大量功能可支持用戶對(duì) S7-400 進(jìn)行編程、調(diào)試和維護(hù):
SIMATIC S7-400 符合以下國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
有關(guān)詳細(xì)信息,請(qǐng)參見手冊(cè)《S7-400 自動(dòng)化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。
設(shè)計(jì)
S7-400 系統(tǒng)可方便地構(gòu)建為模塊化系統(tǒng)。S7-400 的突出特點(diǎn)是不帶風(fēng)扇,運(yùn)行可靠,支持信號(hào)模塊的熱插拔。
S7-400 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔,使用靈活,操作極為方便:
通信
CPU 和通信處理器支持以下通信類型:
數(shù)據(jù)通信
SIMATIC S7-400 擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制:
通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)
通過 MPI 以及“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”,聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)(多可達(dá) 16 個(gè) GD 數(shù)據(jù)包,每個(gè)循環(huán)的大 GD 數(shù)據(jù)包大小為 64 字節(jié))。例如,CPU 可以訪問另一個(gè) CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲(chǔ)器/過程映像。若網(wǎng)絡(luò)上連接有 S7-300,則數(shù)據(jù)交換限制為大 22 字節(jié)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通信可通過 MPI 來實(shí)現(xiàn)。可使用 STEP 7 來執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機(jī)架中,兩個(gè) CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。
通信功能
通過系統(tǒng)內(nèi)集成的塊,可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信。
這些包括:
通過可加載的塊,可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信。
這些包括:
與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是,必須建立通信連接才能實(shí)現(xiàn)通信功能。
集成到 IT 環(huán)境中
通過 S7-400,可方便地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動(dòng)化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced,可以實(shí)現(xiàn)下列功能:
帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此,可以使用標(biāo)準(zhǔn) Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息:
可通過使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 器內(nèi)提供安全機(jī)制。
等時(shí)同步模式
通過等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能,可通過連接到等時(shí)同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán),以實(shí)現(xiàn):
創(chuàng)建自動(dòng)化解決方案,以恒定間隔時(shí)間(恒定總線周期時(shí)間)來捕捉并處理輸入和輸出信號(hào)。同時(shí)創(chuàng)建一致的部分過程圖像。
借助于恒定總線周期時(shí)間和分布式 I/O 同步信號(hào)處理,S7-400 可確保精確重現(xiàn)定義的的過程響應(yīng)時(shí)間。
提供了大量支持等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能的組件,可用來處理運(yùn)動(dòng)控制、測(cè)量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。
在分布式自動(dòng)化解決方案中,SIMATIC S7-400 還將開辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域,并可實(shí)現(xiàn)高精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供佳且恒定的質(zhì)量的同時(shí)提高產(chǎn)量。
在運(yùn)行模式下更改硬件組態(tài)(運(yùn)行時(shí)組態(tài),CiR)
通過 SIMATIC S7-400,在工廠運(yùn)轉(zhuǎn)期間可以實(shí)現(xiàn)硬件組態(tài)的更改,不會(huì)影響生產(chǎn)的進(jìn)行。選項(xiàng)包括:
CiR(即運(yùn)行時(shí)組態(tài))功能可在設(shè)備運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)設(shè)備擴(kuò)展和轉(zhuǎn)換,從而降低設(shè)備調(diào)試和重新裝備的時(shí)間。此外,通過該系統(tǒng)功能,還可以靈活響應(yīng)工藝的變化(例如,工藝的),因?yàn)椴槐匾蛴布M態(tài)發(fā)生改變而將設(shè)備初始化或同步。
模塊的診斷和過程監(jiān)控
SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能:
診斷
智能診斷系統(tǒng)可用來確定模塊的信號(hào)采集(對(duì)于數(shù)字量模塊)或者模擬量處理(對(duì)于模擬量模塊)是否正常工作。在診斷分析中,必須區(qū)分可參數(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息:
如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)(例如,“無傳感器輸入”),則該模塊會(huì)觸發(fā)一個(gè)診斷中斷(如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù),則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置之后才會(huì)觸發(fā)中斷)。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理,并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號(hào),并且可以觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。
根據(jù)模塊類型的不同,提供了各種不同診斷消息:
數(shù)字量輸入/輸出模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
無傳感器電源 |
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無外部輔助電壓 |
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無內(nèi)部輔助電壓 |
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熔斷器燒斷 |
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模塊中的參數(shù)不正確 |
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時(shí)間看門夠脫落 |
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EPROM 故障 |
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RAM 故障 |
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硬件中斷丟失 |
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模擬量輸入模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
無外部負(fù)載電壓 |
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 |
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共模錯(cuò)誤 |
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斷線 |
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低于量程下限 |
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高于量程上限 |
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模擬量輸出模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
無外部負(fù)載電壓 |
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 |
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對(duì) M 短路 |
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斷線 |
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硬件中斷
可以監(jiān)控過程信號(hào),并且可通過過程中斷觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。
容錯(cuò)通信
進(jìn)行高可用性通信時(shí),SIMATIC 將提供以下功能:
S7-400H(冗余和非冗余配置)和 PC 目前支持容錯(cuò)通信。在 PC 上,需要安裝 Redconnect 程序包(參見“SIMATIC NET 通信系統(tǒng)”)。
根據(jù)具體可用性要求,可使用不同組態(tài)選項(xiàng):
操作模式
CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要額外功能:
冗余原理
S7-400H 按“熱備份”模式下的主動(dòng)冗余原理工作(發(fā)生故障時(shí)執(zhí)行無反應(yīng)的自動(dòng)切換)。根據(jù)該原理,在無故障運(yùn)行期間,兩個(gè)子單元都處于激活狀態(tài)。發(fā)生故障時(shí),未發(fā)生故障的設(shè)備獨(dú)自接管過程控制。
為確保平穩(wěn)接管,必須通過中央控制器鏈路實(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。
在故障轉(zhuǎn)移期間,設(shè)備會(huì)自動(dòng)保留:
這意味著,這兩個(gè)設(shè)備始終保持在新狀態(tài),并且可以在出現(xiàn)故障時(shí)獨(dú)立地繼續(xù)執(zhí)行控制。
采用冗余 I/O 操作時(shí),這會(huì)帶來以下結(jié)果:
同步
為了實(shí)現(xiàn)無反應(yīng)切換,需要對(duì)兩個(gè)子單元進(jìn)行同步。
S7-400H 遵循“時(shí)間驅(qū)動(dòng)的同步”工作原理。
每當(dāng)子單元中發(fā)生可能導(dǎo)致不同內(nèi)部狀態(tài)的事件時(shí),都會(huì)執(zhí)行同步操作,例如在發(fā)生以下事件時(shí):
同步是通過操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行的,可在編程階段將其忽略。
自檢
S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。自檢涉及以下方面:
報(bào)告每個(gè)檢測(cè)到的故障。
啟動(dòng)時(shí)自檢
啟動(dòng)時(shí),每個(gè)子單元都會(huì)完整執(zhí)行全部自檢功能。
循環(huán)操作期間的自檢
完整的自檢分布在多個(gè)循環(huán)中。每個(gè)循環(huán)僅執(zhí)行一小部分自檢,因此,實(shí)際控制器所承受的負(fù)荷不是很大。
組態(tài)、編程
S7-400H 的編程與 S7-400 類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。
對(duì) S7-400H 編程需要使用 STEP 7 V5.2。
I/O 模塊的組態(tài)
硬件組態(tài)時(shí),用戶必須通過 HW Config 指定相互形成冗余的模塊。只需指定要在冗余模式下運(yùn)行的模塊以及要作為“冗余伙伴”的第二個(gè)模塊。在用戶程序中,應(yīng)訪問具有低地址的模塊。第二個(gè)地址不向用戶顯示,并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的編程完全相同。與非冗余 I/O 之間的差別是塊庫(kù)中的兩個(gè)函數(shù)塊(RED_IN 和 RED_OUT),需要在用戶程序的開始處和結(jié)束處調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)塊。
在 STEP 7 V5.3 或更高版本中,該庫(kù)已作為標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)集成到 STEP 7 中。
S7-400F/FH 滿足下列安全要求:
操作模式
S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中,并包含在故障安全信號(hào)模塊中。
信號(hào)模塊通過差異分析和測(cè)試信號(hào)注入來監(jiān)控輸出和輸入信號(hào)。
通過定期自檢、命令測(cè)試以及按時(shí)間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查,CPU 可檢查控制器的運(yùn)行是否正常。此外,通過狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請(qǐng)求,還可以檢查 I/O 狀況。
若在系統(tǒng)中診斷出故障,則將系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。
F-Runtime 許可證
必須將 F-Runtime 許可證加載到 CPU 上以運(yùn)行 S7-400F/FH。每個(gè) S7-400F/FH 都需要一份許可證。
編程
S7-400F/FH 的編程方式與其它 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方式相同。非故障安全工廠部分的用戶程序可用成熟可靠的編程工具(如 STEP 7)來創(chuàng)建。
S7 F Systems 可選軟件包
編程安全相關(guān)的程序段時(shí),需要使用可選軟件包“S7 F Systems”。該軟件中包括創(chuàng)建 F 程序所需的全部函數(shù)和塊。
對(duì)于包含安全功能的 F 程序,可使用 CFC 調(diào)用來 F 庫(kù)中的專用函數(shù)塊并進(jìn)行互連。使用 CFC 可以簡(jiǎn)化工廠的組態(tài)和編程工作,由于工廠范圍內(nèi)具有統(tǒng)一的表示形式,也將簡(jiǎn)了驗(yàn)收測(cè)試。無需使用額外工具,程序員就可以完全專注于安全相關(guān)應(yīng)用程序。
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鋼鐵行業(yè). |
復(fù)雜工藝控制
1, 電氣同步系統(tǒng)
2,定位控制
3,定尺剪和飛剪
4,復(fù)雜力矩控制
5,液 壓 驅(qū) 動(dòng) 控 制
6,卷曲機(jī)
SIMADYN D典型應(yīng)用
膠卷生產(chǎn)線
在每個(gè)槽架有8 CPU
采樣時(shí)間 <= 7 ms
大約40 個(gè)力矩控制和10個(gè)速度控制
管式印刷機(jī)
在每個(gè)槽架有1 CPU
采樣時(shí)間 <= 1 ms
4 個(gè)位置控制
軸向式集裝箱起重機(jī)
在每個(gè)槽架有 4 CPU
采樣時(shí)間 <= 1 m
造紙:同步, 張力及位置控制
金屬處理:位置,厚度和同步控制
造紙:同步, 張力及位置控制
金屬處理:位置,厚度和同步控制
紡織工業(yè):張力控制
驅(qū) 動(dòng)
同 步 多 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 可 用 于 纖 維 工 業(yè) 或 軋 鋼 工 業(yè)
SIMADYN D 特別適用于
.西門子PLC S7-200 主控觸點(diǎn)指令(MC、MCR)
主控觸點(diǎn)通常解決這樣一類問題:編程時(shí)如果每個(gè)線圈控制都串入同樣觸點(diǎn),將適用很多存儲(chǔ)單元,使程序運(yùn)行速度下降。用主控指令能這類電路結(jié)構(gòu)。
使用注意事項(xiàng):
(1) MC起點(diǎn),M為嵌套層數(shù)(0~7層);MC與MCR必須成對(duì)使用。
(2) MCR/MC只使用于Y或 M(不包括特M)。
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的高性能 CPU。使用這些 CPU,可為具有較高安全要求的工廠構(gòu)建一個(gè)故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)。
通過 CPU 416F-2 的集成 PROFIBUS DP 接口,可作為一個(gè)主站或從站,直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場(chǎng)總線。
在通過 IF 964-DP 接口模塊連接 CPU 416F-3 PN/DP 的情況下,可以連接另外一個(gè) DP 主站系統(tǒng)。
通過使用 ERTEC 400-ASIC,CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口實(shí)現(xiàn)了交換機(jī)功能。它提供了可從外部接觸到的兩個(gè) PROFINET 端口。這意味著,除分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外,也可通過新型 S7-400 控制器實(shí)現(xiàn)總線型結(jié)構(gòu)。
注:
只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模塊。
故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口,連接到 IF 964-DP,和/或通過通信模塊(CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced)進(jìn)行連接。通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP,實(shí)現(xiàn)安全通信。
兩種 CPU 都具有:
CPU 416F-3 PN/DP 還具有:
故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口,連接到 IF 964-DP,和/或通過通信模塊(CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced)進(jìn)行連接。通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP,實(shí)現(xiàn)安全通信。
西門子中型PLC系列S7-300的新特性
西門子中型可編程控制器系列S7-300技術(shù)革新啦!S7-300 PLC是SIMATIC S7家族中的中型可編程序控制器,作為以前版本的升級(jí),新一代固件版本為V3.0的S7-300系列的CPU 312、314、315-2 DP 和315F-2 DP已經(jīng)發(fā)布,這些CPU都有新的訂貨號(hào)。
新一代的S7-300系列CPU與以前對(duì)應(yīng)版本備件兼容,具備以下亮點(diǎn):性能方面,性能提升了2倍或者更高。內(nèi)存方面,CPU 314 從96 KB擴(kuò)展到128 KB ,CPU 315-2 DP從128 KB擴(kuò)展到256 KB ,CPU 315F-2 DP從 192 KB擴(kuò)展到384 KB。此外,可以同時(shí)在線監(jiān)控兩個(gè)快,技術(shù)數(shù)據(jù)也趨于一致,I/O過程映像區(qū)增大。同時(shí),CPU 315(F)-2 DP 的PROFIBUS可以使用同步模式,并帶有可以進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置的路由。
性能提升
新一代的S7-300 CPU性能比現(xiàn)有的312,314 和315(F)-2 DP CPU有了顯著提升,例如,新一代的CPU的用戶程序執(zhí)行速度是原來CPU的2倍或更高。位運(yùn)算時(shí)間縮減到50ns,字運(yùn)算時(shí)間縮減到90ns,定點(diǎn)和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算性能也有了較大的提升。
同時(shí)監(jiān)控兩個(gè)塊
新一代S7-300固件版本V3.0CPU的可以同時(shí)在線監(jiān)控兩個(gè)塊,用戶可以選擇在一個(gè)PG或PC上同時(shí)監(jiān)視兩個(gè)塊或在兩個(gè)PG或PC上同時(shí)監(jiān)控一個(gè)塊。此外,增加了在塊狀態(tài)中監(jiān)視的程序行數(shù),只有在STEP 7 V5.4 SP5中才有這個(gè)功能。
技術(shù)數(shù)據(jù)的一致性
S7-300 CPU的技術(shù)數(shù)據(jù)趨于一致。已經(jīng)對(duì)下面這些S7-300 CPU的固件進(jìn)行了一致化或增添了一些功能:
——所有的S7-300 CPU具有相同的塊數(shù)量(FC、FB、DB)
——相同的本地?cái)?shù)據(jù)量大小
——每個(gè)優(yōu)先級(jí)具有相同的嵌套層數(shù):16
——除了CPU312以外的S7-300 CPU具有相同的塊容量:64KB
——所有S7-300 CPU都具備:300個(gè)可同時(shí)激活的Alarm_S塊
——相同的時(shí)間延時(shí)中斷OB塊:OB20 和OB21
——相同的周期中斷OB塊:OB32、 OB33、OB34 和OB35
——相同的全局通信數(shù)量:8
——斷點(diǎn)數(shù)目從2個(gè)增加到4個(gè)
——CPU312 的標(biāo)簽有256 字節(jié)
——CPU 312 具有256個(gè)S7定時(shí)器/S7 計(jì)數(shù)器
——診斷緩沖器
診斷緩沖器的大?。?/span>500條診斷信息,新的100條具有保持功能
CPU運(yùn)行狀態(tài)下顯示的診斷緩沖器條目可以為10到499條。默認(rèn)值為10條。
兼容性
新一代的S7-300 CPU 在具有備件兼容性的條件下可以替代以前的版本。
舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU仍然可以訂貨,在大約1年的時(shí)間內(nèi),舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU和新一代的CPU可以同時(shí)提供,在此之后,我們只提供V3.0或更高版本的CPU。
西門子PLC S7-200的尋址方式
S7-200編程語言的基本單位是語句,而語句的構(gòu)成是指令,每條指令有兩部分:一部分是操作碼,另一部分是操作數(shù)。操作碼是指出這條指令的功能是什么,操作數(shù)則指明了操作碼所需要的數(shù)據(jù)所在。所謂尋址,就是尋找操作數(shù)的過程。S7-200 CPU的尋址分三種:立即尋址、直接尋址、間接尋址。
1.立即尋址
在一條指令中,如果操作碼后面的操作數(shù)就是操作碼所需要的具體數(shù)據(jù),這種指令的尋址方式就叫立即尋址。
如:在傳送指令中:MOV IN OUT——操作碼“MOV”指出該指令的功能把IN中的數(shù)據(jù)傳送到OUT中,其中IN——源操作數(shù),OUT——目標(biāo)操作數(shù)。
若該指令為:MOVD 2505 VD500
功能:將十進(jìn)制數(shù)2505傳送到VD500中,這里2505就是源操作數(shù)。因這個(gè)操作數(shù)的數(shù)值已經(jīng)在指令中了,不用再去尋找,這個(gè)操作數(shù)即立即數(shù)。這個(gè)尋址方式就是立即尋址方式。而目標(biāo)操作數(shù)的數(shù)值在指令中并未給出,只給出了要傳送到的地址VD500,這個(gè)操作數(shù)的尋址方式就是直接尋址。
2.直接尋址
在一條指令中,如果操作碼后面的操作數(shù)是以操作數(shù)所在地址的形式出現(xiàn)的,這種指令的尋址方式就叫直接尋址。
如:MOVD VD400 VD500
功能:將VD400中的雙字?jǐn)?shù)據(jù)傳給VD500
3.間接尋址
在一條指令中,如果操作碼后面的操作數(shù)是以操作數(shù)所在地址的地址形式出現(xiàn)的,這種指令的尋址方式就叫間接尋址。
如:MOVD 2505 *VD500
*VD500是指存放2505的地址的地址。
如VD500中存放的是VB0,則VD0則是存放2505的地址。
該指令的功能:將十進(jìn)制數(shù)2505傳送給VD0地址中。
IM 360/IM 361 和 IM 365 允許多層配置 S7-300 自動(dòng)化系統(tǒng)(CPU 313C,314 以上),由中央控制器和多 3 個(gè)擴(kuò)展單元機(jī)架組成。
各個(gè)機(jī)架通過接口模塊互相連接。
通用特性
所有接口都具有以下特點(diǎn):
IM 365
對(duì)于一個(gè)ER來說,IM 365是經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)展辦法。 它有以下特點(diǎn):
IM 360/IM 361
對(duì)于較大型擴(kuò)展項(xiàng)目,IM 360 和 IM 361 都是理想解決方案。 它們有以下特點(diǎn):
SIPLUS extreme 產(chǎn)品基于 SIMATIC 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。此處的內(nèi)容摘自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。增加了與 SIPLUS extreme 相關(guān)的信息。