上海诗幕自动化设备有限公司
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产品描述

系列S7-400 是否进口 产品认证CE 结构形式:模块 安装方式:现场安装 功能:PLC/CPU **西门子
CPU 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH可在高可用性 S7-400H 系统中使用可结合故障安全 S7-400F/FH 系统中的 F-Runtime 授权和 F 兼容 CPU 使用带有集成 PROFIBUS DP 主站接口带有 2 个用于同步模块的插槽
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应用
CPU 417-5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的功能强大的 CPU, 可以用于实现 S7-400H 高可用性系统。也可结合 F 运行授权一起用于 S7-400F/FH 故障安全自动化系统。通过内置 PROFIBUS-DP 接口,还可使它作为主站,直接连接到 PROFIBUS-DP 现场总线。基于带交换机功能的内置 PROFINET 接口,提供 2 个可外部访问的 PROFINET 端口。这样,可实现总线性或环形结构。
设计
CPU 417-5H 拥有:功能强大的处理器: CPU 处理每条二进制指令的时间小于 7.5 ns。32 MB RAM(16 MB 用于程序,16 MB 用于数据): 用于 S7-400H 自动化系统的用户程序和组态数据的装载存储器;高速主存储器,用于与过程相关的用户程序的子程序。存储卡: 用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外,装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H 的组态数据,这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。 其结果是:内置的装载存储器不能满足大程序量的要求,因此需要存储卡。 提供有 RAM 和 FEPROM 卡(FEPROM 用于在断开电源时保存数据)。灵活的扩展选件: 多达 262,144 点数字量和 16,384 点模拟量输入/输出。MPI 多点接口: MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络,数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线(C 总线)上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。 注:当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时,只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口:带插口: 6ES7 972-0BB42-0xA0不带插口: 6ES7 972-0BA42-0xA0PROFIBUS DP 接口: 通过 PROFIBUS DP 接口,可以实现冗余、分布式自动化组态,从而提高了速度,便于使用。对用户来说,分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理(相同的组态、编址和编程)。PROFINET 接口,带 2 个端口(交换机): 支持系统冗余和 MRP(介质冗余协议)模式选择开关: 拨动开关设计。诊断缓冲区: 的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中,用于进行诊断。实时时钟: CPU 提供带日期和时间的诊断报告。PROFIBUS DP 接口: 通过带 PROFIBUS DP 主站接口的 CPU 417-4H,可迅速建立起操作方便的分布式自动化系统。对用户来说,分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理(相同的组态、编址和编程)。 注:当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时,只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口:带插口: 6ES7 972-0BB42-0xA0不带插口: 6ES7 972-0BA42-0xA0
功能
块保护:用户程序使用密码保护,可防止非法访问。(也可通过钥匙开关设置)。集成的 HMI :用户只能规定HMI设备的源数据地址和目标数据地址。这些数据通过系统周期地以及自动地进行传输。集成的通讯功能:PG/OP通讯扩展通讯(简单、高可用性通讯)可组态的属性STEP 7“硬件配置”工具和安装的 S7-400H 选件包用来组态包括CPU在内的S7-400H的特性和响应,例如:多点接口MPI:定义节点地址启动/循环响应特性定义 的扫描时间和通讯负载。地址分配:I/O模板编址保持区域:定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟存储器的数量保护级:设置程序和数据的访问权限。系统诊断:定义诊断报文的范围,以及处理的范围 器中断:定义周期时间H站的配置安全相关功能F-运行授权用来编译故障安全F用户程序,并在CPU上运行程序。每个 S7-400F/FH 系统需要 1 个授权。 包括 2 张 TüV 贴纸。报告功能状态和故障指示灯: 用LED指示指示内部和外部故障,以及运行状态,如 RUN(运行)、STOP(停止)、“主站”模式、冗余故障和测试功能等测试功能:PG可用来显示程序执行过程中的信号状态,可以单*修改过程变量,读取栈存储器的内容,单步执行程序以及禁止部分程序的运行。信息功能:编程器可向用户提供:有关存贮器容量,CPU 运行模式,以及工作存储器和装载存储器的信息。
PLC的发展趋势
1、功能向增强化和化的方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出化的PLC产品。以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和化水平。
2、规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3、系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在WINOOWs平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。
通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统[2]。
PLC的功能特点
PLC的功能  随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展,PLC的功能日益增多。它不仅能实现单机控制,而且能实现多机制;不仅能实现逻辑控制,还能实现过程控制、运动控制和数据处理等,其主要功能如下:
1、开关量逻辑控制
这是PLC的基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力,它提供了与、或、非等各种逻辑指令,可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制,常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令,可实现定时、计数功能,其定时值和计数值既可由用户在编程时设定,也可用数字拨码开关来设定,其值可进行在线修改,操作十分灵活方便。
2、模拟量控制
在工业生产过程中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块,如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等,通过使用这些模块,把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理;而CPU处理的数字结果,经D/A转换成模拟量去控制被控设备,以完成对连续量的控制。
3、闭环过程控制
使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制,而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块,对控制过程中某一变量(如速度、温度、电流、电压等)进行PID控制。
4、定时、定位、计数控制
PLC具有定时控制的功能,它为用户提供了若干个定时器,定时器的时间可以由用户在编写程序时设定,也可以用拨盘开关在外部设定,实现定时或延时控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块,以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能,它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定,也可以用拨盘开关在外部设定,实现计数控制。、 5、顺序(步进)控制
在工业控制中,选用PLC实现顺序控制,可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计,可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。
6、网络通信
现代PLC具有网络通信的功能,它既可以对远程I/O进行控制,又能实现PLC与计算机之间的通信,从而构成“集中管理,分散控制”的分布式控制系统,实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备(如变频器、数控装置)实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统,可提高交流电动机的自动化控制水平。
7、数据处理
现代PLC具有数算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表[2]。
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国内发展及应用概况
我国的PLC产品的研制和生产经历了三个阶段:顺序控制器(1973~1979)——一位处理器为主的工业控制器(1979~1985)——8位微处理器为主的可编程序控制器(1985以后)。在对外开放政策的推动下,国外PLC产品大量进入我国市场,一部分随成套设备进口。如宝钢一、二期工程就引进了500多套,还有咸阳显象管厂、秦皇岛煤码头、汽车厂等。现在,PLC在国内的各行各业也有了极大的应用,技术含量也越来越高。
这种类型的RTU装置直接使用A/D转换元件对交流电量进行采集计算,无需变送器之类的转换设备,但需要快速的数字处理单元进行配合,以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化,而且可以进行谐波分析,计算频率,简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机(如8 X86等)配合多个单片机(如8051、8098等)、并加上大量的A/D转换电路,来实现开关量、模拟量的采集。
当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下,交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主,辅以少量的模拟电路,功能强大,扩充容易,可靠性较直流采样方案有较大提高,综合成本低。
2.2 中低压配网自动化的应用特点
中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元(RTU)、线路传感器、远方控制SF6 或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点:
a)传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测,但中低压配电网的自动化对象(开关房、开闭所和配电房)数目繁多,开关操作频繁,更注重遥信、遥控功能。
b)中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境,被不同层次的用电管理人员(包括农村电工)所操作。更要求其具有安装灵活、易操作、免维护、抗恶劣环境等特点。
c)应用于中低压配电网的RTU,在功能上应具有模块化结构,在硬件上要越简单、越可靠越好。好是同一套简单硬件,只要简单进行一下设置,就可以满足不同场合、不同规模的要求。
由此可见,有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU,以适合中低压配电网自动化的特点和需要。
2.3 中低压配电网自动化RTU的PLC实现
可编程序控制器(programmable logic con-troller,PLC)技术经过几十年的发展,已经相当成熟。其品种齐全,功能繁多,已被广泛应用于工业控制的各个领域。用PLC来实现中低压配电网自动化的RTU功能,能够很好地满足RTU的特有的要求。在国内市场,有来自许多厂家的PLC产品。这些产品从简单到复杂,都自成系列,可以满足不同应用的要求。大多数中低档次的PLC产品,都包含有离散点输入和输出(点数的多少可以依据应用情况增减)、模拟采样输入、时钟、通信等功能。利用这类PLC的现成功能,可以方便地实现中低压配电网自动化的 RTU功能。使用PLC的离散输入点来实现遥信、用PLC的离散输出点来实现遥控、用PLC的模拟采样输入来实现遥测、用PLC的通信功能来实现和主机的通信。完成这些功能,都无需额外的硬件,只需根据开关房的实际情况,对PLC进行简单编程即可。不仅如此,利用PLC的模拟输出功能,甚至还可以实现配电网的遥调。例如调节调压变压器的变比,调节静止无功补偿设备的电压、电流相角等。
这样一种基于PLC的中低压配电网自动化的RTU实现方案,可以满足中低压配网自动化的要求。它具有以下特点和优势:硬件结构简单,免维护;规模可大可小,只需将 PLC的扩展模块连接在一起,就可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加;抗恶劣环境;高可靠性;编程实现各种功能,免硬件调试;费用低廉。
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技术发展动向
1. 产品规模向大、小两个方向发展
大:  I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描
速度高速化。
小:  由整体结构向小型模块化结构发展,增加了配置的灵活性,降低了成本。
2. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛
3. 不断加强通讯功能
4. 新器件和模块不断推出用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。
工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展
根据具体要求,也可使用下列模块:
在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下,电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。
接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。
设计
简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 十分灵活,便于维护。
集成背板总线:
集成的背板总线;背板总线集成在模块上。模块通过 U 形连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。可以节省安装时间。
模块组装在 S7-1500 安装导轨上:
具有各种长度,包括切割至定长的型号。由于具有集成式 DIN 导轨,可以卡装广泛的标准部件,如附加端子、小型断路器或小型继电器。
性能可靠,接线方便:
I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。信号模块和前连接器之间具有机械编码,可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。
为了对前连接器进行简单接线,可将该连接器置于“预接线位置”。在此位置上,插头尚未与模块电路接触。此位置还可用于在运行过程中进行改动。用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。两个型号都可以连接线芯截面积为 0.252?~ 1.5 mm2(AWG 24 ~ AWG 16)的导线。
另外,数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。通过 TOP Connect,可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器,并可在控制柜中进行简便接线。
对于模拟量模块,可以直接在模块上进行屏蔽;随模块提供了一个屏蔽连接套件,无需工具即可进行安装。
设备特定标签:
标签条可用于 SIMATIC S7-1500 的信号模块。可使用标准激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。可以从 TIA Portal 进行自动打印,而无需重新输入符号或地址。通过这些标签条的设计形式,可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。如果前盖打开,则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
可变和可扩展的站配置:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
大配置包括带有 31 个模块(30 个模块 + 1 个电源)的 CPU。在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下,需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
尺寸紧凑:
的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外,还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等化模块。
5. 编程工具丰富多样,功能不断提高,编程语言趋向标准化
有各种简单或复杂的编程器及编程软件,采用梯形图、功能图、语句表等编程语言,亦有的PLC指令系统。
6. 发展容错技术
采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
7.追求软硬件的标准化。
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数字化加工生产对计算机设计(CAD)、计算机生产(CAM)以及数控机床(CNC)的全过程提出了更高的要求,其中重要的是将CAD/CAM信息无差错地转换为数控程序。而这正是目前在机床的数字化加工中使用频繁的CAD-CAM-CNC工艺链条(如图4)。借助于“数字化双胞胎,西门子对工件的设计和编程集成关联CAD/CAM-CNC工序链,集成VNCK虚拟机床仿真工件加工过程,可以实现虚拟调试,缩短机床调试时间,降低调试过程中机床碰撞或损坏的风险,提高机床在用户端的生产力。
值得一提的是,西门子840Dsl数控系统具有高度的开放性和灵活性,用户不仅可以自行定义不同的参数和操作界面,而且,在机床加工制造的过程中,系统还能够采集零件与加工信息,并将这些信息反馈回制造执行系统中,从而形成一个信息的闭环。
“在加工过程中,功能简单的数据比较容易实现,但是我们需要更进一步的数据**。”王道华坦言:“只有将NC程序、名称、代码等数据都实时上传并生成数据库,我们才能有针对性的开发相应的分析软件,得出每个工序的成本、效率等信息,进而优化加工节拍。”
事实上,西门子840D sl系列解决方案还能够进一步扩展,从*立的自动化加工岛到整套的网络加工系统,使*立加工站的零件流实现自动化乃至全面的生产规划和控制,从而优化和原料管理及维护,以达到极高的生产效率。
2018年,GMU在国产五轴加工中心的市场推广已全面推开,相信埃弗米和西门子的联手,将为各类复杂零件、模具等铣削加工用户带去全新的加工体验。
制造业是立国之本,而机床行业作为制造业的基础,其发展往往也会对其他行业产生“蝴蝶效应”。在数字化浪潮的推动下,机床行业如何抓住先机进一步挖掘数字化带来的巨大潜能?
在下周开幕的在十六届中国**机床展览会(CIMT2019)上,以“机床数字化制造——正当时!”为主题的西门子展台,将给你一个满意。
划**,现场,你将可以
·         目击西门子如何基于数字化平台,例如MindSphere、工业边缘计算平台、数控系统数据采集与分析平台等, 推进机床行业全**链的数字化
·         体验MindSphere现场连接来自机床厂商的数十台设备,实时采集并分析机床数据,以提供优化建议
·         和柯马机器人玩一玩,感受如何借助Sinumerik Run MyRobot /Direct Control实现数控系统与机器人的直接集成
·         同时,时间了解新鲜热辣的新品——针对标准型机床市场的新一代Sinumerik 828数控系统。
数字化是不同行业机床客户提升生产力的首要因素,在为期六天的展会上,西门子将展示持续升级的机床行业数字化企业解决方案,以及其为机床制造商和机床用户挖掘数字化带来的巨大潜能。
基于数字化平台,实现机床行业全**链的数字化
西门子能够借助其全面解决方案,在虚拟世界中对机床用户的实际工艺链进行仿真设计,创建机床制造全**链数字化双胞胎,涵盖产品设计、生产规划、生产工程、生产制造和数字化服务。
(西门子为机床用户和机床制造商提供涵盖全**链的数字化解决方案 )
西门子为机床行业提供的数字化企业解决方案依托于一系列集成、统一的开放式数字化平台:
•  西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere能够帮助机床行业客户充分利用基于云的数字化优势。
•  西门子工业边缘计算(Siemens Industrial Edge)平台支持在机床端直接完成本地高性能数据处理,并将其集成到相关的自动化解决方案之中。在这个平台中,西门子专为机床行业的边缘计算应用提供了Sinumerik Edge平台,可在机床运行过程中实现高频的数据处理,并与自动化解决方案相集成。
•  西门子数控系统数据采集与分析平台(Sinumerik Integrate)可以实现对机床生产车间的生产管理、加工性能分析、机床状态等功能,而且提供了标准的数据接口,能够将机床集成到制造执行系统(MES)和企业资源管理系统(ERP)等生产IT中,从而发挥工厂内数据处理的各种优势。
在展会现场,西门子将数十台来自机床厂商的设备连接到了MindSphere,让观众直观感受数字化平台的力量。
数控系统与机器人的直接集成
在展会现场,西门子将展示Sinumerik数控系统与柯马机器人的直接集成。借助Sinumerik Run MyRobot /Direct Control解决方案,西门子机床数控系统能够将机器人直接集成到生产环境中,利用Sinumerik数控系统来控制机器人,无需额外的机器人控制器便可让机器人集成到生产过程中,实现方便灵活的上下料、搬运,乃至直接加工。
通过机器人与机床数控系统的直接集成,机器人可以**所有可用的数控系统功能。
一、合理的结构型式
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中;而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。
二、安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低;远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源;多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别*立控制,又要相互的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。
三、相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂,要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高挡PLC。但是中、高挡PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
四、响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
五、系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
六、机型尽量统一
一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题:
1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。
2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。
3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统
这个级差的小单位就称为变频分辨率。2:从理论上讲,变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中,电动机在启动时,电流会比额定高5-6倍的,不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量,电机的速度是固定不变,但在实际使用过程中,有时要以较低或者较高的速度运行,因此进行变频改造是非常有必要的。而在"STOP"状态下,通信口永远是PPI从站模式。断电再通电,机床可以恢复正常工作,但X轴运动到某一位置附近,均可能出现同一故障。  未来的制造业一定是绿色的,因而,要对传统制造业进行绿色化改造;要在**区域、**行业、**流域推行清洁生产;要推进制造业和战略性新兴产业高起点、绿色化的发展“中国制造2025”是一个意义深远、举足轻重的战略计划,但是也正因为其重要的意义,实施难度也很大、时间跨度也较长。然后在使用中不断改进,使电源产品越做越好。23、不采用软起动,将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以。为了与自动化系统集成,RF680R和RF685R读写器可以通过Profinet接口与控制器(比如SimaticS7)连接。
西门子PLC模块CPU412-1主站处理器设置参数  扫描周期T=(输入-点时间*输入端子数)+(指令执行速度*指令的条数)+(输出一点时间*输出端子数)+故障诊断时间+通讯时间字节25,恒0.通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。以上的字节、字和双字数据类型均为无符号数,即只有正数,没有负数。MicroMaster430西门子变频器MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载。④起动时满负载起动。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸,并且它安装快速,调试简便,以及它友好的用户接线方式和简单的调试工具都使它与众不同。
http://www.absygs.com

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