PSM-ME-RS485/RS485-P

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PSM-ME-RS485/RS485-P
PSM-ME-RS485/RS485-P
Repeater für RS-485-2-Draht-Bussysteme
Datenblatt
100273_de_04
1
© PHOENIX CONTACT 2015-08-21
Beschreibung
Der RS-485-Repeater PSM-ME-RS485/RS485-P wurde
für die hohen Anforderungen von Feldbus-Systemen entwickelt. Das Gerät wird im Schaltschrank auf Standard-Tragschiene aufgerastet und mit 24 V DC oder AC versorgt.
Sie können den Repeater in allen gängigen 2-Draht-Bussystemen einsetzen: PROFIBUS, Modbus, RACKBUS
(Endress & Hauser), SUBCONET-K (Moeller),
UNI-TELWAY (Telemecanique), DANBUS (Danfoss),
RS-BUS (Landis & Staefa), NET 2000 (B & R),
INSUM (ABB), J-BUS (Merlin Gerin), ET-WAY (Jetter),
S-BUS (SAIA) und ca. 60 weitere firmenspezifische Bussysteme
Einsatzmöglichkeiten:
– Potenzialtrennung und Bussegmentierung
– Erhöhung der Systemverfügbarkeit
– Reichweitenerhöhung
– Erhöhung der Übertragungsrate
– Teilnehmererweiterung
– Aufbau von Misch- und Netzstrukturen
Merkmale
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Unterstützung aller gängigen 10/11-Bit-UART-Datenformate
Selbststeuernde Sende-/Empfangsumschaltung
Übertragungsrate 1,2 kBit/s ... 1,5 MBit/s
Integrierte, zuschaltbare Abschlusswiderstände
Hochwertige 3-Wege-Trennung zwischen allen
Schnittstellen
Integrierter Überspannungsschutz mit Transientenableitung zur Tragschiene
Schaltschrankgerechte Versorgungsspannung mit
24 V DC oder AC
Steckbare Schraubanschlussklemmen
Schiffsbauzulassung nach DNV
VORSICHT: Elektrische Spannung
Das Gerät ist ausschließlich für den Betrieb mit Sicherheitskleinspannung (SELV) nach IEC 60950/EN 60950/
VDE 0805 ausgelegt. Das Gerät darf nur an Geräte angeschlossen werden, die die Bedingungen der
EN 60950 erfüllen.
Stellen Sie sicher, dass Sie immer mit der aktuellen Dokumentation arbeiten.
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PSM-ME-RS485/RS485-P
2
Inhaltsverzeichnis
1
Beschreibung .......................................................................................................................... 1
2
Inhaltsverzeichnis .................................................................................................................... 2
3
Bestelldaten............................................................................................................................. 3
4
Technische Daten.................................................................................................................... 3
5
Sicherheitshinweise................................................................................................................. 6
5.1
UL-Hinweise ....................................................................................................................... 6
6
Applikationsbeispiele............................................................................................................... 7
6.1
Hinweise für PROFIBUS-Systeme ........................................................................................... 7
7
Aufbau ..................................................................................................................................... 8
7.1
Abmessungen .................................................................................................................... 8
7.2
Funktionselemente............................................................................................................... 9
8
Konfigurieren über DIP-Schalter ............................................................................................ 10
8.1
Übertragungsrate .............................................................................................................. 10
8.2
Abschlusswiderstand.......................................................................................................... 10
9
Datenleitungen anschließen .................................................................................................. 11
10
Montage ................................................................................................................................ 12
10.1 Demontage ...................................................................................................................... 12
10.2 Spannungsversorgung ........................................................................................................ 12
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PHOENIX CONTACT
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PSM-ME-RS485/RS485-P
3
Bestelldaten
Beschreibung
Typ
Art.-Nr.
VPE
Repeater, zur Potenzialtrennung und Reichweitenerhöhung in
RS-485-2-Draht-Bussystemen, 3-Wege-Trennung, schienenmontabel
PSM-ME-RS485/RS485-P
2744429
1
Zubehör
Typ
Art.-Nr.
VPE
Schirmanschlussschelle für Leiterplattenklemme
ME-SAS
2853899
10
Betätigungswerkzeug, für ST-Klemmen, auch als Schlitz-Schraubendreher geeignet, Größe: 0,6 x 3,5 x 100 mm, 2-Komponentengriff,
mit Abrollschutz
SZF 1-0,6X3,5
1204517
10
2313944
1
Aktiver Abschlusswiderstand für PROFIBUS- und RS-485-Bussysteme.
PSI-TERMINATOR-PB
Kompakte Bauform, galvanische Trennung zwischen Versorgung und
Datenschnittstelle, Busterminierung zuschaltbar, integrierte Programmierschnittstelle.
4
Technische Daten
Versorgung
Versorgungsspannungsbereich
18 V AC/DC ... 30 V AC/DC (über steckbare Schraubklemme COMBICON)
Stromaufnahme typisch
90 mA (24 V DC)
Galvanische Trennung
VCC // RS-485 (A) // RS-485 (B)
Prüfspannung Datenschnittstelle/Versorgung
1,5 kVeff (50 Hz, 1 min.)
Anzugsdrehmoment
0,56 Nm ... 0,79 Nm
RS-485-Schnittstelle, nach EIA/TIA-485, DIN 66259-4/RS-485-2-Draht
Übertragungskanäle
2 (1/1), TD, RD, halbduplex
Betriebsart
halbduplex
Anschlussart
Steckbarer Schraubanschluss
Leiterquerschnitt
0,2 mm² ... 2,5 mm² (24 AWG ... 12 AWG)
Datenformat/Kodierung
UART (11/10 Bit umschaltbar, NRZ)
Datenrichtungsumschaltung
selbststeuernd, min. station response time 1 Bit
Abschlusswiderstand
390 Ω / 180 Ω / 390 Ω
Serielle Übertragungsrate
1,2 / 2,4 / 4,8 / 9,6 / 19,2 / 38,4 / 57,6 / 75 / 93,75 / 115,2 / 136 / 187,5 / 375 / 500
/ 1500 kBit/s
Übertragungslänge
≤ 1200 m (in Abhängigkeit von Übertragungsrate, Bussystem und Kabeltyp)
Übertragungsmedium
2-Draht Twisted Pair, geschirmt
Unterstützte Protokolle
protokolltransparent
RS-485-Schnittstelle, nach EIA/TIA-485, DIN 66259-4/RS-485-2-Draht
Leiterquerschnitt
0,2 mm² ... 2,5 mm² (24 AWG ... 12 AWG)
Datenformat/Kodierung
UART (11/10 Bit umschaltbar, NRZ)
Datenrichtungsumschaltung
selbststeuernd, min. station response time 1 Bit
Serielle Übertragungsrate
1,2 / 2,4 / 4,8 / 9,6 / 19,2 / 38,4 / 57,6 / 75 / 93,75 / 115,2 / 136 / 187,5 / 375 / 500
/ 1500 kBit/s
Übertragungslänge
≤ 1200 m (in Abhängigkeit von Übertragungsrate, Bussystem und Kabeltyp)
Übertragungsmedium
2-Draht Twisted Pair, geschirmt
Unterstützte Protokolle
protokolltransparent
Betriebsart
halbduplex
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PHOENIX CONTACT
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PSM-ME-RS485/RS485-P
Allgemeine Daten
Schutzart
IP20
Abmessungen (B/H/T)
22,5 mm x 99 mm x 114,5 mm
Gehäusematerial
PA 6.6-FR grün
Freier Fall nach IEC 60068-2-32
1m
Vibrationsfestigkeit nach EN 60068-2-6/IEC 60068-2-6
5g, 150 Hz, 2,5 h, in XYZ-Richtung
Schock nach EN 60068-2-27/IEC 60068-2-27
25g, 11 ms Dauer, Halbsinus-Schockimpuls
MTTF (Mean Time To Failure) SN 29500 Standard, Temperatur 25 °C,
Arbeitszyklus 21 % (5 Tage pro Woche, 8 Std. pro Tag)
1808 Jahre
MTTF (Mean Time To Failure) SN 29500 Standard, Temperatur 40 °C,
Arbeitszyklus 34,25 % (5 Tage pro Woche, 12 Std. pro Tag)
796 Jahre
MTTF (Mean Time To Failure) SN 29500 Standard, Temperatur 40 °C,
Arbeitszyklus 100 % (7 Tage pro Woche, 24 Std. pro Tag)
334 Jahre
Bitverzerrung, Eingang
max. ± 35 %
Bitverzerrung, Ausgang
< 3,6 %
Bitverzerrung
< 1,5 %
Störabstrahlung nach
EN 50 081-1
Störfestigkeit nach
EN 50 082-2
Elektromagnetische Verträglichkeit
Konformität zur EMV-Richtlinie 2004/108/EG
Umgebungsbedingungen
Umgebungstemperatur (Betrieb)
-40 °C ... 70 °C
Umgebungstemperatur (Lagerung/Transport)
-40 °C ... 85 °C
Zulässige Luftfeuchtigkeit (Betrieb)
10 % ... 95 % (keine Betauung)
Höhenlage
5000 m (Einschränkung siehe Herstellererklärung)
Approbationen / Zulassungen
Konformität
CE-konform
EAC
UL, USA / Kanada
508 Recognized
Class I, Div. 2, Groups A, B, C, D
Class I, Zone 2, AEx nA IIC T4
Class I, Zone 2, Ex nA IIC T4 Gc X
Zulassung Schiffbau
DNV
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PHOENIX CONTACT
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PSM-ME-RS485/RS485-P
Konformität zur EMV-Richtlinie 2004/108/EG
Störfestigkeit nach EN 61000-6-2
Entladung statischer Elektrizität
Elektromagnetisches HF-Feld
Schnelle Transienten (Burst)
Stoßstrombelastungen (Surge)
Leitungsgeführte Beeinflussung
EN 61000-4-2
Kontaktentladung
± 6 kV (Prüfschärfegrad 3)
Luftentladung
± 8 kV (Prüfschärfegrad 3)
Bemerkung
Kriterium B
EN 61000-4-3
Frequenzbereich
26 MHz ... 3 GHz (Prüfschärfegrad 3)
Feldstärke
10 V/m
Bemerkung
Kriterium A
EN 61000-4-4
Eingang
± 2,2 kV (Prüfschärfegrad 3)
Signal
± 2,2 kV (Prüfschärfegrad 3)
Bemerkung
Kriterium B
EN 61000-4-5
Eingang
± 0,5 kV (Versorgung DC)
Signal
± 1 kV (Datenleitung, asymmetrisch)
Bemerkung
Kriterium B
EN 61000-4-6
Frequenzbereich
0,15 MHz ... 80 MHz
Spannung
10 V
Bemerkung
Kriterium A
Störaussendung nach EN 61000-6-4
Störaussendung
EN 55011
Klasse A, Einsatzgebiet Industrie
Kriterium A
Normales Betriebsverhalten innerhalb der festgelegten Grenzen
Kriterium B
Vorübergehende Beeinträchtigung des Betriebsverhaltens, die das Gerät selbst wieder korrigiert
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PHOENIX CONTACT
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PSM-ME-RS485/RS485-P
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Sicherheitshinweise
WARNUNG:
Beachten Sie beim Einsatz des Geräts die folgenden Sicherheitshinweise!
•
Die Installation, Bedienung und Wartung ist von elektrotechnisch qualifiziertem Fachpersonal durchzuführen.
Befolgen Sie die beschriebenen Installationsanweisungen. Halten Sie die für das Errichten und Betreiben geltenden Bestimmungen und Sicherheitsvorschriften
(auch nationale Sicherheitsvorschriften), sowie die allgemein anerkannten Regeln der Technik ein. Die sicherheitstechnischen Daten sind der Packungsbeilage
und den Zertifikaten (Konformitätsbewertung, ggf. weitere Approbationen) zu entnehmen.
Öffnen oder Verändern des Gerätes über die Konfiguration hinaus ist nicht zulässig. Reparieren Sie das Gerät
nicht selbst, sondern ersetzen Sie es durch ein gleichwertiges Gerät. Reparaturen dürfen nur vom Hersteller
vorgenommen werden. Der Hersteller haftet nicht für
Schäden aus Zuwiderhandlung.
Die Schutzart IP20 (IEC 60529/EN 60529) des Gerätes
ist für eine saubere und trockene Umgebung vorgesehen. Setzen Sie das Gerät keiner mechanischen und/
oder thermischen Beanspruchung aus, die die beschriebenen Grenzen überschreitet.
Die zugänglichen Schalter des Gerätes dürfen nur betätigt werden, wenn das Gerät stromlos ist.
Das Gerät ist ausschließlich für den Betrieb mit Sicherheitskleinspannung (SELV) nach IEC 60950/EN 60950/
VDE 0805 ausgelegt. Das Gerät darf nur an Geräte angeschlossen werden, die die Bedingungen der
EN 60950 erfüllen.
•
•
•
•
5.1
UL-Hinweise
PROCESS CONTROL EQUIPMENT FOR HAZARDOUS LOCATIONS 31ZN
A) All wiring of these devices must be in accordance with the national electric code article
501.4(B) for Class 1, Division 2.
B) Product must be installed in Class I, Zone 2 certified at least an IP54 enclosure.
C) Product must be used in no more than a pollution degree 2 environment as defined by IEC 60664-1
D) Provisions must be made to provide transient protection to the product so that
voltage levels do not exceed 40% of the rated voltage at the power supply terminals.
Wire Range: 30-12 AWG,
Torque: 5-7 Lbs-Ins
Supply voltage range 24 V DC 20% 90 mA
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PHOENIX CONTACT
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PSM-ME-RS485/RS485-P
6
6.1
Applikationsbeispiele
Mit dem Repeater können Sie Netzwerkstrukturen aufbauen, die an die jeweilige Applikation angepasst sind.
Dabei werden die Limitierungen der RS-485-Norm erweitert. Die Norm definiert folgende Eckdaten:
– Bis zu 32 Teilnehmer je Potenzialsegment
– Nur Linienstrukturen
– Maximale Länge einer Busleitung: 1200 m
– Maximale Länge einer Stichleitung ohne Abschlusswiderstand: 5 m, abhängig von der Übertragungsrate
– Busleitungsabschluss am Anfang und am Ende der
Busleitung
Beachten Sie, dass der Port des Repeaters in
jedem Potenzialsegment als Teilnehmer berücksichtigt werden muss.
Bus- und Stichleitungslängen sind abhängig
von der Übertragungsgeschwindigkeit und
dem verwendeten Kabeltyp. Spezifikationen
dazu entnehmen Sie bitte dem Herstellerhandbuch des verwendeten Bussystems.
≤ 1200m
Hinweise für PROFIBUS-Systeme
Die EN 50170 (PROFIBUS-Norm) spezifiziert je nach Übertragungsrate unterschiedliche Segmentlängen.
Für die Überbrückung größerer Distanzen können Sie mehrere Segmente getrennt durch Repeater in Reihe schalten.
Diese Kaskadierung ist von der Übertragungsgeschwindigkeit abhängig. Die maximale Kaskadierbarkeit und die unterschiedlichen Segmentlängen finden Sie in der nebenstehenden Tabelle.
Max. Busausdehnung =
(Max. Kaskadierbarkeit + 1) x Segmentlänge
Übertragungsrate
in kBit/s
1,2 / 2,4 / 4,8
/ 9,6 / 19,2 /
38,4 / 57,6 /
75 / 93,75
115,2
136
187,5
375
500
1500
Segmentlänge [m]
1200
Maximale
Kaskadierbarkeit
9
Maximale
Busausdehnung [km]
12
1000
1000
1000
600
400
200
8
7
6
5
5
5
9
8
7
3,6
2,4
1,2
Basis für die Berechnung: Standard-PROFIBUS-Kabel
≤ 5m
10 m
20 m
Bild 1
20 m
10 m
Leitungslängen nach der RS-485-Norm
40 m
Linienstruktur
25 m
10 m
75 m
50 m
100 m
100 m
40 m
30 m
20 m
max. 30 Teilnehmer
max. 30 Teilnehmer
Bild 2
Leitungslängen
= Busabschlusswiderstand einschalten
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PHOENIX CONTACT
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PSM-ME-RS485/RS485-P
7
Aufbau
7.1
Abmessungen
118,6
22,5
99
PSM-ME-RS232/RS485-P
Ord.-No.: 2744416
112
RS232
RS485
D(A) D(B) T(A) T(B)
GND
Bild 3
Gehäuseabmessungen
Steckbare Schraubklemme
+5V (A)
+5V (B)
GN
390Ω 180Ω 390Ω
390Ω 180Ω 390Ω
RS - 458 Port B
+5V (B)
+5V (A)
D(A)
D(A)
D(B)
GN
GND
YE
D(B)
GND
BUS-Management
Shield
RS - 458 Port A
VCC
24V
24V
0V
0V
Shield
D(A)
DATA
D(B)
RATE
GND
Shield
Bild 4
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Blockschaltbild
PHOENIX CONTACT
8
PSM-ME-RS485/RS485-P
7.2
Funktionselemente
4
5
2
3
7
A
1
D
T
D
R
C
C
V
85
s4
R
5
48
S
R
6
B
D(
A)
D(
B)
T(A
)T
(B
)
D(
A)
D(
B)
T
(A
) T(
B)
7
8
Bild 5
Funktionselemente
Steckbare Schraubklemmen COMBICON
1 Spannungsversorgung (Pin 1 + Pin 3)
2 RS-485-Schnittstelle, Port A
6 RS-485-Schnittstelle, Port B
Diagnose- und Statusanzeigen
3 VCC (grün) Versorgungsspannung
4 RD (grün)
RS-485 (A)
Daten empfangen
5 TD (gelb)
RS-485 (A)
Daten senden
Bedienelemente
7 Schirmanschlussschelle
8 Arretierungslasche zur Tragschienenmontage
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PHOENIX CONTACT
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PSM-ME-RS485/RS485-P
8
Konfigurieren über DIP-Schalter
Um an die DIP-Schalter und die Schiebeschalter zu gelangen, müssen Sie das Gehäuse öffnen.
ACHTUNG: Elektrostatische Entladung!
Das Gerät enthält Bauelemente, die durch
elektrostatische Entladung beschädigt oder
zerstört werden können. Beachten Sie beim
Umgang mit dem Gerät die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen gegen elektrostatische
Entladung (ESD) gemäß EN 61340-5-1 und
IEC 61340-5-1.
•
•
Entriegeln Sie den Gehäusekopf mit einem Schraubendreher (A).
Ziehen Sie die Leiterplatte vorsichtig bis zum Anschlag
heraus.
8.1
•
Übertragungsrate
Stellen Sie die Übertragungsrate über die DIP-Schalter
ein.
ON = 
DIP 1
Datenrate [kBit/s] 1500
500
375
187,5
136
115,2
93,75
75
57,6

38,4

19,2

9,6

4,8

2,4*

1,2*

DIP 2
DIP 3







DIP 4














* Die Übertragungsraten 1,2 kBit/s und 2,4 kBit/s sind ab
Hardware/Firmware-Stand (HW/FW) 20/300 verfügbar.
Stellen Sie alle PSM-Repeater und Busteilnehmer auf die gleiche Datenrate ein.
Bild 6
8.2
Gehäuse öffnen
Terminate
Port B
Terminate
Port A
ON
ON
Abschlusswiderstand
Um die RS-485-Busleitung abzuschließen, enthält das
Gerät für jeden Port einen zuschaltbaren Abschlusswiderstand.
• Aktivieren Sie den Abschlusswiderstand durch Verstellen des Schiebeschalters TERMINATE auf ON.
Schließen Sie die RS-485-Busleitung an den
beiden entferntesten Busenden ab.
OFF OFF
ON
Bild 7
100273_de_04
6
5
4
3
2
1
Leiterplatte herausziehen
PHOENIX CONTACT
10
PSM-ME-RS485/RS485-P
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Datenleitungen anschließen
ACHTUNG: Störeinflüsse
Verwenden Sie abgeschirmte Datenleitungen
mit verdrillten Aderpaaren. Der Kabelschirm
muss auf beiden Seiten der Übertragungsstrecke angeschlossen werden!
PSM-ME-...RS-485
D(A)
D(B)
GND
Bild 8
•
PSM-ME-...RS-485
1
2
6
1
2
6
D(A)
D(B)
GND
RS-485-Schnittstelle
Um zwei RS-485-Schnittstellen zu koppeln, verbinden
Sie diese mit Twisted-Pair-Leitungen.
D(A)
D(B)
= Datenleitung –
= Datenleitung +
D(
A)
D(
B)
GN
D
SH
D
D(
A)
D(
B)
GN
DS
HD
Bild 9
•
Schirmschelle installieren
Verwenden Sie zur Schirmanbindung die mitgelieferte
Schirmanschlussschelle.
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PHOENIX CONTACT
11
PSM-ME-RS485/RS485-P
10
10.1
Montage
Demontage
VORSICHT: Elektrische Spannung
A
Das Gerät ist ausschließlich für den Betrieb
mit Sicherheitskleinspannung (SELV) nach
IEC 60950/EN 60950/VDE 0805 ausgelegt.
D
T
D
R
C
C
V
85
s4
R
5
48
S
R
B
D(A
)D
(B
)T
(A
)T
(B
)
ACHTUNG: Fehlfunktion
Stellen Sie eine elektrisch leitende Verbindung mittels einer Erdungsklemme zwischen
der Tragschiene und der Schutzerde her. Das
Gerät wird beim Aufrasten auf die Tragschiene geerdet.
D(A
)D
(B
)T
(A
) T(B
)
So ist gewährleistet, dass der integrierte
Überspannungsschutz funktioniert und die
Abschirmung der Datenleitung wirksam aufgelegt ist.
5
A
Bild 11
•
•
B
•
Demontage
Ziehen Sie mit einem Schraubendreher, Spitzzange
o. ä. die Arretierungslasche nach unten.
Winkeln Sie die Unterkante des Geräts etwas von der
Montagefläche ab.
Ziehen Sie das Gerät von der Tragschiene ab.
10.2
Spannungsversorgung
Das Gerät wird mit 24 V DC oder AC versorgt.
0V
24 V
Bild 10
Montage auf Tragschiene
24V 24V 0V 0V
•
•
•
SHD GND D(B)D(A)
Verwenden Sie nur saubere, korrosionsfreie 35-mmTragschienen nach DIN EN 60715, um Übergangswiderstände zu vermeiden.
Installieren Sie neben dem linken Gerät einen Endhalter, um ein Verrutschen der Geräte zu verhindern.
Setzen Sie das Gerät von oben auf die Tragschiene.
Drücken Sie das Gerät an der Front in Richtung der
Montagefläche bis es hörbar einrastet.
A
TD RD VCC
RS485
RS485
B
D(A) D(B) GNDSHD
D(A) D(B)GND SHD
Bild 12
•
100273_de_04
Spannungsversorgung
Speisen Sie die Versorgungsspannung über die Klemme 1 (Pin 1 und Pin 3) in das Gerät ein.
PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG • 32823 Blomberg • Germany
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