西门子CPU226CN模块

6ES7216-2BD23-0XB8SIMATIC S7-200 CN,CPU 226 紧凑型设备,交流电源 24 个直流数字输入/16 个继电器数字输出 16/24 KB 程序/10 KB 数据, 2 PPI/自由编程 SS 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE

说明
扩展模块 EM 231、 EM 232  和 EM 235模拟量的输入输出和 CPU224XP 一样以 word 格式的整数显示,这就需要做转换来确保正确的显示和过程中的应用 。这些转换可通过附件中的功能块来完成。中包括 转换功能块的 "Scale" 库 和易于理解的例程"Tip038" 。

1. 比例换算
下列图表显示输入输出值的比例换算。

这里对术语 "单极性", "双极性" 和 "20% 偏移" 有解释。这些术语在其他 里非常重要。如STEP 7 Micro/Win - PID 向导(工具 > 指令向导 > PID 控制器)
单极性比例换算只有正的或负的值范围 (图 01 显示了一个模拟量输入值 0到32000的例子)。



图 01

在带有20%偏移的单极性的例子中, 限值是限值的 20% 。 (图 02 显示了一个模拟量输入值6400到  32000的例子)。



图 02

双极性比例换算有正的和负的值范围 (图 03 显示了一个 模拟量输入值 -32000 到 32000的例子)。



图 03

下表是对一些缩写地解释:
 

参数描述
Ov换算结果 (输出值)
Iv模拟量值 (输入值)
Osh

换算输出值的高限  (换算输出高限)

Osl换算输出值的低限   (换算输出低限)
Ish换算输入值的高限  (换算输入高限)
Isl换算输入值的低限  (换算输入低限)

表 01

2. 公式
以下公式由计算换算值的图表中得出:

Ov = (Osh - Osl) / (Ish - Isl) * (Iv - Isl) + Osl

3. 库

3.1 "Scale" 库地描述
"scale.mwl" 库包括从  INTEGER 到 REAL (S_ITR)、从REAL to REAL (S_RTR)及从REAL 到 INTEGER (S_RTI)类型数据的比例换算。



图 04

3.2 模拟量输入换算为REAL数据格式的输出值 (S_ITR)
S_ITR 功能块可用来将模拟量输入信号转换成0.0到1.0之间的标么值(  类型 REAL )。



图 05

3.3 REAL格式数据比例换算 (S_RTR)
S_RTR 功能块可用来转换在范围内的REAL 格式的值 (例如 将0.0 到 1.0输入值转化为百分数输出)。



图 06

3.4转换为 INTEGER格式数据的模拟量输出(S_RTI)
S_RTI 功能块可用来 将 REAL 数 转换为 INTEGER数据类型的模拟量输出。



图 07

4. 例子程序

4.1 例子程序 "Tip038"的描述
这里有一个装液体的密闭容器。

压差传感器为模拟量输入模块提供一个 (4 - 20 mA)电流输入 。 电流值的大小与容器内的液面高度成正比。

EM 235  必须进行校准,因此在液面高度为 10m 时模拟量为20mA 的值可转换为 3200 数字值。在液面为 0 m 时模拟量为4mA的值可转换为数字值6400。此程序可将数字值按比例转换为液面高度的米数。

显示液面高度的电压必须通过模拟量输出模块产生。这个电压值是对模拟量输出word (AQW) 写入相应的数字值产生的。

模拟量输出模块将液面高度(从0 m 到10 m)  以从0 V到10V的电压形式传输给测量装置。测量装置获得电压后以指针的偏移量来指显示液面的高度。

换算公式将每一个值按比例换算为与换算值之间的值。这个程序将接收的模拟量输入值 (AIW) 按比例换算后作为模拟量模块输出。首先程序读在 4 mA 到 20 mA (6400 与 32000)之间的AIW 值, 接着按比例转换为一个  0.0 到 1.0 (看图 05)之间的标么值。 然后按比例转换为0.0 to 100.0 (看图 06)的范围对应的0 到 32000 (看图 07)之间的值。

4.2  STEP 7 Micro/WIN 库可见 zip 文件
拷贝 "scale.zip" 文件到到一个单独的目录,然后打开。可集成为"scale.mwl" 库和例子程序 "Tip038_D.mwp"到 S7-200 项目中, 要求使用 STEP 7 Micro/WIN V4.0.7.10 及以上版本。 "scale.zip" 文件包括 德语版的库和例子程序("Tip038_D.mwp") 和英语版的("Tip038_E.mwp").

2.4.5 Q0_x_MoveRelative
该功能块用于让轴按照指定的方向,以指定的速度,运动指定的相对位移。功能块如图9,功能描述见表10。


图9

参数类型格式单位意义
EXECUTEINBOOL
相对位移运动的执行位
Num_PulsesINDINTPulse相对位移(必须>1)
VelocityINDINTPulse/sec.预置频率
(Velocity_SS <= Velocity <=



Velocity_Max)



DirectionINBOOL
预置方向
(0=反向,1=正向)



DoneOUTBOOL
完成位(1=完成)

表10

2.4.6 Q0_x_MoveAbsolute
该功能块用于让轴以指定的速度,运动到指定的位置。功能块如图10,功能描述见表11。


图10

参数类型格式单位意义
EXECUTEINBOOL
位移运动的执行位
PositionINDINTPulse位移
VelocityINDINTPulse/sec.预置频率
(Velocity_SS <= Velocity <=Velocity_Max)



DoneOUTBOOL
完成位(1=完成)

表11

2.4.7 Q0_x_MoveVelocity
该功能块用于让轴按照指定的方向和频率运动,在运动过程中可对频率进行更改。功能块如图11,功能描述见表12。


图11

参数类型格式单位意义
EXECUTEINBOOL
执行位
VelocityINDINTPulse/sec.预置频率
(Velocity_SS <= Velocity <=



Velocity_Max)



DirectionINBOOL
预置方向
(0=反向,1=正向)



ErrorOUTBYTE
故障标识
(0=无故障,1=立即停止,3=执行错误)



C_PosOUTDINTPulse当前位置

表12西门子CPU226CN模块

注意:Q0_x_MoveVelocity 功能块只能通过 Q0_x_Stop block 功能块来停止轴的运动。如图12:


图12

2.4.8 Q0_x_Stop
该功能块用于使轴减速直至停止。功能块如图13,功能描述见表13。


图13

参数类型格式单位意义
EXECUTEINBOOL
执行位
DoneOUTBOOL
完成位(1=完成)

表13

2.4.9 Q0_x_LoadPos
该功能块用于将当前位置的位置设置为预置值。功能块如图14,功能描述见表14。


图14

参数类型格式单位意义
EXECUTEINBOOL
设置位置的执行位
New_PosINDINTPulse预置位置
DoneOUTBOOL
完成位(1=完成)
ErrorOUTBYTE
故障位(0=无故障)
C_PosOUTDINTPulse当前位置

表14

注意:使用该块将使得原参考点失效,为了清晰地定义位置,必须重新寻找参考点。

2.5 校准

该块所使用的算法将计算出减速过程(从减速起始点到速度终达到Velocity_SS)所需要的脉冲数。但时在减速过程中所形成的斜坡有可能会导致计算出的减速斜坡与实际的包络不完全一致。此时就需要对 “Tune_Factor” 进行校正。

校正因子 “Tune_Factor”
“Tune_Factor” 的值取决于、和目标脉冲频率以及减速时间。如图15:


图15

如图所示,运动的目标位置是B,算法会自动计算出减速起始点,当计算与实际不符时,当轴已经运动到B点时,尚未到达速度,此时若位 ”Disable_Auto_Stop” = 0,则轴运动到B点即停止运动,若位 ”Disable_Auto_Stop” = 1,则轴会继续运动直至到达速度。图中所示的情况为计算的减速起始点出现的太晚了。

确定调整因子

注意:新的校准过程并不需要将伺服驱动器连接到CPU。
步骤如下:
1. 置位 ”Disable_Auto_Stop”,即令 ”Disable_Auto_Stop” = 1。
2. 设置 “Tune_Factor” = 1。
3. 使用 Q0_x_LoadPos 功能将当前位置的位置设为0。
4. 使用 Q0_x_MoveRelative,以指定的速度完成相对位置运动(留出足够的空间以使得该运动得以顺利完成)。
5. 运动完成后,查看实际位置 HC0。Tune_Factor 的调整值应由 HC0,目标相对位移 Num_Pulses,预估减速距离 Est_Stopping_Dist 所决定。Est_Stopping_Dist 由下面的公式计算得出:

Tune_Factor由下面的公式计算得出:

6. 在调用 Q0_x_CTRL 的网络之后插入一条网络,将调整后的 Tune_Factor 传递给全局变量 +VD1,如图16。


图16

7. 复位 ”Disable_Auto_Stop”,即令 ”Disable_Auto_Stop” = 0。

2.6 寻找参考点的若干种情况
在寻找参考点的过程中由于起始位置、起始方向和终止方向的不同会出现很多种情况。

一个总的原则就是:从起始位置以起始方向 Start_Dir 开始寻找,碰到参考点之前若碰到限位开关,则立即调头开始反向寻找,找到参考点开关的上升沿(即刚遇到参考点开关)即减速到寻找低速 Homing_Slow_Spd,若在检测到参考点开关的下降沿(即刚离开遇到参考点开关)之前已经减速到 Homing_Slow_Spd,则比较当前方向与终止方向 Final_Dir 是否一致,若一致,则完成参考点寻找过程;若否,则调头找寻另一端的下降沿。若在检测到参考点开关的下降沿(即刚离开遇到参考点开关)之前尚未减速到 Homing_Slow_Spd,则在减速到 Homing_Slow_Spd 后调头加速,直至遇到参考点开关上升沿,重新减速到 Homing_Slow_Spd,判断当前方向与终止方向 Final_Dir 是否一致,若一致,则完成参考点寻找过程;若否,则调头找寻另一端的下降沿。(Final_Dir 决定寻找参考点过程结束后,轴停在参考点开关的哪一侧)

下面的图形会反应不同情形下寻找参考点的过程。

Start_Dir=0, Final_Dir=0,如图17:





图17

Start_Dir=0, Final_Dir=1,如图18:




图18

Start_Dir=1, Final_Dir=0,如图19:




图19

Start_Dir=1, Final_Dir=1,如图20:




图20

6ES7212-1AB23-0XB8SIMATIC S7-200 CN,CPU 222 紧凑型设备,直流电源 8 个直流数字输入/6 个直流数字输出 4 KB 程序/2 KB 数据, PROFIBUS DP 可扩展 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE
显示价格















6ES7212-1BB23-0XB8SIMATIC S7-200 CN,CPU 222 紧凑型设备,交流电源 8 个直流数字输入/6 个继电器数字输出 4 KB 程序/2 KB 数据, PROFIBUS DP 可扩展 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE
显示价格














6ES7214-1AD23-0XB8SIMATIC S7-200 CN,CPU 224 紧凑型设备,直流电源 14 个直流数字输入/10 个直流数字输出, 8/12 KB 程序/8 KB 数据, PROFIBUS DP 可扩展 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE
显示价格














6ES7214-1BD23-0XB8SIMATIC S7-200 CN,CPU 224 紧凑型设备,交流电源 14 个直流数字输入/10 个继电器数字输出, 8/12 KB 程序/8 KB 数据, PROFIBUS DP 可扩展 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE
显示价格














6ES7214-2AD23-0XB8SIMATIC S7-200 CN,CPU 224XP 紧凑型设备,直流电源 14 个直流数字输入/10 个直流数字输出,2 模拟输入,1 AA, 12/16 KB 程序/10 KB 数据, 2 PPI/自由编程 SS 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE
显示价格














6ES7214-2AS23-0XB8SIMATIC S7-200 CN,CPU 224XPSI 紧凑型设备,直流电源 14 个直流数字输入/10 个直流数字输出(m),2模拟输入,1AA 12/16 KB 程序/10 KB 数据, 2 PPI/自由编程 SS 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE
显示价格














6ES7216-2AD23-0XB8SIMATIC S7-200 CN,CPU 226 紧凑型设备,直流电源 24 个直流数字输入/16 个直流数字输出, 16/24 KB 程序/10 KB 数据, 2 PPI/自由编程 SS 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE
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6ES7216-2BD23-0XB8SIMATIC S7-200 CN,CPU 226 紧凑型设备,交流电源 24 个直流数字输入/16 个继电器数字输出 16/24 KB 程序/10 KB 数据, 2 PPI/自由编程 SS 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE

功能

时钟和电池模块

√  实时时钟和日历

(对于 221/222 CN CPU)

√  一般可备份 200 天

电池模块

√  内部数据备份(数据块)

√  一般可备份 200 天

内存模块(存储卡模块)

√  程序传送和备份

√  数据记录文件,配方

文件和通用文件存储

可选配件:

存储卡模块

实时时钟模块

电池模块

技术规范

CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP、CPU 224XPsi 与 CPU 226 相同技术参数


特点

CPU 221, 222, 224, 224 XP, 226

32 位浮点计算,符合 IEEE 标准

可完全组态的全集成 PID 控制器

√,多可集成 8 个单独的 PID 控制器

位处理速度

0.22 μs

时间控制中断

2(循环时间为 1 到 255 ms 之间,分辨率为 1 ms)

硬件中断(输入处进行边沿检测)

多 4 个输入

标志、定时器、计数器

每个 256

高速计数器

4–6(取决于 CPU),多 30 kHz,CPU 224 XP 为 200 kHz

脉冲输出(脉宽或调频)

2 个输出,每个为 20 kHz(对于 DC),CPU 224 XP 为 100 kHz

程序和数据存储器

掉电保护(非易失)

掉电时动态数据的储存

掉电保护:内部高性能电容和/或附加电池模块保证了非易失性:使用  STEP  7-Micro/WIN、TD200C 或用户程序向集成的 EEPROM 装载数据

使用电池模块对动态数据的掉电保护

一般 200 天

集成通信接口

√,RS 485 接口支持下列工 作模式:PPI 主站或从站/MPI 从站/自由口(自由组态的 ASCII 协议)

波特率

187.5 kbaud (PPI/MPI) 或 115.2 kbaud(自由口)

编程软件

STEP 7-Micro/WIN 支持所有标准,如 STL、CSF 或 LAD

可选的程序存储模块

√,CPU 中编程,用于程序传输、数据记录、配方、文档记录

DC/DC/DC

电源电压

24 V DC

数字量输入

24 V DC

数字量输出

24 V DC, 0.75 A,并联,具有更高的切换能力

AC/DC/继电器

电源电压

85 – 264 V AC

数字量输入

24 V DC

数字量输出

5 – 30 V DC 或 5–250 V AC, 2 A(继电器)



CPU 特定数据技术规范






特性

CPU 221 1 )

CPU 222 1 )

CPU 224 1 )

CPU 224XP 1)

CPU 224XPsi

CPU 226 1 )

集成的数字量输入/输出

6 DI/4 DO

8 DI/6 DO

14 DI/10 DO

14 DI/10 DO

24 DI/16 DO

数字量输入/输出/使用扩展模块的多通道数量

48/46/94

114/110/224

114/110/224

128/128/256

模拟量输入/输出/使用扩展模块的多通道数量

16/8/16

32/28/44

2 AI/1 AO integrated32/28/44

32/28/44

程序存储器

4 KB

4 KB

8/12 KB

12/16 KB

16/24 KB

数据存储器

2 KB

2 KB

8 KB

10 KB

10 KB

使用高性能电容储存动态数据

一般 50 小时

一般 50 小时

一般 100 小时

一般 100 小时

一般 100 小时

高速计数器

4x30 kHz,其中 2x20 kHzA/B 计数器可用

4x30 kHz,其中 2x20 kHzA/B 计数器可用

6x30 kHz,其中 4x20 kHzA/B 计数器可用

4 x 30 kHz,2 x 200 kHz其中 3 x 20 kHz +1 x 100 kHzA/B 计数器可用

6 x 30 kHz,其中 4 x 20 kHzA/B 计数器可用

通信接口 RS 485

1

1

1

2

2

所支持的协议:




 适用于两个接口

 适用于两个接口

– PPI 主站/从站

– MPI 从站

– 自由口(自由组态 ASCII 协议)

通信选项


-,PROFIBUS DP 从站和/或 AS-i 接口主站/以太网/互联网/调制解调器

√,PROFIBUS DP 从站和/或  AS-i  接口主站/以太网/互联网/调制解调器

√,PROFIBUS  DP 从站和/或 AS-i 接口主站/以太网/互联网/调制解调器

√,PROFIBUS  DP  从站和/或 AS-i 接口主站/以太网/互联网/调制解调器

集成 8 位模拟电位器 (用于调试,改变值)

1

1

2

2

2

实时时钟

可选

可选

集成的 24 V DC 传感器供电电压

  180 mA

  180 mA

  280 mA

280 mA

400 mA

可拆卸的终端插条

尺寸 W x H x D(mm)

90 x 80 x 62

90 x 80 x 62

120.5 x 80 x 62

140 x 80 x 62

196 x 80 x 62

1)    也可以提供适用于扩展温度范围为 -25oC – +70oC 腐蚀性凝露环境的 SIPLUS 元件。






1 G120控制单元CU240  

2 CU240E 6SL3244-0BA10-0BA0

3 CU240S 6SL3244-0BA20-1BA0

4 CU240S DP 6SL3244-0BA20-1PA0

5 CU240S PN 6SL3244-0BA20-1FA0

6 CU240S DP-F 6SL3244-0BA21-1PA0

7 CU240S PN-F 6SL3244-0BA21-1FA0

8 PM240(不带内置滤波器)380-480V 3AC 重载  

9 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0

10 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0

11 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0

12 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0

13 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0

14 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0

15 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0

16 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0

17 18A/5.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0

18 25A/7.5KW 6SL3224-0BE27-5UA0

19 32A/11KW 6SL3224-0BE31-1UA0

20 38A/15KW 6SL3224-0BE31-5UA0

21 45A/18.5KW 6SL3224-0BE31-8UA0

22 60A/22KW 6SL3224-0BE32-2UA0

23 75A/30KW 6SL3224-0BE33-0UA0

24 90A/37KW 6SL3224-0BE33-7UA0

25 110A/45KW 6SL3224-0BE34-5UA0

26 145A/55KW 6SL3224-0BE35-5UA0

27 178A/75KW 6SL3224-0BE37-5UA0

28 205A/90KW 6SL3224-0BE38-8UA0

29 250A/110KW 6SL3224-0BE41-1UA0

30 302A/132KW 6SL3224-0XE41-3UA0

31 370A/160KW 6SL3224-0XE41-6UA0

32 477A/200KW 6SL3224-0XE42-0UA0

33 PM240(不带内置滤波器)380-480V 3AC 轻载  

34 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0

35 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0

36 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0

37 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0

38 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0

39 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0

40 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0

41 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0

42 18A/7.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0

43 25A/11KW 6SL3224-0BE27-5UA0

44 32A/15KW 6SL3224-0BE31-1UA0

45 38A/18.5KW 6SL3224-0BE31-5UA0

46 45A/22KW 6SL3224-0BE31-8UA0

47 60A/30KW 6SL3224-0BE32-2UA0

48 75A/37KW 6SL3224-0BE33-0UA0

49 90A/45KW 6SL3224-0BE33-7UA0

50 110A/55KW 6SL3224-0BE34-5UA0

51 145A/75KW 6SL3224-0BE35-5UA0

52 178A/90KW 6SL3224-0BE37-5UA0

53 205A/110KW 6SL3224-0BE38-8UA0

54 250A/132KW 6SL3224-0BE41-1UA0

55 302A/160KW 6SL3224-0XE41-3UA0

56 370A/200KW 6SL3224-0XE41-6UA0

57 477A/250KW 6SL3224-0XE42-0UA0

58 PM240(带内置滤波器)380-480V 3AC重载  

59 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2AA0

60 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0AA0

61 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0AA0

62 18A/5.5KW 6SL3224-0BE25-5AA0

63 25A/7.5KW 6SL3224-0BE27-5AA0

64 32A/11KW 6SL3224-0BE31-1AA0

65 38A/15KW 6SL3224-0BE31-5AA0

66 45A/18.5KW 6SL3224-0BE31-8AA0

67 60A/22KW 6SL3224-0BE32-2AA0

68 75A/30KW 6SL3224-0BE33-0AA0

69 90A/37KW 6SL3224-0BE33-7AA0

70 110A/45KW 6SL3224-0BE34-5AA0

71 145A/55KW 6SL3224-0BE35-5AA0

72 178A/75KW 6SL3224-0BE37-5AA0

73 PM240(带内置滤波器)380-480V 3AC轻载  

74 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2AA0

75 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0AA0

76 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0AA0

77 18A/7.5KW 6SL3224-0BE25-5AA0

78 25A/11KW 6SL3224-0BE27-5AA0

79 32A/15KW 6SL3224-0BE31-1AA0

80 38A/18.5KW 6SL3224-0BE31-5AA0

81 45A/22KW 6SL3224-0BE31-8AA0

82 60A/30KW 6SL3224-0BE32-2AA0

83 75A/37KW 6SL3224-0BE33-0AA0

84 90A/45KW 6SL3224-0BE33-7AA0

85 110A/55KW 6SL3224-0BE34-5AA0

86 145A/75KW 6SL3224-0BE35-5AA0

87 178A/90KW 6SL3224-0BE37-5AA0

88 PM250(带内置滤波器)380-480V 3AC重载  

89 18A/5.5KW 6SL3225-0BE25-5AA0

90 18A/5.5KW 6SL3225-0BE25-5AA1 

91 25A/7.5KW 6SL3225-0BE27-5AA0

92 25A/7.5KW 6SL3225-0BE27-5AA1 

93 32A/11KW 6SL3225-0BE31-1AA0

94 32A/11KW 6SL3225-0BE31-1AA1 

95 38A/15KW 6SL3225-0BE31-5AA0

96 45A/18.5KW 6SL3225-0BE31-8AA0

97 60A/22KW 6SL3225-0BE32-2AA0

98 75A/30KW 6SL3225-0BE33-0AA0

99 90A/37KW 6SL3225-0BE33-7AA0

100 110A/45KW 6SL3225-0BE34-5AA0

101 145A/55KW 6SL3225-0BE35-5AA0

102 178A/75KW 6SL3225-0BE37-5AA0

103 PM250(带内置滤波器)380-480V 3AC轻载  

104 18A/7.5KW 6SL3225-0BE25-5AA0

105 18A/7.5KW 6SL3225-0BE25-5AA1 

106 25A/11KW 6SL3225-0BE27-5AA0

107 25A/11KW 6SL3225-0BE27-5AA1 

108 32A/15KW 6SL3225-0BE31-1AA0

109 32A/15KW 6SL3225-0BE31-1AA1 

110 38A/18.5KW 6SL3225-0BE31-5AA0

111 45A/22KW 6SL3225-0BE31-8AA0

112 60A/30KW 6SL3225-0BE32-2AA0

113 75A/37KW 6SL3225-0BE33-0AA0

114 90A/45KW 6SL3225-0BE33-7AA0

115 110A/55KW 6SL3225-0BE34-5AA0

116 145A/75KW 6SL3225-0BE35-5AA0

117 178A/90KW 6SL3225-0BE37-5AA0

西门子CPU226CN模块