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Beckhoff BC3100 Hardware Dokumentation

Beckhoff BC3100 Hardware Dokumentation

Profibus busklemmen controller
PROFIBUS
Busklemmen Controller
BC3100
Technische Hardware Dokumentation
Version 2.1
06.11.2006
Inhaltsverzeichnis
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Inhaltszusammenfassung für Beckhoff BC3100

  • Seite 1 PROFIBUS Busklemmen Controller BC3100 Technische Hardware Dokumentation Version 2.1 06.11.2006...
  • Seite 2: Inhaltsverzeichnis

    Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1. Vorwort Hinweise zur Dokumentation Sicherheitshinweise 2. Grundlagen Das Beckhoff Busklemmen - System Die Schnittstellen Die Betriebsarten des Busklemmen-Controllers Mechanischer Aufbau Elektrische Daten Die Peripheriedaten im Prozeßabbild Inbetriebnahme und Diagnose Lauf- und Reaktionszeiten Speicherbedarf 3. Grundlagen PROFIBUS-DP Systemvorstellung...
  • Seite 3: Vorwort

    Lieferbedingungen Es gelten darüber hinaus die allgemeinen Lieferbedingungen der Fa. Beckhoff Automation GmbH. Copyright © Diese Dokumentation ist urheberrechtlich geschützt. Jede Wiedergabe oder Drittverwendung dieser Publikation, ganz oder auszugsweise, ist ohne schriftliche Erlaubnis der Beckhoff Automation GmbH ver- boten. BC3100...
  • Seite 4: Sicherheitshinweise

    Die gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und Soft- ware-Konfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard-, oder Software-Konfiguration, die über die do- kumentierten Möglichkeiten hinausgehen sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss der Beckhoff Automation GmbH. Erklärung der Sicherheitssymbole In der vorliegenden Dokumentation werden die folgenden Sicherheitssymbole verwendet. Diese Symbole sollen den Leser vor allem auf den Text des nebenstehenden Sicherheitshinweises aufmerksam machen.
  • Seite 5: Grundlagen

    Die Busklemme ersetzt die konventionelle Reihenklemme als Verdrahtungsebene im Schaltschrank. Der Schaltschrank kann kleiner dimensioniert werden. Das Beckhoff Busklemmen - System vereint die Vorteile eines Bussystems Buskoppler für alle mit den Möglichkeiten der kompakten Reihenklemme. Busklemmen kön- gängigen Bussysteme nen an allen gängigen Bussystemen betrieben werden und verringern so...
  • Seite 6 Einspeiseklemmen und Endklemme mit eingeschlossen. Profibus Das Prinzip der Busklemme Versorgungs- Potential Busklemmen- spannung Einspeise- Controller für den klemme Endklemme BC3100 K-Bus BC3100 PROFIBUS D IA PE PE Power Potential- Kontakte trennung Zusätzliche Eigenschaften Die Busklemmen-Controller (BC) unterscheiden sich von den Buskopplern der Busklemmen-Controller (BK), daß...
  • Seite 7: Die Schnittstellen

    Die Strombelastbarkeit zwischen zwei Federkraftklemmen ist mit der Belastbarkeit der Verbindungsdrähte identisch. Powerkontakte An der rechten Seitenfläche des BC3100 befinden sich drei Federkontakte Federkontakte an der Seite der Powerkontaktverbindungen. Die Federkontakte sind in Schlitzen ver- borgen um einen Berührungsschutz sicher zu stellen. Durch das Anreihen...
  • Seite 8: Feldbusanschluß

    Umstecken einer RS232-Verbindung bedient werden können. Dieses Feature wird derzeit noch nicht von TwinCAT unterstützt. K-Bus Kontakte Zur Verbindung zwischen dem BC3100 und den Busklemmen besitzt der 6 Kontakte an der Seite Busklemmen-Controller Goldkontakte an der rechten Seite. Durch das Aneinanderstecken der Busklemmen kontaktieren die Goldkontakte auto- matisch die Verbindung zwischen den Busklemmen.
  • Seite 9: Die Betriebsarten Des Busklemmen-Controllers

    Feldbus läuft oder nicht. Die Eingänge der PLC- Task wurden beim Hochlauf auf 0 gesetzt. Anlaufverhalten des Busklemmen-Controllers Der Busklemmen-Controller meldet je nach Feldbusfunktionalität über den Feldbus einen möglichen Fehler. Nach Beseitigung des Fehlers muß der BC3100 in der Regel neu gestartet werden. BC3100...
  • Seite 10: Mechanischer Aufbau

    Maße eines Busklemmen- Controllers Die Gesamtbreite der Anwendung setzt sich aus der Breite des BC3100 mit der Busendklemme und der Breite der verwendeten Busklemmen zu- sammen. Die Busklemmen sind je nach Funktion 12 mm oder 24 mm breit. Die Höhe über alles von 68mm wird durch die Frontverdrahtung in Abhän- gigkeit von der Drahtstärke um ca.
  • Seite 11 Zwischenzuständen kommen (Zum Beispiel ein Reset des Busklemmen-Controllers). An den BC3100 können auf der rechten Seite bis zu 64 Busklemmen an- gereiht werden. Beim Zusammenstecken der Komponenten ist darauf zu achten, die Gehäuse mit Nut und Feder aneinander gesetzt, zu montieren.
  • Seite 12: Elektrische Daten

    Katalog oder den entsprechenden Datenblättern der Busklemmen die Stromaufnahme vom K-Bus. Beachten Sie dabei den maximalen Aus- gangsstrom des BC3100, der für die Versorgung der Busklemmen zur Verfügung steht. Durch eine spezielle Versorgungsklemme (KL9400) kann an einer beliebigen Stelle erneut in den K-Bus eingespeist werden. Wen- den Sie sich für den Einsatz einer Versorgungsklemme bitte an den techni-...
  • Seite 13: Die Peripheriedaten Im Prozeßabbild

    Grundlagen Die Peripheriedaten im Prozeßabbild Der BC3100 ermittelt nach dem Einschalten die Konfiguration der gesteck- ten Ein/Ausgangsklemmen. Die Zuordnung zwischen physikalischen Steckplätzen der Ein/Ausgangskanäle und den Adressen des Prozeßabbil- des wird vom Busklemmen-Controller je nach Einstellung über die Konfigu- rationsschnittstelle automatisch oder programmiert durchgeführt. Bei der programmierten Zuordnung können digitale und analoge Signale kanalwei-...
  • Seite 14 Feldbus-Prozeßabbild zugeordnet werden, so daß sie ohne Vorverar- beitung durch die PLC-Task direkt über den Feldbus übertragen würden. Defaultzuordnung der Nach dem Einschalten ermittelt der BC3100 den Umfang der angesteckten Ein-/Ausgänge zum Busklemmen und erstellt eine Zuordnungsliste. In dieser Liste werden die Prozeßabbild...
  • Seite 15: Inbetriebnahme Und Diagnose

    Zur Statusanzeige besitzt der Busklemmen-Controller zwei Gruppen von LEDs. Die obere Gruppe mit vier LEDs zeigt den Zustand des jeweiligen Feldbusses an. Die Bedeutung der „Feldbusstatus - LEDs„ wird in den entsprechenden Kapiteln dieses Handbuches erläutert, sie entspricht den feldbusüblichen Anzeigen. BC3100...
  • Seite 16 (n > 0) Tabellenvergleich (Klemme n) falsch 3 Impulse Klemmenbus Kommandofehler 4 Impulse Klemmenbus Datenfehler Bruchstelle hinter Klemme n (0: BC3100) 5 Impulse Klemmenbus Fehler bei Registerkom- munikation mit Klemme n 6 Impulse zu wenig DP-Cfg_Data empfangen p(p>0) fehlerhaftes DP-Cfg_Data-Byte...
  • Seite 17: Lauf- Und Reaktionszeiten

    Diagnose der Busklemmen aufgefordert werden. Die Diagnosean- forderung wird nach dem Einschalten generiert. Feldbusfehler Die rote BF-LED auf dem Busklemmen-Controller leuchtet, wenn der BC3100 nicht am Profibus-DP Datenaustausch teilnimmt. PLC-RUN Die grüne RUN-LED auf dem Busklemmen-Controller leuchtet, wenn die PLC-Task im RUN ist.
  • Seite 18: Speicherbedarf

    LD /ST Word - Variable LD /ST Dword - Variable ADD Byte - Variable ADD Word - Variable ADD Dword - Variable SHL / ROL Byte - Variable SHL / ROL Word - Variable SHL / ROL Dword - Variable Noch nicht verfügbar BC3100...
  • Seite 19: Grundlagen Profibus-Dp

    – Protokoll auch als aktive Teilnehmer bezeichnet. Slave Geräte sind Peripheriegeräte. Typische Slave Geräte sind Sensoren, Aktoren, Meßumformer und Beckhoff Buskoppler bzw. Busklemmen- Controller. Sie erhalten keine Buszugriffsberechtigung, d. h. sie dürfen nur empfangene Nachrichten quittieren oder auf Anfrage eines Masters Nach- richten an diesen übermitteln.
  • Seite 20 DPM1 und den zugehörigen DP - Slaves oder zusätzliche Projektierungs- und Diagnosegeräte. Die Eingangs- und Ausgangs – Ab- bilder der DP – Slaves können von allen DP - Mastern gelesen werden. Das Schreiben der Ausgänge ist nur für einen DP - Master (den bei der BC3100...
  • Seite 21 Anwendern als Datei zur Verfügung gestellt. Aufbau, Inhalt und Kodierung dieser Typdatei sind Siemens spezifisch und werden von der Firma Beckhoff, wie von anderen Herstellern, unterstützt. Sie ermöglichen die komfortable Projektierung beliebiger DP - Slaves mit einem PC unter der Bedienoberfläche von Windows 3.1 und folgende Win-...
  • Seite 22 Nutzdatenübertragung ist. Danach wechselt der DPM1 in den Clear - Zustand. Ist dieser Parameter = „False„, dann ver- bleibt der DPM1 auch im Fehlerfall im Operate – Zustand und der Anwen- der kann die Systemreaktion selbst bestimmen. BC3100...
  • Seite 23 Ident Nummer Jeder DP - Slave und jeder DPM1 muß eine individuelle Ident - Nummer haben. Sie wird benötigt, damit ein DP - Master ohne signifikanten Proto- koll - Overhead die Typen der angeschlossenen Geräte identifizieren kann. BC3100...
  • Seite 24: Das Medium: Stecker Und Kabel

    Dadurch wird Sicherheit gegenüber Projektierungsfeh- lern garantiert. Die Beckhoff Buskoppler bzw. Busklemmen-Controller besitzen, wie alle DP - Slaves und jeder DPM1, eine Ident - Nummer von der PNO vergeben. Die PNO verwaltet die Ident - Nummern zusammen mit den Gerätestamm- daten.
  • Seite 25 Um das Kabel unterbrechungsfrei durchschleifen zu können müssen zwei Kabel in einem Stecker untergebracht werden. Die SINEC L2- Busanschlußstecker von Siemens sind hierzu gut geeignet. Die SINEC - Stecker besitzen die Mechanik für die Aufnahme von zwei Buskabeln mit BC3100...
  • Seite 26: Die Konfiguration Der Master

    Zehnerpotenz der Adresse. (Beispiel: Stationsadresse 18: unterer Drehschalter = 1, oberer Drehschalter = 8) Damit die Einstellung der Dreh- schalter vom BC3100 gespeichert wird muß ein Reset des BC3100 durch- geführt werden (kurze Unterbrechung der Spannungsversorgung oder Software-Reset).
  • Seite 27 In einem Beispiel soll gezeigt werden, welche Einstellungen in der COM- Master IM308-C Profibus zu machen sind, um den Profibus Master IM308-C zu konfigurie- ren. An einem BC3100 sind verschiedene Busklemmen angeschlossen: Anschaltung für Das PLC-Programm des Busklemmen-Controllers benötigt in diesem Bei- SPS Simatic S5 spiel 5 Byte Eingangssignale (DP-Outputs des Masters) und meldet 6 Byte Ausgangssignale (DP-Inputs des Masters).
  • Seite 28 Grundlagen PROFIBUS-DP Bei dem BC3100 stehen verschiedene Möglichkeiten der Zuordnung von Prozeßdaten zur Verfügung. Im nächsten Kapitel (Profibus-Busklemmen- Controller BC3100) werden unterschiedlichen Zuordnungs- Möglichkeiten näher erläutert. In Anhang finden Sie desweiteren ein Bei- spiel zu den Einstellmöglichkeiten. Sicherstellung der Die Datenkonsistenz der Daten einer Station ist durch das Übertragungs- Datenkonsistenz protokoll des Profibus sichergestellt.
  • Seite 29 Adressen byteweise frei zu Vergeben. Als besonders komfortabel sind die Versionen ab 2.1 anzusehen. Mit ihnen kann eine erweiterte Typdatei ein- gelesen werden. Die Einstellungen zur Gewährleistung der Datenkonsis- tenz übernehmen die Einträge der Typdatei automatisch. (Die Abbildungen auf den vorherigen Seiten stammen aus der COMProfibus – Software.) BC3100...
  • Seite 30: Profibus Busklemmen-Controller Bc3100

    Verbindungsaufbau vom Master zum Slave einmal übertragen werden. Die User_Prm_Data überschreiben die Einstellungen, die über die Konfigurationsschnittstelle vorgenommen wurden. Wenn diese Einträge nicht überschrieben werden sollen, dürfen keine User_Prm_Data gesendet werden. Die User_Prm_Data des Busklemmen-Controllers BC3100 sind wie folgt aufgebaut: Byte Nr Beschreibung Byte 0 Bit 0: Start-Bit-Überwachung ein (0) / aus (1)
  • Seite 31 PROFIBUS Busklemmen-Controller BC3100 Byte Nr Beschreibung Byte 11 Max. DP-Diagnosedatenlänge (Wertebereich 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64) Byte 12 reserviert für Erweiterungen Byte 13 Bit 0: Merker werden im NOVRAM gespeichert (1) / nicht gespei- chert (0) Bit 1: PLC-Laufzeitmessung eingeschaltet (1) / ausgeschaltet (0) Bit 2,3: Ablauf Klemmenbus / PLC-Zyklus 0: Klemmenbuseingänge vor PLC-Zyklus, Klemmenbusausgänge...
  • Seite 32 PROFIBUS Busklemmen-Controller BC3100 Byte Nr Beschreibung Byte 30 Bit 0,1: 0: 61. Klemme wird dem DP-Prozeßabbild zugeordnet 2: 61. Klemme wird dem PLC-Prozeßabbild zugeordnet und kom- pakt gemappt (nur mit Nutzdaten) 3: 61. Klemme wird dem PLC-Prozeßabbild zugeordnet und kom-...
  • Seite 33: Konfigurierung

    PROFIBUS Busklemmen-Controller BC3100 Konfigurierung Die mit dem Chk_Cfg-Dienst zu übertragenen Konfigurationsdaten be- stimmen, welche Prozeßdaten mit dem Data_Exchange-Dienst ausge- tauscht werden. 2-Byte-Diagnose-Interface Wenn das das 2-Byte-Diagnose-Interface eingeschaltet ist, ist die nächste Kennung in den Konfigurationsdaten wie folgt zu belegen, andernfalls ent- fällt diese Kennung:...
  • Seite 34 PROFIBUS Busklemmen-Controller BC3100 Es gibt bis zu 5 verschiedene Kennungen je Kanal, um diesen in die DP- Prozeßdaten abzubilden: Kennung Beschreibung nur der Wert wird gesendet (keine Registerkommunikation möglich) der gesamte Kanal wird gesendet (Registerkommunikation möglich) der Wert plus Control plus Status wird gesendet (keine Registerkommunikation möglich)
  • Seite 35 PROFIBUS Busklemmen-Controller BC3100 Die DP-Konfigurationsdaten sehen für die verschiedenen Klemmen wie folgt aus: DP-Konfigurationsdaten Klemme KL3002, KL3012, Kanal 1 Kanal 2 0x50 0x50 KL3022, KL3032, 0xB2 0xB2 KL3042, KL3052, 0xC0 0x00 0x82 0xC0 0x00 0x82 KL3062, KL3202, 0x40 0x82 0x40 0x82...
  • Seite 36: Diagnose

    PROFIBUS Busklemmen-Controller BC3100 Dabei sind die folgenden Kennungen zu verwenden, deren Anzahl beliebig ist, es muß nur die Länge des jeweiligen Bereichs herauskommen (Die Kennungen müssen nicht manuell eingegeben werden, sie sind mittels einer Auswahlliste einzufügen): Kennung Beschreibung 0x90 1 Byte PLC-Ausgänge (DP-Eingänge) 0x91 2 Byte PLC-Ausgänge (DP-Eingänge)
  • Seite 37 0: kein Fehler, 1: zu wenig CfgData, 2: CfgData-Byte fehlerhaft, 3: Fehler beim Erzeugen des DP-Prozeßabbildes 4: Fehler beim Erzeugen des PLC-Prozeßabbildes (nur BC3100) Byte 5 Byte 4 = 2: Erstes fehlerhaftes Byte der CfgData (0 - 63) Byte 4 = 3: 0: maximale Input- oder Outputlänge überschritten...
  • Seite 38: Datenaustausch

    Input- und Outputdaten gelegt. Dabei folgen die digitalen Daten hinter allen analogen Daten. Der BC3100 unterstützt zur Zeit bis zu 128 Bytes Input- bzw. Outputdaten. Da über die Konfigurationsschnittstelle oder die User_Prm_Data eingestellt werden kann, ob die Nutzdaten im INTEL- oder MOTOROLA-Format in das Prozeßabbild gelegt werden sollen können diese Werte so gemappt...
  • Seite 39 PROFIBUS Busklemmen-Controller BC3100 Siemens-DP-Master (IM 308B, IM 308C, CP5431) KL3002, KL3012, A: MOTOROLA KL3022, KL3032, B: MOTOROLA KL3042, KL3052, C: MOTOROLA KL3062, KL3202, D: MOTOROLA KL3302 E: MOTOROLA KL3004, KL3014, F: MOTOROLA KL3024, KL3034, G: MOTOROLA KL3064 KL4002, A: MOTOROLA...
  • Seite 40: Sonstige Dp-Dienste

    Eingangs-, Ausgangs- sowie Merkerprozeßabbild zugegriffen werden. Außerdem können die vorhandenen Klemmen ausgelesen und eine Zyk- luszeitmessung durchgeführt werden. Der BC3100 unterstützt die MSAC_C1-Verbindung für den Klasse 1-DP- Master sowie eine MSAC_C2-Verbindung für einen zweiten Master mit jeweils maximal 52-Bytes PDU-Länge (48 Bytes Daten). Im Folgenden werden die Bedeutungen von Slot_Number und Index beim Read- und Write-Dienst beschrieben.
  • Seite 41 PROFIBUS Busklemmen-Controller BC3100 Buskoppler Über Slot_Number 0 werden Daten des Buscontrollers adressiert. Die fol- (Slot_Number: 0) genden Indexe sind dabei definiert: Index Read 0x00 Reserviert für AMS 0x01-0x03 Tabelle 9: Klemmenbezeichnungen (Länge = 2 – 48 Bytes): Index 1: Register 0- 23 Index 2: Register 24 –...
  • Seite 42 PROFIBUS Busklemmen-Controller BC3100 Index Write 0x00 Reserviert für AMS 0x10 Funktionen (Länge = 1 – 3 Bytes): Byte 0: 0 – Schreibschutz setzen (Byte 1, 2 != 0xAFFE), rücksetzen (Byte 1 = 0xFE, Byte 2 = 0xAF) Byte 0: 1 – Hersteller-Konfiguration setzen Byte 0: 2 –...
  • Seite 43: Anhang

    Klemmen werden nur mit Nutzdaten gemappt. Teil für byteorientierte Ausgänge: Position im Prozeßabbild der PLC-Task Beschreibung Block POS11 Ausgangssignal 1. Kanal POS11 Ausgangssignal 2. Kanal POS12 Ausgangssignal 1. Kanal POS12 Ausgangssignal 2. Kanal POS20 Ausgangssignal 1. Kanal POS20 QW10 Ausgangssignal 2. Kanal BC3100...
  • Seite 44: Analoge Klemmen Komplett (Defaulteinstellung)

    Ausgangsdaten haben und Ausgangsklemmen (KL4xxx) auch Eingangsda- ten (je Kanal 3 Byte). Teil für byteorientierte Daten, analoge Ausgänge: Position im Prozeßabbild der PLC-Task Beschreibung Block POS10 Control-Byte 1. Kanal POS10 Leer, wegen Word- Alignment POS10 Registerwert 1. Kanal POS10 Control-Byte 2. Kanal BC3100...
  • Seite 45 QX40.2 Ausgangssignal 1. Kanal POS08 QX40.3 Ausgangssignal 2. Kanal POS09 QX40.4 Ausgangssignal 1. Kanal POS09 QX40.5 Ausgangssignal 2. Kanal POS18 QX40.6 Ausgangssignal 1. Kanal POS18 QX40.7 Ausgangssignal 2. Kanal POS19 QX41.0 Ausgangssignal 1. Kanal POS19 QX41.1 Ausgangssignal 2. Kanal BC3100...
  • Seite 46 IW30 Eingangssignal / Registerwert 2. Kanal POS20 IB32 Status-Byte 1. Kanal POS20 IB33 Leer, wegen Word- Alignment POS20 IW34 Registerwert 1. Kanal POS20 IB36 Status –Byte 2. Kanal POS20 IB37 Leer, wegen Word- Alignment POS20 IW38 Registerwert 2. Kanal BC3100...
  • Seite 47: Darstellung Der Analogsignale Im Prozeßabbild

    Lesen eines Registersatzes im inneren der Klemme. Der Registersatz hat 64 Register. Die Einstellung werden spannungsausfallsicher gespei- chert. E/A-Bytes eines Analogkanals im Prozessabbild der PLC-Task : Offset 0 Offset 1 Offset 2 Offset 3 Controlbyte Leer Ausgangswort Ausgangswort Lo-Byte Hi-Byte Statusbyte Leer Eingangswort Eingangswort Lo-Byte Hi-Byte BC3100...
  • Seite 48: Zuordnung Der Klemmen In Der Integrierten Sps

    Busklemmen mit umfangreicherer Signalverarbeitung gleich. Zuordnung der Klemmen in der integrierten In einer ausgelieferten Version des BC3100 werden defaultmäßig alle Klemmen der integrierten SPS zugeordnet. Bei der Abbildung der Klem- mensignale auf das PLC-Prozeßabbild gilt das oben gesagte, an Offset 0 befindet sich der erste Kanal der ersten analogen Klemme, jeweils für In-...
  • Seite 49 1. KL1002 2. KL2012 3. KL3002 4. KL6021 im Standard-Format Die KL6021 soll von einem überlagerten System bearbeitet werden und ist daher dem DP-Prozeßabbild zuzuordnen. User_Prm_Data[15] = 00101010B Weiterhin sollen PLC-Eingangsbytes 17-23 PLC- Ausgangsbytes 22-26 über den PROFIBUS übertragen werden. BC3100...
  • Seite 50 Offset 3: KL3002, 1. Kanal Eingangswert-Hi Offset 4: KL3002, 2. Kanal Status-Byte Offset 5: frei, wegen Word-Alignment Offset 6: KL3002, 1. Kanal Eingangswert-Lo Offset 7: KL3002, 1. Kanal Eingangswert-Hi Offset 8: Bit 0: KL1002, 1.Kanal Offset 8: Bit 1: KL1002, 2.Kanal BC3100...
  • Seite 51 Offset 3: KL3002, 1. Kanal Ausgangswert-Hi Offset 4: KL3002, 2. Kanal Control-Byte Offset 5: frei, wegen Word-Alignment Offset 6: KL3002, 1. Kanal Ausgangswert-Lo Offset 7: KL3002, 1. Kanal Ausgangswert-Hi Offset 8: Bit 0: KL2012, 1.Kanal Offset 8: Bit 1: KL2012, 2.Kanal BC3100...
  • Seite 52: Support Und Service

    Anhang Support und Service Beckhoff und seine weltweiten Partnerfirmen bieten einen umfassenden Support und Service, der eine schnelle und kompetente Unterstützung bei allen Fragen zu Beckhoff Produkten und Systemlösungen zur Verfügung stellt. Beckhoff Support Der Support bietet Ihnen einen umfangreichen technischen Support, der Sie nicht nur bei dem Einsatz einzelner Beckhoff Produkte, sondern auch bei weiteren umfassenden Dienstleistungen unterstützt:...

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