西门子PROFIBUS原装接头

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上海晋营自动化科技有限公司

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PROFIBUS插头用于连接PROFIBUS电缆和PROFIBUS的站点（图8）。

图8  PROFIBUS插头的使用

在PROFIBUS插头上，有一个进线孔（In）和一个出线孔（Out），分别连接至前一个站和后一个站。

当各站点通过插头连接以及网线连接到网络上时，根据RS485串口通讯的规范，每个物理网段支持32个物理设备，且在物理网段终端的站点应该设置终端电阻防止浪涌保证通讯质量。而每个PROFIBUS插头上，都内置了终端电阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）。当终端电阻设置为“On”时，表示一个物理网段的终结，因此连接在出线端口“Out”后面的网段的信号也将被中断。因此，在每个物理网段两个终端站点上的插头，需要将网线连接在进线口“In”，同时将终端电阻设置为“On”，而位于网段中间的站点，需要依次将网线连接在进线口“In”和出线口“Out”，同时将终端电阻设置为“Off”。（图9）

图9  PROFIBUS插头的连接和设置

PROFIBUS网络主要涉及到的硬件包括：PROFIBUS接口，通讯介质，PROFIBUS插头，中继器，诊断中继器，OLM以及有源终端电阻等。

2.1 PROFIBUS接口

PROFIBUS接口是RS485串口，一般采用SUB-D female的接口，其管脚定义为：

一般CPU或者CP板卡都采用该接口。该接口外部的金属部分一般连接到CPU或者CP的内部的“PE”。而当CPU安装在底板上时，其“PE”与底板是连通的，此时如果将安装底板在电气柜内做接地处理，则该SUB-D接口的外部金属部分也是接地的。

   电 话：（同号）2.2 通讯介质

关于通讯介质，在表1的OSI模型中已经规定：PROFIBUS网络支持RS485的电缆和光纤两种通讯介质。当然，现在也有支持无线通讯的设备，但我们目前面对的主要还是有线介质的用户。

西门子PROFIBUS原装接头

2.2.1 PROFIBUS 电缆

PROFIBUS（类型1）介质是一根屏蔽双绞电缆，屏蔽可以提高电磁兼容（EMC）能力。

类型1：NRZ位编码与EIA RS-485信号结合，目的是降低总线耦合器成本，耦合器可以使站与总线之间电气隔离或非电气隔离；需要总线终端器，特别在较高数据传输速率（达到1500 k bits/s）时更需要。类型1规范描述平衡的总线传输，符合美国标准EIA RS-485(EIA: 电气工业协会；RS-485: 平衡的数字多点系统中使用的收/发器的电特性标准)。在双绞线两端的终端器使得类型1的物理层支持高速数据传输。传输速率≤93.75 kbits/s时，zui大电缆长度为1.2km 。对1500 kbits/s的速度，zui大长度减到70/200m(对B/A型电缆)。

PROFIBUS电缆的特性阻抗应在100Ω到220Ω之间，电缆电容（导体间）应该＜60pF/m，导线截面积应≥0.22mm²(24 AWG)。电缆选择标准参见美国标准EIA RS-485的附录。

G10 SENTRON PAC3200 电能监视设备（无电流互感器）

G10 和 G11 进线电压显示，西门子 SENTRON PAC3200

选件 G10 包含不带电流互感器的西门子 SENTRON PAC3200 电能监视设备。此设备内置在柜门内，已*连好线。

显示：

• 线路电压
• 电源频率

防护等级：IP65

尺寸 (H × W × D)：96 × 96 × 51 mm

通过选件 G12 （PROFIBUS 扩展模块），SENTRON PAC3200 可连接到 PROFIBUS。

G11 SENTRON PAC3200 电能监视设备（带电流互感器）

关于图片，请见选件 G10“SENTRON PAC3200 电能监视设备（无电流互感器）”

选件 G11 包含带电流互感器的西门子 SENTRON PAC3200 电能监视设备。此设备内置在柜门内，已*连好线。

显示：

• 进线电流
• 线路电压
• 电源频率
• 功率系数
• U 和 I 的电源谐波 THD
• 视在功率
• 无功功率
• 有功功率
• 视在/无功/有功电能

防护等级：IP65

尺寸 (H × W × D)：96 × 96 × 51 mm

通过选件 G12 （PROFIBUS 扩展模块），SENTRON PAC3200 可连接到 PROFIBUS。

注意：
需针对电流互感器计划较大的机柜或附加机柜。

K14 外部 4 行操作面板，供货时单独包装

K14 和 K15 外部操作面板

紧凑型柜体配有一个内置显示屏。使用选件 K14 ，客户可以订购一个可内置在门内或操作面板内的外部显示屏（带外部 24 V DC 电源时的zui大距离：1000 m）。

防护等级：IP54

尺寸 (H × W × D)：96 × 144 × 61 mm

K14 外部操作面板的尺寸图

注意：
不使用外部 24 V DC 电源时，允许的zui大电缆长度为 5 m（必须使用屏蔽双绞线电缆作为连接电缆，例如LiYCY 2×2×0.25）。

使用选件 K14 时，将提供一根 5 m 长的连接电缆。

如果变频调速柜与操作面板之间的电缆长度大于 5 m，那么需要使用一个外部 24 V DC 电源装置。

K15 外部 4 行操作面板，集成在控制柜门内

关于图片，请见选件 K14“外部 4 行操作面板，供货时单独包装”。

紧凑型柜体配有一个内置显示屏。使用选件 K15 时，可以订购一个内置在柜门内的外部显示屏（对于变频调速柜系统）。变频调速柜通常在门内有一个显示屏。

注意：
可以要求用一个“内置操作面板”来代替外部操作面板（位于空气冷却式变频调速柜的柜门内），请参见“按订单设计 (ETO)”中“选件说明”下面的内容。
对于液体冷却式变频调速柜，选件 M55 用于此用途。

K37 钥匙操作开关形式的选择开关

K37 钥匙操作开关（显示的示例）

使用选件 K37 时，内置在柜门内的选择开关是一种钥匙操作开关（例如，本地/远程开关）。必须在订单中明确这些开关。

L00 和 L02
RFI 抑制滤波器

不允许的选件组合 L00 和 L02

L00 RFI 抑制滤波器，类别 C2 或 C3 (Class A)

选件 L00 包含一个 A 类 RFI 抑制滤波器。该滤波器满足以下要求：

• 对于 TN/TT 系统中的紧凑型柜体：
  RFI 抑制滤波器，符合 EN 55011 Class A 和 EMC 产品标准 EN 61800‑3 Category C2（*环境，公共电网）
• 对于 TN/TT 系统中的变频调速柜：
  RFI 抑制滤波器，符合 EN 55011 Class A 和 EMC 产品标准 EN 61800‑3 Category C3（第二环境，工业区域）

注意：
选件 L00 只能用于预计在接地电网中使用的设备，即 400 V 设备（只允许在接地系统中使用）以及通过接地进线电压运行的 500 V 或 690 V 设备。

对于类别为 C2 的设备，存在以下情况：
如果未正确安装和调试，那么该产品会在住宅区域中造成射频干扰。在此情况下，设备操作人员可能需要采取进一步的干扰抑制措施。

L02 RFI 抑制滤波器 EN 55011 Class B

选件 L02 包含一个 B 类 RFI 抑制滤波器。该滤波器满足紧凑型柜体的以下要求：

RFI 抑制滤波器，符合 EN 55011 Class A 和 EMC 产品标准 EN 61800 3 Category C1（*环境，住宅区域）

注：
选件 L02 只能用于预计在接地电网中使用的设备，即 400 V 设备（只允许在接地系统中使用）以及通过接地进线电压运行的设备。

L03 和 L04
电源谐波滤波器

L03/L04 变频调速柜中电源谐波滤波器的示例

L03/L04 带有紧凑型柜体的变频调速柜中电源谐波滤波器的示例

不允许的选件组合 L03 和 L04

L03 电源谐波滤波器，50 Hz 进线频率

通过选件 L03 ，可将一个适用于 50 Hz 进线频率的电源谐波滤波器安装在控制柜中，以降低网侧谐波或用于符合 IEEE 519。请参见通用技术数据。

注意：
请向您的西门子索要精确机柜尺寸。

L04 电源谐波滤波器，60 Hz 进线频率

通过选件 L04 ，可将一个适用于 60 Hz 进线频率的电源谐波滤波器安装在控制柜中，以降低网侧谐波或用于符合 IEEE 519。请参见通用技术数据。

注意：
请向您的西门子索要精确机柜尺寸。

L10、L14、L15、L16 和 L17
输出滤波器

不允许的选件组合 L14、L15、L16、L17

L10 增强型 dv/dt 输出滤波器，适用于zui长 250/300 m（取决于型号）- 根据要求，提供适合更长电机电缆的设计

L10 输出滤波器（滤波器电抗器示例）

所有 SINAMICS G180 变频调速柜都安装有一个 dv/dt 滤波器标准部件，通常适用于 100 到 200 m 电机电缆长度（具体长度取决于额定功率，参见技术数据）。可以使用采用标准绝缘的标准电机。

使用选件 L10 时，需选择一种增强型 dv/dt 输出滤波器。增强型 dv/dt 输出滤波器通常可将电机电缆长度延长如下（取决于额定功率，参见技术数据）：

• ﾆﾁｱﾎ电缆｣ｺ250 到 300 m（例如，NYCWY）
• ｷﾇﾆﾁｱﾎ电缆｣ｺ300 到 450 m（例如，NYY）

这些电缆长度基于zui差条件。如果在特殊情况下使用更长的电机电缆，那么可在工厂中检查使用该电缆的可行性。为此，必须知道电缆类型、编号和长度。

操作方法：

SINAMICS G180 中的 dv/dt 滤波器将电机绕组的电压梯度 (dv/dt) 和峰值电压 Û_LL 限制到以下值：

• 电压梯度 dv/dt < 1500 V/µs
• 峰值电压 Û_LL（通常）< 1560 V

各种防爆标准 (ATEX) 规定，电机上的zui大允许平均峰值电压 (IEC 60034 25 A) 为 1560 V（LHX2 电机绕组），电机上的zui大允许端子电压（仅限防爆型电机）为 1866 V。

设计：

SINAMICS G180 dv/dt 滤波器主要包括一个 dv/dt 电抗器和一个用于限制电压峰值的电压限制网络。

若使用 dv/dt 滤波器降低峰值电压，电机通常无需采用特殊绝缘。该滤波器对轴承电流也具有积极影响（降低轴承电流）。

电压降低：

使用“过调”(Overmodulation) 软件功能，可对变频调速柜中的电压降进行补偿，在此情况下，变频调速柜的输出电压几乎等于输入电压。

L14 集成在控制柜或附加机柜中的正弦滤波器，适用于 ≤ 75 Hz 的电机频率，电压降为进线电压的大约 10 %

L14 正弦波滤波器（显示的示例）

通过选件 L14 ，可将一个适用于 ≤ 75 Hz 电机频率的正弦滤波器集成在控制柜中。

正弦滤波器应抑制电机端子上的大部分时钟频率谐波，使得电压波形近似于正弦波。这些滤波器采用 LC 网络。

由于正弦滤波器的电压降较大，使用前通常应检查 dv/dt 滤波器对于具体应用来说是否已足够。若要对此进行检查，请将必要的数据（电缆长度、电缆类型、电缆截面积、并行电缆的数目）发送给西门子。

注意：
正弦滤波器上的电压降会在电机中造成不可接受的温升。

电压降约为进线电压的 10 %。

通过将一个正弦滤波器与一台升压变压器配合使用，可以补偿该电压降。如果需要这种补偿，请向西门子咨询。

机柜尺寸可能会因此增加。

L15 集成在控制柜或附加机柜中的正弦滤波器，适用于 ≤ 60 Hz 的电机频率，电压降为进线电压的大约 10 %

通过选件 L15 ，可将一个适用于 ≤ 60 Hz 电机频率的正弦滤波器集成在控制柜中。

正弦滤波器应抑制电机端子上的大部分时钟频率谐波，使得电压波形近似于正弦波。这些滤波器采用 LC 网络。

由于正弦滤波器的电压降较大，使用前通常应检查 dv/dt 滤波器对于具体应用来说是否已足够。若要对此进行检查，请将必要的数据（电缆长度、电缆类型、电缆截面积、并行电缆的数目）发送给西门子。

注意：
正弦滤波器上的电压降会在电机中造成不可接受的温升。

电压降约为进线电压的 10 %。

通过将一个正弦滤波器与一台升压变压器配合使用，可以补偿该电压降。如果需要这种补偿，请向西门子咨询。

机柜尺寸可能会因此增加。

L16 用于紧凑型柜体的正弦滤波器 IP00，适用于 ≤ 75 Hz 的电机频率，电压降为进线电压的大约 5 %（供货单独包装）

通过选件 L16 ，将随紧凑型柜体一起单独提供一个适用于 ≤ 75 Hz 电机频率的正弦滤波器。

正弦滤波器应抑制电机端子上的大部分时钟频率谐波，使得电压波形近似于正弦波。这些滤波器采用 LC 网络。

由于正弦滤波器的电压降较大，使用前通常应检查 dv/dt 滤波器对于具体应用来说是否已足够。若要对此进行检查，请将必要的数据（电缆长度、电缆类型、电缆截面积、并行电缆的数目）发送给西门子。

注意：
正弦滤波器上的电压降会在电机中造成不可接受的温升。

电压降约为进线电压的 5 %。

通过将一个正弦滤波器与一台升压变压器配合使用，可以补偿该电压降。如果需要这种补偿，请向西门子咨询。

L17 集成在控制柜或附加机柜中的正弦滤波器，适用于 ≤ 75 Hz 的电机频率，电压降为进线电压的大约 5 %

通过选件 L17 ，可将一个适用于紧凑型柜体和 ≤ 75 Hz 电机频率的正弦滤波器集成在变频调速柜中。

正弦滤波器应抑制电机端子上的大部分时钟频率谐波，使得电压波形近似于正弦波。

由于正弦滤波器的电压降较大，使用前通常应检查 dv/dt 滤波器对于具体应用来说是否已足够。若要对此进行检查，请将必要的数据（电缆长度、电缆类型、电缆截面积、并行电缆的数目）发送给西门子。

该电压降会在电机中造成不可接受的温升。

电压降约为进线电压的 5 %。

通过将一个正弦滤波器与一台升压变压器配合使用，可以补偿该电压降。如果需要这种补偿，请向西门子咨询。

L48、L49、L50、L55、N35、N36、Y11 和 Y98
附件

L48 230 V、50 Hz、10 A 接地插座，位于带有 30 mA 接地故障断路器的控制柜内，外部进线电源

L48 接地插座（显示的示例）

选件 L48 包含一个位于控制柜中的 230 V/50 Hz 接地插座（带有一个 30 mA 接地故障断路器）和一个 10 A /B 小型断路器（例如，用于维护用便携式 PC）。

该插座由客户提供的外部电源供电；变频调速柜中提供了相应端子。

注意：
如果使用 SCHUKO 接地系统之外的插头系统（例如，英式或美式插头系统），请在订单中进行。

L49 230 V、50 Hz、1 A 接地插座，位于带有 30 mA 接地故障断路器的控制柜内，内部供电

选件 L49 包含一个位于控制柜中的 230 V/50 Hz 接地插座（带有一个 30 mA 接地故障断路器）和一个 1 A /B 小型断路器（例如，用于维护用便携式 PC）。

该插座由一个内部控制变压器供电。

如果使用 SCHUKO 接地系统之外的插头系统（例如，英式或美式插头系统），请在订单中进行。

L50 磁性安装的控制柜灯和门触点开关

L50 控制柜灯（显示的示例）

该灯安装有一个荧光灯 (8 W)，不带插座。该灯用磁铁进行安装，确保了高灵活性。

该灯通过门触点进行开关，并由内部控制变压器供电。灯安装在控制柜内。

L55 机柜加热器用于防止发生冷凝和/或用于供气温度为 -5 °C 或更低温度下的运行

L55 机柜加热器（显示的示例）

通过选件 L55 ，可以使用机柜加热器，每个控制柜 250 W。

建议在较低环境温度和较高湿度下使用机柜加热器以防止发生冷凝或结霜。安装的机柜加热器的数量取决于机柜的数量。

应在以下情况下使用机柜加热器：

• 空气湿度大于 85 %。配电室内允许的zui高空气湿度为 95 %（不允许发生冷凝）。
• 运行时的供气温度 -5 °C。配电室中，空气冷却式变频调速柜的zui低环境温度为 0 °C。

加热器由内置在控制柜中的一个恒温器进行控制。该恒温器由安装的控制变压器供电，或者（如果需要）由一个外部控制电源供电。

作为 ETO 选件提供：

• 输出功率较高的机柜加热器，适用于 -5 ° 和 -10 °C 之间的温度。
• 该机柜加热器由一个恒湿器进行控制。

N35 电机加热器的受控输出馈线，电压 230 V 1 AC，zui大 4 kW

当被带动的电机配有一个由变频器供电的加热器时，使用此选件。请务必注意，加热器电压与控制电压相同，通常为 230 V/50 Hz。

出线可通过变频器内部控制或外部控制。

订单中必须包括加热器的数据（电压/功率）。

N36 外部电机风扇的受控输出馈线 - 3 AC 外部风扇电压。变频调速柜进线电压，zui高 4 kW

当被带动的电机配有一个由变频器供电的外部风扇马达时，使用此选件。请务必注意，外部风扇电压必须与进线电压相同。

出线可通过变频器内部控制或外部控制。订单中必须包括外部风扇马达的数据（电压/功率）。

Y11 总开关或断路器的欠压脱扣器；线圈电压

通过选件 Y11 ，可为总开关或断路器安装一个欠压脱扣器。必须该脱扣器的电压。

应用示例：

• 与选件 S01 或 S02 以及变频调速柜的外部后备控制电压结合使用时，可达到 EN 61508 的安全完整性等级 (SIL) 3。无需使用第二个主接触器。
  缺点：
  无法自动复位，因为必须手动将总开关或断路器重合闸。
  需要提供外部后备的控制电压。
• 使用欠压脱扣器时，可达到安全完整性等级 (SIL) 1，无需使用主接触器和紧急停止继电器。
  缺点：
  无法自动复位，因为必须手动将总开关或断路器重合闸。需要提供外部后备的控制电压。

注意：
请在订单中用途。

Y98 zui高 4 kW 的辅助传动装置的受控输出馈线；请传动装置类型、电压、相数

通过选件 Y98 ，将为zui高 4 kW 的辅助传动装置提供一条输出馈线。请电压和相数以及传动装置类型或功能。

出线可通过变频器内部控制或外部控制。

注意：
辅助传动装置的电压必须小于或等于进线电压。

L72
制动斩波器

L72 集成到变频调速柜中的制动斩波器（制动电阻器不包括在其中，必须单独订购）

电机模式运转期间，电功率流的方向是从变频调速柜到电机。发电机模式运转期间，电功率流的方向是从电机到变频调速柜（旋转质量、有效负载的制动）。

标准型 SINAMICS G180 无法将电能回馈到系统中。制动操作中，动能转换为热量损耗在上限转速范围内，提供大约 10 % 的制动扭矩。通过电机的过饱和，在中等和下限转速范围内，不使用辅助装置可达到zui高 50% 的制动扭矩。借助于制动斩波器附件，可以连接外部制动电阻器。制动扭矩随变频调速柜类型和电阻值而不同。生成的能量通过制动电阻器中的制动晶体管转化为热量。关于电阻器和zui大制动转矩的任何问题，都可向西门子提出。

集成在变频调速柜固件中的制动电阻器的热模型可防止电阻器过载。

L80、L81、L82、L83 和 Y80
CALOMAT CK145

L80 CALOMAT CK145

CALOMAT CK145 已根据 ATEX 95 (Directive 94/9 EC) 进行认证，其带有符合 DIN 44081 的 PTC 热敏电阻温度传感器，用于监视电机、变压器等（尤其是防爆型电机）。传感器电路以及转换触点之间的部分也满足 EN 61800 5 1 的要求（有关电气设备中的保护隔离的基本要求）。几乎可*避免 PTC 热敏电阻上的绝缘故障造成的监控系统的破坏。

防护等级为 IP20 的 CALOMAT 统一为 22.5 mm 宽，适合安装在符合 DIN EN 50022 的标准导轨上。两个转换触点可用于断开系统并向上位控制系统输出报警。运行指示灯（绿色）和故障指示灯（红色）指示监控电路的状态。CK145 还具有一个用于指示传感器断线或短路的 LED 指示灯。

以下一般适用：

• 通过 ATEX 认证的 CALOMAT 电机过热保护。
• Directive 94/9/EC，安装在控制柜中。
• 根据 EN 61800 5 1 进行保护隔离的设备。
• 由于符合 EN 60947 1/EN 60947 5 1/DIN VDE 0660（Part 302 和 Part 303）/EN 60079 14，满足一般健康与安全要求。
• 传感器回路：zui多 6 个 PTC 热敏电阻 (< 1.5 kΩ)。
• 设备上有确认按钮，可进行远程确认。

注意：
在使用具有关断功能的 CALOMAT 装置时，必须在输入侧安装一个线路接触器（选件 S01 或 S02）以符合 ATEX 95 (Directive 94/9 EC)。

CALOMAT 装置在特殊情况下使用（例如，设计与以前提供的设备*相同），，或用于分析多个 PTC 热敏电阻。否则，必须使用 I/O 板 2（选件 G03）或 I/O 板 4（选件 G05）来分析 PTC 热敏电阻。

L80 CALOMAT CK145，不存储电机温度预警告

通过该选件，将使用zui多 6 个 PTC 热敏电阻来监视电机预警告温度限值。若超出预警告温度，则向变频调速柜输出报警。故障不存储在 CALOMAT 上，因此不需要确认。

L81 CALOMAT CK145，存储电机温度脱扣

通过该选件，将使用zui多 6 个 PTC 热敏电阻来监视电机脱扣温度限值。若达到脱扣温度，则向变频调速柜输出报警。变频调速柜自动关闭。故障存储在 CALOMAT 上，因此需要确认。

注意：
在将 CALOMAT 装置用于关断时，必须在输入侧安装一个线路接触器（选件 S01 或 S02）以符合 ATEX 95 (Directive 94/9 EC)。

L82 CALOMAT CK145，不存储变压器温度预警告

通过该选件，将使用zui多 6 个 PTC 热敏电阻来监视变压器预警告温度限值。若超出预警告温度，则向变频调速柜输出报警。故障不存储在 CALOMAT 上，因此不需要确认。

L83 CALOMAT CK145，存储变压器温度脱扣

通过该选件，将使用zui多 6 个 PTC 热敏电阻来监视变压器脱扣温度限值。若达到脱扣温度，则向变频调速柜输出报警。变频调速柜自动关闭。故障存储在 CALOMAT 上，因此需要确认。

注意：
在将 CALOMAT 装置用于关断时，必须在输入侧安装一个线路接触器（选件 S01 或 S02）以符合 ATEX 95 (Directive 94/9 EC)。

除断开变频调速柜外，建议还要断开在变压器上游连接的现场已有脱扣装置，如中压开关。

Y80 CALOMAT CK145，用于其它 PTC 热敏电阻温度监视功能

通过该选件，将使用zui多 6 个 PTC 热敏电阻来监视温度限值。若达到温度限值，则向变频调速柜输出报警。请是否将故障存储在 CALOMAT 上（因而是否需要确认）。

L87 
绝缘监视

L87 集成式绝缘监视系统，适合在 IT 系统中设备变压器的二次侧使用

L87 绝缘监视

如果变频调速柜与一台三绕组变压器连接，则必须使用一个拒绝监视器。Bender 公司的绝缘监视器 IRDH 275 监视整个电路有无绝缘故障。

该选件作为标准部件提供，已在机柜中*接线，用于对与二次侧未接地的设备变压器相连的 12 脉冲或更高脉冲变频器进行绝缘监视。

功能：
通过一个调制在进线电源上的测量信号，监视所有电耦合组件（换流变压器二次绕组、电缆、变频器、电机）的绝缘电阻。如果低于相应的绝缘电阻，则输出报警或脱扣消息。

注意：
在整个电耦合网络中，一次只能有一个绝缘监视装置。如果使用两个装置，会发生误脱扣。因此，该选件仅适用于使用一台变频调速柜时的变频器操作。

L90、L91、L92、L93、L94、Y90 和 Y94
Pt100 分析单元

不允许的选件组合 L90、L92 和 L94 以及 L91、L93 和 L94