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安装和接线

S7-1500安装和接线

安装导轨

除了S7-1500模块，其它组件也可安装在S7-1500安装导轨上，例如，S7-1200和ET200SP产品系列模块、端子、断路器、小型接触器或类似组件。

这些组件可能影响电缆管道的安装尺寸。

模块可以一直安装到安装导轨的外边缘（无缝组合件）。

有多种长度的安装导轨可用。

可以通过在线产品目录或在线订购系统来订购安装导轨。

可以在附件/备件（页215）部分中找到可供货长度和零件号。

最小间隙

模块可以一直安装到安装导轨的外边缘。

安装或卸载S7-1500自动化系统时，应在顶部和底部保留以下最小间隙。

安装规则

●安装从CPU或者电源模块的左侧开始。

●这些模块将通过U型连接器进行互相连接。

●请注意，无U型连接器从第一个和最后一个模块伸出。

说明：

仅在电源关闭的情况下插入模块。

5.2安装安装导轨

简介：

有五种长度的安装导轨可用：

●160mm

●482.6mm（19英寸）

●530mm

●830mm

●2000mm

可以在附件/备件（页215）部分中找到零件号。

安装导轨（从160至830mm）上具有两个钻孔，用于固定螺钉。

同时还提供了将安装导轨接地的螺钉套件。

针对特殊长度的组合件提供有2000mm长的安装导轨，但不带有用于固定螺钉的钻孔。

安装导轨未附带用于接地的螺钉套件（可作为附件（页215）进行订购）。

两个钻孔间最大偏移量规格可以在“钻孔尺寸”表中找到。

连接保护性导线

S7-1500自动化系统必须连接到电气系统的保护性导线系统，从而确保电气安全。

1.剥去最小直径为10mm2的接地导线，并使用压接钳子连接一个用于M6号螺栓的环形端子。

2.将附带的螺栓滑入T型槽中。

3.将垫片、带接地连接器的环形端子、扁平垫圈和锁定垫圈插入螺栓（按该顺序）。

旋转六角头螺母，通过该螺母将组件拧紧到位（扭矩4Nm）。

4.将接地电缆的另一端连接到中央接地点/保护性母线（PE）。

图5-3连接保护性导线

安装导轨的其它接地方法。

如果确保已经采用符合相关标准的类似装置将安装导轨可靠地连接至保护性导线系统，例如，可靠地连接至已经接地的控制柜壁，则可以不采用接地螺栓进行接地。

5.3安装系统电源模块

简介：

系统电源模块连接到背板总线，并通过内部电源为已组态的模块供电。

要求：

安装导轨已安装。

需要的工具：

刀口宽度为4.5mm的螺丝刀

安装系统电源模块

1.将U型连接器插入系统电源背面。

2.在安装导轨上安装电源模块。

3.向后旋动系统电源。

图5-4安装系统电源模块

4.打开前盖。

5.从系统电源断开电源线连接器的连接。

6.拧紧系统电源（扭矩1.5Nm）。

7.将已经接好线的电源线连接器插入系统电源模块。

有关如何连接电源线连接器的说明，请参见“连接系统电源和负载电流电源模块（页72）”章节。

移除系统电源模块

已连接了系统电源。

1.关闭馈入电源电压。

2.打开前盖。

3.关闭系统电源。

4.断开电源线连接器的连接，并从系统电源拔下该连接器。

5.拧松电源模块的固定螺钉。

6.将系统电源模块旋出安装导轨。

5.4安装负载电流电源模块

简介：

负载电流电源未连接到S7-1500自动化系统的背板总线，因此，不占用可组态插槽。

系统电源、CPU、I/O模块的输入和输出电路均通过负载电流电源提供24VDC电压。

安装负载电流电源模块

1.在安装导轨上安装负载电流电源模块。

2.向后旋动负载电流电源。

3.打开前盖。

4.从负载电流电源断开电源线连接器的连接。

5.拧紧负载电流电源（扭矩1.5Nm）。

6.将已经接好线的电源线连接器插入负载电流电源模块。

有关如何电源线连接器的接线说明，请参见“连接系统电源和负载电流电源模块（页72）”章节。

说明：

负载电流电源可安装在组态设置的左/右侧。

在组态设置右侧安装负载电流电源时，由于负载电流电源的发热，因此必须在组态设置留有空隙。

更多信息，请参见相关手册。

可用的负载电流电源数量没有任何限制。

移除负载电流电源

已连接了负载电流电源。

1.关闭馈入电源电压。

2.打开前盖。

3.关闭负载电流电源。

4.断开电源线连接器的连接，并从负载电流电源拔下该连接器。

5.拧松电源模块的固定螺钉。

6.将负载电流电源模块旋出安装导轨。

5.5安装CPU

简介：

CPU将执行用户程序并使用集成的系统电源通过背板总线为模块的各电子元件进行供电。

安装CPU前必须满足下列前提条件：

●安装导轨已安装。

●将U型连接器插入位于CPU左侧的系统电源后部的右侧。

请注意：

CPU在交付时，显示器上贴有保护膜。

需要时，可以揭除该保护膜。

安装CPU

1.将U型连接器插入CPU后部的右侧。

2.将CPU安装在安装导轨中，并将其滑动至左侧系统电源。

3.确保U型连接器插入系统电源。

向后旋动CPU。

4.拧紧CPU（扭矩为1.5Nm）。

图5-6安装CPU

卸载CPU

CPU已接线，后跟其它模块：

1.打开前盖。

2.将CPU切换至STOP模式。

3.关闭馈入电源电压。

4.拉出电源连接器。

5.使用螺丝刀拧松PROFIBUS/PROFINET连接器，并从CPU上将其卸下。

6.拧松CPU的固定螺钉。

7.旋转CPU，使其脱离安装导轨。

5.6安装I/O模块

简介：

I/O模块安装在CPU的后面。

I/O模块形成控制器与过程之间的接口。

控制器将通过所连接的传感器和执行器检测当前的过程状态，并触发相应的响应。

安装I/O模块前必须满足下列前提条件：

●安装导轨已安装。

●已安装CPU。

●将U型连接器插入位于I/O模块左侧的模块/CPU后部的右侧。

按下列步骤安装I/O模块：

1.将U型连接器插入I/O模块后部的右侧。

例外：

组合件中的最后一个I/O模块

2.将I/O模块安装到安装导轨，并将其滑动至左侧的模块。

3.向后旋转I/O模块。

4.拧紧I/O模块（扭矩为1.5Nm）。

图5-7安装I/O模块

卸载I/O模块

I/O模块已接线。

按下列步骤卸下I/O模块：

1.关闭所有馈入电源电压。

2.打开前盖。

3.针对通信模块：

拧松并拔下模块的连接器。

在I/O模块处：

使用解锁带将前连接器从I/O模块中拉出。

4.拧松I/O模块的固定螺钉。

5.旋转I/O模块，使其脱离安装导轨。

6接线

线路电压

下面描述了对于电源电源您必须关注的方面（请参见“有关绝缘测试、保护等级、防护等级和额定电压的声明（页195）”部分）：

●对于不带多极断路器的固定设备或系统，在建筑物安装中必须提供电源隔离设备（多极）。

●对于负载电源，组态的额定电压范围必须与当地的线路电压相匹配。

●对于S7-1500CPU的所有电路，线路电压相对额定值的波动/偏离必须在允许的容差内。

24VDC电源

下面描述了对于24VDC电源您必须关注的方面：

●根据IEC60364-4-41，24VDC电源的电源装置必须具有安全电气隔离。

●过压制动装置用于避雷和过压防护。

有关用于避雷和过压防护的适合组件的信息，请参见“定义防干扰型控制器

（）”功能手册。

防触电防护

S7-1500自动化系统的安装导轨必须与保护性导线进行导电性连接，以防触电。

预防外部电气影响（考虑EMC）

下面描述了对于预防电气影响和/或故障您必须关注的方面：

●对于集成S7-1500CPU的所有设备或系统，必须确保设备或系统连接到横截面积足够大的保护性导线，以传导电磁干扰。

●对于电源线、信号线和总线，您必须确保正确铺设这些线缆并且正确安装。

●对于信号线和总线，您必须确保断路或窜线不会导致设备或系统出现未定义状态。

6.2在接地馈电上运行S7-1500

简介：

下面提供了有关接地馈电上S7-1500的整体配置（TN-S网络）的信息。

讨论的具体主题包括：

●符合IEC60364（对应于DINVDE0100）和IEC60204（对应于DINVDE0113）标准的切断装置、短路和过载保护

●负载电源和负载电路

接地馈电。

如果使用接地传入电源（TN-S系统），则需将中性导线（N）和保护性导线（PE）分别接地。

这两个导线是导致过压的部分原因。

设备运行时，电流会流经中性导线。

发生故障（例如带电导线和地面之间的单个接地故障）时，电流会流经保护性导线。

控制器的参考电位。

S7-1500自动化系统的参考电位通过高阻型RC组合连接到安装导轨。

这样，可传导高频干扰电流并且会消除静电荷。

尽管安装导轨已接地，但由于高阻型连接，必须将S7-1500自动化系统的参考电位视为未接地。

如果希望组态具有接地参考电位的S7-1500自动化系统，应将控制器的参考电位与保护性导线进行电气连接（CPU的M连接）。

有关电势关系的简要说明，请参见“S7-1500的电气组态（页66）”章节。

短路和过载保护。

进行整体安装时，需要各种短路和过载保护措施。

组件的特性和所需保护措施规定的等级特性取决于适用于工厂组态的IEC（DINVDE）

规定。

以下的表格参考了下图并比较了IEC（DINVDE）规定。

表格6-1组件和所需保护措施

完整配置的S7-1500。

下图显示了具有来自TN-S网络的馈电的S7-1500（负载电压电源和接地概念）的整体组态。

①主开关；②主站端的短路和过载保护；③辅助站端的短路和过载保护；④负载电流电源（电气隔离）。

图6-1参考电位接地时运行S7-1500

6.3S7-1500的电气组态

电气隔离。

在S7-1500中，以下项之间存在电气隔离：

●系统电源（PS）和所有其它电路组件的主站端

●（PROFIBUS/PROFINET）CPU和所有其它电路组件的通信接口

●S7-1500组件的负载电路/过程电子元件和所有其它电路组件

通过集成RC组合或集成电容来传导高频干扰电流并且会消除静电荷。

（见下图）。

下图简要说明了S7-1500自动化系统的电势关系。

图6-2S7-1500与CPU1516-3PN/DP的电势关系

6.4接线规则

表格6-2接线规则

表格6-3接线规则

6.5将电源电压连接到CPU

简介。

CPU的电源电压通过4极性电缆连接器（位于CPU的前部）提供。

连接电源电压。

4孔连接器连接具有下列含义：

①+24VDC电源电压

②电源电压（M）

③回路电源电压（M）（电流限制为10A）

④回路+24VDC电源电压（电流限制为10A）

⑤开簧器（每个端子一个开簧器）

图6-3连接电源电压

最大连接器横截面积为1.5mm2。

即使拔出电源，也可通过电缆连接器进行回路电源电压不间断供电。

6.6连接系统电源和负载电流电源模块

系统电源模块和负载电流电源模块在交付时，已插入电源连接器。

模块及其相关电源连接器都已编码。

通过以下两个编码元件进行编码：

其中一个元件位于模块中，另一个位于电源连接器中。

系统电源模块和负载电流电源模块使用相同的电源连接器来连接电压。

编码元件可防止将电源连接器插入另一种类型的电源模块/负载电流电源模块中。

将电源电压连接到系统电源模块和负载电流电源模块。

以下链接

（rt.htm）是关于如何连接该电源电压的视频片段：

连接电源电压时，请按以下步骤操作：

1.向上旋转模块前盖直至其锁定。

2.按下电源线连接器的解锁按钮（图1）。

从模块前侧拆下电源线连接器。

3.拧松连接器前部的螺钉。

这将松开外壳滑锁和电缆夹。

如果有螺钉仍处于拧紧状态，则无法卸下连接器的外盖（图2）。

4.使用适当的工具拔出连接器外盖（图3）。

图6-4将电源电压连接到系统电源模块和负载电流电源模块

（1）

5.将电缆套管剥去35mm，将导线剥去7到8mm，然后将它们接到导线端头上。

6.根据连接图（图4）将电线连接到连接器上。

7.合上外盖（图5）。

8.重新拧紧螺钉（图6）。

这会影响到电线固定夹。

9.将电源连接器插入模块，直至滑锁咬合为止。

图6-5将电源电压连接到系统电源模块和负载电流电源模块

（2）

6.7连接接口进行通信

使用标准型连接器连接S7-1500模块的通信接口。

使用预制连接电缆进线连接。

如果要自己准备通信电缆，

应在相应模块的手册中指定接口分配。

请遵循连接器的安装说明。

6.8I/O模块的前连接器

前连接器的特征

简介。

设备的传感器和执行器通过前连接器连接到S7-1500自动化系统。

将传感器和执行器接线到前连接器，然后将其插入I/O模块中。

在将前连接器插入到I/O模块之前，可以将前连接器接线到“预接线位置”从而方便接线，或者将其完全插入。

可以从已经接线的I/O模块上轻松地拆下前连接器。

这意味着，更换模块时无需松开接线连接。

①带螺钉型端子的35mm前连接器

②带推入式端子的25mm前连接器

③带推入式端子的35mm前连接器

这三种不同前连接器的特点如下：

●每个有40个夹点

●连接技术：

螺钉型端子（仅适用35mm模块）或推入式端子

●模块宽度：

35mm或25mm

●如果想要为电源负载组提供相同的电位（非隔离），则使用为前连接器提供的电位电路桥。

在以下四个位置：

9和29、10和30、19和39、20和40，端子可以通过电位桥进行桥接。

优点：

减少接线工作量。

说明：

请注意，只能在最大额定电压为24VDC的情况下部署电位桥！

每个电位桥的电流容量最为8A。

注意：

电位桥不适用模块宽度为25mm的前连接器。

●在交付时，编码元件位于模块中。

首次将前连接器插入I/O模块中时，

编码元件的一部分会插在前连接器中。

从I/O模块卸下前连接器时，编码元件的一半留在前连接器中，另一半留在I/O模块中。

因此，可从机械角度防止插入不适合模块的前连接器。

这可确保，例如，不会将数字量模块的带编码元件的前连接器插入模拟量模块。

有关编码元件的更多信息，请参见“I/O模块和前连接器处的编码元件（页133）”章节。

6.8.2对不带屏蔽触点元件的I/O模块的前连接器接线

要求

●I/O模块安装在安装导轨上。

●电源电压已关闭。

●根据所使用的夹紧技术准备电线，为此需要考虑接线规则（页67）。

需要的工具

●剥线工具

●3至3.5mm螺丝刀

对不带屏蔽触点元件的I/O模块的前连接器进行准备和接线，请按如下步骤进行操作对前连接器进行接线：

1.根据需要关闭负载电源。

2.将电缆束上附带的电缆固定夹（电缆扎带）放置在前连接器上（图1）。

3.向上旋转已接线的I/O模块前盖直至其锁定（图2）。

4.将前连接器接入预接线位置。

要这样做，需将前连接器挂到I/O模块底部，然后将其向上旋转直至前连接器锁上（图3）。

结果：

在此位置，前连接器仍然从I/O模块中凸出（图4）。

但是，前连接器和I/O模块尚未进行电气连接。

通过预接线位置，可以轻松地对前连接器进行接线。

图6-6对不带屏蔽触点元件的I/O模块的前连接器接线

5.开始将前连接器直接接入最终位置。

6.使用固定夹将电缆束环绕，拉动该固定夹以将电缆束拉紧。

在数字量模块处使用电位桥。

对于最大额定电压为24VDC的数字量模块，使用交付的电位桥，可以桥接电源电压的端子，从而减少接线工作量。

可以使用电路桥分别连接相对端子9和29、10和30、19和39、20和40。

6.8.3对带屏蔽端子元件的I/O模块的前连接器接线

要求

●I/O模块安装在安装导轨上。

●电源电压已关闭。

●根据使用的夹紧技术准备电缆。

准备电缆时，请严格遵守接线规则（页67）的规定。

屏蔽支架、电源元件和屏蔽线夹包含在模拟量模块和工艺模块的交货范围内。

下图显示了带屏蔽连接元件的前连接器的详细视图。

①屏蔽线夹⑥电源元件

②剥去的电缆套管（大约20mm）⑦屏蔽支架

③固定夹（电缆扎带）⑧电源线

④信号电缆①+⑦屏蔽端子

⑤前连接器

图6-7带屏蔽连接元件的前连接器的详细视图

准备带屏蔽端子元件的I/O模块的前连接器。

关于前连接器接线之前的全部准备工作，以下链接

（）提供有一个视频片断：

准备进行前连接器的接线时，请按以下步骤操作：

1.卸下连接器下半部分的连接分离器（图1）。

2.插入电源元件（图2）。

3.从下方将屏蔽支架插入前连接器的导向槽中，直至其锁定到位（图3）。

4.将电缆束的附带电缆固定夹（电缆扎带）置于前连接器上（图4）。

图6-8准备带屏蔽端子元件的I/O模块的前连接器

（1）

5.向上旋转前盖直至其锁定（图5）。

6.将前连接器接入预接线位置。

要这样做，需将前连接器挂到I/O模块底部，然后将其向上旋转直至前连接器锁上（图6）。

结果：

在此位置，前连接器仍然从I/O模块中凸出（图7）。

但是，前连接器和I/O模块尚未进行电气连接。

图6-9准备带屏蔽端子元件的I/O模块的前连接器

（2）

7.接线电源元件（图8）。

端子41/42和43/44彼此电气连接。

如果将电源电压连接到41（L+）和44（M），则通过端子42（L+）和43（M），可以将电位与下一个模块形成环路。

图6-10准备带屏蔽端子元件的I/O模块的前连接器（3）

对带屏蔽端子元件的I/O模块的前连接器接线

1.剥去电缆套管。

2.开始将前连接器直接接入最终位置（图1）。

图6-11对带屏蔽端子元件的I/O模块的前连接器接线

（1）

3.使用固定夹（电缆扎带）将电缆束环绕，拉动该固定夹以将电缆束拉紧（图2）。

图6-12对带屏蔽端子元件的I/O模块的前连接器接线

（2）

4.从下方将屏蔽线夹插入屏蔽支架中，以连接电缆套管（图3）。

图6-13对带屏蔽端子元件的I/O模块的前连接器接线（3）

屏蔽端子的功能

屏蔽端子：

●用于安装电缆套管（例如，对于模拟量模块）

●电缆套管上的干扰电流通过安装导轨从屏蔽连接转移到大地上。

在电缆进入开关面板时不需要屏蔽连接。

6.8.4将前连接器接入最终位置

将前连接器从预接线位置移到最终位置

要将前连接器从预接线位置移到最终位置，请按如下步骤操作：

1.使用解锁带握住前连接器。

2.拉动解锁带，直至前连接器从其锁定位置释放。

3.倾斜前连接器的顶部并将其稍微抬起。

前连接器沿着导轨滑入最终位置。

4.将前连接器推回到I/O模块直至其锁上。

前连接器与I/O模块现在进行电气连接。

5.将前盖向下旋转到位。

根据电缆束的空间要求，存在多种锁定位置，因此可以根据需要来增大所需的电缆存储空间。

将前连接器直接接入最终位置

要将前连接器直接接入最终位置，请按以下步骤操作：

1.使用解锁带握住前连接器。

2.将前连接器的导销推入已向下移位的导轨。

前连接器沿着导轨滑入最终位置。

图6-15将前连接器直接接入最终位置

3.倾斜前连接器并将其按入I/O模块，直至其锁上。

前连接器与I/O模块现在进行电气连接。

4.将前盖向下旋转到位。

根据电缆束的空间要求，存在多种锁定位置，因此可以根据需要来增大所需的电缆存储空间。