Operating Manual Betriebsanleitung

Operating ManualBetriebsanleitung 418.B.100.03

Serial AnalogousIndicatorsSeriell-analogeAnzeigegeräte

418.B.101.03

SERANA–Q 96SERANA–Q144

Elektronik von mikrolab GmbH,D–90766 Fürth

Operating Manual

SERANA–QSerial AnalogousIndicators

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Weigel Meßgeräte GmbHPostfach 720 154 D–90241 Nürnberg Telefon: 0911 / 4 23 47–0Erlenstraße 14 D–90441 Nürnberg Telefax: 0911 / 4 23 47–39Verwaltung: Telefon: 0911 / 4 23 47–94Internet: http://www.weigel-messgeraete.dee-mail: [email protected]

418.B.101.03

Content

1. Scope and validity........................................................................................................ 2

2. Safety........................................................................................................................... 22.1 Intended use ................................................................................................................ 22.2 Limitations of use ......................................................................................................... 22.3 Safety precautions ....................................................................................................... 22.4 Symbols ....................................................................................................................... 32.5 Cleaning....................................................................................................................... 32.6 CE sign ........................................................................................................................ 32.7 Maintenance ................................................................................................................ 3

3. Installation.................................................................................................................... 43.1 Scope of supply ........................................................................................................... 43.2 Panel mounting ............................................................................................................ 43.3 Connection................................................................................................................... 73.4 NMEA receiving combinations ................................................................................... 103.5 Evaluable NMEA messages ...................................................................................... 10

4. Operation ................................................................................................................... 114.1 Displays ..................................................................................................................... 114.2 Pointer........................................................................................................................ 114.3 Scale .......................................................................................................................... 124.4 Status indication......................................................................................................... 124.5 Trend indication (optional) ......................................................................................... 134.6 Redundancy............................................................................................................... 134.7 Dimming..................................................................................................................... 134.8 Calibration.................................................................................................................. 134.9 Self test ...................................................................................................................... 13

5. Technical data............................................................................................................ 145.1 Mechanical data......................................................................................................... 145.2 General technical data ............................................................................................... 145.3 Auxiliary supply .......................................................................................................... 145.4 Interfaces/inputs......................................................................................................... 145.4 Accuracy at reference conditions............................................................................... 155.5 Environmental ............................................................................................................ 155.6 Standards and certificates ......................................................................................... 15

6. Licenses..................................................................................................................... 16

SERANA–Q Serial Analogous Indicators - Operating Manual

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Note Read the whole Operator Manual before commissioning theproduct.

Keep the Operator Manual.

1. Scope and validity

This Operating Manual applies to the serial analogous indicatorsSERANA-Q 96 and SERANA-Q 144 for the following device variants:

• Rotation speed according to IEC20672 with Wheelmark certificate

• Rudder angle indicators according to IEC20673 with Wheelmark certificate

• Propeller speed according to IEC22554 with Wheelmark certificate

• NMEA indicators with type approval

2. Safety

2.1 Intended useSERANA-Q 96 and SERANA-Q 144 are serial analogous indicators for use in shipbuildingindustry.

2.2 Limitations of useThe product must only be operated under the stated Environmental Conditions.Respect the IP enclosure codes.The current circuits must be protected by fuses for the maximum admissible currents.

2.3 Safety precautionsInstallation and maintenance tasks must only be performed by qualified persons observingthe actual valid safety precautions.

The product must only be transported or stored in the original packaging, thereby observethe Environmental Conditions. Check the product for damages after transport or storage.

Danger Product damaged, e.g. broken front displayElectric shock

♦ Check the product for damages before installation andcommissioning. Do not use the product in case of damages.

♦ In case of damages, put the product out of operationimmediately.

Danger Operation of the product in explosion endangered areasDanger of explosions

♦ Do not use the product in areas with explosive gases orexplosive substances.

Operating Manual - SERANA–Q Serial Analogous Indicators

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Warning Product with wrong voltage or wrong current or wrong connectionor wrong fuseDanger of fire due to overheating

♦ Observe the relevant fire protection regulations.

♦ Check the data on the type label before installation andcommissioning.

♦ Check for correct connection before commissioning.

Caution Product with wrong voltage or wrong current or wrong connectionMalfunction or permanent damages

♦ Check the data on the type label before installation andcommissioning.

♦ Observe the limits and tolerances.

♦ Check for correct connection before commissioning.

2.4 SymbolsThe symbols on the device and in the Operating Manual have the following meanings:

Safety note, observe the Operating Manual!

2.5 CleaningClean the device using only a dry cloth. Do not use any solvents.

2.6 CE signThe devices have a CE sign according to the regulations stated in EU declaration ofconformity.The EU declaration of conformity is included.

2.7 MaintenanceNo maintenance is required.


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3. Installation

3.1 Scope of supplyDeviceMounting seal3x Counter plug4x Fixture NGS-NK-704x Setscrew (40 mm) for fixture (NGS-NK-40)Operating ManualEU-declaration of conformity

3.2 Panel mounting

Dimensions

(Dimensions in mm)

SERANA-Q 96 SERANA-Q 144

Front panel a 96 mm 144 mm

Housing b 90 mm 136 mm

Panel cutout 92+0.8 mm 138+1 mm

Total c 102 mm 150 mm


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Seal


Dimension a 97.5 mm 145.5 mm

Mounting♦ Insert the device with the included seal into the panel cutout (dimensions see table).

Pay attention that the seal abuts properly all around.The cutout must be free from burrs and the surface must be flat.

♦ Mount the device with the suitable fixtures as follows.

Fixing♦ Select the suitable fixtures according to the panel thickness:

For panel thickness 2 ... 28 mm: NGS-NK70For panel thickness 28 ... 40 mm: NGS-NK40.

♦ Observe the fixing position on the device. It is different for the two fixture versions andcan be seen in the figures below.

Torque for fixture screws: 20 Ncm


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Mounting for panel thickness 2 ... 28 mm with fixtures NGS-NK70

Mounting for panel thickness 28 ... 40 mm with fixtures NGS-NK40


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3.3 Connection

Block diagram

Lines and cable lengthsUse cables with wire cross-sections 0.25 mm² to 0.50 mm² and ferrules.

Maximum cable lengths

J1 – Power 5 m

J2 – Potentiometer 10 m

J2 – CAN *) 120 m

J2 – RS485 *) 100 m

J3 – NMEA *) 400 m

RJ45 – Ethernet *) 100 m

*) Twisted pairs

Note Take care for strain relief of the lines according to the mountingsituation.


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Plug connections and terminal assignments

J1: NMEA interface

Nº. Terminal Description

1 RX2C

2 RX2B

3 RX2A

NMEA interface 2 - secondary data receiver

4 RX1C

5 RX1B

6 RX1A

NMEA interface 1 - primary data receiver

In environments with disturbances, use of shielding is recommended.RX/RXN must be carried out as twisted pairs!


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J2: Interfaces


1 POTI– Potentiometer – for brightness adjustment

2 POTI IN Potentiometer wiper for brightness adjustment

3 POTI+ Potentiometer + for brightness adjustment

4 GND RS485 Ground

5 RS485– – RS485 interface (for service/calibration)

6 RS485+ + RS485 interface (for service/calibration)

7 GND CAN bus Ground

8 CAN L CAN bus Low

9 CAN H CAN bus High

10 SHIELD Shielding

An arbitrary potentiometer with linear characteristics and resistance 1 to 10 kΩ can beconnected. It must be connected with 3 poles. The device measures the total resistancewhen powered up and then converts it to the required brightness range.

RS485–/+ and CAN L/H must be carried out as twisted pairs!The CAN bus and the RS485 bus must be terminated each by resistors 120 Ω on thefirst and the last bus participant!

J3: Auxiliary supply


1 DC IN– –24 V DC (9 ... 36 V DC)

2 DC IN+ +24 V DC (9 ... 36 V DC)

no shielding required

J4: RJ45 jack for Ethernet (optional)


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3.4 NMEA receiving combinations

Receiving combination Primarydata receiver

Secondarydata receiver

Simple communication (only value to display) XXX*)

Value to display and DIM data on one line XXX + DDC

Value to display and DIM data on separatedlines

XXX DDC

Redundant receiving of the value to displaywithout dimmer

XXX XXX

Redundant receiving of the value to displaywith dimmer

XXX + DDC XXX

*) XXX corresponds to the required NMEA descriptor for the used scale

3.5 Evaluable NMEA messagesThe scale determines which message identifiers are evaluated.The talker identifier will not be evaluated.The NMEA identifier is required for commissioning.You can find the used NMEA message on the label on the side of the device.

NMEA messages in devices with Wheelmark certificate

ROT Rate Of Turn Rotation speed (IEC 20672)

RSA Rudder Status Angle Rudder position (IEC 20673 )

RPM Revolution Per Minute Propeller speed (IEC22554)

DDC Display dimming control All

NMEA messages in devices with Type-Approval

DDC Display dimming control

DPT, DBS, DBK Water depth

MTW, MWD, MWV Water temperature, wind speeds

OSD Own Ship Data (Speed, Drift)

PRC Propulsion remote control status (RPM, Pitch)

RSA, ROR Rudder Status/Order Angle

RMC, VTG, VBW, VHW, VPW Speeds

RPM Propeller and shat rotation speed, Pitch %

TRC, TRD Thruster control and response data (RPM, Pitch)

XDR Temperature., Humidity, Frequency, Salinity, Force,Pressure, Flow Rates, Revolutions, Volume, Voltage,Current

PPX..X Propriety NMEA messages


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Specialities of certain NMEA messages• The NMEA message for indication of a rudder angle (NMEA RSA message) can

distinguish between left and right rudder.Default: Single Rudder or Synchronous Rudder

• The NMEA message for indication of rotation speed can distinguish between enginerotation speed (RPM) and shaft rotation speed (Engine/Shaft).Default: Shaft rotation speed

• The NMEA message for indication of depth information can handle offsets whichcomprise the difference from sensor (Transducer) to keel.Default: Offset 0 – Depth relative to Transducer

4. Operation

4.1 Displays

Scale example: Rudder angle ± 80°, standing displayThe read out distance for SERANA-Q 96 is 1.7 mThe read out distance for SERANA-Q 144 is 2.2 m

4.2 PointerWhen powered off, the pointer must be located on the lower left zero point.For hanging indicators, for example some rudder angle indicators, the zero point is top left.


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4.3 ScaleThe scale is divided into 4 regions:

• Indication range with scale marks and figures

• Two ranges for overscaling/underscaling

• Overflow range - The size of the overflow range can vary depending on the used scale.

• Zero position outside of the scale - The pointer is located here when powered off, andwhen no valid data have been received.

• Zero adjustment - By using the center aligned zero adjustment, the pointer can beadjusted congruent with the scale zero line. Use a suitable screw driver for it.

Overflow rangeThe pointer is positioned in the overflow range as long as the value to be displayeddeceeds/exceeds the absolute display minimum/maximum. Then, the value will be cut off.For example, on a rudder angle indicator, from ±81° to ±88° the pointer will be positionedcorrectly. Only above ±88 °, the value will be cut off.The overflow range can vary depending on the scale. For some values, there is only amaximum overflow range (e.g. for depth indicators)

4.4 Status indicationThe middle round LED is multi-color and, therefore, can signal various operating states.

LED Trend Trend Meaning

OFFThe device is powered off or defective (including firmwarechecksum error).The pointer is in the zero position.

GreenThe device is operational and receives valid, constant datain the admissible range.The pointer is positioned according to the received data.

Green ON OFF

Green OFF ON

The device is operational and receives valid data in theadmissible range. The pointer moves and the yellow arrowof the trend indication signals the alteration direction. Thesignalling takes place already before a pointer movementcan be seen.

Yellow OFF OFFNone or no valid data are received (e.g. cable break)The pointer is in the zero position outside of the scale.

Yellow ON OFF

Yellow OFF ON

The maximum value has been exceeded. The pointer ispositioned in the overflow range. the yellow status LEDsignals overflow.

Yellow ON ON

Fatal error, device is not operational.

Configuration error (Setup), selftest error, or over-/undervoltage error. Only the voltage error could be fixedon-board.


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4.5 Trend indication (optional)The trend indication consists of two green triangle LEDs to the left and to the right of thereadout text and it is optionally available for all indication units. For dials with whitebackground, no trend indication is available.

When the received value changes, the pointer moves and the yellow arrows of the trendindication signal the direction of change.

4.6 RedundancyThe device is capable for reading a second NMEA message, for example from a secondsensor.When the primary input falls out, the value from the secondary input is indicated.When the primary input receives valid data again, these data will be indicated.The status LED remains green as long as one of the two inputs receives valid data whichare in accordance to the scale.When no valid data are received from both inputs, it will be indicated by a yellow status LEDand the pointer will be positioned on the zero position (calibration position outside of thescale).

4.7 DimmingDepending on the features, the brightness is adjusted by a dimmer next to the device (withswivel frame housing) or by a dimmer on-board of the console.The brightness is adjusted continuously.SERANA-Q is compatible to the analogous dimmers of Weigel Meßgeräte quoted in thecertificates (Wheelmark) as well as to the DIM panel cDEV-DIM of Microlab GmbH and to allother DIM masters with NMEA DDC protocol.Order number WEIGEL dimmer220.01.001 Dimmer in integration housing, illuminated, red colour220.01.002 Dimmer in integration housing, illuminated, yellow colour220.01.003 Dimmer in integration housing, illuminated, white colour220.02.001 Dimmer for panel mounting

4.8 CalibrationFor Wheelmark devices, no calibration is required.Only calibrated NMEA protocols must be received.

4.9 Self testDuring power-on, the device executes a self test. During this, all LEDs flash and the pointeris moved from minimum to maximum.When this self test does not run properly, the device is faulty.Pay attention that the pointer is positioned on the zero position when powered off.If this it not the case, correct it using the zero adjustment.


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5. Technical data

5.1 Mechanical dataCase details square housing suitable to be mounted in control panels,

machine tool consoles, or mosaic grids, stackableMaterial of case plasticsFront window anti-glare glassColour of bezel black (similar to RAL 9005)Position of use vertical ±30°Panel fixing 4 screw clampsPanel thickness 2 ... 40 mm

Terminals pluggable screw terminal barrier strip with screw fixing,RJ45 for Ethernet optionally

Dimensions (in mm) SERANA–Q 96 SERANA–Q 144Bezel 96 144Case 90 136Panel cutout 92+0.8 138+1

Weight approx. 0.4 kg 0.9 kg

5.2 General technical dataProtection class "Exposed"

The device additionally fulfills IP 66 front, IP 20 rear

Safe distance to theStandard magnetic compass 0.75 mSteering magnetic compass 0.45 mReduced safe distance to theStandard magnetic compass 0,45 mSteering magnetic compass 0.30 m

5.3 Auxiliary supplyAuxiliary voltage 24 V DC (9 ... 36 V DC)

Power consumption ≤3 VA

5.4 Interfaces/inputs2x data receiver according to IEC 61161–1 and IEC 61161–21x input for brightness adjustment for Potentiometer 10 kΩ(arbitrary potentiometer possible in the range of 1–10 kΩ )1x RS485 interface (for service/dimming/calibration)1x CAN V2.0 A and B up to 1 Mbit/s for proprietary CAN messages

optional 1x Ethernet (10/100 Mbit) for proprietary NMEA-UDP protocols(This interface must not be integrated in a network according to the IEC 61162–450standard. This interface has not been tested for this use.)


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5.4 Accuracy at reference conditionsAccuracy class 1Reference conditions:Environment temperature 23°CPosition of use rated position ±30°

5.5 EnvironmentalClimatic suitability according to IEC 60945 device class ”suspended”Operating temperature –25 ... +55°CrangeStorage temperature –25 ... +70°Crange

Relative humidity ≤95%, non-condensingShock resistance 15 g, 11 msVibration resistance +/–1 mm, 2 ... 13.2 Hz

7.2 m/s², 13,2 .... 100 Hz

5.6 Standards and certificatesMarine application with certificate according to directive 2014/90/EU

with MED certificateMED/4.9 Rotation speedMED/4.20 Rudder angleMED/4.21 Propeller speed

with Type Approval DNV–GL

DIN EN 60 529 Enclosure codes by housings (IP - code)

Ships and marine technology–ISO 20672 Rate of turn indicatorsISO 20673 Electric rudder angle indicatorsISO 22554 Propeller shaft revolution indicators

Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems –IEC 60945 General requirements –

Methods of testing and required test results

IEC 61162–1 Digital interfaces – Part 1: Single talker and multiple listeners(4800 Baud)

IEC 61162–2 Digital interfaces – Part 2: Multiple talkers and multiple listeners,Highspeed transmission (38400, 115200 Baud)

IEC 62288 Presentation of navigation-related information on shipbornenavigational displays - General requirements, methods of testingand required test results


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6. Licenses

Hardware-close functions have been compiled using the STM32FCubeMX program and theHAL drivers from STMicroelectronics.

COPYRIGHT(c) 2016 STMicroelectronicsRedistribution and use in source and binary forms, with or without modification,are permitted provided that the following conditions are met:1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this list ofconditions and the following disclaimer.2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice, this list ofconditions and the following disclaimer in the documentation and/or other materialsprovided with the distribution.3. Neither the name of STMicroelectronics nor the names of its contributors may be usedto endorse or promote products derived from this software without specific prior writtenpermission.THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS ANDCONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OFMERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AREDISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER OR CONTRIBUTORSBE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, ORCONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENTOF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; ORBUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OFLIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDINGNEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THISSOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.


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The Ethernet module contains the µIP TCP/IP stack of Adam Dunkels:

Copyright (c) 2001-2003, Adam Dunkels.All rights reserved.Redistribution and use in source and binary forms, with or withoutmodification, are permitted provided that the following conditionsare met:1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this list ofconditions and the following disclaimer.2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice, this list ofconditions and the following disclaimer in the documentation and/or other materialsprovided with the distribution.3. The name of the author may not be used to endorse or promote products derived fromthis software without specific prior written permission.THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESSOR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIEDWARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSEARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANYDIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIALDAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTEGOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESSINTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDINGNEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THISSOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.

portOS © - mikrolab GmbHThe operationg system portOS is in the property of mikrolab GmbH, D-90766 Fürth,GermanyElektronics and software are from mikrolab GmbH, D–90766 Fürth, Germany


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- Specifications subject to change without notice; date of issue 12/2017 -

Betriebsanleitung

SERANA–QSeriell-analogeAnzeigegeräte

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Weigel Meßgeräte GmbHPostfach 720 154 D–90241 Nürnberg Telefon: 0911 / 4 23 47–0Erlenstraße 14 D–90441 Nürnberg Telefax: 0911 / 4 23 47–39Verwaltung: Telefon: 0911 / 4 23 47–94Internet: http://www.weigel-messgeraete.dee-mail: [email protected]

418.B.100.03

Inhalt

1. Umfang und Gültigkeit ................................................................................................. 2

2. Sicherheit ..................................................................................................................... 22.1 Bestimmungsgemäßer Gebrauch................................................................................ 22.2 Grenzen der Anwendung ............................................................................................. 22.3 Schutzmaßnahmen...................................................................................................... 22.4 Symbole ....................................................................................................................... 32.5 Reinigung..................................................................................................................... 32.6 CE-Zeichen .................................................................................................................. 32.7 Wartung ....................................................................................................................... 3

3. Installation.................................................................................................................... 43.1 Lieferumfang ................................................................................................................ 43.2 Schalttafeleinbau ......................................................................................................... 43.3 Anschluss..................................................................................................................... 73.4 NMEA-Empfangskombinationen................................................................................ 103.5 Auswertbare NMEA-Nachrichten ............................................................................... 10

4. Betrieb........................................................................................................................ 114.1 Anzeigeelemente ....................................................................................................... 114.2 Zeiger......................................................................................................................... 114.3 Skala .......................................................................................................................... 124.4 Statusanzeige ............................................................................................................ 124.5 Trendanzeige (optional) ............................................................................................. 134.6 Redundanz................................................................................................................. 134.7 Dimmung.................................................................................................................... 134.8 Kalibrierung................................................................................................................ 134.9 Selbsttest ................................................................................................................... 13

5. Technische Daten ...................................................................................................... 145.1 Mechanische Daten ................................................................................................... 145.2 Allgemeine technische Daten .................................................................................... 145.3 Hilfsenergie ................................................................................................................ 145.4 Schnittstellen/Eingänge ............................................................................................. 145.4 Genauigkeit bei Nennbedingungen............................................................................ 155.5 Umgebungsverhalten................................................................................................. 155.6 Vorschriften und Zertifikate ........................................................................................ 15

6. Lizenzen..................................................................................................................... 16

SERANA–Q Seriell-analoge Anzeigegeräte - Betriebsanleitung

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Hinweis Lesen Sie die Betriebsanleitung vor Inbetriebnahme desProdukts.Bewahren Sie die Betriebsanleitung auf.

1. Umfang und Gültigkeit

Diese Betriebsanleitung gilt für die seriell/analogen AnzeigerSERANA-Q 96 und SERANA-Q 144 für folgende Gerätevarianten:

• Drehgeschwindigkeit nach IEC20672 mit Wheelmark-Zertifikat

• Ruderwinkelanzeiger nach IEC20673 mit Wheelmark-Zertifikat

• Propellerdrehzahl nach IEC22554 mit Wheelmark-Zertifikat

• NMEA-Anzeiger mit Baumusterzulassung

2. Sicherheit

2.1 Bestimmungsgemäßer GebrauchSERANA-Q 96 und SERANA-Q 144 sind seriell-analoge Anzeigegeräte für dieSchiffsbauindustrie

2.2 Grenzen der AnwendungDas Produkt darf nur unter den angegebenen Umgebungsbedingungen betrieben werden.IP-Schutzarten beachten.Die Stromkreise müssen für die maximal zulässigen Ströme abgesichert werden.

2.3 SchutzmaßnahmenInstallations- und Wartungsarbeiten dürfen nur von qualifiziertem Fachpersonaldurchgeführt werden unter Beachtung der aktuell gültigen Sicherheits- undSchutzmaßnahmen.Das Produkt nur in der Orginalverpackung transportieren oder lagern, dabei dieUmgebungsbedingungen beachten. Das Produkt nach dem Transport oder der Lagerungauf Schäden überprüfen.

Gefahr Produkt beschädigt, z.B. gebrochene FrontscheibeElektrischer Schlag

♦ Das Produkt vor Installation und Inbetriebnahme aufBeschädigungen überprüfen. Im Falle einer Beschädigung, dasProdukt nicht in Betrieb nehmen.

♦ Bei Beschädigungen das Produkt sofort außer Betrieb nehmen.

Betriebsanleitung - SERANA–Q Seriell-analoge Anzeigegeräte

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Gefahr Betrieb des Produkts in explosionsgefährdeten UmgebungenExplosionsgefahr

♦ Das Produkt nicht in Umgebungen mit explosionsgefährlichenGasen oder explosionsgefährlichen Stoffen in Betrieb nehmen.

Warnung Produkt mit falscher Spannung oder falschem Strom oder falscherAnschluss oder falsche AbsicherungBrandgefahr durch Überhitzung

♦ Einschlägige Brandschutzvorschriften beachten.

♦ Angaben auf dem Typenschild vor Installation undInbetriebnahme überprüfen.

♦ Korrekten Anschluss vor der Inbetriebnahme überprüfen.

Vorsicht Produkt mit falscher Spannung oder falschem Strom oder falscherAnschlussBetriebsstörungen oder dauerhafte Beschädigungen

♦ Angaben auf dem Typenschild vor Installation undInbetriebnahme überprüfen.

♦ Grenzwerte und Toleranzen beachten.

♦ Korrekten Anschluss vor der Inbetriebnahme überprüfen.

2.4 SymboleDie Symbole auf dem Gerät und in der Betriebsanleitung haben die folgende Bedeutung:

Sicherheitshinweis, Betriebsanleitung beachten!

2.5 ReinigungReinigen Sie das Gerät nur mit einem trockenen Tuch. Keine Lösungsmittel verwenden.

2.6 CE-ZeichenDie Geräte verfügen über ein CE-Zeichen gemäß der in der EU-Konformitätserklärungangegebenen Vorschriften.Die EU-Konformitätserklärung liegt bei.

2.7 WartungEs ist keine Wartung erforderlich.


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3. Installation

3.1 LieferumfangGerätEinbaudichtung3x Gegenstecker4x Befestigung NGS-NK-704x Gewindestift (40 mm) für Befestigung (NGS-NK-40)BetriebsanleitungEU-Konformitätserklärung

3.2 Schalttafeleinbau

Maßbild

(Maße in mm)


Frontrahmen a 96 mm 144 mm

Gehäuse b 90 mm 136 mm

Schalttafelausschnitt 92+0,8 mm 138+1 mm

Gesamt c 102 mm 150 mm


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Dichtung


Maß a 97,5 mm 145,5 mm

Montage♦ Schieben Sie das Gerät in den vorhanden Schalttafelausschnitt mit der beiliegenden

Dichtung (Maße siehe Tabelle). Achten Sie darauf dass diese rundherum sauber aufliegt.Der Ausschnitt muss gratfrei sein und die Oberfläche eben.

♦ Montieren Sie dann das Gerät mit den geeigneten Befestigungen wie nachfolgendbeschrieben.

Befestigung♦ Wählen Sie je nach Schalttafeldicke die passende Befestigung aus:

Für Schalttafeldicke 2 ... 28 mm: NGS-NK70Für Schalttafeldicke 28 ... 40 mm: NGS-NK40.

♦ Beachten Sie die Befestigungsposition am Gerät. Diese ist für die beiden Versionenunterschiedlich und aus den Darstellungen unten ersichtlich.

Anzugsmoment der Befestigungen: 20 Ncm


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Montage für Schalttafeldicke 2 ... 28 mm mit Befestigung NGS-NK70

Montage für Schalttafeldicke 28 ... 40 mm mit Befestigung NGS-NK40


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3.3 Anschluss

Blockschaltbild

Leitungen und KabellängenVerwenden Sie Kabel mit Adern 0,25 mm² bis 0,50 mm² die mit Adernendhülsen versehensind.

Maximale Kabellängen

J1 – Power 5 m

J2 – Poti 10 m

J2 – CAN *) 120 m

J2 – RS485 *) 100 m

J3 – NMEA *) 400 m

RJ45 – Ethernet *) 100 m

*) verdrillte Zweidrahtleitungen (Twisted Pair)

Hinweis Sorgen Sie für die Zugentlastung der Anschlussleitungenentsprechend der Einbausituation.


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Steckverbindungen und Klemmenbelegung

J1: NMEA-Schnittstellen

Nr. Klemme Beschreibung

1 RX2C

2 RX2B

3 RX2A

NMEA–Schnittstelle 2 - Sekundärer Datenempfänger

4 RX1C

5 RX1B

6 RX1A

NMEA–Schnittstelle 1 - Primärer Datenempfänger

In störbehafteter Umgebung wird die Verwendung einer Abschirmung empfohlen.RX/RXN müssen als verdrillte Zweidrahtleitungen (Twisted Pair) ausgeführt werden!


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J2: Schnittstellen


1 POTI– – Poti für Helligkeitseinstellung

2 POTI IN Schleifer Poti für Helligkeitseinstellung

3 POTI+ + Poti für Helligkeitseinstellung

4 GND RS485 Masse

5 RS485– – RS485-Schnittstelle (für Service/Kalibrierung)

6 RS485+ + RS485-Schnittstelle (für Service/Kalibrierung)

7 GND CAN-Bus Masse

8 CAN L CAN-Bus Low

9 CAN H CAN-Bus High

10 SHIELD Abschirmung

Es kann ein beliebiges Potentiometer mit linearer Kennlinie im Widerstandssbereich von 1bis 10 kΩ angeschlossen werden. Es muss 3-polig verdrahtet werden. Das Gerät misstbeim Einschalten den Gesamtwiderstandsbereich und rechnet diesen auf den gefordertenHelligkeitsbereich um.

RS485–/+ und CAN L/H müssen als verdrillte Zweidrahtleitungen (Twisted Pair)ausgeführt werden!Der CAN-Bus und der RS485-Bus müssen jeweils am ersten und am letzten Bus-Teilnehmer über 120 Ω Widerstände terminiert werden!

J3: Hilfsenergie


1 DC IN– –24 V DC (9 ... 36 V DC)

2 DC IN+ +24 V DC (9 ... 36 V DC)

keine Abschirmung erforderlich

J4: RJ45 Buchse Ethernet (optional)


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3.4 NMEA-Empfangskombinationen

Empfangskombination PrimärerDatenempfänger

SekundärerDatenempfänger

Einfache Kommunikation (nur Anzeigewert) XXX*)

Anzeigewert und DIM-Daten auf einer Leitung XXX + DDC

Anzeigewert und DIM-Daten auf getrenntenLeitungen

XXX DDC

Redundanter Empfang des Anzeigewertesohne Dimmer

XXX XXX

Redundanter Empfang des Anzeigewertes mitDimmer

XXX + DDC XXX

*) XXX entspricht dem für die verwendete Skala nötigen NMEA-Bezeichner

3.5 Auswertbare NMEA-NachrichtenDie Skala bestimmt welche Nachrichten-Bezeichner (Message-Identifier) ausgewertetwerden. Der Sender-Bezeichner (Talker-Identifier) wird nicht ausgewertet.Der NMEA-Identifier wird zur Inbetriebnahme benötigt. Die verwendete NMEA-Nachrichtfinden Sie auf dem Geräteaufkleber an der Geräteseite.

NMEA-Nachrichten in Geräten mit Wheelmark-Zertifikat

ROT Rate Of Turn Drehgeschwindigkeit (IEC 20672)

RSA Rudder Status Angle Ruderlage (IEC 20673 )

RPM Revolution Per Minute Propellerzahl (IEC22554)

DDC Display dimming control alle

NMEA-Nachrichten in Geräten mit Type-Approval

DDC Display dimming control

DPT, DBS, DBK Wassertiefe

MTW, MWD, MWV Wassertemperatur, Windgeschwindigkeiten

OSD Own Ship Data (Speed, Drift)

PRC Propulsion remote control status (RPM, Pitch)

RSA, ROR Rudder Status/Order Angle

RMC, VTG, VBW, VHW, VPW Geschwindigkeiten

RPM Propeller- u. Wellendrehzahl, Pitch %

TRC, TRD Thruster control and response data (RPM, Pitch)

XDR Temperature., Humidity, Frequency, Salinity, Force,Preassure, Flow Rates, Revolutions, Volume, Voltage,Current

PPX..X Proprietäre NMEA-Messages


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Besonderheiten bestimmter NMEA-Nachrichten• Die NMEA-Nachricht zur Anzeige eines Ruderwinkels (NMEA RSA-Message) kann

zwischen linken und rechten Ruder unterscheiden.Voreinstellung: Single Rudder oder Synchron Ruder

• Die NMEA-Nachricht zur Anzeige der Drehzahl kann zwischen Motordrehzahl (RPM) undWellendrehzahl unterscheiden (Engine/Shaft).Voreinstellung: Wellendrehzahl

• Die NMEA-Nachricht zur Anzeige von Tiefeninformation kann Offsets verarbeiten die dieDifferenz vom Sensor (Transducer) zum Kiel beinhalten.Voreinstellung: Offset 0 – Tiefe relativ zum Transducer

4. Betrieb

4.1 Anzeigeelemente

Skalenbeispiel: Ruderwinkel ± 80°, stehende Anzeige

Die Ableseentfernung der SERANA-Q 96 beträgt 1,7 mDie Ableseentfernung der SERANA-Q 144 beträgt 2,2 m

4.2 ZeigerIm ausgeschalteten Zustand muss sich der Zeiger bei stehender Anzeige links unten auf amNullpunkt befinden. Bei hängenden Anzeigen, wie z.B. bei manchen Ruderlage-Anzeigen,befindet sich der Nullpunkt links oben.


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4.3 SkalaDie Skala unterteilt sich in 4 Bereiche:

• Anzeigebereich mit Teilstrichen und Ziffern

• Zwei Bereiche für den Zahlenüberlauf/unterlauf

• Überlaufbereich - Die Größe des Überlaufbereiches kann in Abhängigkeit derverwendeten Skala variieren.

• 0-Position außerhalb der Skala - Hier steht der Zeiger im ausgeschalteten Zustand, sowiewenn keine oder keine gültigen Daten empfangen wurden.

• Nullstellung - Mit der zentral angebrachten Nullstellung kann der Zeiger deckungsgleichmit dem Skalenstrich eingestellt werden. Benutzen Sie hierzu einen passendenSchraubendreher.

ÜberlaufbereichIm Überlaufbereich wird der Zeiger noch solange positioniert bis der Anzeigewert dasabsolute Anzeigeminimum bzw. Anzeigemaximum unter- oder überschreitet. Dann wird derWert abgeschnitten. Zum Beispiel wird bei einem ±80° Ruderlagenanzeiger von ±81° bis±88° der Zeiger richtig positioniert. Erst über ±88 ° wird der Wert beschnitten.

Der Überlaufbereich kann von Skala zu Skala variieren. Bei manchen Werten gibt esnur beim Maximum einen Überlaufbereich (z.B. bei Tiefenanzeigern)

4.4 StatusanzeigeDie mittlere runde LED ist mehrfarbig und kann dadurch verschiedene Betriebszuständesignalisieren.

LED Trend Trend Bedeutung

OFFDas Gerät ist stromlos oder defekt (einschließlichPrüfsummenfehler Firmware).Der Zeiger steht in der Null-Position

GrünDas Gerät ist betriebsbereit und empfängt gültige,konstante Daten im anzeigbaren Bereich.Der Zeiger steht entsprechend dieser Daten.

Grün ON OFF

Grün OFF ON

Das Gerät empfängt gültige Werte im anzeigbarenBereich. Der Zeiger bewegt sich und der gelbe Pfeil derTrendanzeige signalisiert die Änderungsrichtung. DieSignalisierung erfolgt bereits bevor die Zeigerbewegungwahrnehmbar ist.

Gelb OFF OFFEs werden keine oder keine gültigen Daten empfangen(z.B. bei Kabelbruch)Der Zeiger steht außerhalb der Skala auf dem Nullpunkt.

Gelb ON OFF

Gelb OFF ON

Der Maximalwert wurde überschritten. Der Zeiger steht imÜberlaufbereich. Die gelbe Status-LED signalisiertBereichsüberschreitung.

Gelb ON ON

Fataler Fehler, Gerät nicht betriebsbereit.

Konfigurationsfehler (Setup), Selbsttest-Fehler oder Über-/Unterspannungsfehler. Nur der Spannungsfehler wäre anBord behebbar.


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4.5 Trendanzeige (optional)Die Trendanzeige besteht aus zwei grünen Dreiecks-LEDs links und rechts desAnzeigetexts und ist bei allen Anzeigegrößen optional verfügbar. Bei Skalen mit weißemHintergrund ist keine Trendanzeige verfügbar.

Bei einer Änderung des empfangenen Werts bewegt sich der Zeiger und die gelben Pfeileder Trendanzeige signalisieren die Änderungsrichtung.

4.6 RedundanzDas Gerät ist in der Lage über einen Sekundäreingang eine zweite NMEA-Nachricht, etwavon einem zweiten Sensor, einzulesen.Fällt der Primäreingang aus, wird der Wert des Sekundäreingangs angezeigt.Wenn der Primäreingang wieder gültige Daten liefert, werden diese wieder angezeigt.Die Status-LED bleibt grün solange einer der beiden Empfangsschnittstellen gültige und derAnzeige zugehörige Daten empfängt.Sind an beiden Eingängen keine gültigen Daten wird dies mit einer gelben Status-LED undZeiger auf Null (Kalibrierposition außerhalb der Skala) signalisiert.

4.7 DimmungJe nach Ausstattung wird die Helligkeit am Gerät (bei Schwenkrahmengehäuse) oder übereinen in der Konsole verbauten Dimmer geregelt.Die Helligkeitsänderung erfolgt stufenlos.SERANA-Q ist kompatibel zu den in den Zertifikaten (Wheelmark) aufgeführtenAnalogdimmern der Firma Weigel Meßgeräte und zu dem DIM-Panel cDEV-DIM der Fa.Microlab GmbH sowie zu allen anderen DIM-Mastern mit NMEA-DDC-Protokoll.Artikelnummer WEIGEL Dimmer220.01.001 Dimmer im Einbaugehäuse, beleuchtet, Farbe rot220.01.002 Dimmer im Einbaugehäuse, beleuchtet, Farbe gelb220.01.003 Dimmer im Einbaugehäuse, beleuchtet, Farbe weiß220.02.001 Dimmer für Fronttafeleinbau

4.8 KalibrierungEine Kalibrierung ist bei den mit Wheelmark gekennzeichneten Geräten nicht erforderlich.Es dürfen nur bereits kalibrierte NMEA-Protokolle empfangen werden.

4.9 SelbsttestDas Gerät durchläuft nach dem Einschalten einen Selbsttest, in dessen Verlauf zuerst alleLeuchtdioden leuchten und anschließend der Zeiger von Minimum nach Maximum gefahrenwird.Falls das Gerät diesen Selbsttest nicht ordnungsgemäß durchläuft liegt ein Defekt vor.Achten Sie darauf, dass im ausgeschalteten Zustand der Zeiger bei der 0-Markierung steht.Falls nicht, können Sie dies mit der Nullstellung korrigieren.


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5. Technische Daten

5.1 Mechanische DatenBauform quadratisches Gehäuse zum Einbau in Schalttafeln,

Maschinenkonsolen oder Mosaikrastern, anreihbarGehäusematerial KunststoffFrontscheibe blendarmes GlasFarbe Frontrahmen schwarz (ähnlich RAL 9005)Einbaulage senkrecht ±30°Befestigung 4 SchraubklammernSchalttafeldicke 2 ... 40 mm

Anschlüsse steckbare Schraubklemmleisten mit Schraubflansch,RJ45 für Ethernet optional

Abmessungen (in mm)SERANA–Q 96 SERANA–Q 144Frontrahmen 96 144Gehäuse 90 136Schalttafelausschnitt 92+0,8 138+1

Gewicht ca. 0,4 kg 0,9 kg

5.2 Allgemeine technische DatenSchutzart „Ausgesetzt“

Gerät erfüllt zusätzlich IP 66 frontseitig, IP 20 rückseitig

Schutzabstand vomMagnet-Regelkompass 0,75 mMagnet-Steuerkompass 0,45 mReduzierter Schutzabstand vomMagnet-Regelkompass 0,45 mMagnet-Steuerkompass 0,30 m

5.3 HilfsenergieHilfsspannung 24 V DC (9 ... 36 V DC)

Leistungsaufnahme ≤3 VA

5.4 Schnittstellen/Eingänge2x Datenempfänger nach IEC 61161–1 und IEC 61161–21x Eingang für Helligkeitseinstellung für Potentiometer 10 kΩ(beliebiges Poti im Bereich 1–10 kΩ möglich)1x RS485–Schnittstelle (für Service/Dimmung/Kalibrierung)1x CAN V2.0 A und B bis 1 Mbit/s für proprietäre CAN–Messages

optional 1x Ethernet (10/100 Mbit) für proprietäre NMEA–UDP–Protokolle(Diese Schnittstelle darf nicht in ein Netzwerk nach der Norm IEC 61162–450 eingebundenwerden. Die Schnittstelle wurde für diese Anwendung nicht geprüft.)


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5.4 Genauigkeit bei NennbedingungenGenauigkeitsklasse 1Nennbedingungen:Umgebungstemperatur 23°CEinbaulage Nenneinbaulage ±30°

5.5 UmgebungsverhaltenKlimaeignung nach IEC 60945 Geräteklasse „Ausgesetzt”Arbeitstemperatur- –25 ... +55°CbereichLagertemperatur- –25 ... +70°Cbereich

Relative Luftfeuchte ≤95%, keine BetauungStoßfestigkeit 15 g, 11 msSchüttelfestigkeit +/–1 mm, 2 ... 13,2 Hz

7,2 m/s², 13,2 .... 100 Hz

5.6 Vorschriften und ZertifikateSchiffbauausführung mit Zertifikat nach Richtlinie 2014/90/EU

mit MED- ZertifikatMED/4.9 DrehgeschwindigkeitMED/4.20 RuderwinkelMED/4.21 Propellerdrehzahl

mit Type Approval DNV–GL

DIN EN 60 529 Schutzarten durch Gehäuse (IP -Code)

Schiffe und Meerestechnik –ISO 20672 Anzeiger der DrehgeschwindigkeitISO 20673 RuderwinkelanzeigerISO 22554 Anzeiger der Propellerdrehzahl

Navigations– und Funkkommunikationsgeräte und –systeme für die Seeschifffahrt –IEC 60945 Allgemeine Anforderungen –

Prüfverfahren und geforderte Prüfergebnisse

IEC 61162–1 Digitale Schnittstellen – Teil 1: Ein Datensender undmehrere Datenempfänger (4800 Baud)

IEC 61162–2 Digitale Schnittstellen – Teil 2: Ein Datensender undmehrere Datenempfänger, Hochgeschwindigkeitsübertragung(38400, 115200 Baud)

IEC 62288 Darstellung von navigationsbezogenen Informationen aufNavigationsanzeigen für Schiffe - Allgemeine Anforderungen,Prüfverfahren und geforderte Prüfergebnisse


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6. Lizenzen

Hardware-nahe Funktionen wurden mit Hilfe des Programms STM32FCubeMX und denHAL-Treibern von STMicroelectronics erstellt.

COPYRIGHT(c) 2016 STMicroelectronicsRedistribution and use in source and binary forms, with or without modification,are permitted provided that the following conditions are met:1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this list ofconditions and the following disclaimer.2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice, this list ofconditions and the following disclaimer in the documentation and/or other materialsprovided with the distribution.3. Neither the name of STMicroelectronics nor the names of its contributors may be usedto endorse or promote products derived from this software without specific prior writtenpermission.THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS ANDCONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OFMERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AREDISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER OR CONTRIBUTORSBE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, ORCONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENTOF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; ORBUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OFLIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDINGNEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THISSOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.


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Das Ethernetmodul enthält den µIP TCP/IP-Stack von Adam Dunkels:

Copyright (c) 2001-2003, Adam Dunkels.All rights reserved.Redistribution and use in source and binary forms, with or withoutmodification, are permitted provided that the following conditionsare met:1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this list ofconditions and the following disclaimer.2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice, this list ofconditions and the following disclaimer in the documentation and/or other materialsprovided with the distribution.3. The name of the author may not be used to endorse or promote products derived fromthis software without specific prior written permission.THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESSOR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIEDWARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSEARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANYDIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIALDAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTEGOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESSINTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDINGNEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THISSOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.

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- Änderungen vorbehalten; Stand 12/2017 -

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Operating Manual Betriebsanleitung