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S7-400H
SIMATIC S7-400H 包括以下組件:
- 2 個(gè)*控制器:
2 個(gè)單獨(dú)的 UR1/UR2 *控制器,或一個(gè)分隔式*控制器 (UR2-H) 上的 2 個(gè)區(qū)域。 - 每個(gè)*控制器有兩個(gè)同步模塊,用于通過(guò)光纜連接兩個(gè)設(shè)備。
- 每個(gè)*控制器 1 個(gè) CPU 412-5H、1 個(gè) CPU 414-5H、1 個(gè) CPU 416-5H 或 1 個(gè) CPU 417-5H。
- *控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。
- UR1/UR2/ER1/ER2 擴(kuò)展單元和/或帶有 I/O 模塊的 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備。
*功能采用冗余設(shè)計(jì)??蓪?I/O 組態(tài)為常規(guī)可用性型和切換型。
通??捎玫?I/O(單側(cè)配置)
在單側(cè)配置中,I/O 模塊具有單通道設(shè)計(jì),僅由兩個(gè)*控制器中的一個(gè)來(lái)尋址。單側(cè) I/O 模塊可插到*控制器和/或擴(kuò)展單元/分布式 I/O 設(shè)備中。
在 I/O 尋址設(shè)備工作正常的情況下,從單側(cè)讀入的信息始終提供給兩個(gè)*控制器。發(fā)生故障時(shí),受影響的*控制器的 I/O 模塊將停止工作。
單側(cè)配置用于:
- 不需要很高可用性的工廠部分。
- 連接基于用戶程序的冗余I/O。此時(shí),必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)稱設(shè)置。
高可用性(切換式配置)
在切換式配置中,I/O 模塊采用單通道設(shè)計(jì),但它們將由兩個(gè)*控制器通過(guò)冗余 PROFIBUS DP 來(lái)尋址。在切換式配置中運(yùn)行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備中。
通過(guò) PROFIBUS DP 連接到*控制器。
I/O 冗余
冗余 I/O 模塊以冗余方式成對(duì)配置。使用冗余 I/O 可以實(shí)現(xiàn)zui高程度的可用性,因?yàn)橥ㄟ^(guò)這種方式,可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號(hào)模塊出現(xiàn)故障。
可進(jìn)行實(shí)現(xiàn)以下配置:
- 單側(cè) DP 從站采中采用冗余 I/O
- 切換式 DP 從站采用冗余 I/O
適宜的 I/O 模塊
相互冗余的模塊必須為同一類型和設(shè)計(jì)形式(例如,均為集中式或均為分布式)。不對(duì)插槽進(jìn)行規(guī)定。不過(guò),出于可用性原因,建議在不同的站中使用。關(guān)于可以使用的模塊,請(qǐng)咨詢系門(mén)子客戶支持部門(mén)或參閱相關(guān)手冊(cè)。
FM 和 CP 冗余
功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可在兩種不同配置中使用:
- 切換式冗余配置:
可以雙重連接 FM/CP 以將 ET 200M 或一個(gè)交換式 ET 200M 分離。 - 雙通道冗余配置:
可將 FM/CP 插到兩個(gè)子單元中或插到與子單元相連的擴(kuò)展單元中(參見(jiàn)單側(cè)配置)。
此時(shí)可以不同方式實(shí)現(xiàn)模塊冗余:
- 由用戶編程:
在功能模塊和 SIMATIC 通信處理器上,通??捎捎脩魧?duì)冗余功能進(jìn)行編程。將會(huì)確定主動(dòng)模塊并檢測(cè)可能的故障以執(zhí)行切換。所需的程序與配有冗余 FM/CP 的單個(gè) CPU 的程序*。 - 由操作系統(tǒng)直接提供支持。
對(duì)于 SIMATIC NET-CP 443-1,操作系統(tǒng)直接支持冗余。有關(guān)詳細(xì)信息,請(qǐng)參見(jiàn)“通信”下面的內(nèi)容。
S7-400F/FH
故障安全型 S7-400F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)可根據(jù)需求進(jìn)行不同配置:
單通道、單側(cè) I/O,用于 S7-400F
工廠需要使用故障安全型控制器。無(wú)需容錯(cuò)。需要下列部件:
- 1 個(gè) CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 許可證。
- 1 條 PROFIBUS DP 總線。
- 帶有 IM 153-2 的 ET 200M。
- 故障安全信號(hào)模塊,采用非冗余設(shè)計(jì)。
發(fā)生故障時(shí),I/O 不再可用。故障安全信號(hào)模塊被禁用。
單通道、切換式 I/O,用于 S7-400FH
工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側(cè)需要有容錯(cuò)功能。需要下列部件:
- 2 個(gè) CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 許可證。
- 2 條 PROFIBUS DP 總線。
- 1 個(gè) ET 200M ,帶 2 個(gè) IM 153-2(冗余)。
- 故障安全信號(hào)模塊,采用非冗余設(shè)計(jì)。
若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現(xiàn)故障,控制器仍保持可用。在故障安全信號(hào)模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時(shí),I/O 不再可用。故障安全信號(hào)模塊被禁用。
冗余、切換式 I/O,用于 S7-400FH
工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側(cè)和 I/O 側(cè)需要容錯(cuò)功能。需要下列部件:
- 2 個(gè) CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 許可證。
- 2 條 PROFIBUS DP 總線。
- 2 個(gè) ET 200M,帶 2 個(gè) IM 153-2(冗余)。
- 故障安全信號(hào)模塊,冗余設(shè)計(jì)。
在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線、故障安全信號(hào)模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時(shí),控制器仍保持可用。
在 S7-400F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)中,也可以使用標(biāo)準(zhǔn)模塊。這些設(shè)備不能與故障安全模塊在同一個(gè) ET 200M 中一起使用。
通信
*控制器和 ET 200M 之間的安全相關(guān)通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過(guò) PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)專門(mén)開(kāi)發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe,可在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文中傳輸與安全功能相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。無(wú)需附加的硬件組件,如安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的擴(kuò)展功能集成在硬件組件中,也可作為經(jīng)過(guò)認(rèn)證的軟件塊裝載到 CPU 中。
帶有隔離模塊的安全等級(jí)
在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優(yōu)點(diǎn):
- 可以使用銅質(zhì)總線電纜來(lái)建立 PROFIBUS DP 總線。沒(méi)有必要使用光纖電纜。
- 每個(gè) IM 153-x 都可以使用。
- 在一個(gè) ET 200M 中,可以混合使用安全模式下的故障安全信號(hào)模塊和 S7-300 標(biāo)準(zhǔn)模塊。
若需要取得安全等級(jí) SIL 2,則無(wú)需使用隔離模塊。
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物料傳送分揀控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì)
提示:
自動(dòng)化生產(chǎn)控制的自動(dòng)分揀和傳送控制系統(tǒng),能對(duì)已加工的工件進(jìn)行分揀和傳輸,該系統(tǒng)可由傳送帶與機(jī)械手配合組成物料自動(dòng)分揀控制。 自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)控制及現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分,實(shí)現(xiàn)物料同時(shí)進(jìn)行多口多層連續(xù)的分揀。自動(dòng)化、信息化以及方便的系統(tǒng)集成是目前物流行業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。 自動(dòng)分揀控制
自動(dòng)化生產(chǎn)控制的自動(dòng)分揀和傳送控制系統(tǒng),能對(duì)已加工的工件進(jìn)行分揀和傳輸,該系統(tǒng)可由傳送帶與機(jī)械手配合組成物料自動(dòng)分揀控制。
自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)控制及現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分,實(shí)現(xiàn)物料同時(shí)進(jìn)行多口多層連續(xù)的分揀。自動(dòng)化、信息化以及方便的系統(tǒng)集成是目前物流行業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。
自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)的電氣控制部分由上位計(jì)算機(jī)、傳感器、光電控制器以及變頻器、電動(dòng)機(jī)及繼電器控制部分等構(gòu)成。
自動(dòng)分揀系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下。
(1)能連續(xù)、大批量地分揀貨物。由于采用流水線自動(dòng)作業(yè)方式,自動(dòng)分揀系統(tǒng)不受氣候、時(shí)間、人的體力等的限制,可以連續(xù)運(yùn)行,同時(shí),由于自動(dòng)分揀系統(tǒng)單位時(shí)間分揀件數(shù)多,比用人工高幾十倍,或者更高,大大提高了勞動(dòng)效率,減小了勞動(dòng)強(qiáng)度。
(2)分揀誤差率極低。自動(dòng)分揀系統(tǒng)的分揀誤差靠光電傳感器和接近開(kāi)關(guān),減少了分揀的誤差。
(3)能zui大限度地減少人員的使用。分揀作業(yè)本身并不需要使用人員,人員的使用僅局限于系統(tǒng)出現(xiàn)故障和手動(dòng)調(diào)試時(shí)。
(4)運(yùn)輸皮帶與變頻器配合可選擇zui合適的輸送速度。
以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的物料傳送及分揀系統(tǒng),由傳送系統(tǒng)和分揀系統(tǒng)組成。傳送系統(tǒng)由機(jī)械手完成工件的抓取和轉(zhuǎn)移;分揀系統(tǒng)由傳送帶輸送并對(duì)不同要求的工件進(jìn)行區(qū)別、分類和揀出。此系統(tǒng)結(jié)合傳感器和位置控制等技術(shù),并運(yùn)用梯形圖編程,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁塊及白色、藍(lán)色兩種塑料塊共3種材料的自動(dòng)分揀,該系統(tǒng)通用性強(qiáng),可靠性好,程序開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單,可適應(yīng)進(jìn)行材料分揀生產(chǎn)線的需求。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6-64所示。
圖6-64 物料分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
一、控制要求
1.機(jī)械手傳送系統(tǒng)
由3臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。通過(guò)3臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換來(lái)控制機(jī)械臂的上下、左右及水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),且均為恒壓、恒速控制。機(jī)械手由電磁鐵的通電、斷電完成對(duì)工件的吸取和釋放動(dòng)作。
(1)初始狀態(tài)。機(jī)械手電磁鐵處于放置工件位置(料盤(pán))上方,機(jī)械臂位于上限、左限(伸出)位置。整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)機(jī)械手應(yīng)優(yōu)先檢測(cè)初始狀態(tài),并保證處于初始位置。
(2)抓取轉(zhuǎn)移工件。當(dāng)有符合要求的工件到達(dá)傳送帶左端時(shí),機(jī)械手開(kāi)始工作。從初始位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到被抓工件上方,下降至下限位,吸取工件,停留1s,上升*限位,順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至機(jī)械手料盤(pán)正上方,下降至下限位,釋放工件,停留1s,返回初始位置。為避免意外發(fā)生,從機(jī)械手吸合工件到釋放至料盤(pán)期間,傳送系統(tǒng)不響應(yīng)停止信號(hào)。
(3)工件返回重揀。當(dāng)需要把被機(jī)械手轉(zhuǎn)移的工件取回重新分揀時(shí),機(jī)械手首先在廢品料盤(pán)中吸取工件,然后按照同上述相反的過(guò)程把工件放回到皮帶終端(傳送帶左端),然后機(jī)械手返回到初始位置。
2.工件分揀系統(tǒng)
系統(tǒng)由變頻器控制的三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)變換,有高速(對(duì)應(yīng)頻率50Hz)、中速(對(duì)應(yīng)頻率30Hz)和低速(對(duì)應(yīng)頻率15Hz)3種速度,從而控制皮帶傳送速度的快慢。
系統(tǒng)包括5個(gè)傳感檢測(cè)位置,從右至左分別為:接近開(kāi)關(guān)(感應(yīng)金屬工件)、顏色分辯傳感器(感應(yīng)白色工件,對(duì)藍(lán)色不敏感)、位置A光電開(kāi)關(guān)、位置B光電開(kāi)關(guān)、位置C光電開(kāi)關(guān)。
系統(tǒng)有4個(gè)工件放置區(qū)域:投料區(qū)、A揀出區(qū)、B揀出區(qū)、皮帶終端。具體控制要求如下。
(1)變速控制。當(dāng)傳送帶正轉(zhuǎn),被檢測(cè)區(qū)域中沒(méi)有檢測(cè)到任何工件時(shí),電機(jī)以高速運(yùn)行。反之電機(jī)以低速運(yùn)行。當(dāng)傳送帶反轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)工作在中速30Hz,即變頻器的X1、X2同時(shí)接通。加速、減速時(shí)間分別為2s、1s。
(2)材質(zhì)分揀。當(dāng)金屬工件通過(guò)接近開(kāi)關(guān)時(shí)被感知,那么該工件到達(dá)光電開(kāi)關(guān)A處,推桿A把金屬工件推入A揀出區(qū)。同時(shí)該區(qū)計(jì)數(shù)器加1。
(3)顏色分揀。當(dāng)白色工件通過(guò)顏色傳感器時(shí)被感知,那么該工件到達(dá)光電開(kāi)關(guān)B處,推桿B把白色工件推入B揀出區(qū)。同時(shí)該區(qū)計(jì)數(shù)器加1。
(4)廢品分揀。當(dāng)廢品(藍(lán)色工件)到來(lái)時(shí),接近開(kāi)關(guān)和顏色傳感器均無(wú)感應(yīng),那么該工件作為廢品運(yùn)送到位置C處的光電開(kāi)關(guān)時(shí),延時(shí)1s后傳送帶停止,等待機(jī)械手來(lái)把工件抓走,等待重新加工。
(5)工件放置。投放工件時(shí)應(yīng)在投料區(qū)內(nèi),并且要等前一個(gè)工件越過(guò)標(biāo)志線后才能放第二個(gè)工件。工件隨機(jī)、連續(xù)擺放,沒(méi)有個(gè)數(shù)限制。
(6)工件包裝。當(dāng)A揀出區(qū)或B揀出區(qū)內(nèi)達(dá)到4只工件時(shí),即相應(yīng)的揀出區(qū)計(jì)數(shù)器累計(jì)數(shù)值等于4時(shí),傳送帶停止(暫停),等待包裝,等待5s后包裝完畢,傳送帶繼續(xù)按照暫停前的狀態(tài)運(yùn)行(同時(shí)該計(jì)數(shù)器清零)。
(7)工件轉(zhuǎn)移。被分揀工件中混雜著的廢品(藍(lán)色)到達(dá)皮帶終端時(shí)需要停止傳送,此狀態(tài)也為暫停狀態(tài),當(dāng)機(jī)械手把其轉(zhuǎn)移到廢品料盤(pán),且返回初始位置后,暫停狀態(tài)結(jié)束,傳送帶繼續(xù)暫停前的狀態(tài)運(yùn)行。
(8)返回重揀。當(dāng)需要把廢品區(qū)的工件返回到傳送帶上重新進(jìn)行分揀時(shí),先按下重揀按鈕,此時(shí)蜂鳴器長(zhǎng)鳴,提示不得在投料區(qū)投放工件,等傳送帶把已經(jīng)在皮帶上的料分揀完畢后,機(jī)械手執(zhí)行工件返回重揀動(dòng)作。當(dāng)工件被機(jī)械手放回到皮帶終端后1s,傳送帶以反向中速運(yùn)行,把該工件送回到投料區(qū)(光電開(kāi)關(guān)D感應(yīng)到)后停止,然后立即轉(zhuǎn)換為正向高速,進(jìn)入正常分揀程序。
(9)啟??刂啤0聪聠?dòng)按鈕時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng),但需等待機(jī)械手檢測(cè)并回到初始狀態(tài)后,傳送帶才開(kāi)始高速運(yùn)行,等待檢測(cè)工件。按下停止按鈕時(shí),如果機(jī)械手吸合工件并正在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中不響應(yīng)該停止信號(hào),須等工件安全釋放到料盤(pán)時(shí)(或從料盤(pán)轉(zhuǎn)移到皮帶終端后)才可停止整個(gè)傳送系統(tǒng)。
3.結(jié)合系統(tǒng)進(jìn)行PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配及系統(tǒng)控制接線和變頻器參數(shù)的設(shè)定
(1)I/O分配表如表6-17所示。
表6-17 物料分揀系統(tǒng)PLC控制I/O分配表
廣州鴻懿電氣設(shè)備有限公司西門(mén)子工控設(shè)備銷售區(qū)域列表:
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SIMATIC S7-400 輸入輸出模板
數(shù)字量輸入模板 6ES74211BL010AA0 SM421數(shù)字量輸入模塊, 光隔離,32DI,24V DC
6ES74211EL000AA0 SM421數(shù)字量輸入模塊, 32DI,120V DC/AC
6ES74211FH200AA0 SM421數(shù)字量輸入模塊, 光隔離,16DI,120/230V UC, IEC1131-2 TYPE 2
6ES74217BH010AB0 SM421數(shù)字量輸入模塊, 電隔離,16DI,24V DC,帶0.05 ms輸入延遲,報(bào)警,診斷功能
6ES74217DH000AB0 SM421數(shù)字量輸入模塊, 光隔離,16DI,24-60V C,報(bào)警,診斷功能
數(shù)字量輸出模板 6ES74221BH110AA0 SM422數(shù)字量輸出模塊, 光隔離,16DO,24V DC,2A
6ES74221BL000AA0 SM422數(shù)字量輸出模塊, 光隔離,32DO,24V DC,0.5A
6ES74221FH000AA0 SM422數(shù)字量輸出模塊, 光隔離,16DO,120/230V AC,2A
6ES74221HH000AA0 SM422數(shù)字量輸出模塊, 光隔離,16DO,5~230V AC,5A 繼電器
6ES74227BL000AB0 SM422數(shù)字量輸出模塊, 光隔離,32DO,24V DC,0.5A,帶有15 ms輸出延遲,診斷
模擬量輸入模板 6ES74310HH000AB0 SM 431模擬量輸入模塊, 非隔離,16 AI,13 BITS,+/-10V, +/-20MA, 4 ~20MA; 20 ms 模塊更新
6ES74311KF000AB0 SM 431模擬量輸入模塊, 光隔離,8 AI,13 BIT, U/I/RESIST
6ES74311KF100AB0 SM 431模擬量輸入模塊, 光隔離,8 AI,14 BIT, U/I/RESIST./THERMOEL/PT101
6ES74311KF200AB0 SM 431模擬量輸入模塊, 光隔離,8 AI,14 BIT, U/I/RESIST.0.416 ms 掃描計(jì)時(shí)
6ES74317KF000AB0 SM 431模擬量輸入模塊, 8 AI,16 BIT, U/I/THERMOEL.,,光隔離
6ES74317KF100AB0 "SM 431模擬量輸入模塊, 8 AI,16 BIT, RESIST./PT100/NI100,光隔離,診斷,報(bào)警,20 ms 模塊更新
6ES74317QH000AB0 SM 431模擬量輸入模塊, 光隔離,16 AI,16 BIT, U/I/RESIST./THERMOEL./PT100,報(bào)警,診斷
模擬量輸出模板 6ES74321HF000AB0 SM 432模擬量輸出模塊, 光隔離,8 AO,13 BIT,U/I
前連接器 6ES74317KF006AA0 前連接器,用于模塊6ES7431-7KF00-0AB0,螺釘型
SIMATIC S7-400 功能模塊
通訊模板 6ES74401CS000YE0 CP 440-1通訊模塊, 用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,1通道,含配置軟件 CD
6ES74411AA050AE0 CP 441-1通訊模塊, 用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,1通道,含配置軟件 CD
6ES74412AA050AE0 CP 441-2通訊模塊, 用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,2通道,含配置軟件 CD
功能模板 6ES74501AP000AE0 FM450-1計(jì)數(shù)模塊, 2通道,含配置軟件 CD
6ES74513AL000AE0 FM451定位模塊, 3通道,含配置軟件 CD
6ES74521AH000AE0 FM452 電子凸輪控制器模塊, 含配置軟件 CD
6ES74533AH000AE0 FM453, 用于帶伺服和步進(jìn)電機(jī)的定位(3通道),含配置軟件 CD
6ES74550VS000AE0 FM 455 C 控制模塊, 16 通道,CONT.8/16 AI + 16 DI + 16 AO
6ES74551VS000AE0 FM 455 S 控制模塊, 16 通道,步進(jìn)和脈沖8/16 AI + 16 DI + 32DO
SIMATIC S7-400 主機(jī)架擴(kuò)展部件
發(fā)送器接口模塊 6ES74600AA010AB0 IM460-0發(fā)送器接口模塊
6ES74601BA010AB0 IMF460-1發(fā)送器接口模塊
6ES74603AA010AB0 IMF460-3發(fā)送器接口模塊, ***遠(yuǎn)102米
6ES74632AA000AA0 IM463-2發(fā)送器接口模塊, 用于借助IM314連接到S5擴(kuò)展模塊,***遠(yuǎn)600米
接收器接口模塊 6ES74610AA010AA0 IM 461-0接收器接口模塊
6ES74611BA010AA0 IM 461-1接收器接口模塊
6ES74613AA010AA0 IM 461-3接收器接口模塊, ***遠(yuǎn)102米,K總線
終端模塊 6ES74610AA007AA0 終端模塊,用于IM 461模塊
6ES74613AA007AA0 終端模塊,用于IM 461-3模塊
IM電纜 6ES74681AH500AA0 IM電纜,帶K總線,0.75 M
6ES74681BB500AA0 IM電纜,帶K總線,1.5 M
6ES74681BF000AA0 IM電纜,帶K總線,5 M
6ES74681CB000AA0 IM電纜,帶K總線,10 M
6ES74681CC500AA0 IM電纜,帶K總線,25 M
6ES74681CF000AA0 IM電纜,帶K總線,50 M
6ES74681DB000AA0 IM電纜,帶K總線,100 M
6ES74683AH500AA0 IM電纜,帶PS傳送,無(wú)K總線,0.75 M
6ES74683BB500AA0 IM電纜,帶PS傳送,無(wú)K總線,1.5 M
SIMATIC S7-400 配件
前連接器 6ES74921AL000AA0 48針前連接器,螺釘型
6ES74921AL001AB0 48針前連接器,螺釘型,84個(gè)/包
6ES74921BL000AA0 48針前連接器,彈簧型
6ES74921CL000AA0 48針前連接器,卡接型
6ES74921CL001AB0 48針前連接器,卡接型,84個(gè)/包