描述
在 SIMATIC 范圍內(nèi)，對于三大產(chǎn)品系列：SIMATIC S7、SIMATIC S5 和 PC，都支持時間同步？梢酝ㄟ^以太網(wǎng)、P ROFIBUS 和 MPI 進(jìn)行時間同步。該 FAQ 描述了一個通過 PROFIBUS 進(jìn)行時間同步的實例。
下面的表格給出了哪些 PROFIBUS-CP 可以用于使用 PROFIBUS 進(jìn)行時間同步：
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模塊
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訂貨號
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CP443-5 基本型
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從訂貨號6GK7443-5FX01-0XE0 FW V3.0開始
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CP443-5 基本型
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6GK7443-5FX02-0XE0
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CP443-5 擴(kuò)展型
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從訂貨號6GK7443-5DX02-0XE0 FW V3.0開始
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CP443-5 擴(kuò)展型
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6GK7443-5DX03-0XE0
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CP443-5 擴(kuò)展型
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6GK7443-5DX04-0XE0
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CP443-5 擴(kuò)展型
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6GK7443-5DX05-0XE0
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CP5613 (FO/A2)
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6GK1561-3AA00
6GK1561-3AA01
6GK1561-3FA00
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CP5614 (FO/A2)
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6GK1561-4AA00
6GK1561-4AA01
6GK1561-4FA00
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CP5623
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6GK1562-3AA00
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CP5624
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6GK1562-4AA00
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表 01
從一定的固件版本開始下面的 CPU 可以通過集成的 DP 接口實現(xiàn)時間同步。
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模塊
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訂貨號
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固件版本
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CPU 31x
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6ES7 31..
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V2.5
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CPU 41x
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6ES7 41..
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V3.0
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IM154-8 CPU
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6ES7154-8AB00-0AB0
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V2.5
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IM154-8 PN/DP CPU
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6ES7154-8AB01-0AB0
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V3.2
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IM154-8F PN/DP CPU
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6ES7154-8FB01-0AB0
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V3.2
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IM154-8FX PN/DP CPU
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6ES7154-8FX00-0AB0
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V3.2
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表 02
下面帶有 CPU 的接口模塊通過 DP 主站接口模塊 6ES7138-4HA00-0AB0 實現(xiàn)時間同步。
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模塊
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訂貨號
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固件版本
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IM151-7 CPU
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6ES7151-7AA20-0AB0
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V2.6
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IM151-7 F CPU
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6ES7151-7FA20-0AB0
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V2.6
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IM151-8 PN/DP CPU
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6ES7151-8AB00-0AB0
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V2.7
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IM151-8 PN/DP CPU
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6ES7151-8AB01-0AB0
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V3.2
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IM151-8F PN/DP CPU
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6ES7151-8FB00-0AB0
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V2.7
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IM151-8F PN/DP CPU
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6ES7151-8FB01-0AB0
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V3.2
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表 03
通過 PROFIBUS 執(zhí)行時間同步
圖. 01
下面部分包括以下操作指導(dǎo)：
1. S7-400 站作為時間主站（傳輸方）的配置
2. S7-400 站作為時間從站（接收方）的配置
3. 具有時間同步功能的 PC 的配置
在硬件組態(tài)中組態(tài) S7-400 站的時間同步。在 CPU 屬性窗口中選擇 "診斷/時鐘"選項卡 ，然后選擇同步模式？梢越M態(tài) S7-400 CPU 作為時間主站（ 時間傳輸方） 或時間從站（時間接收方）。
設(shè)置是在 CPU 中同步（在 PLC 同步）還是通過 MPI 同步（在 MPI 同步)。在 PLC 中的同步包括CP。
可以在 1 秒和 24 小時之間選擇同步的時間間隔。
S7-400 作為時間主站（傳輸方）的配置
下面是配置 S7-400 站作為時間主站的操作。
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序號
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操作
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1.
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在 S7-400 站的硬件組態(tài)中，打開 CPU 的屬性窗口，選擇“診斷/時鐘”選項卡。
在 PLC 的同步模式中設(shè)置“作為主站”，并且選擇同步的時間間隔，例如 10 秒。
點擊“確定”關(guān)閉窗口。
圖. 02
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2.
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在硬件組態(tài)中參數(shù)化 S7-400 的 PROFIBUS CP 進(jìn)行時間傳遞。
打開 PROFIBUS CP 的屬性窗口，切換到“選項”選項卡，參數(shù)化傳遞時間消息的方向。如果 S7-400 站是作為時間主站，使能傳遞時間消息的方向：
來自 CPU 的時間消息通過 PROFIBUS CP 傳遞到 PROFIBUS 子網(wǎng)上。
圖. 03
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表 04
S7-400 站作為時間從站（接收方）的配置
下面是配置 S7-400 站作為時間從站的操作。
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序號.
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操作
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1.
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在 S7-400站的硬件組態(tài)中，打開CPU的屬性窗口，選擇“診斷/時鐘”選項卡。
在PLC的同步模式中設(shè)置為“作為從站”。
點擊“確定”關(guān)閉窗口。
圖. 04
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2.
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在硬件組態(tài)中參數(shù)化 S7-400 的 PROFIBUS CP 進(jìn)行時間傳遞。
打開 PROFIBUS CP 的屬性窗口，切換到“選項”選項卡，參數(shù)化傳遞時間消息的方向。如果 S7-400 站是作為時間主站，使能傳遞時間消息的方向：
來自 PROFIBUS 子網(wǎng)的時間消息會被 PROFIBUS CP 接收，并傳遞到 CPU。
圖. 05
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表 05
注意
時間同步可確保zui大偏差為 10 毫秒的網(wǎng)絡(luò)范圍的精度。
PC 站時間同步的配置
CP5613 (FO/A2), CP5614 (FO/A2), CP5623 和 CP5624 可用于 PC 的時間同步。通過 SIMATIC NET PC V6.0(CD 07/2001)及以上版本，CP5613 (FO) 和 CP5614 (FO) 可用 NCM PC 組態(tài)。在PC 站的硬件組態(tài)中，打開 PROFIBUS PC CP 的屬性窗口，切換到“選項”選項卡，使能 "Time of day" 功能，可以組態(tài) PROFIBUS PC CP 作為時間主站（傳輸方）或者是時間從站（接收方）。
圖. 06
PC 不能自動發(fā)送和接收時間。必須使用應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，程序通過函數(shù)調(diào)用寫或從 CP 讀取時間。
與稱重變送器和稱重儀表不同，SIWAREX系列稱重模塊可以直接接收稱重傳感器輸出的mV信號，并與西門子控制系統(tǒng)（包括S7 200/300/1200/ET200M/ ET200S）無縫集成，具有擴(kuò)展靈活、精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點。SIWAREX系列稱重模塊其設(shè)計用于各種工業(yè)環(huán)境，具備很高的抗干擾能力，但是為了保證模塊運行可靠，在安裝接線等方面必須要規(guī)范操作。
圖1 SIWAREX集成化解決方案替代稱重變送器/儀表
EMC即電磁兼容性，描述了電氣設(shè)備在特定的電磁環(huán)境下，既不受到電磁環(huán)境的影響，也不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響的能力。在系統(tǒng)安裝之前，一定要執(zhí)行EMC設(shè)計規(guī)范，分析各種可能存在的干擾源。
電磁干擾可以通過以下幾種方式干擾到控制系統(tǒng)和稱重模塊的正常工作：
（1） 電磁場直接作用于控制系統(tǒng)；
（2） 通過現(xiàn)場總線引入干擾，如PROFIBUS DP；
（3） 通過過程信號電纜引入干擾；
（4） 通過電源或者保護(hù)地引入干擾；
根據(jù)傳輸介質(zhì)（導(dǎo)電還是非導(dǎo)電）以及干擾源與設(shè)備之間的距離，干擾信號可以通過四種耦合方式進(jìn)入到控制系統(tǒng)：
（1） 電導(dǎo)耦合
（2） 電容耦合
（3） 電感耦合
（4） 輻射耦合
安裝接線注意事項
原則1：接地面積要大
安裝自動化設(shè)備時，不可動的金屬部件要接地，接地面積要大，接地電阻要小，比如通過扁鋼、銅排、截面積比較大的電纜等。噴漆或者陽極化處理的金屬部件，通過螺絲接地時，需要通過專門的接地片或者去掉接觸面的防腐層。因為鋁很容易氧化，不適宜作為接地材料。
圖2 接地銅排及電纜
原則2：電纜敷設(shè)要分類
在敷設(shè)電纜時，將其按照主電源線、電源線、信號線、現(xiàn)場總線等進(jìn)行分類，電源線與信號線一定要走不同的穿線管或者走線槽，信號線盡可能貼著支撐梁、金屬導(dǎo)軌、機(jī)柜背板等走線。
原則3：等電勢體
創(chuàng)建等電勢體，并將系統(tǒng)內(nèi)的所有電氣設(shè)備都通過等電勢體連接到大地。對于防爆應(yīng)用場合，必須建立等電勢體。
原則4：電纜屏蔽層要連接
稱重模塊與傳感器之間推薦使用西門子提供的專用電纜，如圖3所示。
電纜型號：Li2Y 1 x 2 x 0.75 ST + 2 x (2 x 0.34 ST) – CY
訂貨號： 非防爆 7MH4702-8AG 防爆 7MH4702-8AF
注意：如果使用第三方電纜，請使用兩兩雙絞屏蔽，外面還要有一層總屏蔽的雙屏蔽電纜：
西門子6GK1560-3AA00-0AE0
圖3 稱重模塊與傳感器之間連接電纜
當(dāng)傳感器與稱重模塊之間距離很遠(yuǎn)時，在有等電勢體的前提下，建議屏蔽層在接線盒和模塊處均大面積接地，如下圖所示：
在模塊側(cè)電纜的屏蔽層壓直接壓在屏蔽安裝單元上，如下圖所示：
圖4 電纜屏蔽層的連接
原則5 各種屏蔽連接單元的使用
在稱重模塊側(cè)，稱重傳感器電纜的屏蔽層通過各種屏蔽連接元件與安裝背板或者導(dǎo)軌進(jìn)行大面積連接。
對于S7 200中使用的SIWAREX MS模塊其屏蔽連接端子如下圖所示，訂貨號：6ES5728-8MA11，每包10個。
圖5 SIWAREX MS屏蔽連接端子
對于SIWAREX U、SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊，屏蔽連接元件和屏蔽連接端子需要配合使用，其中：
屏蔽連接單元，訂貨號：6ES7390-5AA00-0AA0，可供兩個SIWAREX U 使用，（對于SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊一個連接單元只能連接一個模塊。）
屏蔽連接端子，訂貨號：6ES7390-5CA00-0AA0，每包兩個，適合線徑為4 到13mm 的傳感器電纜。
圖6 SIWAREX U/FTA/FTC屏蔽連接單元及端子
對于SIWAREX CS模塊
屏蔽連接元件，訂貨號：6ES7193-4GA00-0AA0，每包5個；
屏蔽連接端子，訂貨號：6ES7193-4GB00-0AA0，每包5 個；
圖7 SIWAREX CS屏蔽連接單元及端子
屏蔽連接端子和單元組裝后，如下圖所示：
圖8 SIWAREX CS屏蔽連接單元及端子裝配圖
原則6：接線盒的選擇
當(dāng)一臺秤使用多個稱重傳感器時，傳感器電纜必須通過接線盒將電纜進(jìn)行并聯(lián)。西門子提供專用的接線盒，有不銹鋼和鋁兩種材質(zhì)，外殼噴漆處理，如下圖所示。盒子上面有4個進(jìn)線空，下面有一個出線孔，即zui多允許四個傳感器并聯(lián)。
訂貨號： 不銹鋼材質(zhì) 7MH4710-1EA 鋁材質(zhì) 7MH4710-1BA
圖9 西門子稱重傳感器接線盒
接線盒的電纜密封格蘭頭內(nèi)有4個金屬片，當(dāng)電纜從該格蘭頭穿過時，電纜的屏蔽層通過四個金屬片壓緊，并與金屬格蘭頭大面積接觸，而金屬格蘭頭與接線盒殼體是導(dǎo)通的，這樣連到接線盒上的所有傳感器的屏蔽層通過金屬殼體導(dǎo)通，而且導(dǎo)通電阻非常小。
圖10 接線盒電纜密封格蘭頭
圖11 電纜屏蔽層通過電纜密封格蘭頭內(nèi)金屬片壓緊圖
在有等電勢體的情況下，接線盒可以通過其接地端子進(jìn)行接地。該接地端子與電纜密封格蘭及殼體都是連通的。
圖12 接線盒接地端子
注意：如果需用第三方接線盒，要求接線盒的殼體及其電纜密封格蘭都必須是金屬的。
EMC問題通常會引起稱重模塊的SF指示燈亮或者重量顯示錯誤，通？梢詸z查下列幾點：
（1） 在稱重模塊側(cè)，電纜屏蔽層是否通過各種屏蔽連接元件接地；
（2） 在接線盒處，電纜屏蔽層是否通過接線盒的金屬密封格蘭與接線盒連接，而不是將屏蔽層連接到內(nèi)部端子上；
（3） 稱重傳感器接地電纜，截面積大于16mm2，這樣可以一定程度上防止現(xiàn)場電焊等操作造成傳感器過電流損壞。如果從西門子采購，該電纜訂貨號為7MH3701-1 AA1
圖13 稱重傳感器接地電纜
（4） 電纜屏蔽層接地點是否等電勢，等電勢體的截面積是否足夠大。
（5） 稱重模塊與傳感器之間的連接電纜與電源或者電機(jī)（尤其變頻器控制的電機(jī)）的動力電纜距離是否太近了。
（6） 檢查控制柜中稱重模塊與變頻器或者它的的電纜太近了。
（7） 繼電器、開關(guān)或者電磁閥門是否有保護(hù)電路，或者保護(hù)電路是否工作正常。
（8） 24V供電電源也可能引起模塊故障。在這種情況下，24V電源可以并聯(lián)穩(wěn)壓二極管，1N6285的效果就很好，擊穿電壓不高于34V。
（9） 在某些特殊場合還可能用到濾波器。經(jīng)過測試EPCOS的SIFI-B或D型濾波器效果很好。如果故障來源于傳感器電纜，那么EXC、SENSE和SIG各需要一個濾波器。
S7400電源模塊
6ES7 407-0DA02-0AA0
6ES7 407-0KA02-0AA0
6ES7 407-0KR02-0AA0
6ES7 407-0RA02-0AA0
6ES7 405-0DA02-0AA0
6ES7 405-0KA02-0AA0
6ES7 405-0RA01-0AA0
6ES7 971-0BA00
CPU
6ES7 412-3HJ14-0AB0
6ES7 414-4HM14-0AB0
6ES7 417-4HT14-0AB0
6ES7 400-0HR00-4AB0
6ES7 400-0HR50-4AB0
6ES7 412-1XJ05-0AB0
6ES7 412-2XJ05-0AB0
6ES7 414-2XK05-0AB0
6ES7 414-3XM05-0AB0
6ES7 414-3EM05-0AB0
6ES7 416-2XN05-0AB0
6ES7 416-3XR05-0AB0
6ES7 416-3ER05-0AB0
6ES7 416-2FN05-0AB0
6ES7 416-3FR05-0AB0
6ES7 417-4XT05-0AB0
內(nèi)存卡
6ES7 955-2AL00-0AA0
6ES7 955-2AM00-0AA0
6ES7 952-0AF00-0AA0
6ES7 952-1AH00-0AA0
6ES7 952-1AK00-0AA0
6ES7 952-1AL00-0AA0
6ES7 952-1AM00-0AA0
6ES7 952-1AP00-0AA0
6ES7 952-1AS00-0AA0
6ES7 952-1AY00-0AA0
6ES7 952-0KF00-0AA0
6ES7 952-0KH00-0AA0
6ES7 952-1KK00-0AA0
6ES7 952-1KL00-0AA0
6ES7 952-1KM00-0AA0
6ES7 952-1KP00-0AA0
6ES7 952-1KS00-0AA0
6ES7 952-1KT00-0AA0
6ES7 952-1KY00-0AA0
開關(guān)量輸入模板
6ES7 421-7BH01-0AB0
6ES7 421-1BL01-0AA0
6ES7 421-1EL00-0AA0
6ES7 421-1FH20-0AA0
6ES7 421-7DH00-0AB0
開關(guān)量輸出模板
6ES7 422-1BH11-0AA0
6ES7 422-1BL00-0AA0
6ES7 422-7BL00-0AB0
6ES7 422-1FH00-0AA0
6ES7 422-1HH00-0AA0
模擬量模塊
6ES7 431-0HH00-0AB0
6ES7 431-1KF00-0AB0
6ES7 431-1KF10-0AB0
6ES7 431-1KF20-0AB0
6ES7 431-7QH00-0AB0
6ES7 431-7KF00-0AB0
6ES7 431-7KF10-0AB0
6ES7 432-1HF00-0AB0
功能模板
6ES7 450-1AP00-0AE0
6ES7 451-3AL00-0AE0
6ES7 452-1AH00-0AE0
6ES7 453-3AH00-0AE0
6ES7 455-0VS00-0AE0
6ES7 455-1VS00-0AE0
6DD1 607-0AA2
6ES7 953-8LJ20-0AA0
6ES7 953-8LL20-0AA0
6ES7 953-8LM20-0AA0
6DD1 607-0CA1
6DD1 607-0EA0
6DD1 607-0EA2
6DD1 684-0GE0
6DD1 684-0GD0
6DD1 684-0GC0
6DD1 681-0AE2
6DD1 681-0AF4
6DD1 681-0EB3
6DD1 681-0AG2
6DD1 681-0DH1
6DD1 681-0AJ1
6DD1 681-0GK0
通訊模板
6ES7 440-1CS00-0YE0
6ES7 441-1AA04-0AE0
6ES7 441-2AA04-0AE0
6ES7 963-1AA00-0AA0
6ES7 963-2AA00-0AA0
6ES7 963-3AA00-0AA0
6ES7 870-1AA01-0YA0
6ES7 870-1AB01-0YA0
6GK7 443-5FX02-0XE0
6GK7 443-5DX04-0XE0
6GK7 443-1EX11-0XE0
6GK7 443-1EX41-0XE0
附件
6ES7 960-1AA04-0XA0
6ES7 960-1AB04-0XA0
6ES7 960-1AA04-5AA0
6ES7 960-1AA04-5BA0
6ES7 960-1AA04-5KA0
6ES7 833-1CC01-0YA5
6ES7 833-1CC00-6YX0
6ES7 197-1LA03-0XA0
6ES7 492-1AL00-0AA0
6ES7 400-1TA01-0AA0
6ES7 400-1JA01-0AA0
6ES7 400-1TA11-0AA0
6ES7 400-1JA11-0AA0
6ES7 401-2TA01-0AA0
6ES7 400-2JA00-0AA0
6ES7 400-2JA10-0AA0
6ES7 403-1TA01-0AA0
6ES7 403-1JA01-0AA0
6ES7 403-1TA11-0AA0
6ES7 403-1JA11-0AA0
6ES7 460-0AA01-0AB0
6ES7 461-0AA01-0AA0
6ES7 468-1AH50-0AA0
6ES7 468-1BB50-0AA0
6ES7 461-0AA00-7AA0
6ES7 460-1BA01-0AB0
6ES7 461-1BA01-0AA0
6ES7 468-3AH50-0AA0
6ES7 468-3BB50-0AA0
6ES7 460-3AA01-0AB0
6ES7 461-3AA01-0AA0
6ES7 468-1BF00-0AA0
6ES7 468-1CB00-0AA0
6ES7 468-1CC50-0AA0
6ES7 468-1CF00-0AA0
6ES7 468-1DB00-0AA0
6ES7 461-3AA00-7AA0
6ES7 463-2AA00-0AA0
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