分布式 I/O系统》系统手册的“连接屏蔽线”一章。连接 ET 200AL 的屏蔽线ET 200AL 分布式 I/O系统的每个模块都具有一个功能性接地连接。对于模拟信号、PROFINET 和 PROFIBUS 信号的连接以及ET-Connection，请仅使用屏蔽线。 如果已经正确拧紧了插头，产生的干扰电流会转移到金属部分和功能性接地。如果将 ET200AL 模块连接到导电的接地基座，下部的安装螺栓将与接地电位建立导电连接。如果将 ET 200AL模块连接到非导电的基座，则同时将下部的安装螺栓连接到接地线。下图举例显示了如何通过接地线，使用 IM 157-1 PN接口模块连接功能性接地。图 4-4 通过接地线连接功能性接地更多信息有关安装 ET 200AL 模块的更多信息，请参见“分布式 I/O系统 ET 200AL系统手册中的“安装模块”一节。
连接总线的屏蔽线在 S7-1500、ET 200MP 和 ET 200SP系统中，PROFIBUS 和 PROFINET电缆的屏蔽线已连接到现有总线连接元件上。 因此，屏蔽线和屏蔽线支架按电流方向彼此连接。如果连接器插入到模块中，则耦合的干扰通过模块支架转移到地面上。无需另外在机柜入口处对屏蔽线进行标准连接。下图显示了各种总线连接元件的屏蔽线连接示例。①BusAdapter BA 2xRJ45 用于ET 200SP② PROFIBUS9 针连接器 D-Sub③ PROFINET连接器RJ45④ 相应连接器的屏蔽线支架图 4-5 总线连接元件的屏蔽线连接参考有关安装连接器的更多信息，请参见“ET 200SP 分布式I/O 系统”系统手册的“将PROFINET IO BusAdapter BA 2xRJ45连接到接口模块”一章以及提供的产品信息。连接其它组件的屏蔽线以下步骤用于将屏蔽线连接到不带有任何特殊屏蔽端子的设备，并已经在实践中得到证实。规则在操作屏蔽线时请注意以下几点：●始终使用金属夹安装电缆的编织屏蔽层。夹子必须涵盖屏蔽线的较大区域并提供相应的接触力。●将屏蔽线连接到紧邻机柜电缆入口处后面的屏蔽总线上。如果将屏蔽线进一步布放到模块中，请不要再次将屏蔽线连接到模块前部，因为这样做会产生接地环。下图显示了标准类型的屏蔽线紧固件。图4-6 屏蔽线设计防干扰型控制器功能手册, 06/2014, A5E03461490-AB 23等电位连接 5符合 DIN VDE0100 标准的定义等电位连接是一种将电气设备机体和外部导电部件连接到相同/近乎相同的电位的电气连接。等电位连接可划分为：●主等电位连接● 额外的本地等电位连接两种类型的等电位连接至关重要，不仅可以防止电击，还可以满足 EMC标准的要求。主等电位连接主等电位连接是 DIN VDE 0100 Part 410需要的一种保护措施，属于强制执行措施，无论是否有防止直接和间接接触的其它措施。额外的本地等电位连接在以下情况下，需要额外的本地等电位连接：●由于土壤的传导性不同（例如，砂质土地或石质土地），导致各工厂区域之间存在不利的接地条件● 电缆桥接较远距离●从多种电源（例如，在多子站的情况下）传回电能● 使用大量电能（例如，焊接机器人、大型驱动器）等电位连接设计防干扰型控制器24功能手册, 06/2014, A5E03461490-AB措施在这类情况下，各电位之间的额外等电位连接电缆可以解决问题。等电位连接电缆还必须能够转移大电流和传送雷击电流。 下面是实践中公认的等电位连接：● 16 mm2 铜质等电位连接电缆，Zui长 200m● 25 mm2 铜质等电位连接电缆，200 m以上为防止接地环，应并行安装等电位连接电缆，并且应尽可能地靠近信号线/总线。这样可以使两根电缆之间的区域尽可能地小。下图显示了安装等电位连接电缆的示意图。图5-1 安装等电位连接电缆规则请注意有关等电位连接的以下问题：●等电位连接电缆的阻抗越低，等电位连接就越有效。额外安装的等电位连接电缆的阻抗不应超出屏蔽线阻抗的 10%。●将等电位连接电缆连接到接地系统的较大区域。● 防止连接点被腐蚀。● 避免接地环。●以某种方式安装等电位连接电缆，以使等电位连接电缆和信号线之间围起的区域Zui小。设计防干扰型控制器功能手册, 06/2014,A5E03461490-AB 25用于无干扰运行的特殊措施 6将电感线圈连接到抑制元件理想情况下，由 SIMATIC控制的电感线圈（例如，接触器线圈或继电器线圈）无需接线到外部抑制元件。 所需的抑制元件已经集成到模块中。如果SIMATIC输出电路还可以由内置触点关闭（例如，用于“紧急关闭”的继电器触点），则模块的集成抑制元件将不再有效。在这种情况下，电感线圈必须接线到抑制元件。例如，将电感线圈接线到续流二极管、可变电阻或 RC 元件。表格 6- 1 对电感线圈接线对以DC 运行的电感线圈接线对以 AC运行的电感线圈接线编程设备在每个机柜中提供一个插座以此为编程设备供电。这些插座由已连接机柜保护性导体的配电板供电。在控制柜中安装插座的时候，请注意以下几点：●在设计等电位连接的过程中应考虑到该插座的接地。● 两个接地电位（机柜和插座）的公共星点必须靠近两个端点。●不允许将等电位连接电缆用作编程设备和控制器之间的通信电缆。设计防干扰型控制器26 功能手册, 06/2014,A5E03461490-AB避雷和过电压保护 77.1避雷和过压保护是什么？简介术语“避雷和过压保护”涵盖了结构化系统（例如，建筑物或电气设备）保护方面的概念和系统。该概念还包含对人员和动物的保护。导致过压的Zui常见原因是雷击。避雷系统避雷系统是一种用于降低直接雷击和过压对结构化系统造成的物理损坏的完整系统。避雷系统划分为外部和内部避雷装置。外部避雷装置外部避雷装置是避雷系统的一部分，包括拦截设备、避雷器和接地系统。发生雷击时，通过外部避雷装置可以将雷电电流安全地转移到大地。该措施Zui常用于预防火灾损害。内部避雷装置内部避雷装置也是避雷系统的一部分，包括与外部避雷装置的避雷等电位连接和/或电气隔离。在发生雷击时，内部避雷装置将降低因雷电产生的过压引起的损害。甚至对于长达 1.5 km 的距离，雷击有时仍可能造成损害。可通过将外部避雷装置扩展为整体防护系统，以实现有效避雷。 该系统包含等电位连接设备和防浪涌设备。避雷和过电压保护7.2避雷区概念设计防干扰型控制器功能手册, 06/2014, A5E03461490-AB 277.2避雷区概念简介每个建筑物都需要一个协调的避雷区方案。 对于这一点，防护等级至关重要。如果满足该等级需求，则只能保证足够的防护。标准IEC 62305-4 和 DIN EN 62305-4中描述的避雷区方案用于此目的。避雷区方案可将具有相同风险的电位且可接线到相同类型避雷器的设备和区域进行分组。根据具体要求，在避雷区转换处使用过电压保护设备。在适当的位置（如主配电板或子配电板）上安装过电压保护设备。避雷区方案的原理避雷区方案的原理是将要进行过电压保护的的区域（例如建筑物）划分在遵照EMC注意事项的避雷区内。避雷区方案的示意图下面是物理结构中避雷区概念的示意图。图 7-1将结构化系统划分为避雷区避雷和过电压保护7.2 避雷区概念设计防干扰型控制器28 功能手册, 06/2014,A5E03461490-AB划分避雷区各避雷区 (LPZ - Lightning Protection Zone)按如下说明在空间上进行限定，不一定按物理边界（例如，墙或楼层）限定。下表列出了各避雷区的划分。表格 7- 1外部和内部避雷区避雷区外部避雷区：LPZ 0A • 直接雷击风险• 雷电的全电磁场风险LPZ 0B • 防止直接雷击•雷电的全电磁场风险内部避雷区：LPZ 1 • 防止直接雷击• 衰减的雷电电磁场LPZ 2 • 防止直接雷击• 降低的漏电流和电磁场（与LPZ 1 相比）• 受保护的终端设备LPZ 3 • 防止直接雷击• 终端设备内的保护区• 本地等电位连接雷击的结果在避雷区 LPZ0A 中发生直接雷击。雷击会产生高能雷电流和强电磁场。必须通过适当的雷电流或过电压避雷器/屏蔽措施，降低从一个避雷区转换到下一个避雷区时的影响。雷击造成的常见损害包括：●对人员和动物的损害，在Zui恶劣情况下可能会导致死亡情况● 对建筑物的损害●由雷击的强热扩展导致的火灾过电压可以使用适当的屏蔽措施减弱雷电通道的电磁场。在装有过电压避雷器的避雷区 LPZ0B中可以将因电感产生的过电压降低至安全级别。 用于在避雷区之间转换的规则和组件简介本章介绍了用于在避雷区之间转换的规则。必须采取措施来降低在避雷区之间进行转换时的浪涌电流和磁场。每个贯穿区域的金属/电气系统都会并入到区域转换时的等电位连接。金属系统包括通道、结构化部件和管道（例如，水管、煤气管和暖气管）。电气系统包括电源线和IT 电缆（例如，电源线和总线）。在避雷区之间进行转换必须按照 DIN EN 62305 标准，在避雷区 (LPZ -Lightning Protection Zone)之间的转换处提供过电压保护。保护等级在转换处定义，并利用过电压保护设备(SPD -Surge Protective Device) 实现。● SPD 类型 1 - 从 LPZ 0 到 LPZ 1 的转换的粗略保护●SPD 类型 2 - 从 LPZ 1 到 LPZ 2 的转换的中等保护● SPD 类型 3 - 从 LPZ 2 到 LPZ 3的转换的精细保护下图说明了从电源线到用电器之间的避雷区和类型等级。图 7-2 避雷区转换避雷和过电压保护7.3用于在避雷区之间转换的规则和组件设计防干扰型控制器30 功能手册, 06/2014, A5E03461490-AB用于从避雷区 0A转换到 1 的规则在从避雷区 0A 转换到 1 时，需要进行避雷等电位连接。从避雷区 0A 转换到 1时，则可遵守以下规则：●使用避雷区可防止将部分雷电电流引至结构化系统中。●在避雷区转换时创建本地等电位连接，并整合金属供给系统（例如，管道、空气管道、电缆通道或电缆槽）。用于从避雷区 0A 到 1的避雷等电位连接的组件下表列出了用于从避雷区 0A 到 1 的避雷等电位连接的组件。表格 7- 2 用于从避雷区 0A 转换到 1的组件顺序号电缆… 接口 0A 到 1 的连接使用：S7-1500/ET 200MP/ET 200SP/ET 200AL 产品编号13 相TN-C 系统DEHNventil® DV M TNC 255 951 300DEHNventil® DV M TNC 255FM * 951 305 *2 3 相TN-S 系统DEHNventil® DV M TNS 255 951400DEHNventil® DV M TNS 255 FM * 951 405 *3 3 相TT 系统DEHNventil® DVM TT 255 951 310DEHNventil® DV M TT 255 FM * 951 315 *4 ACTN-S系统DEHNventil® DV M TN 255 951 200DEHNventil® DV M TN 255 FM * 951205 *5 ACTT 系统DEHNventil® DV M TT 2P 255 951 110DEHNventil® DV M TT2P 255 FM * 951 115 *6 电源UN = 24 V DCBLITZDUCTOR® XT，基座部分 BXT BAS920 300BLITZDUCTOR® XT，模块 BXT ML2 B 180(IL = 1.2 A)（2 线制）920 2117电源UN = 24 V DCDEHNbloc® M, DB M 1 150 961 110DEHNbloc® M，DB M 1 150FM *（需要 2 件）961 115 *8 总线电缆MPI RS 485，RS 232 (V.24)BLITZDUCTOR®XT，基座部分BXT BAS 920 300BLITZDUCTOR® XT，模块 BXT ML2 B 180（2 线制） 920211顺序号电缆… 接口 0A 到 1 的连接使用：S7-1500/ET 200MP/ET 200SP/ET 200AL 产品编号9数字量模块的输入/输出UN = 24 V DCBLITZDUCTOR® XT，基座部分BXT BAS 920300BLITZDUCTOR® XT，模块 BXT ML4 B 180(IL = 1.2 A)（4 线制）920 31010数字量模块的输入/输出UN = 230 V ACDEHNbloc® M, DB M 1 255 961 120DEHNbloc®M，DB M 1 255 *（需要 2 件）961 125 *11 模拟量模块的输入/输出（例如 4-20 mA，1-10V）BLITZDUCTOR® XT，基座部分 BXT BAS 920 300BLITZDUCTOR® XT，模块(IL = 1.2A)（4 线制）920 310* 带有远程指示触点的型号可使用适当的附件远程监视 BLITZDUCTOR® XT 系列的组件。 可在Internet 上找到更多信息可以从以下地址直接订购组件：DEHN+SÖHNEGMBH+CO.KG.Hans-Dehn-Straße 1D-92318 Neumarkt用于从避雷区 0B 转换到 1、从 1转换到 2 或从 2 转换到 3 的规则从避雷区 0B 转换到 1、从 1 转换到 2 或从 2转换到3，可防止强电磁场耦合，并可用于过电压保护。从避雷区 0B 转换到 1、从 1 转换到 2或从 2 转换到 3时，遵守以下规则：● 将电源线与浪涌电流承载电缆屏蔽或双绞线 IT 电缆一起使用● 铺设电缆和电线–在两端接地的连续的浪涌电流承载金属管中– 在加固的混凝土通道中，能够在两端接地的情况下传送浪涌电流–在起点和终点处接地的封闭金属电缆架上● 如果要进行此类传输，请使用不带金属屏蔽的光纤电缆●在避雷区转换时创建本地等电位连接，并整合金属供给系统（例如，管道、空气管道、电缆通道或电缆槽）。其它措施如果无法执行上面列出的操作，则必须利用过电压避雷器提供保护。下表列出了非常适合保护设备的过电压避雷器。用于从避雷区0B 到 1 和从 1 到 2 的避雷等电位连接的组件下表列出了用于从避雷区 0B 到 1 和从 1 到 2的避雷等电位连接的组件。